Способ разработки неоднородной залежи высоковязкой нефти на поздней стадии Российский патент 2004 года по МПК E21B43/16 

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

При разработке неоднородных 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. Положение еще более усугубляется при разработке залежей высоковязкой нефти, характеризующейся очень низкой подвижностью в пластовых условиях, особенно в низкопроницаемых прослоях.

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.

При разработке залежи высоковязкой нефти реальный коэффициент нефтеотдачи пласта снижается до 25-30% и даже ниже. Поэтому повышение степени извлечения такой нефти представляет собой задачу особой степени важности, если учесть, что объем такой нефти имеет значительную долю в общем объеме добываемой нефти.

Известен способ разработки залежи нефти на поздней стадии, включающий закачку вытесняющего агента через нагнетательные скважины в нестационарном циклическом режиме, отбор нефти через добывающие скважины с применением мер, снижающих влияние вязкости нефти (см., например, патент РФ №2083810, 1997).

Заводнение в циклическом режиме за счет нестационарной гидродинамики в известном способе в какой-то мере снижает негативное влияние вязкости вытесняемой нефти, обеспечивает возможность подключения к общему фильтра-ционному полю залежи ее малопроницаемые (застойные) насыщенные малоподвижной вязкой 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. Обводнение высоковязкой нефти проявляется в более значительной степени, чем в случае с обычной нефтью. Еще более усугубляют ситуацию, и без того достаточно сложную, геологические условия, а именно - степень неоднородности залежи.

Кроме того, если воздействие на всю залежь как таковую 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 высоковязкой нефти за счет возможности адресного воздействия на застойные насыщенные нефтью зоны с усилением нестационарности фильтрационных полей залежи направленными периодическими импульсами энергии заданного уровня концентрации, обеспечивающего возможность "выравнивания" степени неоднородности залежи с одновременным повышением степени текучести нефти.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ разработки неоднородной залежи высоковязкой нефти на поздней стадии 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 выделенных скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин, в выделенных зонах, поочередными одиночными или групповыми взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон, при этом взрывы осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивной залежи и с давлением во фронте ударной волны каждого из взрывов, равным 1,2-2,3 горного давления в зоне продуктивной залежи.

Кроме того: скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют дегазированной жидкостью; в скважине выше продуктивного пласта устанавливают отражатель ударной волны; взрывы с минимальным давлением во фронте ударной волны чередуют с взрывами с максимальным давлением во фронте 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, особенно если эти зоны имеют высокую степень неоднородности и заполнены малоподвижной вязкой нефтью. 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 томографии 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;

задание определенной степени концентрации энергии во фронте ударной волны, обеспечивающей "выравнивание" фильтрации неоднородностей залежи и, одновременно, повышающей текучесть изначально высокой вязкости нефти. Диапазон значений давлений во фронте ударной волны выбирают в пределах 1,2-2,3 горного давления в зоне продуктивной залежи. Он получен опытным путем как именно тот диапазон значений, при котором отмечено явление практической независимости характера фильтрации от самих характеристик фильтрующей среды. Неоднородная фильтрующая среда по высоте пласта, при таких давлениях во фронте ударной волны, становится практически однородной по характеру фильтрации. Эффект этот проявляется в большей степени, если взрывы осуществлять с чередованием минимальных и максимальных значений давления во фронте ударной волны, поскольку на отмеченный эффект накладывается еще один нестационарный режим.

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 высоковязкой нефтью в виде разрозненных дислокаций такой режим воздействия обеспечивает подключение процессов гидродинамических явлений к низкопроницаемым нефтенасыщенным зонам, капиллярных и/или гравитационно-капиллярных процессов, а также и механизма снижения вязкости нефти от ее непрерывного движения под действием постоянно действующих градиентов давлений и собственно пульсирующего давления.

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. Мощность зарядов в каждой из скважин выбирают таким образом, чтобы обеспечить давление во фронте ударной волны каждого из взрывов, равное 1,2- 2,3 горного давления в зоне продуктивной залежи. При этом взрывы с минимальным давлением во фронте ударной волны, для усиления их эффекта, можно чередовать с взрывами с максимальным давлением во фронте ударной волны.

При этом все взрывы осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивного пласта.

Для этого скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют, например, дегазированной жидкостью. В этом случае энергию взрыва не расходуют на сжатие скважинной жидкости.

Кроме того, в этих скважинах выше продуктивного пласта может быть установлен, например, отражатель ударной волны. Он может быть выполнен, например, в виде перекрывателя, частично или полностью перекрывающего сечение колонны над продуктивным пластом. Эти меры обеспечивают локализацию энергии взрыва именно в необходимый продуктивный пласт залежи.

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

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к способам разработки залежи высоковязкой нефти на поздней стадии в условиях сложной геологии, характеризующейся зональной и/или слоистой неоднородностью залежи с высоким коэффициентом расчлененности. Обеспечивает повышение эффективности разработки залежи высоковязкой нефти за счет возможности адресного воздействия на застойные насыщенные нефтью зоны с усилением нестационарности фильтрационных полей залежи направленными периодическими импульсами энергии заданного уровня концентрации, обеспечивающего возможность "выравнивания" степени неоднородности залежи с одновременным повышением степени текучести нефти. 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. Контролируют реакцию 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 одиночными или групповыми взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон. При этом взрывы осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивной залежи и с давлением во фронте ударной волны каждого из взрывов, равным 1,2-2,3 горного давления в зоне продуктивной залежи. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ разработки неоднородной залежи высоковязкой нефти на поздней стадии, 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 выделенных скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин, в выделенных зонах, поочередными одиночными или групповыми взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон, при этом взрывы осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивной залежи и с давлением во фронте ударной волны каждого из взрывов, равным 1,2-2,3 горного давления в зоне продуктивной залежи.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 выше продуктивного пласта устанавливают отражатель ударной волны.4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что взрывы с минимальным давлением во фронте ударной волны чередуют с взрывами с максимальным давлением во фронте ударной волны.