СПОСОБ ДОБЫЧИ ВЯЗКОЙ НЕФТИ ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПЛАСТ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, а именно к способам добычи вязкой нефти с применением тепла в комплексе с бурением горизонтальных скважин.

Известен способ извлечения вязкой смеси углеводородов из отдельных участков подземного нефтяного пласта [см. патент США 4535845, Е 21 В 43/24, 1986 г. ] , в котором вертикальный участок нефтяного пласта ограничивают первой и второй боковыми скважинами, пробуренными по вертикали, и третьей скважиной. По меньшей мере участок третьей скважины, ориентированный в горизонтальном направлении, проходит вблизи нижних участков первой и второй скважин. Стенки всех скважин, контактирующие с нефтяным пластом, выполнены перфорированными. Ограниченный скважинами участок пласта предварительно нагревают закачкой в этот участок нагретой текучей среды. Струи текучей среды, поступающие одновременно в нескольких направлениях через первую и третью скважины, образуют объединенный тепловой фронт, который перемещается по направлению второй скважины. Извлечение углеводородной смеси из второй скважины производят после нагревания участка пласта и прежде, чем нагретая текучая среда достигнет второй скважины.

Недостатком способа является то, что время, необходимое для прогрева пласта, является продолжительным и обусловлено необходимостью прогрева значительного объема между нагнетательными и добывающей скважиной, т.к. предусматривается бурение нескольких скважин.

Известен также способ использования горизонтальной скважины для откачивания тяжелой нефти из тонких пластов, которая имеет в нижней части изолированный трубопровод для подачи пара в пласт, [см. заявку РСТ 96-32566, Е 21 В 43/24, 1997 г.]. Способ осуществляется в следующей последовательности. В начале пар при низком давлении циркулирует вдоль скважины для прогревания зоны пласта вокруг скважины радиусом 1-2 м. Нефть и другие продукты поступают из пласта в кольцевое пространство между изолированной трубной колонной и перфорированной обсадной. После определенного периода циркуляции пара при низком давлении перекрывают отсасывающую трубу и при дальнейшей подаче пара вдоль скважины начинает образовываться активная паровая камера. Затем возобновляют откачку с одновременным регулированием уровня жидкости в кольцевой полости вертикальной секции скважины для поддерживания постоянного давления на выходе Подача пара высокого давления в пласт происходит со скоростью, равной начальной подаче или превышающей ее. При этом прогреваемый паром объем распространяется к верхней части пласта и вдоль скважины. Пар поступает в пласт под давлением, превышающим гравитационное противодавление, в результате чего нефть, конденсат и пластовые флюиды прогреваются за счет теплопроводности и конвективного теплообмена, дренируются через перфорированную обсадную колонку в кольцевую полость и откачиваются.

Недостатком способа является значительная энергоемкость, особенно в первый период эксплуатации скважины, недостаточная эффективность подъема скважинного флюида по затрубному пространству, оказывающего при этом отрицательное воздействие на скважины вследствие его высокой температуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ паронагнетания для повышения степени полноты вытесненных вязких углеводородов через одиночную горизонтальную скважину [см. патент США 5215149, Е 21 В 43/24, 1995 г.].

В способе паровытеснения вязкой нефти из продуктивного пласта с ограниченной естественной проницаемостью, подстилаемого водоносным горизонтом, предусматривается строительство обсаженной горизонтальной скважины эффективной протяженности. На двух раздельных участках продуктивного интервала скважины перфорируют отверстия в верхней части ее стенки. Внутрь скважины вставляют изолированную трубу, достигающую забоя скважины и образующую кольцевую полость со стенкой обсадной колонны. Через эту кольцевую полость нагнетают пар под давлением, превышающим внутрипластовое давление. Паронагнетание производят в течение времени, достаточного для разжижения вязкой нефти вокруг ствола скважины. Затем давление нагнетаемого пара снижают и производят откачку нефти вместе с паром и водой на дневную поверхность по внутренней трубе. Технологические циклы паронагнетания и откачки повторяют до установления постоянного теплового переноса между перфорированными участками скважины. После этого внутреннюю трубу извлекают из скважины, оборудуют ее термопакером и вновь устанавливают в горизонтальной скважине, разделяя ее указанным пакером на два изолированных перфорационных участка. Первый участок служит для инжектирования пара, а следующий для забора нефти, пара и воды.

Способ является энергоемким за счет прокачки теплоносителя по стволу скважины и отбора его по внутренней трубе, оказывая при этом отрицательное воздействие на крепь скважины.

Кроме того, способ предусматривает остановку технологического процесса на подъем и спуск внутренней трубы, которая является сложной операцией при насыщенном теплоносителем продуктивном пласте.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такой способ добычи вязкой нефти при тепловом воздействии на пласт, при использовании которого стало возможным получение максимального нефтеизвлечения при минимальных материальных затратах.

Целью предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат за счет снижения энергоемкости и повышение эффективности использования теплоносителя.

Указанная цель достигается описываемым способом добычи вязкой нефти при тепловом воздействии на пласт, включающим бурение скважины с расположением ее входа на дневной поверхности, бурение наклонного входного участка скважины до залегания продуктивного пласта, последующее бурение условно горизонтального участка скважины с размещением его ствола по простиранию продуктивного пласта, закачку теплоносителя и добычу нефти.

Новым является то, что бурят непрерывную скважину с образованием ее выходного участка вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности, где располагают ее выход, в пробуренную скважину устанавливают обсадную колонну, цементируют затрубное пространство по всей длине, перфорируют обсадную колонну в интервале условно горизонтального участка, устанавливают внутри обсадной колонны насосно-компрессорные трубы с центраторами, по которым с входного и выходного участка скважины подают теплоноситель под давлением выше внутрипластового давления продуктивного пласта, и до разжижения вязкой нефти вокруг ствола скважины по всей длине горизонтального участка, после чего по выходному участку скважины осуществляют отбор нефти при продолжении закачки теплоносителя по входному участку скважины.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемый способ отвечает критерию "существенные отличия". На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа. Способ осуществляют в следующей последовательности (совмещен с примером конкретного выполнения).

На Мордово-Кармальском месторождении вязких нефтей и битумов представленном неоднородными пластами толщиной 8-10 м с температурой 7,5-8,2^oС, давлением 0,44-0,52 мПа, пористостью 27-35%, проницаемостью 5-6 мкм², вязкостью нефти 3000 мПа с бурят непрерывную горизонтальную скважину 1 на глубину 90 м специальной буровой установкой, например, типа 60/300 R. Осуществляют последующее бурение условно горизонтального участва 4 по простиранию продуктивного пласта длиной 200 м, дальнейшее бурение скважины с образованием ее выходного участка 5 вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности 6, где располагают ее выход, т.е. вход и выход скважины 1 расположены на одной поверхности. В пробуренную скважину устанавливают обсадную колонну 7, цементируют затрубное пространство 8 по всей длине, перфорируют отверстиями 9 обсадную колонну в интервале условно горизонтального участка продуктивного пласта. Затем внутри обсадной колонны устанавливают насосно-компрессорные трубы (НКТ) 10, снабженные центраторами 11, и по НКТ с входного и выходного участков 2 и 5 скважины, соответственно скважины 1, подают теплоноситель (перегретый пар) 12 под давлением 2,5 МПа, что выше внутрипластового давления продуктивного пласта 3. Подачу пара осуществляют до разжижения вязкой до текучего состояния нефти вокруг ствола 4 скважины 1 по всей длине горизонтального участка, что для данного примера составило 3000 т. После чего по входному участку 2 скважины 1 продолжали закачку перегретого пара, а по выходному участку 5 осуществляли отбор нефти.

После закачки перегретого пара в суммарном объеме 1,0-1,5 порового объема вытеснение нефти продолжали закачкой воды.

Проведенные промысловые испытания показали, что подача перегретого пара для разогрева пласта одновременно с двух противоположных сторон обеспечивает стабильный прогрев порового пространства продуктивного пласта. При этом наибольшая зона прогрева имеет место в интервале начала и конца перфорации, которые при последующей закачке теплоносителя имеют тенденцию к сближению. Продолжение закачки теплоносителя с входного участка после обеспечения достаточного прогрева пласта вдоль всего перфорированного интервала обсадной колонны производили для наиболее продолжительного поддержания ранее полученного эффекта по прогреву продуктивного пласта и достижения максимально возможного нефтеизвлечения.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются:
- существенное снижение времени первоначальной стадии прогрева пласта за счет подачи теплоносителя в него с двух противоположных сторон;
- обеспечение дальнейшего прогрева пласта и отбора нефти одной скважиной;
- снижение энергозатрат, за счет снижения энергоемкости и повышение эффективности использования теплоносителя;
- обеспечение стабильности процесса нефтеизвлечения и исключение трудоемких операций.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, а именно к способам добычи вязкой нефти с применением тепла в комплексе с бурением горизонтальных скважин. Обеспечивает снижение энергозатрат за счет снижения энергоемкости и повышения эффективности использования теплоносителя. Сущность изобретения: по способу осуществляют бурение скважины с расположением ее входа на дневной поверхности. Затем бурят наклонный входной участок скважины до залегания продуктивного пласта. Осуществляют бурение условно горизонтального участка скважины с размещением его ствола по простиранию продуктивного пласта. Закачивают теплоноситель и добывают нефть. Согласно изобретению бурят непрерывную скважину с образованием ее выходного участка вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности. На ней располагают ее выход. В пробуренную скважину устанавливают обсадную колонну. Цементируют затрубное пространство по всей длине. Перфорируют обсадную колонну в интервале горизонтального участка. Устанавливают внутри обсадной колонны насосно-компрессорные трубы с центраторами. С входного и выходного участков скважины подают теплоноситель. Его подают под давлением выше внутрипластового давления продуктивного пласта и до разжижения нефти вокруг ствола скважины по всей длине горизонтального участка. Затем по выходному участку скважины осуществляют отбор нефти при продолжении закачки теплоносителя по входному участку скважины. 1 ил.

Способ добычи вязкой нефти при тепловом воздействии на пласт, включающий бурение скважины с расположением ее входа на дневной поверхности, бурение наклонного входного участка скважины до залегания продуктивного пласта, последующее бурение условно горизонтального участка скважины с размещением его ствола по простиранию продуктивного пласта, закачку теплоносителя и добычу нефти, отличающийся тем, что бурят непрерывную скважину с образованием ее выходного участка вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности, где располагают ее выход, в пробуренную скважину устанавливают обсадную колонну, цементируют затрубное пространство по всей длине, перфорируют обсадную колонну в интервале горизонтального участка, устанавливают внутри обсадной колонны насосно-компрессорные трубы с центраторами, по которым с входного и выходного участков скважины подают теплоноситель под давлением выше внутрипластового давления продуктивного пласта и до разжижения нефти вокруг ствола скважины по всей длине горизонтального участка, после чего по выходному участку скважины осуществляют отбор нефти при продолжении закачки теплоносителя по входному участку скважины.