СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ СКВАЖИН С ПОМОЩЬЮ ПРИНУДИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 1998 года по МПК E21B43/00 E21B43/24 E21B28/00 

Изобретение относится к нефтепромышленной добыче нефти, в частности из глубинных скважин.

Сегодня при добыче из скважин извлекают всего лишь до 50% геологических запасов нефти. Стало ясно, что пора "золотых фонтанов" заканчивается, нужно переходить на принудительную ее добычу, интенсифицировать нефтепромыслы, используя новую технику и технологию для повышения отдачи пластов. По подсчетам специалистов в нынешнем десятилетии миру понадобится столько нефти, сколько потребило человечество за предшествующие сто лет. Нефть в наше время зачастую определяет ритм жизни, день ото дня ее нужно все больше и больше и вместе с ростом потребности в этом ценнейшем сырье запасы его истощаются. Нефть все чаще и чаще приходится поднимать с весьма больших глубин, да еще и труднодоступных районах.

Известны такие тепловые методы повышения нефтеотдачи как доставка в пласт водяного пара или горячей воды, использование химических реагентов (см., например, Э.М. Халимов и др. Технология повышения нефтеотдачи пластов, М.; Недра, 1984).

Наиболее эффективен метод внутри пластового горения. В пласт впрыскивают порцию воздуха и нефть поджигают, компрессоры продолжают нагнетать через скважину воздух и он гонит фронт горения по пласту, впереди возникает горячая зона, которая теснит нефть к эксплуатационной скважине: 70% полезного ископаемого доставляется на поверхность.

Однако недостатком этих методов является то, что каждый из них может применяться в узком диапазоне геолого-промысловых условий и, самое главное, требует увеличения числа скважин в 5 - 10, а то и более раз. Каждый процент увеличения отдачи пласта становится почти "золотым", поэтому и используют тепловые методы лишь при разработке высоковязких тяжелых нефтей.

Более действенный на сегодняшний день способ - заводнение. Через нагнетательные скважины закачивается вода, которая впрыскивается в пласт с громадной скоростью. При этом поток как бы пульсирует, обрушивая на коллектор удар за ударом, расширяя поры, трещины и каверны, выгоняя оттуда нефть и выдавливая ее поршень точно к забоям эксплуатационных скважин.

Однако несмотря на то, что масштабы применения заводнения пластов расширяются из года в год и метод все время совершенствуется (например, к воде добавляют различные химические реагенты, заметно повышающие степень вымывания нефти), максимальная полнота извлечения полезного ископаемого не превышает 50%, затем на поверхность выходит только вода со следами нефти, остальное остается в пласте в виде рассеянных капель и т.п.

Широко применяются для разведки полезных ископаемых, для повышения нефтеотдачи сейсмоакустические методы воздействия, используя распространение упругих волн в любых, в том числе электропроводящих средах на большие расстояния. Вибратор (или системы вибраторов) располагают над отработанным обводненным пластом (или вокруг него). В пласте выделяется газ, растворенный в нефтеводяной смеси, газ переходит в свободную фазу в виде мелкодиспергированных пузырьков, равномерно рассеянных по всему пласту. Создается интерферирование двух бегущих взаиморасположенных волн газовых пузырьков, соединенных с нефтью. На практике это означает, что регулируя направление и частоту поля, наведенного сейсмоакустическим воздействием, можно целенаправленно перемещать капли нефти.

К недостаткам сейсмоакустических методов можно отнести большие затраты энергии.

Наиболее близким к предложенному способу по назначению и совокупности признаков является способ добычи нефти из скважин с помощью принудительных средств, включающий первичное обводнение нефтяного пласта, применение теплового метода или внутрипластового горения или путем ввода в нефтяной пласт водяного пара, или горячей воды, известный из источника информации.

Известный способ имеет рассмотренные выше недостатки тепловых методов, недостаточно эффективен для пластов, содержащих большое количество неорганических солей и парафинов.

Задача изобретения - максимально исчерпать нефть из скважин, в том числе сверхглубоких, с максимальной производительностью и оптимальными затратами энергии на добычу, снижении трудоемкости добычи.

Достигаемый при этом технический результат повышение нефтеотдачи скважин или повышение эффективности процесса добычи нефти путем принудительного направленного многократного взрыва.

Предложенный способ является комбинированным, т.е. объединяет известные для достижения указанного результата и, отличается от наиболее близкого аналога тем, что в обводненный пласт посылают сейсмическую энергию для концентрации нефти в околокровельном пространстве, затем применяют последовательный направленный многократный взрыв и используют возникающие при взрыве волны для подъема столба нефти на поверхность, после взрыва применяют тепловой метод или внутрипластового горения или путем ввода водяного пара или горячей воды.

Места распространения взрывов располагают так, чтобы часть участка пласта нефти смещалась в направлении взрывной волны и по линии наименьшего сопротивления.

Способ поясняется схематическим чертежом, на котором:
1 - виброплатформа, 2 - скважина, 3 - распространение сейсмической энергии, 4 - газовая шапка, 5 - нефть, 6 - водонефтегазовая смесь, 7 - участки возможного взрыва, 8 - ствол скважины, по которой подается тепловая энергия в виде пара или горячей воды, стрелками показаны: подача заряда "А" и стрелки "Б" скважин - 2, по которым поднимается дополнительная вычерпывающая нефть второй 50%-ной части нефти, которая ранее оставалась в скважине.

Способ осуществляется следующим образом.

Добыча нефти должна выполняться первичным обводнением пласта не более 50 сут (достаточно 20 - 30) для растворения пузырьков газа в пласте нефти.

Низкочастотные передвижные вибраторы несколько месяцев непрерывно посылают в обводненный пласт сейсмическую энергию 3. Волновая вибрация приводит в движение всю сложную систему обводненного пласта, начинается методичная группировка разрозненных в воде нефтяных капель, которые замет собираются в околокровельном пространстве 5.

Затем применяют последовательный направленный многократный взрыв 7, используют возникающие при взрыве волны для подъема столба нефти на поверхность согласно схеме по скважинам 2.

Взрывные участки располагают так, что при направленном взрыве часть участка пласта нефти вынуждена смещаться по направлению взрывной волны и по линии меньшего сопротивления - нефть вынуждена подниматься по стрелке Б на поверхность земли.

Последующий напор теплового источника, например, пара или горячей воды, осуществляется согласно схеме по скважине 8, стрелке А. За счет сдвига пласта путем взрыва уменьшается срок разделения нефти и воды до 20 - 30 сут, повышается производительность труда и сокращается время распространения сейсмической энергии, необходимое для концентрации нефти в единую массу. При этом труд пиротехников может быть использован в добыче нефти.

Способ добычи нефти из скважин с помощью принудительных средств применяется для повышения процента извлечения нефти, в частности из глубинных скважин. В обводненный нефтяной пласт посылают сейсмическую энергию для концентрации нефти в околокровельном пространстве. Затем применяют последовательный направленный многократный взрыв и используют, возникающие при взрыве волн для подъема столба нефти на поверхность. После взрыва применяют тепловой метод внутрипластового горения или путем ввода в нефтяной пласт водяного пара или горячей воды. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ добычи нефти из скважин с помощью принудительных средств, включающий первичное обводнение нефтяного пласта, применение теплового метода или внутрипластового горения, или путем ввода в нефтяной пласт водяного пара, или горячей воды, отличающийся тем, что в обводненный пласт посылают сейсмическую энергию для концентрации нефти в околокровельном пространстве, затем применяют последовательный направленный многократный взрыв и используют возникающие при взрыве волны для подъема столба нефти на поверхность, после взрыва применяют тепловой метод или внутрипластового горения, или путем ввода водяного пара или горячей воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что места распространения взрывов располагают так, чтобы часть участка пласта нефти смещалась по направлению взрывной волны и по линии наименьшего сопротивления.