Способ разработки водоплавающей залежи нефти на поздней стадии с поддержанием пластового давления Российский патент 2004 года по МПК E21B43/16 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к способам разработки водоплавающей залежи нефти на поздней стадии и, преимущественно, в условиях сложной геологии, характеризующейся зональной и/или слоистой неоднородностью залежи с высоким коэффициентом расчлененности.

При разработке таких залежей на поздней стадии происходит, как правило, опережающее заводнение высокопроницаемых и насыщенных водой и нефтью пластов и участков залежи с образованием застойных зон в средне и низкопроницаемых прослоях. Вероятность образования таких застойных зон тем выше, чем слабее гидродинамическая связь между высокопроницаемыми и низкопроницаемыми продуктивными пластами залежи по ее площади, выше разница в проницаемости продуктивных пластов.

На залежи с такими продуктивными пластами необходимо более активно применять методы воздействия на застойные зоны залежи или зоны с затрудненным гидродинамическим режимом с целью интенсификации процесса извлечения нефти из упомянутых зон.

Это особенно важно, если учесть, что реальный коэффициент нефтеотдачи пласта не превышает в настоящее время 35%, в то время как средний показатель содержания подвижной нефти в пласте может вдвое превышать упомянутый показатель.

Известен способ разработки залежи нефти на поздней стадии с поддержанием пластового давления, включающий закачку вытесняющего агента через нагнетательные скважины в нестационарном циклическом режиме и отбор углеводородного сырья через добывающие скважины (см., например, патент РФ №2083810,1997).

Заводнение в циклическом режиме за счет нестационарной гидродинамики в известном способе обеспечивает возможность подключения к общему фильтрационному полю залежи ее малопроницаемые (застойные) насыщенные нефтью зоны.

Однако со временем при достаточно устойчивых и, как правило, именно таких проектных режимах заводнения в залежи образуются привычные фильтрационные каналы, резко снижающие достигнутый эффект и приводящие в конечном итоге к обводнению нефти и низким показателям ее извлечения из залежи.

Кроме того, если воздействие на всю залежь целесообразно на первых этапах циклического заводнения, то на последующих этапах это ведет лишь к неоправданно резким и непроизводительно расходуемым затратам энергии при все более усложняющемся контроле за показателями работы скважин, общем усложнении технологии при все время снижающихся показателях извлечения нефти.

Прокладывание протяженных водоводов к нагнетательным скважинам, оснащение металлоемким и энергоемким оборудованием кустовых насосных станций определяет общую тяжеловесность технологии заводнения. При циклическом заводнении переоснастка технологических схем подачи воды требует больших затрат времени и снижает оперативность известного способа и его общую эффективность. Теряется при такой громоздкой схеме организации работ и адресность воздействия именно на малопроницаемые (застойные) насыщенные нефтью зоны. С переменой направлений фильтрационных потоков в целом по залежи вовлеченность в общее поле фильтрации застойных зон носит случайный характер.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разработки залежи нефти за счет возможности адресного воздействия на застойные насыщенные нефтью зоны с усилением нестационарности фильтрационных полей залежи направленными периодическими импульсами энергии высокой концентрации при оперативном перераспределении этой энергии в зависимости от результатов воздействия в процессе разработки.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ разработки водоплавающей залежи нефти на поздней стадии с поддержанием пластового давления включает выделение из всего фонда пробуренных на залежи нагнетательных скважин со снижением их приемистости не менее чем на 70% от первоначальной приемистости и/или добывающих скважин с обводнением добываемой в них нефти не менее чем на 80%, поочередное выключение этих скважин из работы, контроль реакции работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемой нефти на выключение из работы каждой из выделенных скважин, выделение на залежи зон реагирования на выключение из работы скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин в выделенных зонах поочередными одиночными или групповыми взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон, для чего в каждой из этих скважин дополнительно вскрывают водоносный пласт с суммарной площадью перфорационных отверстий, равной 30-75% площади сечения эксплуатационной колонны против водоносного пласта, при этом взрывы осуществляют направленными с преимущественной локализацией их энергии в зону водоносного пласта.

Кроме того, что скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют дегазированной жидкостью, в скважине над кровлей водоносного пласта устанавливают отражатель ударной волны.

Сущность изобретения заключается в том, что известные способы интенсификации добычи нефти при разработке залежи обеспечивают низкий охват этой залежи по толщине, слабость энергетического воздействия на залежь и недостаточно высокую эффективность этого воздействия ввиду отсутствия точной адресации воздействия непосредственно на застойные нефтенасыщенные зоны. При этом одной из проблем является выделение и оконтуривание застойных нефтенасыщенных зон, чтобы обеспечить последующую адресность воздействия. Не меньшую проблему представляет собой выработка такой технологии оконтуривания застойных зон, которая естественным образом вписалась бы в существующую систему разработки с минимальными затратами времени и средств.

В рамках предложенного изобретения вначале оценивают состояние всей залежи, наличие в ней застойных нефтенасыщенных зон, т.е. потенциал залежи. Собственно воздействие осуществляют на залежь не в целом, а на заранее выделенные застойные и именно нефтенасыщенные зоны. Для выделения этих зон используют естественный процесс выключения из работы "некондиционных" скважин, что не требует каких-либо дополнительных затрат, как например, на долговременные и дорогостоящие сейсмоакустическую или инфранизкочастотную томографию залежи или ее продуктивных пластов. При этом выключение скважин из работы используют по двойному назначению, а именно:

для создания нестационарности фильтрационных полей, необходимой для выделения перспективных застойных нефтенасыщенных зон;

использование этой нестационарности как базовой для последующих основных наложений нестационарных состояний уже на выделенные зоны с более высокой плотностью энергии от периодических взрывов.

Именно такой режим совмещенной нестационарности разной природы обеспечивает необходимый перепад давления между низкопроницаемыми и высокопроницаемыми зонами и/или пластами и существенно увеличивает массообмен между ними. В обводненных продуктивных пластах с остаточной нефтью в виде разрозненных дислокаций такой режим воздействия обеспечивает не только подключение процессов гидродинамических явлений к низкопроницаемым нефтенасыщенным зонам, но и капиллярных и/или гравитационно-капиллярных процессов.

Кроме того, что важно именно для данного изобретения, в условиях неизбежного истощения пластовой энергии в процессе разработки залежи направленные взрывы в подпирающем продуктивный пласт водоносном пласте обеспечивают постоянное восстановление (подкачку) пластового давления в продуктивном пласте. При этом способ предусматривает минимальную потерю энергии взрывов. Суммарную площадь перфорационных отверстий принимают равной 30-75% площади сечения эксплуатационной колонны против водоносного пласта. Это обеспечивает направленность взрывов, т.е. преимущественную локализацию энергии производимых взрывов в зону водоносного пласта. При такой перфорации эксплуатационной колонны последняя становится практически "прозрачной" для передачи энергии взрыва в водоносный пласт. Для более полного использования энергии взрыва скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют, например, дегазированной жидкостью.

Кроме того, в этих скважинах выше водоносного пласта может быть установлен, например, отражатель ударной волны. Эти меры, каждая в отдельности или в сумме, усиливают локализацию энергии взрыва именно в водоносный пласт залежи и способствуют запасу потенциальной энергии этого пласта (его подкачке). Вода является идеальным безынерционным средством передачи энергии (ньютоновской жидкостью) и исключает основной объем потери энергии взрыва в сравнении с другими средами (неньютоновскими жидкостями). Передача этой энергии равномерно снизу по всей границе контура нефти с учетом направления гравитационных явлений взаимодействующих жидкостей обеспечивает оптимальную передачу давления, восстановление пластового давления в продуктивном пласте. Периодический характер передачи давления (циклический, нестационарный режим) исключает явления смешивающегося вытеснения и подключает к генеральной макрофильтрации фильтрацию на микроуровне в порах продуктивного пласта, характерную для застойных зон, под постоянно действующей (подкачиваемой взрывами) упругой энергией подпирающего водоносного пласта. При этом опытным путем для конкретных геологических условий подбирают периодичность взрывов для исключения негативных явлений нейтрализации последующими врывами предыдущих.

Собственно взрывы можно осуществлять в скважинах с одной стороны контура выделенных зон реагирования и/или разных сторон упомянутого контура. Перспективным является применение групповых взрывов, которые можно осуществлять, по меньшей мере, как двойные или сериями с замедлением в каждой серии одного взрыва относительно другого.

Способ осуществляют следующим образом.

На поздней стадии разработки залежи нефти показатели ее добычи начинают ощутимо снижаться. Некоторые скважины из-за этих показателей нет смысла эксплуатировать. Особенностью данного изобретения является возможность его подключения естественным образом к текущему процессу разработки, когда нет необходимости в противовес применяемой технологии разработки что-то в корне изменять или добиваться дополнительного существенного финансирования на внедрение новой технологии, радикально меняющей применяемую. Радикальность предложенного изобретения не в ее форме, а в конечном результате. Если скважины естественным образом выключают из работы, необходимо лишь обеспечить мониторинг за поведением остальных, например, добывающих скважин. Для чего контролируют реакцию, например, работающих добывающих скважин по количеству и/или темпу и обводнению и/или газированию извлекаемой нефти. Этот контроль осуществляют на выключение из работы каждой из скважин. В это время могут осуществляться и неплановые или плановые ремонты скважин. Остановку таких скважин тоже необходимо использовать в целях мониторинга. По реакции работающих добывающих скважин выделяют на залежи зоны реагирования на выключение из работы скважин. По тому, что эти скважины откликаются необходимым изменением показателей добычи нефти, судят о том, что эти скважины находятся в перспективной нефтенасыщенной зоне, но с затрудненным гидродинамическим режимом, а также и то, что вызвавший эти изменения нестационарный гидродинамический режим фильтрации еще существует. После этого осуществляют последующее стимулирование работающих добывающих скважин в выделенных зонах поочередными взрывами в выделенных (выключенных из работы) скважинах. Взрывы осуществляют в скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон. В каждой из этих скважин дополнительно вскрывают водоносный пласт с суммарной площадью перфорационных отверстий, равной 30-75% площади сечения эксплуатационной колонны против водоносного пласта.

Взрывы осуществляют сериями, периодически, например, с разных сторон контура нефти с замедлением одного взрыва относительно другого в каждой из серий.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к способам разработки залежи нефти на поздней стадии и, преимущественно, в условиях сложной геологии, характеризующейся зональной и/или слоистой неоднородностью залежи с высоким коэффициентом расчлененности. Обеспечивает повышение эффективности разработки залежи нефти за счет возможности адресного воздействия на застойные насыщенные нефтью зоны с усилением нестационарности фильтрационных полей залежи направленными периодическими импульсами энергии высокой концентрации при оперативном перераспределении этой энергии в зависимости от результатов воздействия в процессе разработки. Сущность изобретения: способ включает выделение из всего фонда пробуренных на залежи нагнетательных скважин со снижением их приемистости не менее чем на 70% от первоначальной приемистости и/или добывающих скважин с обводнением добываемой в них нефти не менее чем на 80%. Осуществляют поочередное выключение этих скважин из работы. Осуществляют контроль реакции работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемой нефти на выключение из работы каждой из выделенных скважин. Выделяют на залежи зоны реагирования на выключение из работы выделенных скважин. Осуществляют последующее стимулирование работающих добывающих скважин в выделенных зонах поочередными взрывами в выделенных скважинах. Взрывы проводят в скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон. Для этого в каждой из этих скважин дополнительно вскрывают водоносный пласт с суммарной площадью перфорационных отверстий, равной 30-75% площади сечения эксплуатационной колонны против водоносного пласта. При этом взрывы осуществляют направленными с преимущественной локализацией их энергии в зону водоносного пласта. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ разработки водоплавающей залежи нефти на поздней стадии с поддержанием пластового давления, включающий выделение из всего фонда пробуренных на залежи нагнетательных скважин со снижением их приемистости не менее чем на 70% от первоначальной приемистости и/или добывающих скважин с обводнением добываемой в них нефти не менее чем на 80%, поочередное выключение этих скважин из работы, контроль реакции работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемой нефти на выключение из работы каждой из выделенных скважин, выделение на залежи зон реагирования на выключение из работы скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин в выделенных зонах, поочередными одиночными или групповыми взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон, для чего в каждой из этих скважин дополнительно вскрывают водоносный пласт с суммарной площадью перфорационных отверстий, равной 30-75% площади сечения эксплуатационной колонны против водоносного пласта, при этом взрывы осуществляют направленными с преимущественной локализацией их энергии в зону водоносного пласта.2. Способ разработки неоднородной залежи нефти на поздней стадии по п.1, отличающийся тем, что скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют дегазированной жидкостью.3. Способ разработки неоднородной залежи нефти на поздней стадии по п.1 или 2, отличающийся тем, что в скважине над кровлей водоносного пласта устанавливают отражатель ударной волны.