СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ Российский патент 2004 года по МПК E21B43/16 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях.

Известен способ поддержания пластового давления, заключающийся в подаче силовыми насосами воды с различными давлениями по отдельным водоводам в нагнетательные скважины [1].

Недостатком способа является то, что в насосной станции устанавливаются насосы различного давления, например, 14.0 и 18.0 МПа. Для подачи воды в нагнетательные скважины строятся отдельные трубопроводы на давление 14.0 и 18.0 МПа. Таким образом, объемы и стоимость работ по обустройству системы ППД возрастают в 1.5-1.7 раз.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ поддержания пластового давления в нефтяной залежи, включающий подачу силовыми насосами воды под максимально необходимым давлением по нагнетательным водоводам до устья нагнетательных скважин с последующим регулированием объемов поступающей через скважину в пласт воды штудированием потока [2].

Недостатком данного решения является то, что вначале силовыми насосными установками тратится мощность по развитию максимально необходимого для отдельных скважин давления, а затем в скважинах, где требуется для закачки меньшее давление, поток штудируется. Это скважины с большим коэффициентом приемистости, чем скважины, в которых планируется подавать воду при высоком давлении. Если в них поток воды не штудировать, то в пласт поступит объем воды значительно выше, чем требует система разработки месторождения, а в пласт нагнетательных скважин с худшей приемистостью вода может вообще не поступать. Фактически по причине штуцирования до 30% затраченной в системах поддержания пластового давления энергии тратится неэффективно.

Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение энергетических потерь в системе поддержания пластового давления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях, включающем подачу силовыми насосами воды по водоводам в нагнетательные скважины, согласно изобретению в нагнетательные водоводы силовыми насосами расчетный объем воды подают под минимально необходимым для закачки в пласты месторождения давлением, а на забое нагнетательных скважин воздействием виброударного или акустического полей достигают расчетные объемы закачки воды в пласт за счет подъема давления в призабойной зоне пласта, снижения гидравлических потерь в пласте, снижения вязкости воды и образования дополнительных микротрещин в призабойной зоне пласта, для чего по режиму закачки подбирают с необходимыми технологическими параметрами гидродинамический или ультразвуковой преобразователь-излучатель.

Сущность изобретения заключается в следующем. В скважины, где предполагается интенсификация процесса закачки, на колонне труб, по которой поступает вода в пласт, спускают гидродинамические или ультразвуковые преобразователи-излучатели. Энергия потока воды используется для привода в действие гидровибратора или ультразвукового гидроизлучателя. Затраченная при этом энергия мала в сравнении с увеличением эффекта закачки воды в пласт. В соответствии с [3], например, на глубине 2000 м при давлении на устье 10.0 МПа давление на забое скважины при применении гидровибратора достигнет 32.0 МПа. Одновременно при воздействии акустического поля приемистость скважины возрастет за счет снижения гидравлических потерь в пласте, вязкости воды, образования дополнительных микротрещин в призабойной зоне пласта и т.п. Этими факторами достигается увеличение приемистости скважин при низких давлениях воды, подаваемой в нее. По параметрам скважины и режиму закачки подбирают необходимый типоразмер преобразователей-излучателей.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа. Силовыми насосами вода под низким давлением, необходимым для скважины 1, подается по водоводу 2 и далее по скважинной колонне труб 3 в высокопродуктивный пласт 4.

В интервал перфорации скважины 5, в которой при давлении воды в водоводе 2 не будут достигнуты проектные объемы закачки, спускают гидровибратор или акустический излучатель 6. Из трубопровода 2 через устьевую арматуру 7 и скважинную колонну труб 8 вода поступает в гидровибратор 6. Энергия непрерывного потока воды в нем преобразуется в циклические гидравлические удары с резким подъемом давления в призабойной зоне низкопродуктивного пласта 7. Кроме того, вибровоздействие или воздействие ультразвуковым полем снижает вязкость и поверхностное натяжение воды водонефтяных эмульсий в пласте и т.д. [3]. Все это способствует повышению приемистости пластом воды. Параметрами работы излучателя достигаются необходимые объемы закачки воды, которые невозможно было бы достичь, если вода закачивалась без виброобработок в пласт.

Пример реализации способа. На месторождении 20 нагнетательных скважин глубиной Н=2000 м. Требуется закачивать воду с забойным давлением (Р₃) от 27.0 до 30.0 МПа (в зависимости от коэффициента их приемистости). С учетом потерь на трение Р_тр=1.0 МПа воды в колонне труб нагнетательных скважин, давление на устье скважин низкой приемистости рассчитывается

P_уст=Р₃-0.1·H·γ+P_тр=30.0-0.01·2000·1+1.0=11.0 МПа.

Для скважин с высокой приемистостью

Р_уст=27.0-0.01·2000·1+1.0=8.0 MПa.

Таким образом, на устье всех нагнетательных скважин по прототипу должно поддерживаться давление 11.0 МПа. В скважинах, требующих на забое 27.0 МПа, устьевое давление регулятором снижается до 8.0 МПа. Т.е., сообщенная силовыми насосами воде энергия, используется не рационально. В предлагаемом способе на устье всех скважин подается давление не 11.0 МПа, a 8.0 MПa. А в скважинах низкой приемистости с помощью спущенного в них вибратора или акустического генератора, например генератора типа ГВЗ, достигается забойное давление 26.0-32.0 MПa [3]. Кроме того, вибровоздействие способствует увеличению приемистости скважин за счет снижения вязкости и поверхностного натяжения водонефтяной эмульсии, раскрытия трещин коллектора и т.д. Обеспечение необходимых режимов и эффекта вибратора достигаются конструктивными изменениями в нем, например шириной и количеством щелей истечения жидкости и т.п. В ультразвуковом гидроизлучателе режим меняется изменением длины вибрирующего элемента.

Таким образом, установленная мощность силового насосного агрегата типа ЦНС 180-1420 для системы ППД может быть снижена на 260 кВт.

Источники информации

1. Тахаутдинов Ш.Ф., Юсупов И.Г. Технический прогресс в технике и технологии строительства скважин в добыче нефти // “Нефтяное хозяйство”, №12, 1996, стр.19.

2. Справочник для мастеров по добыче нефти и ремонту скважин. Справочное издание. - Сургут: Рекламно-издательский информационный центр “Нефть Приобья”, 1999, стр.136-137, прототип.

3. Уметбаев В. Г. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. - М.: Недра, 1989, табл.32.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях. Обеспечивает снижение энергетических потерь в системе поддержания пластового давления. Сущность изобретения: способ включает подачу силовыми насосами по водоводу в нагнетательные скважины расчетного объема воды под минимально необходимым для закачки в пласты месторождения давлением. На забое отдельных нагнетательных скважин виброударным или акустическим воздействием поля достигаются расчетные объемы закачки воды в пласт. Это обеспечивают за счет подъема давления в призабойной зоне пласта, снижения гидравлических потерь в пласте, снижения вязкости воды и образования дополнительных микротрещин в коллекторе призабойной зоны пласта. Для этого по режиму закачки подбирают с необходимыми параметрами гидродинамический или ультразвуковой преобразователь-излучатель. 1 ил.

Способ поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях, включающий подачу воды силовыми насосами по водоводам в нагнетательные скважины, отличающийся тем, что в нагнетательные скважины подают расчетный объем воды под минимально необходимым для закачки в пласты месторождения давлением, а на забое нагнетательных скважин виброударным или акустическим воздействием достигают расчетные объемы закачки воды в пласт за счет подъема давления в призабойной зоне пласта, снижения гидравлических потерь в пласте, снижения вязкости воды и образования дополнительных микротрещин в коллекторе призабойной зоны пласта, для чего по режиму закачки подбирают с необходимыми параметрами гидродинамический или ультразвуковой преобразователь-излучатель.