В настоящее время в нефтяной промышленности для повышения нефтеотдачи пластов используются мероприятия по поддержанию пластового давления (ППД). В мировой практике наиболее широкое распространение получил метод, основанный на закачивании в пласт воды через нагнетательные скважины, расположенные с нефтяными в определенном порядке. Многочисленные долговременные экспериментальные исследования показывают, что наилучшей средой для закачивания в нефтяные пласты является подземная минерализованная вода. При этом достигается не только основная задача - поддержание пластового давления, - но и повышается нефтеотдача (на 5…10 % по сравнению с закачиванием в пласт пресной воды).
Основные преимущества использования подземных вод, в отличие от пресных поверхностных, в качестве среды для закачивания в нефтяные пласты, следующие:
- лучшие нефтевымывающие свойства подземных вод; причем, чем выше температура и минерализация закачиваемой подземной воды, тем выше коэффициент вытеснения нефти;
- отсутствие разбухания глинистых частиц пласта, т. е. сохранение проницаемости пласта. При закачивании же пресных поверхностных вод за счет разбухания глинистых частиц проницаемость пласта уменьшается в несколько раз;
- использование минерализованных вод позволяет экономить пресную воду озер, рек, грунтовые пресные воды. Задачи охраны окружающей среды также диктуют необходимость применения подземных вод.
Вместе с тем, обобщение накопленного мирового опыта использования подземных вод при закачивании их в нефтяные пласты выявляет следующие основные проблемы:
1. Наличие в подземных водах растворенного газа (в т.ч., кислорода) нередко приводит к кавитационным срывам насосов, которые закачивают воду в пласт. Наличие газа способствует ускоренному процессу кавитационной эрозии элементов проточной части насосов.
2. Наличие в подземных водах кислорода способствует поддержанию жизнедеятельности сульфатовосстанавливающих бактерий. Вследствие этого в состав подземных вод входит значительное количество сероводорода, наличие которого отрицательно сказывается на показателях надежности насосного оборудования (приводит к интенсивному коррозионному износу элементов проточной части).
3. В некоторых районах подземные воды залегают в пластах рыхлых песков. Как следствие, при подъеме на поверхность песок, содержащийся в перекачиваемой воде, попадая в проточную часть насосного оборудования, способствует ускоренному механическому изнашиванию последней.
Указанные проблемы значительно усложняют использование подземных вод в качестве среды для закачивания в нефтяные пласты.
Кроме показателей надежности, важным показателем качества работы любой станции ППД является также энергетическая эффективность используемого оборудования, которая определяется режимами работы наиболее энергоемких устройств станции, в данном случае - скважинных насосов для подъема жидкости из пластов и насосов для закачивания жидкости в пласты.
На территории СНГ наиболее широкое распространение в качестве насосов для закачивания жидкости в пласты получили насосы типа ЦНС 180 с подачей 180 м 3 /ч. В начале 90-х годов взамен им были спроектированы и созданы насосы ЦНС 63 и ЦНС 90. Это было вызвано уменьшением необходимого количества жидкости для закачивания в нефтяные пласты. Однако, в силу различных обстоятельств, до настоящего времени подавляющее большинство станций ППД на территории СНГ оснащено насосами типа ЦНС 180. При этом необходимое количество жидкости, которое должно быть подано в нефтяные пласты, как правило, не превышает 30…100 м 3 /ч. Работа такого мощного оборудования, как насосы ЦНС 180, на нерасчетных режимах приводит к значительным энергетическим потерям. Проведенные расчеты показывают, что окупаемость замены насосов ЦНС 180 на насосы с меньшей производительностью может составить от 52 дней до 10 месяцев.
