СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ПЛАСТА Российский патент 2002 года по МПК E21B43/16 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам извлечения нефти из неоднородного коллектора.

Известен способ разработки нефтяных месторождений, включающий спуск НКТ до забоя скважины, закачку по этим трубам в призабойную зону пласта активной жидкости, подъем НКТ на поверхность, спуск и размещение против отрабатываемого интервала пласта генератора ультразвукового излучения и осуществление очистки призабойной зоны от осадков в среде активной жидкости под воздействием ультразвука с диапазоном частот 10-15, 22-44 и 320-360 кГц [1].

Недостаток способа заключается в ограниченном применении высокочастотного генератора ультразвукового излучения из-за малого радиуса воздействия, охватывающего, преимущественно, область призабойной зоны пласта.

Известен способ разработки нефтяных месторождений, взятый за прототип, включающий отбор нефти через эксплуатационные скважины с вытеснением ее из пласта заводнением через нагнетательные скважины и импульсное воздействие на пласт через забои эксплуатационных и нагнетательных скважин, оборудованных генераторами импульсов.

При этом перед осуществлением импульсного воздействия в призабойной зоне нагнетательной скважины проводят выравнивание фронта вытеснения, а в призабойной зоне эксплуатационной скважины изолируют обводненные пропластки [2].

Недостаток применяемого в изобретении импульсного воздействия состоит в том, что энергия сейсмических импульсов рассредоточена в широком диапазоне частот, поэтому большая часть энергии сейсмических импульсов гасится в призабойной зоне.

Кроме того, средняя энергия импульсных сейсмических воздействий на пласт пропорциональна отношению длительности импульсов к периоду их повторения и, если период повторения значительно превышает длительность импульсов, то средняя энергия сейсмического воздействия на пласт будет очень мала и недостаточна для достижения желаемого эффекта.

Вытеснение заводнением недостаточно эффективно при наличии высокопроницаемых пропластков, а изоляция и выравнивание профиля приемистости оказывают влияние на гидродинамический режим лишь в призабойных зонах и несущественно влияют на гидродинамический режим на всем интервале между нагнетательной и эксплуатационной скважинами.

Технической задачей изобретения является повышение нефтеотдачи пластов и снижение обводненности добывающих скважин на поздней стадии эксплуатации месторождений.

Технический результат достигается тем, что в способе добычи нефти из пласта, включающем отбор нефти через добывающую скважину, закачку в пласт вытесняющего агента через нагнетательные скважины и сейсмическое воздействие на пласт из добывающей и нагнетательной скважин, согласно изобретению перед закачкой вытесняющего агента предварительно определяют доминантные частоты сейсмических сигналов, на которых имеет место наименьшее затухание волн, распространяющихся от нагнетательной скважины к добывающей и в обратном направлении, опускают в скважины генераторы сейсмических колебаний, настроенные на выявленные доминантные частоты, а в качестве вытесняющего агента в нагнетательную скважину производят закачку пенной системы с постепенным изменением газовой фракции от минимальной до максимальной в заданных пределах, при этом закачку пенной системы производят одновременно с сейсмическим воздействием на пласт на выявленных доминантных частотах.

В случае совпадения предварительно выявленных доминантных частот сейсмических сигналов, распространяющихся от нагнетательной скважины к добывающей и в обратном направлении, один из генераторов настраивают на частоту 0,1-0,5% выше доминантной частоты, а другой - на 0,1-0,5% ниже доминантной частоты.

Сущность изобретения состоит в расширении зоны сейсмического воздействия на пласт из двух скважин за счет возбуждения сейсмических колебаний на доминантных частотах при одновременном перераспределении потока жидкости из высокопроницаемых обводненных пропластков в низкопроницаемые нефтенасыщенные за счет заполнения пласта пенным составом.

Для практической реализации способа на системе из нагнетательной и остановленной добывающей скважин производят операции в следующей последовательности. Погружают в одну из скважин в зону нефтяного пласта генератор сейсмических колебаний, а во вторую - сейсмический приемник, производят возбуждение сигналов на разных частотах и определяют ту из них, т.е. доминантную [3], на которой имеет место наименьшее затухание волн.

Затем меняют генератор сейсмических колебаний и сейсмический приемник местами и определяют доминантную частоту волн, идущих в противоположном направлении.

Частоты для противоположных направлений распространения волн могут быть различными из-за влияния нелинейных процессов передачи волновой энергии [4].

Волны на доминантных частотах обеспечивают максимальный охват пласта сейсмическим воздействием ввиду их слабого затухания. Затем в обе скважины в зону пласта опускают генераторы сейсмических колебаний, настроенные на доминантные частоты, и производят закачку в нагнетательную скважину компонентов вытесняющего агента, генерирующих пенную систему, с одновременным возбуждением сейсмических волн в добывающей и нагнетательной скважинах.

При возбуждении колебаний в нагнетательной и добывающей скважинах на одной и той же частоте между скважинами образуются стоячие волны, в зонах пучностей которых будет максимальное сейсмическое воздействие на пласт, а в зонах узлов - минимальное. При возбуждении колебаний на разных частотах в обеих скважинах между скважинами стоячие волны преобразуются в бегущие, поэтому сейсмическим воздействием будет равномерно охвачен весь объект.

Если доминантные частоты для встречных направлений одинаковы, то генераторы настраивают на частоты, различающиеся на 0,1 - 0,5% от доминантной, в одной из скважин в сторону повышения частоты, в другой - в сторону понижения.

Воздействие из двух скважин усиливает сейсмический эффект.

Закачку пенной системы через нагнетательную скважину осуществляют в виде чередующихся оторочек пенообразующего раствора и воздуха (газа). Первой оторочкой закачивают в пласт пенообразующий раствор, второй - воздух или газ. Газ или воздух, прокачиваемый через поровое пространство, заполненное пенообразующим раствором, диспергируется в виде пузырьков, образуя пену в пласте. Закачку ведут циклически, постепенно повышая концентрацию газовой фракции от минимума до максимума в заданном пределе, затем концентрацию понижают в том же пределе. При низкой концентрации газовой фракции пенная система проникает далеко по высокопроницаемому пропластку и постепенно весь его наполняет пузырьками газа, тем самым по всей высокопроницаемой обводненной части пласта повышается гидравлическое сопротивление движению жидкости и поток перераспределяется в сторону слабопроницаемых нефтенасыщенных пропластков, вследствие чего снижается обводненность добываемого продукта.

Сейсмическое воздействие на пласт способствует продвижению пузырьков газа как в горизонтальном направлении под действием закачки, так и в вертикальном направлении под действием выталкивающих сил. Двигаясь в вертикальном направлении вверх, пузырьки газа достигают нижней кромки застойной зоны нефтяной залежи.

По мере повышения концентрации газовой фракции происходит снижение проницаемости обводненной части пласта, а на нижней кромке нефтенасыщенной зоны образуется высокоподвижный слой нефти, особенно, если в качестве газовой фракции пенной системы будет газ углеводородного состава, влияющий на подвижность нефти.

При снижении концентрации газовой фракции будет происходить вымывание разжиженной высокоподвижной нефти из пласта к добывающей скважине, что приводит к повышению нефтеотдачи пласта.

Для реализации способа на конкретном месторождении определяют химический состав пластового флюида и экспериментально подбирают оптимальную композицию пенной системы, в качестве которой можно использовать водный раствор ПАВ и водорастворимых полимеров, например ПАА, Камацел (в/м). ПАВ предназначены для пенообразования и стабильности пены, ПАА и Камацел - для придания прочности и стабильности пены. В качестве ПАВ можно использовать сульфонол, МЛ, ОП-10. Содержание ПАВ в растворе - 0,5% и ПАА - 0,1-0,05, Камацел - 0,5%.

Для возбуждения сейсмических волн в условиях песчано-глинистого разреза на месторождениях Западной Сибири могут быть применены генераторы магнитострикционного типа мощностью 5 - 10 кВт с частотным диапазоном от 100 до 300 Гц.

Применение изобретения может восстановить продуктивность скважин, остановленных вследствие высокой обводненности продукта и повысить нефтеотдачу пласта. Наиболее эффективным применение способа будет в случае наличия высокопроницаемых пропластков в подошвенной части нефтепродуктивного пласта.

Источники информации
1. Патент РФ 2136859, МПК 6 - Е 21 В 43/16, 1999.

2. Патент РФ 02117141, МПК6 - Е 21 В 43/20, 1998, прототип.

3. Николаевский В.Н. Механизм вибровоздействия на нефтеотдачу месторождений и доминантные частоты. - ДАН, т. 307, 11, 1989.

4. Николаевский В. Н. Нелинейные волны в грунтах и трещиноватых горных породах. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 6, 1968.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам извлечения нефти из неоднородного коллектора. Обеспечивает повышение нефтеотдачи пластов и снижение обводненности добывающих скважин на поздней стадии эксплуатации месторождений. Сущность изобретения: способ включает отбор нефти через добывающую скважину, закачку в пласт вытесняющего агента через нагнетательную скважину и сейсмическое воздействие на пласт из добывающей и нагнетательной скважин. Перед закачкой вытесняющего агента предварительно определяют доминантные частоты сейсмических сигналов, на которых имеет место наименьшее затухание волн, распространяющихся от нагнетательной скважины к добывающей и в обратном направлении. Опускают в скважины генераторы сейсмических колебаний, настроенные на выявленные доминантные частоты. В качестве вытесняющего агента в нагнетательную скважину производят закачку пенной системы с постепенным изменением газовой фракции от минимальной до максимальной концентрации в заданных пределах. При этом закачку пенной системы производят одновременно с сейсмическим воздействием на пласт на выявленных доминантных частотах. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ добычи нефти из пласта, включающий отбор нефти через добывающую скважину, закачку в пласт вытесняющего агента через нагнетательную скважину и сейсмическое воздействие на пласт из добывающей и нагнетательной скважин, отличающийся тем, что перед закачкой вытесняющего агента предварительно определяют доминантные частоты сейсмических сигналов, на которых имеет место наименьшее затухание волн, распространяющихся от нагнетательной скважины к добывающей и в обратном направлении, опускают в скважины генераторы сейсмических колебаний, настроенные на выявленные доминантные частоты, в качестве вытесняющего агента в нагнетательную скважину производят закачку пенной системы с постепенным изменением газовой фракции от минимальной до максимальной концентрации в заданных пределах, при этом закачку пенной системы производят одновременно с сейсмическим воздействием на пласт на выявленных доминантных частотах. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае совпадения предварительно выявленных доминантных частот сейсмических сигналов, распространяющихся от нагнетательной скважины к добывающей и в обратном направлении, один из генераторов настраивают на частоту на 0,1-0,5% выше доминантной частоты, а другой - на 0,1-0,5% ниже доминантной частоты.