МИНИСТЕРСТВО НВ&ТЯЮЙ ПРОМШЕННОСТИ

Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности

"ГИПРОВОСТОКНВФТЬ"

УТВЕРЖДАЮ:

РУКОВОДСТВО U0 ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОБУСТРОЙСТВА НЕФТЯНЫХ ИЬСТОРОжДЬНИк С ПРИШШШЛ МЕТОДА ЗАВОДНЕНИЯ С ПСШИМЕРАМИ

РД 39-9-254-79

- pH среды; с увеличением pH от 4 до 10 растворимость возрастает.

Оптимальная концентрация гранулированного сульфатного UAA в водном растворе, подлежащем дозировке в нагнетательный водовод КНС, составляет 1-2%. С увеличением молекулярной массы и степени гадролиза ПАА оптимальная концентрация уменьшается, например, для импортных полимеров типа Пушер ( Pusktru ) она составляет 0,5*. Согласно приведенным в таол. 5 данным, промышленные импортные образцы хорошо растворяются в воде, что объясняется^прежде всего, их мелкодиспереностью.

Таблица 5

Продолжительность растворения импортных полимеров в дистилированной воде при 2 93-295°К концентрацией полимера 0,$

РД 3S-*-25i-79 Стр.П

Растворение мелкодисперсных полимеров (например, импортных) не требует подогрева, для растворения сульфатных гранулированных полиакриламидов повышение температуры необходимо.

Приготовление водных растворов полимеров рекомендуется проводить в пресной воде или слабоминерализованной.

Основные свойства водных растворов полиакриламида

2.4. Частично гадролизованные полиакриламиды в нейтральной и щелочной средах являются анионными полимерами, вязкость растворов которых существенно зависит от минерализации, pH и температуры растворителя, а также молекулярной массы, концентрации и степени тадролиза полимера. Растворы полиакриламида типичные неньютоновские жидкости, вязкость которых зависит от градиента скороста.

Лл закачки в пласт следует использовать водные растворы полиакриламида 0,01-0,I^-ной концентрации.

Для закачки в продуктивные горя зонты в начальный период разработки для создания оторочки, рекомендуется также использовать пресную или слабоминерализованную воду, загущенную полимерами. В последующем можно закачивать пластовые сточные вода, загущенные полимером.

Приготовление растворов ПАА в пластовой (сильноминерализованной ) воде и закачка пластовой воды, загущенной полимерами приводит к резкому снижению вязкости и ухудшению фильтрационных характеристик. Поэтому- перед началом проектирования, должны быть проведены экспериментальные* исследования на совместимость полимера с водой, на базе которых выполняется проектирование обустройства.

С повышением температуры вязкость водных растворов ПАА уменьшается.

На рис.1 представлена зависимость вязкости водных растворов ПАА от температуры при различной концентрации.

Водные растворы ПАА практически не взаимодействуют с пластовой нефтью, но при фильтрации в пористой среде пласта происходит частичная адсорбция ПАА породой пласта.

Водные растворы ПАА взаимодействуют с металлом трубопроводов и оборудования. Чем концентрированнее водные растворы ПАА, тем выше скорость разрушения металла. Максимальная скорость коррозии, определенная опнтнт путем , колеблется в интервалах 0,5-1,5 г/и2 в час, что составляет около 1,0 мм в год поверхности труб ж оборудования. Слабые водные растворы ПАА (концентрации 0,1-0,05£) взаимодействуют о металлами менее интенсивно и относятся к слабо агрессивным средам.

Водные растворы порошкообразного ПАА не токсичны, поэтому работа и с ними не требует особых мер предосторожности.

При получении ПАА в промысловых условиях из акриламида на установках УДПП-200 следует иметь в виду, что акриламид (кристаллический) и его водные растворы токсичны и требуют особых мероприятий по технике безопасности и промсанитарп. Предельно допустимая концентрация пыли акриламида в воздухе не должна превышать 0,01 мг/л.

Взаимодействие водных растворов полимеров с ингибиторами коррозии

2.5. Для защиты оборудования и трубопроводов от коррозионного воздействия, загущенных полимерами пластовых вод, следует применять ингибиторы коррозии. Тип ингибитора и его

концентрация применяются в зависимости от конкретных условий, и коррозионных свойств пластовых вод по рекомендации специализированного института или научной частя института.

Исследованиями установлено, что ингибиторы коррозии незначительно снижают вязкость растворов поли акриламида.

Таблица 6

Зависимость вязкости водных растворов полимеров (концентрация полимера 0,0$) при воздействии на них ингибиторов коррозии)

3. СОСТАВ И РАЗМЕЩЕНИЕ СООРУЖЕНИЙ Ш ПОЛИМЕРНОМУ ЗАВОДНЕНИЮ

3.1.    В состав сооружений по полимерному заводнению нефтяных пластов входят:

-    установки приготовления водного раствора полимера;

-    сооружения системы нагнетания воды в пласт (истовые насосные станции, водораспределительные пункты, высоконапорные водоводы, нагнетательные скважины, электроподстандаи.ЛЭП и др.).

3.2.    11роектирование установок приготовления водного раствора полимеров производится в соответстнга с настоящим

Руководством .

Проектирование сооружений систем нагнетания воды в пласт

- в соответствии с ВНГП 3-77

Лннефтепром

3.3.    В состав установок приготовления водного раствора полимера могут входить следупцие объекты и сооружения:

-    установка приготовления водного раствора полимера;

-    склад неотапливаемый для хранения полимера и других реагентов;

-    теплоисточник для отопления зданий установки и подогрева воды с целью ускорения процесса растворения полимера;

-    резервуары для водных растворов полимеров;

-    бытовые помещения для обслуживающего персонала установки, если в радиусе 150 м не имеется;

-    системы автоматизации технологаческих процессов;

-    инженерных сетей.

Примечание:

Необходимость подогрева воды с целью сокращения времени на процесс растворения полимера до рабочей концентрации уточняется в зависимости от типа применяемого ПАЛ.

3.4.    Для строительства систем полимерного заводнения должно применяться блочное оборудование заводского изготовления и только при отсутствии блочного оборудования допускается строительство объектов по ивдиищуальным проектам.

3.5.    Место размещения установок приготовления водного раствора полимера выбирается на основании технико-экономического анализа в зависимости от объемов закачиваемой в пласт воды, загущенной ПАА, количества и расположения кустовых насосных станций на месторождении, размеров участков с полимерным заводнением, наличия источников тепло-электро-водоснаб-жения, подъездных путей и других факторов.

3.6.    Проектирование сооружений полимерного заводнения должно производиться в увязке с существулцими и запроектированными сооружениями обустройства нефтяных месторождений.

4. УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДШХ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ

4.Х. Для приготовления водного раствора полимера из порошкообразных полимеров должны применяться блочные установки типа УДПП-1,5, УДПП-5,0 и УДПП-200 конструкции ТатНИИнефте-маша , серийный выпуск которых будет осуществлять Грозненский машиностроительный вавод "Красный Молот" в виде блок-боксов.

РД 39-9-354-79 Стр.17

4.2.    Технические характеристики, техналогаческие схемы и другие данные по блочным установкам приведены в паспортах

и Инструкциях по эксплуатации установок УДПП-1,5, УДПП-5, выпускаемых машиностроительными заводами.

Црм проектировали’/ установок приготовления водных растворов и их привязке в проектах обустройства следует применять винтовые или плунжерные насосы. Применение центробежных насосов не рекомендуется.

Дозирование раствора полимера в концентрации 0,5-#, подготовленного на установке УДПП-1,5 или УДПП-5, должно осуществляться только в нагнетательную лшт НКВС.

4.3.    Суточную и готовую потребность установок в полимере и воде следует принимать по табл. 7.

Таблица 7

Примечания:

1.    Потребность в полимере взята в пересчете на 10# концентрацию.

2.    Потребность воды для установок УДЛП рассчитана из условия приготовления 1% раствора.

4.11.    Резервуары могут размещаться вне здании но с применением мероприятий₉направленных на предотвращение замерзания раствора полимера.

4.12.    Строительство технологических трубопроводов по площадке головных сооружений необходимо предусматривать:

-    для водоводов высокого давления - из стальных горяче-

дсформированных труб по ГОСТам 8731-74 , 8732-78, холоднодефор-мированных и теплодеформированных труб по ГОСТам 8733-74 и 8734-75 из сталей 20 и 35. Детали трубопроводов для этих целен применять из углеродистых сталей указанных марок только заводского изготовления»

-    для водоводов низкого давления следует применять трубы стальные сварные прямошовные по ГОСТам 10704-76, 10706-76 и 10707-73;

-    для напорных и безнапорных трубопроводов канализации - неметаллические трубы - асбестоцементные, полиэтиленовые и др. по соответствующим ГОСТам:

— асбестоцементные по ГОСТу - 539-73;

—полиэтиленовые по ГОСТУ - 19599-73.

5. КУСТОВЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

5.1.    Объемы закачки воды, загущенной полимерами и давления нагнетания принимаются по проекту (схеме) разработки нефтяного месторождения.

5.2.    Для закачки воды в нефтяные пласты следует применять, как правило, кустовые насосные станции в блочном исполнении заводского изготовления (КОС).

3 отдельных случаях, при технико-экономическом обосновании, допускается проектирование индивидуальных станций на базе насосов УЭЦП и др.

5.3. Количество кустовых насосных станций на месторождении определяется на основании технико-экономического сравнения вариантов в зависимости от объемов закачиваемой воды, загущенной полимерами, количества и расположения нагнетательных скважин, рельефа и других местных условий.

1{ри реконструкции действукщей системы заводнения для перевода ее на закачку воды, загущенной полимерами, должны максимально использоваться существукщие станции и другие сооружения.

Ъ.4. Проектирование кустовых насосных станций должно выполняться в соответствии с требованиями ВНТП 3-77

Мганефтепром

6. ВОДОВОДУ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

6.1. Систему водоводов высокого давления для подачи в нагнетательные скважины воды, загущенной по димерами, следует

проектировать в соответствии с рекомендациями технологической схемы (проекта) разработки нефтяного месторождения, а также с учетом существующих сетей и местных условий.

6.2.    Схема распределения воды по нагнетательным скважинам (лучевая, линейная, комбинированная и т.д.) выбирается на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом местных условий.

6.3.    Проектирование водоводов высокого давления следует осуществлять по:

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

"РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОБУСТРОЙСТВА НЭТЯШХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА ЗАВОДНЕНИЯ С ПОЛИМЕРАМ"

РД 39- 9-254-79

Введен в действие: взамен-впервые

Приказом Министерства нефтяной промышленности

»    ⁴⁶³    от    "    27    "_оентября    1979    г.

Срок введения в действие установлен с _01.11Л979г.

I. ОЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.    Настоящее Руководство предназначается для использования в качестве основного материала при проектировании новых и реконструкции действупцих объектов обустройства нефтяных местороадений с применением метода воздействия на пласт водой, загущенной полимерами.

При выполнении указанных работ применение Руководства является обязательным для всех институтов нефтяной промышленности.

1.2.    Шбор метода заводнения, тип полимера, объемы закачки воды, загущенной полимерами, количество нагнетательных скважин, их размещение и другие исходные данные для проектирования, а также технико-экономическое обоснование применяемого метода заводнения с тем или иным полимером должны

приводиться в технологических схемах (проектах) разработки нефтяных месторождений.

1.3.    При проектировании объектов и сооружений по заводнению с полимерами, наряду'с требованиями настоящей работы, следует руководствоваться также действующими строительная

и технологическими нормами проектирования, в том числе:

-    Нормами технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений

ВНТП 3-77    .

Миннефтепром

-    руководство?/ по проектированию и технико-экономическому анализу разработки нефтяных месторождений с применением метода воздействия на пласт водой, загущенной полимерами.

Нд 39-3-36-77|

-    Действующими строительными нормами по автоматизации и диспетчеризации, по технике безопасности и охране труда, пожарной безопасности, промсанитарии;

-    ОСТ см 26-02-632-72. Арматура устьев нагнетательных скважин. Основные параметры и типовые схемы;

-    Строительными нормами: СНиП 11-34-74, СНиП Ш-ЗО-74 и другими - по проектированию соответствуют сооружений.

1.4.    Проектирование объектов обустройства нефтяных месторождений по закачке в пласт воды, загущенной полимерами, должно выполняться на основании утвержденной технологической схемы (проекта) разработки нефтяного месторождения с учетом существующей системы заводнения.

1.5.    При проектировали объектов обустройства нефтяных месторождений по закачке в пласт воды, загущенной полимерами^ в районах с особо сложными климатическими и геологические условиями (сейсмичность, районы Крайнего Севера и Сибири, карстовые явления, оползни, горные выработки, просадочные грунты, районы безводных пуотынь и песчаных бурь и т.п.) -следует руководствоваться дополнительно специальными указаниями и нормами.

1.6.    Цроекты по закачке в продуктивный пласт воды, загущенной полимерами, должны согласовываться в порядке,установленном для проектов обустройства нефтяных месторождений.

1.7.    Настоящее Руководство подлежит периодическому пересмотру о целы) уточнения по мере накопления опыта проектирования, строительства и эксплуатации.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА И СВОЙСТВ!

ПОЛИМЕРОВ

2.1.    Основнш реагентом - загустителем воды является полиакриламид (ПИ). Химически чистый ПАЛ представляет собой порошок белого цвета без запаха. Промышленность выпускает сополимер акрилашда с акриловой кислотой, который используется для заводнения.

2.2.    При проектировании процессов заводнения может предусматриваться использование только порошкообразных полиакриламидов, характеристика которых приведет в табл. I.

Таблица I

Краткая характеристика полимеров

2.3. Растворимость полимеров характеризуется:

-    полнотой растворения;

-    скорость» растворения.

Для определения сравнения полноты и скорости растворения в воде различных полимеров рекомендуется пользоваться методикой, приведенной в работе /2, п.6.2.7/.

Полнота растворения характеризуется количеством нерастворимого осадка, выраженного в процентах к массе полимера, который рас-творяется при некоторых определенных условиях. Большое количество осадка вызывает осложнения при применении реагента, так как возникает необходимость или очень часто очищать фильтры, предусмотренные на установках для приготовления раствора, или увеличивать их число.

Скорость растворения ПАА зависит главным образом от следующих факторов:

-    дисперсности полимера, оптимальный размер частиц должен

находиться в пределах 0,254-1 мм. Растворение полимера проходит через стадию набухания частиц, при большем размере частиц время набухания их ш полное растворение увеличиваются. Пылевидные частички (    «<0,25 мм) слипаются с образованием

медленно растворимых гелеобразных комков (см.табл.I)

-    молекулярной массы полимера, с увеличением ее скорость растворения уменьшается;

-    интенсивности перемешивания, чем интенсивнее перемешивание, тем меньше время растворения (см.табл.2).

Таблица 2

Зависимость продолжительности растворения Ленинек-Кузнецкого ПАА в дистиллированной воде

Центробежный критерий Рейнольдса ( Hiy ) определяется по формуле:    _п    И-d^L.

где    ^Y

h - число оборотов мешалки, об/мин ;

<£ - диаметр лопостей мешалки, м ;

-    кинематическая вязкость воды, м2/с .

Центробежный критерий Рейнольдса может быть использован

при сравнении процессов растворения в геометрически подобных аппаратах (реакторы с пропеллярной мешалкой), в других аппаратах, более правильно оперировать средней линейной скоростью

Из табл. 2 следует, что чрезмерная интенсивность перемешивания приводит к ухудшению технологических параметров растворов вследствие механической деструкции:

-    температура растворителя? с увеличением температуры скорость растворения возрастает (см.табл.3).

Таблица 3

Продолжительноеть растворения Ленинек-Кузнецкого ПАА

Примечание. Растворимость ПАА в воде приведена при интенсивности перемешивания 800 об/мин.

Приготовление водных растворож из порошкообразных частиц с размером 0,25-1,0 мм можно проводить без подогрева при температурах 278-293°К.

При увеличении размера частиц растворение следует проводить при повышенных температурах 323-343°К. Для >величения скорости растворения при повышенных температурах рекомендуется добавка 0,05-0,1%, вес. каустической соды ( //цОН ) (см.табл.4).

Таблица 4

Влияние добавки каустической соды на продолжительность растворения Ленинск-Кузнедкого порошкообразного ПАА