Подтоварная вода для закачки

ОСТ 39-225-88 Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству

Отраслевой стандарт ОСТ 39-225-88

Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству

(утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 28 марта 1988 г. N 147)

Дата введения 1 июля 1990 г.

Срок действия 1 января 1991 г.

1. Показатели и нормы качества воды

2. Контроль за качеством подготовки воды и периодичность отбора проб

Приложение 1 Допустимое содержание механических примесей и нефти в закачиваемой в продуктивный коллектор воде с целью поддержания пластового давления

Приложение 2 Технологические приемы обработки воды

Приложение 3 Перечень нормативно-технических документов на методы определения показателей качества воды для заводнения нефтяных пластов

Настоящий стандарт распространяется на воды, используемые для заводнения нефтяных пластов.

Стандарт не распространяется на подготовку воды для термических методов добычи, щелочного заводнения, приготовление различных вытесняющих растворов и композиций и сточные воды других отраслей промышленности.

Стандарт устанавливает основные требования к качеству воды для заводнения нефтяных пластов с учетом проницаемости и относительной трещиноватости коллекторов.

Стандарт обязателен для всех предприятий и организаций Министерства нефтяной промышленности, осуществляющих проектирование новых и реконструкцию существующих установок подготовки воды для заводнения нефтяных пластов.

1. Показатели и нормы качества воды

1.1. Водородный показатель (рН)

Значение рН должно находиться в пределах от 4,5 до 8,5.

1.2. Фильтрационная характеристика

При снижении коэффициента приемистости нагнетательных скважин с начала закачки воды на 20% следует проводить работы по восстановлению фильтрационной характеристики призабойной зоны и, при необходимости, улучшать качество закачиваемой воды.

1.3. Совместимость с пластовой водой и породой

При контакте в пластовых условиях закачиваемой воды с пластовой водой и породой коллектора может быть допущено снижение фильтрационной характеристики в соответствии с п. 1.2.

1.4. Размер частиц механических примесей и эмульгированной нефти.

При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью свыше 0,1 мкм 2 должно быть 90% частиц не крупнее 5 мкм;

При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью до 0,1 мкм 2 — не крупнее 1 мкм.

1.5. Содержание нефти и механических примесей

В зависимости от проницаемости и относительной трещиноватости коллектора допустимое содержание нефти и механических примесей устанавливается по таблице 1 приложения 1.

1.6. Содержание растворенного кислорода

Содержание растворенного кислорода не должно превышать 0,5 мг/л.

1.7. Набухаемость пластовых глин

Набухаемость глин коллекторов в закачиваемой воде не должна превышать значения их набухаемости в воде конкретного месторождения.

1.8. Коррозионная активность

При коррозионной активности воды свыше 0,1 мм/год необходимо предусматривать мероприятия по антикоррозионной защите трубопроводов и оборудования.

1.9. Содержание сероводорода.

В воде, нагнетаемой в продуктивные коллекторы, пластовые воды которых не содержат сероводород или содержат ионы железа, сероводород должен отсутствовать.

1.10. Наличие сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ)

Не допускается присутствие СВБ в воде, предназначенной для закачки в пласты, нефть, газ и вода которых не содержат сероводород.

1.11. Содержание ионов трехвалентного железа

При заводнении продуктивных пластов, содержащих сероводород, устанавливать возможность образования сернистого железа, необходимость и мероприятия для удаления ионов трехвалентного железа из воды.

2. Контроль за качеством подготовки воды и периодичность отбора проб

2.1. Технологические приемы очистки и подготовки воды выбирают в соответствии с приложением 2.

2.2. Контроль за качеством подготовленной для заводнения воды осуществлять: на выходе из водоочистной установки и на устье наиболее удаленной нагнетательной скважины.

2.3. Периодичность контроля качества воды устанавливается по согласованию технологической и геологической службами производственных объединений в зависимости от свойств закачиваемой воды и характеристики продуктивных коллекторов.

Приложение 1

Допустимое содержание механических примесей и нефти в закачиваемой в продуктивный коллектор воде с целью поддержания пластового давления

Проницаемость пористой среды коллектора, мкм 2

Коэффициент относительной трещиноватости коллектора

Источник

Очистка пластовых и подтоварных вод

АО Инженерный центр «Баренц-Регион» разрабатывает технологии подготовки пластовых и подтоварных вод для закачки её в пласт. Специалисты компании анализируют пробы пластовой воды на месте производства и подготавливают для очистки очистки пластовых и подтоварных вод индивидуальные решения. Установка очистки пластовых и подтоварных вод позволяет значительно продлевать срок работы производственного оборудования и вторично использовать воду для закачки в пласт.

Установка подготовки пластовых и подтоварных вод с последующим использованием для заводнения нефтяных пластов. Очистка до ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству»

В соответствии с ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству».

Исходные данные, требования к пластовой и подтоварной воде:

• Производительность установки очистки пластовых и подтоварных вод: не лимитируется, оптимально введение отдельными линиями (цепочками) производительностью 50–400 м³/час

• Состав исходной пластовой и подтоварной воды:

— Нефтепродукты – до 3000 мг/л (плотность нефти ρ = 820 – 950 кг/м³);

— Взвешенные вещества – до 500 мг/л.

• Требования к качеству очищенной воды (максимальные требования по ОСТ 39-225-88 при проницаемости пористой среды коллектора 0,1 мкм² включительно):

— Нефтепродукты – до 5 мг/л;

— Взвешенные вещества – до 3 мг/л;

— Размер частиц – менее 1 мкм;

— Содержание кислорода – менее 0,5 мг/л;

— Сульфатвосстанавливающие бактерии – отсутствие.

Характеристика исходной пластовой и подтоварной воды:

Пластовые и подтоварные воды поступают в резервуары сепарации нефти. В этих резервуарах нефть отделяется за счет действия силы тяжести и вода подается для дальнейшей очистки на установку подготовки пластовых и подтоварных вод. В зависимости от характеристик нефти и химических продуктов, используемых в процессе добычи и транспортировки нефти (эмульгаторы, ингибиторы коррозии, . . .), нефтеносная вода может содержать от 150 до 300 мг/л тонко эмульгированной нефти и мелких нефтяных капель, остающихся в воде в виде суспензии. Эти эмульгированные капли имеют сильный отрицательный электростатический заряд, который сохраняет их устойчивость к образованию агломераций.

Некоторые возможные сложности подготовки пластовых и подтоварных вод:

• Высокое солесодержание исходных пластовых и подтоварных вод, высокая концентрация хлоридов – более 10000 мг/л, (в некоторых случаях концентрация хлоридов достигает 150–200 г/л); высокая температура пластовых и подтварных вод – более 50°С -> среда очень коррозионноактивная, требуется тщательный подбор материала и антикоррозионных покрытий установки очистки пластовых и подтоварных вод, подбор материала мембран стойкого при высоких температурах.

• Плотность нефти высокая – 920–950 г/дм³, что даёт весьма медленную скорость всплытия в процессе простого гравитационного разделения (например в нефтеловушках) нефтяной эмульсии, которой фактически является пластовая и подтоварная вода.

Формула Стокса для скорости всплытия капелек нефти, из данной формулы видно, что скорость всплытия прямо пропорциональна разности плотностей нефти и воды.

• Размер частиц взвеси и эмульгированных нефтепродуктов менее 1–2 мкм (особенно стабилизированных ПАВ, в редких случаях).

Пути решения возможных сложностей очистки пластовых и подтоварных вод:

• Тщательный подбор материалов оборудования и антикоррозионных покрытий установки подготовки пластовых и подтоварных вод стойких в условиях данной среды. Выбор материалов фильтрующих сред стойких при высоких температурах.

• В случае плотности нефти более 920 кг/м³ — отказ от нефтеловушек и любых других способов гравитационного разделения в пользу 2-х ступенчатой напорной флотации. В процессе напорной флотации образуется комплекс: <частица загрязнений – пузырьки воздуха>, плотность данного флотокомплекса существенно меньше плотности воды, а ∆ρ = ρводы — ρфлотокомплекс, существенно больше, что способствует интенсификации отделения нефти в процессе очистки пластовых и подтоварных вод.

• При значительном содержании взвешенных веществ и капель нефтепродуктов (особенно стабилизированных поверхностно-активными веществами различной природы) крупностью менее 1–2 мкм проведение экспериментальных работ с тщательным подбором реагентов (коагулянтов и флокулянтов) и режимов работы отделительных аппаратов (отстойники, флотаторы).

Принципиальная технологическая схема установки очистки пластовых и подтоварных вод 1-ой и 2-ой ступени очистки.

Вариант при плотности нефти более 920 кг/м³

1 этап подготовки пластовой и подтоварной воды

Этап фактически представляет собой предварительную очистку пластовых и подтоварных вод.

• Исходная пластовая и подтоварная вода поступает на 1-ую ступень напорной флотации (при плотности нефти более 900 кг/м³) .

Особенность 1-го этапа – безреагентная очистка пластовых и подтоварных вод. Отделяются частицы размером более 100-150 мкм. Предполагаемая эффективность процесса – 65–85% по нефтепродуктам.

Обозначения на схеме:

НЦ1 – рециркуляционный насос 1-ой ступени напорной флотации;

2-ой этап подготовки пластовых и подтоварных вод

Исходная пластовая и подтоварная вода поступает на реагентную обработку.

• Перед 2-ой ступенью напорной флотации происходит реагентная обработка исходной пластовой и подтоварной воды.

• Последовательно вводятся коагулянт и затем флокулянт.

• В камере хлопьеобразования КХ создаются условия для формирования крупных и устойчивых хлопьев, а также сорбции загрязнений на свежеобразованных хлопьях коагулянта.

• Укрупнение и увеличение механической устойчивости хлопьев способствует ввод флокулянта.

• На данном этапе очистки пластовых и подтоварных вод важен подбор марок реагентов и определение их оптимальных дозировок от этого в существенной мере зависит эффективность очистки

Обозначения на схеме:

Ераств1, Ераств2 – ёмкости приготовления коагулянта и флокулянта, с мешалками;

НДк, НДф – насосы-дозаторы коагулянта и флокулянта;

Нк, Нф – насосы перекачки готового реагента из растворных в расходные ёмкости;

Ерасх1, Ерасх2 – ёмкости расходные коагулянта и флокулянта, с мешалками.

Исходные пластовые и подтоварные воды самотёком поступает на 2-ую ступень напорной флотации.

Здесь происходит доочистка пластовых и подтоварных вод от нефтепродуктов и взвешенных частиц, которые предварительно сорбированы на хлопьях коагулянта.

Обозначения на схеме:

НЦ2 – рециркуляционный насос 1-ой ступени напорной флотации;

Внешний вид напорных флотаторов

Микрофильтрация на керамических или полимерных мембранах

Виды используемых мембранных микрофильтрационных элементов:

Трубчатые полимерные мембраны с каналами диаметром от 5 до 14,4 мм

Отечественной промышленностью производятся мембраны типа БТУ 0,5/2 по ТУ 6-05-2010-86:

• длина мембранного элемента – 2000 мм;
• площадь фильтрации – 0,5 м²;
• материал мембран – гидрофилизированный фторопласт;
• размер пор мембраны – 0,2-0,6 мкм;
• проницаемость по воде при p=0,2 МПа, t=25°С –

• рабочий диапазон температур – 0–60°С;
• рабочий диапазон рН – 1–12.

Микрофильтрация на керамических или полимерных мембранах

Виды используемых мембранных микрофильтрационных элементов:

Трубчатые керамические мембраны с каналами диаметром от 1,6 до 8,0 мм

Преимущества в сравнении с полимерными мембранами:

• Высокая химическая устойчивость pH:

0–14 (кислотно-щелочная стерилизация);

• Высокая термическая устойчивость до 350° C;

• Высокая механическая устойчивость > 90 bar;

• Длительный срок эксплуатации до 10 лет;

• Компактность модулей с большой поверхностью фильтрации: до 112,2 м²;

• Более широкий диапазон размера пор мембран: 0,45-0,8-1,4 мкм.

Принципиальная технологическая схема установки подготовки пластовых и подтоварных вод 3-я ступень очистки

3-ий этап очистки пластовых и подтоварных вод

Этап фактически представляет собой финишную подготовку пластовых и подтоварных вод с применением керамической микрофильтрации.

• Предварительно подготовленная вода с процесса напорной флотации поступает на параллельные циркуляционные контуры установки микрофильтрации.

Особенность данного этапа – безреагентная очистка пластовых и подтоварных вод. Отделяются частицы раз- мером более 0,8–1,0 мкм. Предполагаемая эффективность процесса – более 99% по взвешенным веществам и нефтепродуктам.

• Фильтрация осуществляется в режиме cross-flow, насос Н1 создаёт необходимое давление в контуре ультрафильтрации (1,0–2,0 bar), циркуляционные насосы НЦ необходимы для создания необходимой скорости потока над поверхностью мембраны (3–5 м/с). Высокая скорость позволяет создать развитый турбулентный режим для минимизации концентрационной поляризации.

Обозначения на схеме:

НЦ – циркуляционные насосы;

А – аппараты мембранные;

Н1 – насос подачи пластовых и подтоварных вод на керамические мембраны;

Е – необходимое емкостное оборудование;

ЕМ – ёмкость химической мойки;

Н3 – насос химической мойки.

Для обращения в АО «Инженерный центр «Баренц-Регион» достаточно связаться со специалистами по контактным данным обозначенным на сайте.

Технология очистки пластовых и подтоварных вод. Очистка до ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству»

Производительность установки очистки пластовых и подтоварных вод не ограничена.

Перспективная и современная схема эффективной подготовки пластовых и подтоварных вод, составленной с учётом последних достижений технологии и техники.

Преимущества установки подготовки пластовых и подтоварных вод АО «Инженерный центр «Баренц-регион»:

• Компактность и малые занимаемые площади при высочайшем качестве очистки пластовых и подтоварных вод;
• Простота монтажа (установка очистки пластовых и подтоварных вод поставляется крупными блоками заводской готовности);
• Малая площадь сбора нефтесодержащего флотошлама в процессе подготовки пластовых и подтоварных вод при возможности подачи сильнозагрязненных пластовых, подтоварных вод и прямоугольная геометрия основной части высоты установки подготовки пластовых и подтоварных вод позволяют размещать установки на улице;
• Возможность закрытого исполнения с вращающимися крышками с патрубком для отбора газов в процессе очистки пластовых и подтоварных вод;
• Возможность установки очистки пластовых и подтоварных вод работать в среде азота;
• Отсутствие необходимости возведения отдельного здания взрывоопасной и пожароопасной категорий со сложными инженерными системами, что позволяет значительно сэкономить на реализации проекта подготовки пластовых и подтоварных вод в целом;
• Максимально возможное использование существующих коммуникаций, сетей, сооружений для установки подготовки пластовых и подтоварных вод;
• Внедрение новых установок подготовки пластовых и подтоварных вод и реконструкция старых сооружений без остановки процесса очистки пластовых и подтоварных вод, сокращения их производительности или временного ухудшения существующего уровня очистки на период подготовки, монтажа и пуска;
• Максимально возможное использование гидравлического профиля существующих сооружений, т.е. по возможности исключение новых дополнительных перекачек для новой установки очистки пластовых и подтоварных вод;
• Сокращение затрат электроэнергии за счет использования современного инновационного высокоэффективного оборудования установки подготовки пластовых и подтоварных вод, средств контроля и регулирования;
• Сокращение капитальных затрат на подготовке пластовых и подтоварных вод, отказ от строительства новых зданий;
• Сокращение капитальных затрат за счет применения продуманных технологических решений и использования инновационного, запатентованного оборудования для очистки пластовых и подтоварных вод;
• Возможность адаптации установки очистки пластовых и подтоварных вод под размеры существующих каналов, резервуаров и сооружений;
• Сокращение сроков монтажа за счет применения оборудования подготовки пластовых и подтоварных вод поставляемого в собранном или блочном виде.

Для достижения заданных требований к качеству воды предлагается использовать установку очистки пластовых и подтоварных вод основанной на методе напорной флотации.

Метод напорной флотации для установок очистки пластовых и подтоварных вод — один из наиболее универсальных, компактных и непродолжительных по времени способов кондиционирования воды и уплотнения осадка. Напорная флотация обеспечивает высокую степень очистки от взвешенных веществ разной природы, БПК, нефтепродуктов, СПАВ, жиров и других нежелательных примесей, высокую концентрацию флотошлама в процессе подготовки пластовых и подтоварных вод. Установка подготовки пластовых и подтоварных вод, основанная на методе напорной флотации во многих случаях является фундаментом создания систем замкнутого водопользования. Ядром очистки пластовых и подтоварных вод основанной на методе напорной флотации служит насыщение воздухом части осветленной воды при давлении 4-6 атм. и ее смешении с очищаемой водой во флотационной установке. Последующая декомпрессия, непосредственно в корпусе флотатора, приводит к образованию микропузырьков воздуха (размером 20-50 мкм), которые прилипают к частицам загрязнений и всплывают на поверхность установки подготовки пластовых и подтоварных вод, образуя флотошлам. Флотошлам с установки очистки пластовых и подтоварных вод собирается со всей поверхности в центр флотатора специальным сборником. Растворение газа в воде при процессе подготовки пластовых и подтоварных вод происходит в установках насыщения воды воздухом. В процессе очистки пластовых и подтоварных вод часть осветленной на флотаторе воды отбирается рециркуляционным насосом и подается в установки насыщения воды воздухом под давлением

5,5 атм. Специальная конструкция установок насыщения воды воздухом позволяет достигать в установке очистки пластовых и подтоварных вод эффективного растворения газа в воде. После установок насыщения воды воздухом, насыщенная газом (сатурированная) вода проходит через редукционный клапан, на котором происходит потеря давления с 5,5 атм. до давления в подающем трубопроводе установки подготовки пластовых и подтоварных вод. При этом происходит выделение из сатурированной воды огромного количества микропузырьков для подготовки пластовых и подтоварных вод. В очищаемую воду подается водовоздушная смесь от сатуратора для очистки пластовых и подтоварных вод. Эта вода поступает в центральную часть установки очистки пластовых и подтоварных вод. Из центральной распределительной колонны смесь распределяется по всему объему установки подготовки пластовых и подтоварных вод. В процессе подготовки пластовых и подтоварных вод происходит интенсивное разделение загрязнений. Загрязняющие вещества, увлекаемые пузырьками воздуха, поднимаются на поверхность воды и образуют устойчивый слой флотошлама после очистки пластовых и подтоварных вод. По рельсу цилиндрической части установки очистки пластовых и подтоварных вод вращается каретка, на которой установлен спиральный сборник. Вращаясь, спиральный сборник зачерпывает флотошлам и сбрасывает его в центральную трубу для вывода из установки подготовки пластовых и подтоварных вод. Флотошлам после подготовки пластовых и подтоварных вод выходит из флотатора самотеком. Вода без загрязнений собирается в кольцевом канале установки подготовки пластовых и подтоварных вод, закрепленном на внутренней поверхности в средней части цилиндрического корпуса. После очистки пластовых и подтоварных вод, вода выходит из флотатора самотеком через регулируемый перелив, установленный на наружной стенке флотатора. Осевшие загрязнения выводятся из установки очистки пластовых и подтоварных вод под действием гидростатического давления с помощью пережимных клапанов в нижней части флотатора. Установка имеет очень надежную и легко настраиваемую систему удаления флотошлама в процессе подготовки пластовых и подтоварных вод. Уровень воды в ванне установки подготовки пластовых и подтоварных вод регулируется. Флотатор имеет спиральный сборник флотошлама для удаления максимального количества шлама в процессе очистки пластовых и подтоварных вод. Скорость сборника установки очистки пластовых и подтоварных вод регулируется через частотный преобразователь двигателя в зависимости от количества флотошлама. Это позволяет поддерживать высокую концентрацию выводимого флотошлама из установки подготовки пластовых и подтоварных вод.

Этапы очистки пластовых и подтоварных вод:

Исходная пластовая и подтоварная вода самотёком поступает на установку очистки пластовых и подтоварных вод. Данный этап очистки, позволяющий достичь заданных концентраций в очищенной воде в 1 ступень.

Обозначения на схеме:

НЦ – рециркуляционный насос установки подготовки пластовых и подтоварных вод

КП – компрессор установки очистки пластовых и подтоварных вод

Источник