 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2008 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
В нефтяной промышленности, заводнения или нагнетания воды , где вода вводится в масляный резервуар, чтобы поддерживать давление (также известный как замена пустотности), или ехать нефть в направлении скважины, и тем самым увеличить производство. Водонагнетательные скважины могут быть расположены на суше и на море для увеличения нефтеотдачи из существующего коллектора.
Обычно может быть извлечено только 30% нефти из коллектора, но закачка воды увеличивает извлечение (известный как коэффициент извлечения) и поддерживает производительность пласта в течение более длительного периода.
Заводнение началось случайно в Питхоле, штат Пенсильвания, к 1865 году. Заводнение стало обычным явлением в Пенсильвании в 1880-х годах. [1]
Источники закачиваемой воды [ править ]
Для инъекций можно использовать большинство источников объемной воды. Для добычи нефти используются следующие источники воды:
Пластовая вода часто используется в качестве закачиваемой жидкости. Это снижает вероятность повреждения пласта из-за несовместимых жидкостей, хотя риск образования накипи или коррозии в нагнетательных трубопроводах или насосно-компрессорных трубах сохраняется. Кроме того, пластовая вода, загрязненная углеводородами и твердыми частицами, должна быть утилизирована каким-либо образом, а сброс в море или реку потребует в первую очередь очистки водного потока. Однако обработка, необходимая для придания пластовой воде пригодности для повторной закачки, может быть столь же дорогостоящей.
Поскольку объемы производимой воды никогда не могут быть достаточными для замены всех объемов добычи (нефти и газа в дополнение к воде), необходимо обеспечить дополнительную «подпиточную» воду. Смешивание воды из разных источников увеличивает риск образования накипи.
Морская вода может быть наиболее удобным источником для морских производственных объектов, и ее можно перекачивать на берег для использования на наземных месторождениях. По возможности водозабор размещают на достаточной глубине, чтобы снизить концентрацию водорослей; однако обычно требуются фильтрация, деоксигенация и биоциды.
Вода водоносного горизонта из водоносных пластов, отличных от нефтяного коллектора, но с той же структурой, имеет преимущество чистоты и химической совместимости, если таковая имеется. Однако это будет недопустимо, если водоносный горизонт является источником питьевой воды, как, например, в Саудовской Аравии.
Перед закачкой речная вода требует фильтрации и биоцида.
Фильтры [ править ]
Фильтры очищают воду и удаляют загрязнения, такие как отложения, ракушки , песок, водоросли и другие биологические вещества. Типичная фильтрация составляет до 2 микрометров , но зависит от требований резервуара. После фильтрации оставшееся вещество в фильтрате достаточно мелкое, чтобы избежать закупорки пор резервуара. Песокфильтры - это широко используемая технология фильтрации. Песчаный фильтр имеет пласты с песчаными гранулами разного размера. Вода проходит через первый, самый крупный слой песка до самого тонкого. Для очистки фильтра процесс обратный. После фильтрации вода поступает в колонну деоксигенации. Песочные фильтры громоздкие, тяжелые, на них просыпаются частицы песка, и для улучшения качества воды требуются химические вещества. Более сложный подход заключается в использовании автоматических самоочищающихся сетчатых фильтров с обратной промывкой (сканирование на всасывании).
Важность правильной очистки воды имеет решающее значение; особенно в случае речной и морской воды, качество забираемой воды может значительно различаться (весеннее цветение водорослей, штормы и течения, поднимающие отложения с морского дна), что может существенно повлиять на работу водоочистных сооружений. Это может привести к плохому качеству воды, биологическому забиванию пласта и снижению добычи нефти. [2]
Деоксигенация [ править ]
Кислород необходимо удалять из воды, потому что он способствует коррозии и росту некоторых бактерий . Рост бактерий в коллекторе может привести к образованию сероводорода , что является источником производственных проблем, и может заблокировать поры в породе.
Дезоксигенирование башни приносит впрыска воды в контакт с потоком газа (газ легко доступен в месторождении нефти). Отфильтрованная вода стекает по колонне деоксигенации, разбрызгиваясь на ряд тарелок или насадок, вызывая перенос растворенного воздуха в поток газа.
Альтернативный или дополнительный метод, также используемый в качестве резервного для колонн деоксигенации, заключается в добавлении агента, поглощающего кислород, такого как бисульфит натрия и бисульфит аммония.
Другой вариант - использовать мембранные контакторы. Мембранные контакторы приводят воду в контакт с потоком инертного газа, такого как азот, для удаления растворенного кислорода. Мембранные контакторы обладают меньшим весом и компактностью, что позволяет создавать системы меньшего размера.
Насосы для закачки воды [ править ]
Нагнетательные насосы высокого давления и высокого расхода расположены рядом с колонной деоксигенации и подкачивающими насосами. Они заполняют дно резервуара фильтрованной водой, чтобы толкать масло к скважинам, как поршень . Результат укола не быстрый, нужно время.
Установки закачки воды [ править ]
Конфигурация описанных выше элементов установки и условия их эксплуатации описаны в этом разделе. Это бывшая установка Amoco North West Hutton и установка Buzzard в Северном море.
Северо-Западный Хаттон [ править ]
Система закачки воды имела два варианта конструкции [3]
- Случай A - Закачка 100 000 баррелей воды в день (BWPD) (662 м 3 / час), нагнетательные насосы, работающие параллельно, с давлением нагнетания 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар)
- Вариант B - 60 000/65 000 баррелей в сутки (397/431 м 3 / час), насосы включены последовательно / параллельно, давление нагнетания 3000 фунтов на кв. Дюйм (207 бар) и 30 000/35 000 баррелей в сутки (198/232 м 3 / час) при давлении нагнетания 5000 фунтов на квадратный дюйм (345 бар)
Два рабочих подъемных насоса забортной воды подавали воду со скоростью 1 590 м 3 / час и давлением 30,5 фунтов на кв. Дюйм (2,1 бар изб.) В фильтры забортной воды. Они состояли из шести двойных фильтрующих слоев (гранат и антрацит). Нормальный поток был нисходящий. Обратный поток воды и воздуха был направлен вверх, при этом промывочная вода сбрасывалась за борт. [3] Обратная промывка была инициирована высоким перепадом давления на фильтрующем слое.
Отфильтрованная вода направлялась в верхнюю часть деаэратора. Это была вертикальная емкость высотой 12,6 м и диаметром 4,0 м, внутренняя часть которой образовывала насадочный слой. Воздух удалялся из воды восходящим потоком топливного газа, газ / воздух направлялся от верхней части сосуда к факелу. Поглотитель кислорода вводили в сосуд деаэратора для удаления любого остаточного кислорода. Деаэрированная вода забиралась из дна сосуда деаэраторными насосами и направлялась в коллектор холодной воды, работающий под давлением 90 фунтов на квадратный дюйм (6,2 бар изб.).
Охладители технологических процессов и бытовые охладители подавались из коллектора холодной воды, теплая вода из охладителей направлялась в барабан дегазации, где удалялись воздух или газ. Из барабана дегазации вода поступала на инжекторные фильтры. [3]
Вода фильтровалась в фильтрах для впрыска воды, один рабочий и один в режиме ожидания / обратной промывки. Из фильтров вода направлялась к насосам для закачки воды.
Каждый из трех насосов для закачки воды имел производительность 221 м 3 / час с перепадом напора 2068,5 метров (209 бар). Насосы нагнетают давление в коллектор на 3000 фунтов на квадратный дюйм и на устье скважины. Одиночный подкачивающий насос для нагнетания воды (221 м 3 / час, перепад давления 1379 м (139 бар)) забирал всасывание из нагнетательного патрубка нагнетательных насосов и нагнетал его в коллектор на 5000 фунтов на квадратный дюйм (345 бар) и устья скважин.
Было восемь водонагнетательных скважин, каждая из которых имела производительность 15 000 баррелей в сутки (99,4 м 3 / час). [3]
Канюк [ править ]
Альтернативная конфигурация и технология используются на месторождении Buzzard в Северном море. [4] Подъемные насосы для забортной воды подают 4 000 м 3 / ч при давлении 12 бар изб. На установку грубой фильтрации морской воды. После фильтрации вода используется для охлаждения охлаждающей среды в пластинчатых теплообменниках охлаждающей среды. 2322,7 м 3 / ч морской воды теперь под давлением 6 бар изб. И 20 ° C направляется на фильтры тонкой очистки, а затем на мембрану для удаления сульфата, где используется обратный осмос для удаления ионов сульфата из воды. [4]
Десульфатированная вода поступает в верхнюю часть деаэраторной колонны, которая работает при частичном вакууме (0,3 бар абс.), Поддерживаемом вакуумной установкой деаэратора. Внутри деаэратора имеется три насадочных слоя. Деаэрированная вода забирается из основания деаэратора перекачивающими насосами, которые подают 1632 м 3 / час при давлении 3,6 бар изб. В расширительный барабан дегазатора. [4] Из уравнительного барабана вода перекачивается в нагнетательные насосы, которые подают воду мощностью до 250 000 баррелей в сутки в 11 водонагнетательных скважин. [5]
Пластовая вода также закачивается в пласт до 350 000 баррелей в сутки. [6]
Водонагнетательные скважины [ править ]
В таблице показано количество водонагнетательных скважин на некоторых морских установках, в основном в Северном море. [7]
| Монтаж | Место расположения | Кол-во водонагнетательных скважин | Монтаж | Место расположения | Кол-во водонагнетательных скважин | |
| Брент C | Северное море | 9 | Наморадо I | Южная Америка | 3 | |
| Клеймор А | Северное море | 10 | Наморадо II | Южная Америка | 11 | |
| Баклан А | Северное море | 18 | Черное I | Южная Америка | 5 | |
| Статфьорд А | Северное море | 6 | Гага | Северное море | 7 | |
| Murchison | Северное море | 10 | Нельсон | Северное море | 9 | |
| Магнус | Северное море | 5 | Тиффани | Северное море | 7 | |
| Brae A | Северное море | 14 | NW Hutton | Северное море | 8 |
Источники и примечания [ править ]
- "New Billions In Oil" Popular Mechanics , март 1933 г. - статья об изобретении закачки воды для добычи нефти.
- Впрыск воды
- Прогнозные расчеты характеристик заводнения
- ^ Abdus Саттер, Гулам М. Икбал, и Джеймс Л. Бухвальтер, Практическая Enhanced Reservoir Engineering (Tulsa, штат Оклахома .: PennWell, 2008) 492.
- ^ Baveye, P .; Vandevivere, P .; Хойл, BL; ДеЛео, ПК; де Лосада, Д.С. (2006). «Воздействие на окружающую среду и механизмы биологического засорения насыщенных грунтов и водоносных горизонтов» ( PDF ) . Критические обзоры в области науки об окружающей среде и технологий . 28 (2): 123–191. DOI : 10.1080 / 10643389891254197 .
- ^ a b c d Таблицы и удостоверения личности North West Hutton от 1997 г.
- ^ a b c Блок-схемы инженерных сетей Buzzard от 2003 г.
- ^ «Начинается добыча нефтегазового месторождения UK Buzzard» . Нефтегазовый журнал . 8 января 2007 г.
- ^ "Buzzard становится крупнейшим разработкой нефтяных месторождений Великобритании за последнее время" . Оффшор . 1 декабря 2006 г.
- ^ Мэттью Холл Инжиниринг оффшорная рекламная брошюра, апрель 1991 г.
| vтеНефтяная промышленность | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Commons