Тема 7. Подготовка сточных вод к утилизации
Студент должен:
знать: требования, предъявляемые к воде; способы очистки сточной
воды.
Сточные воды нефтяных месторождений: пластовые сточные воды, производственно-дождевые сточные воды. Способы очистки и подготовки сточных вод, отстаивание и сооружения для отстаивания воды (песколовки, нефтеловушки, пруды-отстойники, резервуары-отстойники, напорные горизонтальные отстойники и др.), фильтрование, новые методы подготовки сточных вод. Характеристика действующих систем очистки сточных вод. Схема открытой установки очистки сточных вод. Установки очистки сточных вод закрытого типа. Блочное оборудование для подготовки сточных вод. Мероприятия по снижению коррозии труб и оборудования сточными водами. Блочные установки для дозирования ингибиторов коррозии. Закачка сточных вод в поглощающие горизонты. Основные требования к качеству очистки пластовых вод в системе поддержания пластового давления. Охрана окружающей среды при очистке и утилизации пластовых вод.
Использование пресной воды. Водозаборы, их устройство и обслуживание. Подрусловые скважины, их оборудование. Технологический процесс водоподготовки.
Системы и сооружения для нагнетания воды в пласт, насосные станции, магистральные водопроводы, кустовые насосные станции, водораспределительные будки, водопроводы высокого деления от КНС до нагнетательных скважин. Нагнетательные скважины. Блочные кустовые насосные станции. Насосы, их типы и характеристики.
Литература: 1, с. 161. ..180; 2, с. 72..J8; 8, с. 5... 138; 10, с. 217. ..224; 11, с.219...227.
Методические указания
Сточные воды нефтяных месторождений делятся на пластовые сточные воды и производственно-дождевые сточные воды.
Пластовые сточные воды - это смесь пластовой воды, извлекаемой с нефтью из добывающих нефтяных скважин, и пресной воды, применяемой для обессоливания нефти на установках подготовки нефти. Кроме того, в процессе подготовки и транспортировки нефти к пластовым сточным водам добавляются реагенты - деэмульгаторы и ингибиторы коррозии.
Производственно-дождевые сточные воды включают воды, сбрасываемые в канализацию из химических лабораторий, из аппаратов и оборудования после их промывки, дождевые стоки с площадок технологического оборудования и обваловок резервуаров и другие.
Все сточные воды содержат минеральные соли, нефтепродукты, механические примеси, поэтому не могут быть сброшены в открытые водоемы. Задача их утилизации успешно решается закачкой в продуктивные пласты через систему поддержания пластового давления (ППД).
Однако закачиваемая сточная вода должна быть подготовлена и соответствовать определенным требованиям. Изучите критерии качества подготовки закачиваемой в пласт воды, при этом уясните, какое допустимое содержание механических примесей и нефтепродуктов устанавливается, какие геолого-физические характеристики продуктивных горизонтов влияют на эти нормы. Для подготовки сточных вод применяют различные методы: отстаивание, фильтрование, флотацию, с которыми студентам следует ознакомиться.
В системе ППД, кроме пластовых сточных вод, применяются пресные воды -открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ) и грунтовые (из артезианских скважин, подрусловые воды), а в ряде месторождений используют подземные воды водоносных горизонтов, залегающих выше или ниже продуктивных пластов. Грунтовые воды отличаются более стабильным составом, поэтому закачиваются в нагнетательные скважины без подготовки. Воды открытых водоемов перед закачкой в скважины обязательно очищаются от механических примесей, солей железа, бактерий, водорослей. Рассмотрите технологический процесс водоподготовки, схему работы водоочистной станции, какие технологические операции проводятся, какие реагенты применяются.
Если сточные воды не используются в системе ППД, а другие способы уничтожения (или очистки) не могут быть применены, то их закачивают в глубокие поглощающие водоносные пласты для захоронения. Эти водоносные комплексы являются частью артезианских бассейнов нефтегазоносных районов, каждый имеет свои области питания, напора и разфузки (дренажа), что должно учитываться при выборе объекта захоронения.
Для нагнетания очищенной воды в пласт предназначены кустовые насосные станции (КНС) и блочные кустовые насосные станции (БКНС) на базе центробежных насосных агрегатов ЦНС-180, ЦНС-500. В состав БКНС входят следующие технологические объекты:
насосная - состоит из насосного и аппаратурного блоков;
камера переключения - состоит из одного или двух блоков напорных гребенок;
распределительного устройства;
металлического резервуара (одного или двух объемом 400 м3);
блока дренажных насосов.
Изучите технологическую схему и техническую характеристику этих блоков; технические данные центробежных насосов, устройство, принцип действия, условное обозначение.
На нефтяных месторождениях успешно применяют и закрытые системы закачки вод в продуктивные пласты: подземная насосная станция, автономная система заводнения, которые работают по технологической схеме "водозаборная скважина -нагнетательная скважина" Изучите схемы монтажа установки и ее обвязку с нагнетательной скважиной, их особенности, преимущества и недостатки.
В заключение уделите внимание проблемам, возникающим при заводнении и мероприятиям по охране недр и окружающей среды.
Вопросы для самоконтроля
1.Какие требования предъявляют к водам, закачиваемым в продуктивные
горизонты?
2.Какие источники используют для водоснабжения промыслов?
3.Перечислите достоинства и недостатки пластовых сточных вод, закачиваемых в
продуктивные горизонты.
4.В каких случаях осуществляют закачку промысловых сточных вод в поглощающие горизонты?
5. В чем заключается сущность подготовки пресных вод для нагнетания ее в пласт? Опишите технологическую схему установки по подготовке пресной воды для закачки ее в пласт.
6.Какие системы и сооружения используются для водоснабжения промыслов?
7.Опишите технологическую схему закачки подземных вод автономной системы
заводнения.
8.Опишите технологическую схему, назначение, устройство подземной насосной
станции.
9.Как оборудуется устье нагнетательной скважины?