что такое нагнетательная скважина
Нагнетательные нефтяные скважины
Нагнетательная нефтяная скважина – специализированная скважина, предназначенная для выполнения функции закачки любого рода газа, жидкости, воздуха или теплоносителя в продуктивный для поддержки производительности пластов. Ключевая задача подобного типа скважин – это замена коллекторного флюида. Исследование нагнетательных скважин позволило активно использовать их в нефтедобывающей промышленности.
Что такое нефтяная нагнетательная скважина?
Устройство нагнетательной скважины для добычи нефти разработано таким образом, чтобы нагнетать воду или газ в:
Эксплуатация нагнетательных скважин осуществляется в большей степени при разработке нефтяных месторождений, в меньшей – нефтегазовых и газоконденсатных.
Нагнетательные скважины нашли свое применение не только в сфере нефтедобычи, но и в сегменте хранения полезных ископаемых, а также осушении обводненных месторождений. Конструкция нагнетательной скважины нефтяной подбирается исходя из предназначения, задач, которые ставятся перед оборудованием, прогнозируемой глубины и прочих технических параметров.
Конструкция нагнетательной нефтяной скважин и ее особенности
Конструкция нагнетательных скважин, как уже упоминалось ранее, напрямую зависит от характера работ оборудования и характера месторождения.
Схема нагнетательной скважины для добычи нефти, также, как и любая другая, предусматривает наличие устья. В данном случае оно оборудуется с помощью манометров и задвижек, а в глубокую область при этом помещают специализированные насосно-компрессорные трубы. Трубы размещают до уровня кровли поглощающего пласта.
Оборудование нагнетательных скважин также обязано обеспечивать герметичность. Для того, чтобы уровень герметичности был допустимым, требуется процементировать пространство за колоннами на всем протяжении ствола нефтяной скважины от устья до забоя. В случае, если почва и горне породы особенно неустойчивы, рекомендуется дополнительно использовать пакеры. Схемы оборудования нагнетательных скважин предусматривают наличие перегородок, манометров и компрессоров.
Приемистость нагнетательной скважины: основной технический параметр
При работе с представленном типом скважин необходимо учитывать такой технический параметр, как приемистость нагнетательной скважины. Этак характеристика демонстрирует возможности закачки рабочего агента в пласт месторождения. Специалисты определяют эту величину как объем смеси, который закачивается в пласт за определенную временную единицу.
Как утверждают специалисты, для проведения технологических расчетов в учет берется коэффициент приемистости. Его рассчитывают, как отношение количества агента, который закачивается пласт в установленную единицу времени к репрессии, которая создается на заборе в момент закачки. Важно понимать, что степень расхода агента рассчитывается на поверхности.
Способы освоения нефтяных источников при использовании нагнетательных скважин
Освоение осуществляется посредством одного ряда, то есть одну из шахт применяют для воды, а вторую для нефти. Наибольшее количество полезного ископаемого при заборе реализуется до момента возникновения пресного источника в ресурсе. Обычно он попадает в соседние шахты для жидкости. Согласно правилам работы с оборудованием, есть возможность группирования в пласте с большим количеством нефти накопление воды линейного типа. Это позволяет вытеснить нефтяной ресурс в используемые скважины.
Нагнетательные источники квалифицируются по уровню сложности освоения, которых, в свою очередь, три – шахты на песчаных почвах, шахты на суглинистых почвах с низкими показателями поглощения жидкости, шахты на комбинированных почвах (где в составе песка и глины приблизительно равные части).
Нагнетательная скважина
НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ СКВАЖИНА (а. injection well; н. Injektionsloch; ф. puits d’injection, puits d’alimentation; и. pozo de inyeccion, sondeo de inyeccion, abertura de inyeccion) — предназначается для закачки в продуктивные пласты воды, газа, теплоносителей, а также воздушной или парокислородно-воздушной смеси и др.
Используются нагнетательные скважины при разработке нефтяных (нефтегазовых) месторождений (см. Заводнение) и газоконденсатных (см. Сайклинг-процесс) с целью поддержания пластового давления и регулирования темпов отбора полезных ископаемых; посредством нагнетательных скважин осуществляется подача в нефтяные пласты рабочих агентов, способствующих более полному вытеснению нефти, обеспечивающих внутрипластовое горение и др.
Нагнетательные скважины применяются также при подземном хранении газа (см. Газовое хранилище), разработке угольных месторождений способом подземной газификации (см. Газификация углей), осушении обводнённых месторождений твёрдых полезных ископаемых с целью интенсификации дренажа водоносных пород (см. Дренаж, Осушение), определении фильтрационных свойств горных пород. Конструкция нагнетательных скважин выбирается в зависимости от назначения скважины, глубины и др. В устойчивых горных породах забой скважины оставляют необсаженным, в неустойчивых — спускают обсадную колонну (призабойную зону перфорируют). Устье скважины оборудуют задвижками и манометром, в скважину опускают насосно-компрессорные трубы (до кровли поглощающего пласта). Герметичность нагнетательных скважин обеспечивается цементацией заколонного пространства от забоя до устья, а в случае необходимости — применением пакеров. Основная рабочая характеристика нагнетательных скважин — приемистость скважины. Контроль работы, а также техническое состояния нагнетательных скважин осуществляется методами термометрии, расходометрии, шумометрии и др.
Нагнетательные скважины
Нагнетательные скважины (injection [input] wells) — специальные скважины, предназначенные для нагнетания воды (газа) либо в законтурные зоны (газовую шапку) нефтяных залежей при осуществлении методов поддержания давления, либо по всей нефтеносной площади залежи при вторичных методах добычи нефти.
Используются нагнетательные скважины при разработке нефтяных (нефтегазовых) месторождений (см. Заводнение) и газоконденсатных (см. Сайклинг-процесс) с целью поддержания пластового давления и регулирования темпов отбора полезных ископаемых; посредством нагнетательных скважин осуществляется подача в нефтяные пласты рабочих агентов, способствующих более полному вытеснению нефти, обеспечивающих внутрипластовое горение и др.
Нагнетательные скважины применяются также при подземном хранении газа (см. Газовое хранилище), разработке угольных месторождений способом подземной газификации (см. Газификация углей), осушении обводнённых месторождений твёрдыхполезных ископаемых с целью интенсификации дренажа водоносных пород (см. Дренаж, Осушение), определениифильтрационных свойств горных пород. Конструкция нагнетательных скважин выбирается в зависимости от назначения скважины, глубины и др. В устойчивых горных породах забой скважины оставляют необсаженным, в неустойчивых — спускают обсадную колонну (призабойную зону перфорируют). Устье скважины оборудуют задвижками и манометром, в скважину опускают насосно-компрессорные трубы (до кровли поглощающего пласта). Герметичность нагнетательных скважин обеспечивается цементациейзаколонного пространства от забоя до устья, а в случае необходимости — применением пакеров. Основная рабочая характеристика нагнетательных скважин — приемистость скважины. Контроль работы, а также техническое состояния нагнетательных скважин осуществляется методами термометрии, расходометрии, шумометрии и др.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Что читают ещё из данной тематики:
Author
Главный редактор
You may be interested
Эксперт: Наступило лучшее время для инвестиций в «зеленую» энергетику Африки
Мировые цены на ВИЭ резко снижаются, повышая их привлекательность и доступность, что выгодно для африканских стран. Так считает аналитик по энергетике Нигерии и Западной Африки Али Грем Мохаммед
Фонд Андрея Мельниченко поддержит профессиональное образование в регионах
Завершилась рабочая поездка делегации Фонда Андрея Мельниченко на Алтай и Кузбасс. В ходе сибирского тура состоялись встречи с руководством вузов, ссузов и школ
Эксперт: после пандемии больше людей устанавливают солнечные батареи в домах
Сколько иностранных компаний по производству солнечной энергии работает в Испании? Почему Испания стала одним
Легко ли добыть нефть. Что такое профиль приемистости и как его выровнять. Часть 1
Я уже писал ранее, что когда люди впервые начали разрабатывать месторождения нефти, то у них не было особых проблем с добычей нефти. Потому что месторождения были новыми, неистощенными, в них было много энергии, которая буквально выдавливала нефть на дневную поверхность со скважин. Пробурил дырку в земле, зашел в продуктивный пласт – и profit. Собирай нефть и продавай. К сожалению, эти времена прошли, и с каждым годом добывать нефть становится все сложнее, затратно и надо прибегать к различным ухищрениям. И такие фонтаны встречаются только на новых месторождений, которых не так уж и много, особенно крупных. Но обычно открытые фонтаны сейчас случаются в результате халатности бригады, неправильных расчетов геолого-технической службы.
Это зрелище страшное и впечатляющее, но когда ты герметизируешь устье, то крайне неприятное и опасное. Как человек, который закрывал устье раз десять не хочу это сделать в одиннадцатый раз
Нефтяной фонтан где-то в ХМАО
Мощный выброс, вылетают трубы как спички
Успели загерметизировать устье
Тут в предыдущих темах один инженер хотел стать помбуром. Пусть посмотрит видео, может передумает. Да и другим товарищам, стонущим от непосильной офисной работы, не мешает посмотреть. Чтобы не гневить Бога.
Что двигает нефть от пласта к забою? Источников этой энергии несколько, выделяют пять основных режимов: водонапорный, упруго-водонапорный, режим «газовой шапки» (газонапорный), растворенного газа и гравитационный. Чаще всего одновременно залежь работает на нескольких режимах. В отдельной теме я опишу подробно эти режимы. Но со временем, каким бы не было мощным месторождение, энергия теряется, фонтаны перестают работать, потом нефть к забоям начинает передвигаться все медленнее и медленнее, дебиты скважин падают и для дальнейшей добычи необходимо механизировать фонд (добывать насосами) и поддержать энергию для перемещения нефти.
На настоящий момент для поддержания энергии пласта на большинстве месторождений используется система поддержания пластового давления с помощью закачки в пласт воды. Были экспериментальные разработки поддержания давления с помощью закачки газа, но насколько мне известно, они не получили распространения.
Суть системы ППД (поддержания пластового давления) заключается в следующем. Сначала на установках подготовки воды подготавливают воду. Для этого ее освобождают от нефтепродуктов, механических примесей, дегазируют и пр.
Откуда берут воду? Большая часть воды – скважинная. Нефть практически никогда не бывает безводной и со скважин добывают эмульсию из нефти и воды. Пороговым значением является эмульсия из 98% воды и 2% нефти, после этого добыча нецелесообразна. Скважинную воду отделяют от нефти и закачивают обратно. Но часть воды теряется, поэтому для компенсации объема потерянной жидкости рядом с установкой подготовки воды бурят водяные скважины, по которым по низконапорным водопроводам забирается вода. Иногда берут ее из открытых источников, но этот способ нежелателен, потому, что вода сильно загрязнена, и ее дольше и дороже подготавливать.
Подготовленная вода подается на БКНС (блочные кустовые насосные станции). На них с помощью центробежных многоступенчатых насосов создают нужное давление и напор. Затем вода по водоводам высокого давления подается к т. н. блоку напорной гребенки (БГ). В нем происходит водораспределение и учет поступаемой воды, которая уже подается к нагнетательным скважинам. Как правило, на одном кусту (куст – это совокупность скважин на одной площадке, я писал раньше в своих темах), несколько напорных скважин. Распределение к ним происходит в одном БГ. Если куст большой и состоит из нескольких позиций, то БГ несколько.
Нагнетательные скважины отличаются от добывающих другой фонтанной арматурой. Раньше их можно было еще отличить по цвету фланцевых соединений, голубым красили напорные скважины, а красным – нефтяные. В частности такое было на Оренбургнефти. Сейчас как там обстоит дело – не знаю, но на Севере, почему то, такого нет.
Подземная часть скважины ППД устроена очень просто. По сути там спущены НКТ до уровня перфорации (дырки в стенках скважины, через которые нагнетается вода), а над зоной перфорации находится пакер (на некоторых скважинах, с относительно низким давлением, порядка 100-150 атмосфер, пакер не устанавливают)
Для изменения дебета подаваемой воды в скважины на линии подачи воды ставят штуцер. По сути это диск или стержень (шарик) с отверстием. От диаметра штуцера зависит объем нагнетаемой воды.
Вкладыши штуцера разного диаметра
Вода под давлением, которое может достигать 200 атмосфер, закачивается в скважину, попадает в пласт, отмывает нефть и попадает на забой добывающих скважин, где она и выкачивается с помощью погружных глубинных насосов.
Но тут есть один нюанс. Пласт у нас всегда неоднороден, разные его части, пропластки, имеют разные фильтрационно-емкостные свойства. Одни обладают высокой проницаемостью, другие плохой. Естественно, что вода проникает, в первую очередь, в хорошо проницаемые участки, вымывает из них нефть, а во многие пропластки даже не попадает, или туда попадает совсем небольшое количество воды. В результате у нас в пласте может быть еще много нефти, мы можем закачивать тысячи и тысячи кубометров воды, а на выходе получать ту же самую воду. А все потому, что профиль приемистости нагнетательной скважины неоднороден. Для того чтобы вода стала поступать в те зоны пласта, где есть нефть, но в силу низкой проницаемости она туда не проникает и проводят работы по выравниванию профиля приемистости (ВПП).
Об этом в следующей части
Наука | Научпоп
6.1K постов 68.8K подписчиков
Правила сообщества
ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.
Основные условия публикации
— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
— Видеоматериалы должны иметь описание.
— Названия должны отражать суть исследования.
— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
— Попытки использовать сообщество для рекламы.
— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
— Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.
Как специалист по ПНП и в частности по ВПП с удовольствием почитаю продолжение.
Ошибки: не водяные, а водозаборные скважины. Не дебет, а дебит. Но и это неправильно: у нагнетательной скважины приёмистость.
А воду из открытых источников на некоторых старых промыслах продолжают отбирать, точнее вынуждены.
Алексеевич, как с тобой связаться в личке? Я просто не угляблялся в недры пикабу и не знаю, возможно ли это в принципе.
Тугая струя из буровых труб на втором видео особенно впечатлила.
Чоб сразу не грузчиком или таджиком на стройке. Тоже тяжкий физтруд в говне и с низкой зп.
О, вижу БГ от родной озны
Оборудование для добычи нефти)
Вобщем это УЭЦН (установка электро центробежного насоса).
Если можно так выразиться,это модульная конструкция,которая позволяет добывать от 16 до 1800 тон жидкости в сутки.(в зависимости от конфигурации,параметров скважины и пожеланий заказчиков).
Сравнительно ШГН (Штанговый Глубинный Насос,та самая «качалка» вдоль дороги,добывает не более 15 тон в сутки.)
Автор пишет, что от писем с рацпредложениями в нефтяные компании нет никакой реакции. Вполне возможно, что в Татнефти письма таки читают. =)
Следом идет патентная заявка от АО Татнефть от 28.02.2019 ( https://i.moscow/patents/RU2713287C1_20200204 ).
Я технически в этом ничего не понимаю, но разделы Реферат и Формула изобретения совпадают слово в слово.
Интересно услушать комментарии юристов по патентному праву.
Правда ли, что нефть образовалась из останков динозавров?
Нередко пишут о том, что в образовании «чёрного золота» важнейшую роль сыграли продукты разложения древних обитателей нашей планеты — динозавров. Мы проверили, так ли это.
(Для ЛЛ: существуют разные теории, но. нет)
Об этом занимательном факте можно прочитать на экономическом портале «Кто в курсе», в учебном курсе для начальных классов «Рыбы, ископаемые и топливо» от Общества инженеров-нефтяников, в повести Виктора Пелевина «Македонская критика французской мысли» и многих других источниках. Распространено подобное мнение и на Западе, где упоминается в образовательных блогах. И в российских, и в зарубежных источниках приводятся свидетельства того, что эта информация долгое время преподавалась в средних школах.
Также в Сети распространён мем:
Учёные до сих пор не пришли к единому мнению о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории её происхождения. Согласно первой — органической, или биогенной, — основой для нефти стали останки древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или покрывались слоями на континенте. Затем, после переработки микроорганизмами и под воздействием температуры и давления, они сформировали богатые органическим веществом нефтематеринские (способные рождать нефть) породы.
Породы эти могут стать основой для нефти в так называемом нефтяном окне — зоне на глубине 1,6–4,6 км с температурой от 60 до 150 °C. В верхней его части температура недостаточно высока, и нефть получается «тяжёлой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.
Из этого короткого описания может сложиться ложное ощущение скоротечности процесса образования нефти из органических останков. На самом деле он, по расчётам учёных, занимает в среднем от 10 до 60 млн лет.
❗️ Другое дело — искусственные условия: если для органического вещества создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо.
В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти соседствуют с осадочными породами. Мало того, живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры — например, пигменты хлорофилла, широко распространённые в живой природе. Ещё более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода в биомаркерах и других углеводородах нефти. Всё это делает органическую теорию происхождения вещи значительно более популярной в современной науке.
Однако и сторонники неорганической теории приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Версий неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел много, но все они опираются на одни и те же факты.
Во-первых, многие (хотя и не все) месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения нефти встречаются не только в осадочных, но и в магматических и метаморфических горных породах (хотя они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, атмосферах других планет и рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, есть реки и озёра из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. А поскольку считается, что за пределами Земли на данный момент нет жизни, сторонники неорганической теории этим доказывают, что углеводороды вполне обходятся и без органики.
Очевидно, что посильный вклад динозавров в образование нефти может рассматриваться только в рамках первой теории — органической. Однако против этого есть два серьёзных аргумента.
1. Согласно господствующей сегодня концепции, нефть существовала в течение львиной доли времени существования нашей планеты (4 млрд лет). В пользу этого, помимо технических выкладок, говорят многочисленные находки. Например, в 1998 году в Австралии крошечные капли нефти были обнаружены внутри скальных пород, возраст окончательного образования которых доходит до 3,8 млрд лет. В то же время динозавры (кроме так называемых птичьих) просуществовали с отметки примерно в 250 млн лет назад до отметки в 66 млн лет назад. Иными словами, если всю историю существования нефти разбить на 16 равных отрезков, то динозавры попадут в последний, 16-й. Без них нефть вполне удачно образовывалась, хотя немалая часть существующих запасов нефти и появилась в последний отрезок.
2. Животные не составляют и 1% от общей биомассы Земли. Таков расклад сейчас, таким он был, если верить специалистам, и миллионы лет назад. По мнению ученых, исходным материалом для образования нефти служили и продолжают служить микроорганизмы, населяющие прибрежные морские воды, — планктон, 90% которого составляет фитопланктон. Иными словами, нефть — это в первую очередь результат разложения растений, а во вторую (или даже десятую) — животных, и то преимущественно мелких, но почти обязательно морских.
Таким образом, официальная наука не позволяет говорить о каком-то мало-мальски заметном участии динозавров в образовании нефти. В то же время опровергнуть наличие хотя бы микроскопической роли этих животных в процессе тоже невозможно.
Откуда же вообще возникло всеобщее заблуждение «нефть — из динозавров»? Современные исследования говорят о том, что оно могло стать результатом обширной рекламной кампании нефтяной корпорации Sinclair Oil, начавшейся в 1930-е годы в США. Корпорация спонсировала археологические раскопки динозавров, отправляла гигантские модели этих созданий на Всемирные выставки в Чикаго и Нью-Йорке, не говоря о всевозможной символике и сувенирах.
И по сей день динозавр Дино украшает логотип корпорации, в чём-то способствуя жизни этого мифа.