СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ Российский патент 1995 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений горизонтальными скважинами, пробуренными из вертикальных шахтных стволов с применением теплового воздействия на продуктивный пласт, и может быть использовано для добычи высоковязких нефтей и природных битумов, а также вторичной добычи нефти из истощенных пластов.

Известен способ добычи нефти, включающий бурение с дневной поверхности вертикального шахтного ствола, сооружение подземной рабочей камеры, бурение из нее подземных горизонтальных скважин, оборудование их обсадными и насосно-компрессорными трубами, закачку в продуктивный пласт по насосно-компрессорным трубам теплоносителя и откачку на дневную поверхность нефти.

Недостатком известного способа является то, что из-за чрезвычайно большой концентрации различного ряда работ и оборудования в ограниченном пространстве шахтного ствола он не может обеспечить безопасные и нормальные санитарно-гигиенические условия для работающих под землей.

Цель изобретения - более рациональное вскрытие продуктивного пласта спаренными вертикальными шахтными стволами малого диаметра и кустами горизонтальных скважин, улучшение тепловой обработки продуктивного пласта и вытеснение из него нефти, а также безлюдная эксплуатация подземных скважин и откачка нефти на дневную поверхность. Это обеспечивает более полное и безопасное для обслуживающего персонала и окружающей среды извлечение нефти с более высокими технико-экономическими показателями.

На фиг. 1 приведена схема размещения спаренных шахтных стволов, вертикальной подъемной скважины с эрлифтным подъемником, пароподающей и газоотводящей скважин, а также рабочей камеры во время вскрытия продуктивного пласта подземными горизонтальными скважинами; на фиг. 2 - то же, нижняя часть; на фиг. 3 - схема вскрытия продуктивного пласта подземными горизонтальными скважинами, вид сверху; на фиг. 4 - схема разработки месторождения отдельными автономно работающими эксплуатационными блоками.

Способ добычи нефти осуществляется следующим образом.

На разрабатываемом месторождении 1 (а если оно имеет значительные размеры, то на каждом эксплуатационном участке - блоке 2, на которые оно разбивается) с дневной поверхности бурят два спаренных вертикальных шахтных ствола малого диаметра (1,8-2,4 м). Основной подъемный ствол 3 служит для спуска-подъема людей и оборудования и подачи в шахту свежего воздуха, а параллельно ему вентиляционный ствол 4 обеспечивает пропуск исходящей вентиляционной струи и служит запасным выходом для людей из рабочей камеры на дневную поверхность. Стволы вскрывают продуктивный пласт 5 на всю его мощность. Между стволами бурят подъемную скважину 6 диаметром 0,4-0,5 м и глубиной, большей, чем шахтные стволы на 30-50%, пароподающую скважину 7 и газоотводящую скважину 8. Бурение подъемной скважины ниже забоев шахтных стволов необходимо для того, чтобы обеспечить нормальную работу эрлифтного подъемника путем спуска в эту скважину его смесителя ниже уровня находящейся в шахтном стволе и предназначенной для откачки на дневную поверхность пульпы, состоящей при строительстве рабочей камеры из измельченной породы и воды, при бурении горизонтальных скважин - из бурового раствора с выбуренной породой, а при добыче нефти - из нефти, воды и механических примесей. Для строительства поверхностных объектов и их эксплуатации на дневной поверхности месторождения сооружают капитальную дорогу 9 с подъездами к каждому эксплуатационному участку (блоку).

После проведения необходимых монтажных работ в шахтных стволах 3 и 4 и подъемной скважине 6 и ввода в действие шахтного подъема, вентиляционной установки и эрлифтного подъемника между стволами 3 и 4 непосредственно над продуктивным пластом 5 проводят вентиляционную сбойку 10 и организуют рудничную вентиляцию. Из вентиляционной сбойки 10 в толщу пласта 5 бурят разведочно-дренажные скважины 11 и после этого приступают к сооружению в пласте 5 между стволами 3 и 4 в нижней части пласта 5 рабочей камеры 12 цилиндрической формы. Работу по сооружению камеры 12 проводят в следующем порядке. Вначале проходят сбойку между стволами 3 и 4, затем ее расширяют до проектного диаметра. Вентиляцию при горнопроходческих работах при сооружении сбойки 10 осуществляют вентилятором частичного проветривания, установленным на дневной поверхности, по вентиляционным трубам, проложенным по стволу 4. При сооружении рабочей камеры после пуска основной вентиляционной установки вентилятор частичного проветривания устанавливают в сбойке 10.

Для регулирования количества воздуха, поступающего в рабочую камеру и проходящего через вентиляционную сбойку 10, в ней устанавливают вентиляционную дверь 13 с вентиляционным окном. Породу от проходки камеры 12 поднимают с помощью эрлифтного подъемника, включающего трубопровод 14 сжатого воздуха, смеситель 15 и подъемную трубу 16.

При бетонировании рабочей камеры 12 в ее стенках заранее монтируют обсадные трубы 17 - направления для бурения горизонтальных нагнетательных 18 и добывающих 19 скважин. Бурение скважин 18 и 19 осуществляют подземным буровым станком. Промывочную жидкость для бурения подают с дневной поверхности. В зависимости от горно-геологических условий, прежде всего прочности продуктивного пласта, стенки скважин полностью или частично крепят перфорированными обсадными трубами 20 и в них опускают насосно-компрессорные трубы 21. При бурении скважин 18 и 19 их устья оборудуют герметичными отводящими устройствами, таким образом, чтобы промывочная жидкость, выходящая из скважин вместе с выбуренной породой, поступала в сепаратор, из которого попутный нефтяной газ по газоотводящей скважине 8 транспортировался на дневную поверхность, а жидкость (нефть+вода) с механическими примесями направлялась в подъемную скважину 6 и эрлифтным подъемником выдавалась на поверхность. После бурения скважин 18 и 19 камеру 12 на всех выходах изолируют с помощью герметичных перемычек 22, а в подъемной скважине 6 - с помощью пакера 23. После этого через нагнетательные скважины 18 в продуктивный пласт 5 закачивают одновременно два рабочих агента: по насосно-компрессорным трубам 21 - теплоноситель - (перегретый водяной пар), а по кольцевому пространству между обсадными 20 и насосно-компрессорными 21 трубами - вытеснитель (сжатый воздух) такого же давления, так и теплоноситель. Пласт 5 подвергается паровоздушной репрессии, в результате которой происходит фильтрация в пласте двухфазной смеси и вытеснение нефти к добывающим скважинам 19, откуда нефть вместе с пароконденсатом и сжатым воздухом поступает в камеру 12.

Для обеспечения максимального охвата пласта 5 воздействием рабочих агентов - теплоносителя и вытеснителя - в камере 12 создают противодавление, путем заполнения ее объема сжатым воздухом; для достижения оптимальной температуры обработки пласта регулируют режим закачки теплоносителя и вытеснителя. Дистанционный контроль за параметрами работы камеры 12 (давление, температура и пр.) осуществляют с дневной поверхности с помощью приборов. Визуальный контроль за состоянием камеры 12 осуществляют периодически. Для этого несколько раз в год ее открывают, осматривают и, при необходимости, выполняют ремонт. Затем ее снова закрывают. Таким образом, во время эксплуатации рабочей камеры нет необходимости в постоянном присутствии людей под землей. Поэтому в период добычи нефти вентиляционные установки, шахтный подъем и некоторые другие объекты периодически останавливают на временную консервацию.

Подъем нефти из рабочей камеры осуществляют эрлифтом без предварительной очистки ее от механических примесей под землей, которую производят на дневной поверхности, в сепарационной установке 24.

Предложенный способ полностью отвечает правилам безопасности. Он просто и надежно решает основную задачу - создание в разрабатываемом пласте возможно большей дренажной поверхности за счет его сверхплотного разбуривания кустами подземных горизонтальных скважин, что с одновременным воздействием на пласт не только теплоносителем, но и вытеснителем позволяет обеспечить более высокий охват пласта их воздействием и тем самым обеспечить увеличение коэффициента извлечения нефти из недр, а также организовать разработку месторождения эксплуатационными участками (блоками) больших размеров. Последнее очень важно с экологической точки зрения, так как это позволяет в значительно меньшей степени нарушать верхний покров земной поверхности. Увеличение коэффициента извлечения нефти из недр одновременно с увеличением размеров эксплуатационных участков (блоков), а также безлюдная эксплуатация рабочей камеры позволяют уменьшить капитальные вложения в разработку месторождений, уменьшить трудоемкость и себестоимость добычи нефти.

Использование: для добычи высоковязких нефтей и природных битумов, а также вторичной добычи нефти из истощенных пластов тепловым воздействием на продуктивный пласт (ПП). Сущность изобретения: осуществляют бурение с дневной поверхности двух параллельных шахтных стволов (ШС), вскрывающих ПП на всю его мощность, и между ШС и параллельно им пароподающей, газоотводящей и подъемной скважин (С). Сооружают между ШС в нижней части ПП рабочую камеру, бурят из нее в два яруса подземные горизонтальные С, в верхнем ярусе нагнетательные С, в нижнем - добывающие С, оборудуют их обсадными и насосно - компрессорными трубами. По последним нагнетательным С подают теплоноситель и одновременно по межтрубному пространству между ними и обсадными трубами - вытеснитель. Камеру герметично изолируют от рудничной атмосферы. Откачивают нефть на поверхность эрлифтом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ, включающий бурение с дневной поверхности вертикального шахтного ствола, сооружение подземной рабочей камеры, бурение из нее подземных горизонтальных скважин, оборудование их обсадными и насосно-компрессорными трубами, закачку в продуктивный пласт по насосно-компрессорным трубам теплоносителя и откачку на дневную поверхность нефти, отличающийся тем, что параллельно основному вертикальному шахтному стволу бурят дополнительный шахтный ствол , а между ними вертикальную подъемную скважину, глубина которой на 0,3 - 0,5 больше глубины шахтных стволов, и пароподающую и газоотводящие скважины, затем над кровлей продуктивного пласта между шахтными стволами проходят вентиляционную сбойку, из которой бурят разведочно-дренажные скважины, рабочую камеру сооружают в нижней части продуктивного пласта между шахтными стволами, подземные горизонтальные скважины бурят из нее в два яруса, затем камеру герметично изолируют от рудничной атмосферы, а откачку нефти на дневную поверхность осуществляют эрлифтным подъемником, который устанавливают в подъемной скважине. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в продуктивный пласт закачивают одновременно по насосно-компрессорным трубам, установленным в нагнетательных подземных горизонтальных скважинах, теплоноситель и по межтрубному пространству между обсадными и насосно-компрессорными трубами этих скважин - сжатый воздух, при этом в рабочей камере создают противодавление путем заполнения ее сжатым воздухом.