книги из ГПНТБ / Кулиев, И. Ш. Автоматизация комплекса технологических процессов добычи нефти в нефтяных шахтах

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ НЕЙТИ ШАХТНЫМ СПОСОБОМ

Нефтяные шахты должны быть созданы на старых, с сильно исто­ щенной пластовой энергией залежах, обладающих значительной нефтенасыщенностыо, извлечение которых обычными способами не представ­ ляется возможным. В таких залежах обычно движущей силой являет­ ся сила тяжести; геологические запасы нефти в подобных нефтяных залежах исчисляются миллиардами тонн.

Шахтный способ добычи имеет важное значение при разработке нефтяных месторождений в СССР и за рубежом. Максимальное из­ влечение нефти из недр имеет большое народнохозяйственное зна­ чение.

Промышленная разработка нефтяных месторождений шахтным спо­ собом была применена во Франции в Пешельбронне, на месторождении

Эксплуатация данного месторождения началась с ввода в дейст­ вие 73 скважин, размещенных по треугольной сетке при расстоянии между ними 75-100 м. Анализ разработки показал низкий коэффициент извлечения нефти (0,019). Кроме того, суровые клима­ тические условия Крайнего Севера и заболоченность местности стави­ ли вопрос об экономической целесообразности разработки Ярегского месторождения подземным шахтным способом. На Ярегском месторожде­ нии (с тяжелой и высоковязкой нефтью) в 1939 г. были построены 3 нефтяные шахты, которые эксплуатируются до настоящего времени.

- 4 -

Месторождение представлено пологим пластом продуктивных пес­ чаников мощностью, до 30 м, расположенных на глубине 200 м и име­ ющих площадь 67 км . Коллектор и нефть характеризуются следующими данными: пористость 24%, проницаемость до 3-5 дарси, начальное пла­ стовое давление 15 кгс/см2 , температура 6°С, вязкость нефти Il­

ls тыс.П.

Многочисленными трещинами (с амплитудой смещения до 6-8 м) залежь разбита на тектонические блоки с размерами 10-30 м. Напор подпочвенной вода на уровне БНК составляет 3 кгс/см2 .

В разработке месторождения выделяются 3 этапа (табл.1): опытная эксплуатация с поверхности; разработка шахтным способом;

разработка шахтным способом с применением теплового воздей­ ствия на пласт.

Опытная эксплуатация с поверхности показала, что при сетке скважин 70-100 м из-за высокой вязкости нефти коэффициент нефте­ отдачи не цревышает 2?. Полученные результаты послужили основани­ ем для применения шахтного способа. Разработка шахтным способом осуществлялась по двум системам: ухтинской, где дренирование зале­ жи велось плотной сеткой скважин (12-20 м) глубиной до 50 м, про­ буренных из выработок туффитового горизонта (рис.1), и уклонноскважинной системе с расположением буровых галерей в кровле плас­ та и разбуриванием шестигранников площадью 8-12 га пологими сква­ жинами глубиной до 200 м. 'Вторая система позволила в 3 раза

- 5 -

Разработка шахтным способом (наряду с уклонно-скважинной си­ стемой) с применением теплового воздействия на пласт была приме­ нена в небольших поисковых экспериментах в 1Э68-1969 гг. С уче­ том специфики шахтных условий, исклгочавдих внутрипластовое горе­ ние и низкие энергетические ресурсы коллектора, в качестве метода был выбран паротепловой способ воздействия на весь объем пласта.

Геологопромысловые условия для его внедрения оценивались как благоприятные.

За шестилетний период на Яреге выполнен большой объем опытно­ промышленных работ, приведших к внедрению новой эффективной тех­ нологии эксплуатации залежи высоковязкой нефти. Это позволило в 1973 г. нефтешахтам № 1 и № 3 полностью, в N° 2 частично перейти

на разработку месторождения тепловым методом.

Тяжелые условия труда обслуживающего персонала, необходимость проведения особых мероприятий по предотвращению обрушивания пород, пожаров, взрывов и отравлений, особенно при добыче нефти со значи- ■ тельным содержанием легких фракций и выделением ядовитых газов, затемненность, повышенная влажность в нефтешахтах, а также в целях обеспечения рентабельности последних, требуется максимально авто­

ся в емкость (зумпф). Из зумпфа нефть вместе с водой по трубопро­ воду с помощью насосных агрегатов подается в ближайшую нефтеловуш­ ку, в которой происходит отделение нефти от воды и песке, и оттуда насосами нефть откачивается в центральный нефтесборник, а вода - в центральный водосборник. Вода повторно подается в уклоны для ис­ пользования в гидродвигателях бурильных станков, а также для гид­ ротранспорта сверхвязкой низкотемпературной нефти в канавках и нефтепроводах.

Из центральных нефтесборников нефть с помощью мощных насосов поднимается на поверхность. Эксплуатация осуществляется в основном методами самоизлива, эрлифтным и термического воздействия на скввжины.В проектируемой нефтенахтв на месторождении Балаханы(объединение "Азнефть")будет применяться скважинно-штрековый метод, т.е. эксплуа-

Рис.2. Принципиальная технологическая схема добычи нефти на нефтешахтах:

i - скважины: а - фонтанная или самопереливаицая; б - эрлиФтная; в - паронагнетательная или инфекци­ онная; г ‘- термическая - эксплуатационная; 2 - ав­ томатический весомер для измерения дебита группы скважин; 3 - сепаратор; 4 - зумпф или емкости ук­

лона; 5 - газовый счетчик;6 - нефтяная насосная стан­ ция; V - участковая нефтеловушка с пасколовушкой (дегидрационная у с т а н о в и ; 8 - объемный дебитомер или счетчик нефти; 9 - центральные нефтесборники; 10 - котельная установка (подземная); И - центральная нефтеперекачивающая станция; 12 - центральная неф­ теловушка; 13 - водосборник; 14 - водяная насосная станция (для закачивания воды в уклоны)

Т8ция будет осуществляться при поиощи скважин, пробуренных снизу вверх, или сверху вниз из камер, расположенных вдоль штреков. В нефтешахте месторождения "Балаханы" скважины предполагается эксплуатировать в основном способами самоизлива, иногда эрлифтным и термического воздействия паре на пласт. Жидкость из скважины подеется к нефтепроводу, по которому попадает в нефтеотстойник, где происходит отстой нефти от воды и песка. Оттудв нефть попадает в нефтесборник, а затем насосным агрегатом откачи­ вается на земную поверхность в резервуар. Таким образом,техноло­ гический цикл добычи, обработка, транспортировка на существующих и перспективных шахтах мало отличаются друг от друге. Поэтому, по мнению автора, схему автоматизации комплекса технологических про­

цессов добычи нефти в шахтах, целесообразно принять единой. В зави-

- 8 -