СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ НЕФТИ Российский патент 2008 года по МПК E21B43/16 

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке залежей нефти, газа и битума, приуроченных к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек, а также может быть использовано для разработки малоразбуренных, недоразведанных залежей с недостаточной геологической изученностью как на ранней, так и на поздней стадиях разработки залежей нефти.

Известен способ разработки нефтяной залежи, включающий построение структурного плана продуктивного пласта и размещение добывающих и нагнетательных скважин для каждого эксплуатационного объекта, бурение и исследование скважин, добычу нефти из добывающих скважин и закачку вытесняющего агента в нагнетательные скважины (Муравьев И.М. и др. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 1970, с.103).

На этапе проектирования при составлении основного проектного документа в виде структурного плана продуктивного пласта, когда решается вопрос об определении для каждого эксплуатационного объекта рационального размещения добывающих и нагнетательных скважин, имеет место дефицит исходной информации, поскольку эта информация получена по редкой сетке разведочных скважин. Поэтому возможны неточности при прогнозировании абсолютной отметки продуктивного пласта скважины из-за недостаточной точности определения границ поднятия, контролирующего залежь, а размещение и бурение добывающих и нагнетательных скважин на основании полученных документов снижает эффективность разработки и повышает материальные затраты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ разработки залежи нефти, включающий уточнение структурного плана продуктивного пласта, расчет значения падения абсолютных отметок по вертикали и определение эффективной или общей нефтенасыщенной толщины продуктивного пласта, размещение добывающих и нагнетательных скважин и периодическую корректировку траектории бурения ствола скважины (патент РФ №2285795, МПК Е21В 43/20, опубл. БИ №29 от 20.10.2006 г.). Для размещения скважин дополнительно строят структурный план дневной поверхности с нанесением речной и овражно-балочной зон. При наложении указанного плана на структурный план продуктивного пласта уточняют зоны прогибов, поднятий и абсолютные отметки входа скважины в продуктивный пласт. В зонах максимального падения абсолютных отметок на уточненном структурном плане, соответствующих расположению элементов речной и овражно-балочной зон, рассчитывают значения падения абсолютных отметок по вертикали и определяют эффективную или общую нефтенасыщенную толщину продуктивного пласта по известным методикам. Абсолютная отметка или расстояние по вертикали от уровня моря до картируемой поверхности определяется по формуле:

H=(A+Δl)-L,

где А - альтитуда устья скважины;

L - глубина залегания картируемой поверхности в скважине;

ΔL - удлинение скважины за счет искривления.

Скважины размещают в части спокойного рельефа дневной поверхности - под водоразделами рек, вдоль речной зоны.

Однако известные способы расчета абсолютных отметок при построении структурных планов недостаточно точно позволяют определить прогнозные абсолютные отметки проектных скважин, приуроченных к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек. Точность расчетов зависит от разбуренности залежи скважинами. При ограниченном числе пробуренных скважин искажается представление о структурном плане продуктивного пласта, о доминирующем направлении падения слоев, предполагаемом положении свода структуры и прогибовых зонах, а также границах поднятия, контролирующего залежь. В результате возможно ошибочное определение прогнозной абсолютной отметки продуктивного пласта в проектной скважине, а размещение и бурение добывающих и нагнетательных скважин на основании полученных исходных данных приводит к снижению эффективности разработки залежей и повышению капитальных вложений на бурение скважин.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение технологической и экономической эффективности разработки залежей нефти, приуроченных к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек и речной зоне, за счет повышения точности размещения скважин и выбора траектории ствола скважины по наиболее эффективной части, продления безводного периода эксплуатации скважин. Предлагаемый способ позволяет расширить технологические возможности разработки нефтяной залежи.

Технический результат достигается способом разработки нефтяной залежи, включающим уточнение структурного плана продуктивного пласта, расчет значения падения абсолютных отметок по вертикали и определение эффективной нефтенасыщенной или общей нефтенасыщенной толщины продуктивного пласта, размещение скважин, периодическую корректировку траектории бурения ствола скважины.

Новым является то, что дополнительно определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи, определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане по кровле продуктивного пласта вдоль каждой выбранной линии по тем же скважинам, по которым были взяты величины падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности, рассчитывают величину падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане продуктивного пласта по формуле:

ΔHa₁=(H₁-H₂)(Р₁-Ра₁)/(Р₁-Р₂).

где P₁ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным на водоразделе вдоль каждой выбранной линии от свода к переклинали структуры в пределах залежи;

P₂ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии в речной или овражно-балочной зонах в пределах залежи;

Ра₁ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи;

H₁, Н₂ - средние величины абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта в пределах залежи по тем же скважинам, по которым были взяты абсолютные отметки на структурном плане дневной поверхности, а абсолютные отметки на структурном плане продуктивного пласта определяют по формуле:

На₁=H₁-(H₁-H₂)(P₁-Ра₁)/(Р₁-P₂),

по полученным данным анализируют величину падения абсолютных отметок по вертикали по тем же скважинам, по которым были взяты абсолютные отметки на структурном плане дневной поверхности, корректируют структурный план продуктивного пласта, размещение и бурение добывающих и нагнетательных скважин производят вдоль каждой выбранной линии на участках повышения абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта.

Проведенные патентные исследования по патентному фонду и технической библиотеки института «ТатНИПИнефть» показали отсутствие идентичных или эквивалентных технических решений в сравнении с заявляемым способом, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлен разрез рельефа дневной поверхности с расположением каждой выбранной линии на водоразделе (1), в речной или овражно-балочной зонах (2) и между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами (3) в пределах залежи.

На фиг.2 представлен разрез продуктивного пласта с расположением тех же линий, вдоль которых были пробурены скважины на водоразделе (1), в речной или овражно-балочной зонах (2) между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами (3) в пределах залежи.

Заявляемый способ осуществляют в следующей последовательности.

Разбуривают залежь редкой сеткой проектных скважин. Производят построение структурного плана продуктивного пласта по результатам глубокого бурения и сейсмических исследований на залежи и структурного плана дневной поверхности с нанесением речной или овражно-балочной зоны. Накладывают указанный план на структурный план по кровле продуктивного пласта. Выбирают скважины, пробуренные вдоль каждой выбранной линии на водоразделе 1 (фиг.1, 2) и в речной или овражно-балочной зонах 2 (фиг.1, 2) в пределах залежи.

Определяют средние максимальные величины абсолютных отметок скважин Р₂ (фиг.1) на структурном плане дневной поверхности и Н₂ (фиг.2) на структурном плане по кровле продуктивного пласта, пробуренных вдоль каждой выбранной линии речной или овражно-балочной зоны 2 (на фиг.1) в пределах залежи.

Определяют средние минимальные величины абсолютных отметок скважин P₁ (фиг.1) на структурном плане дневной поверхности и H₁ (фиг.2) на структурном плане по кровле продуктивного пласта, пробуренных на водоразделе 1 (фиг.1) вдоль каждой выбранной линии в пределах залежи.

Определяют среднюю величину абсолютных отметок скважин Pa₁ (фиг.1) на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами 2 (фиг.1, 2) в пределах залежи.

Определяют среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНра₁=P₁-Ра₁ на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии 3 (фиг.1) между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи.

Определяют среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНра=P₁-P₂ на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии 2 (фиг.1) речной или овражно-балочной зоны в пределах залежи.

Определяют среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔHa=H₁-H₂ на структурном плане по кровле продуктивного пласта по тем же скважинам 2 (фиг.2), пробуренных вдоль каждой выбранной линии речной или овражно-балочной зоны в пределах залежи.

Используя полученные результаты, рассчитывают величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНа₁ (фиг.2) на структурном плане продуктивного пласта по формуле: ΔHa₁=(H₁-H₂)(P₁-Pa₁)/(P₁-Р₂), а абсолютные отметки Ha₁ (фиг.2) на структурном плане продуктивного пласта определяют по формуле: На₁=H₁-(H₁-H₂)(P₁-Ра₁)/(Р₁-Р₂).

Корректируют размещение скважин с учетом выявленных понижений на структурном плане по кровле продуктивного пласта. Затем бурят скважины вдоль каждой выбранной линии с учетом рассчитанных абсолютных отметок скважин Ha₁ (фиг.2) и наличия достаточной толщины продуктивного пласта соответственно произведенному размещению. При бурении скважин периодически ведут корректировку абсолютных отметок продуктивного пласта по результатам вскрытия верхнего отражающего горизонта «В» и кровли тульского горизонта. Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения прогнозных абсолютных отметок кровли продуктивного пласта, подтверждаемости прогнозной толщины по вертикали, оптимизации размещения скважин, сокращения нерентабельного бурения скважин и выбора траектории ствола по наиболее эффективной части пласта, продления безводного периода эксплуатации и времени службы скважин.

Пример конкретного выполнения.

Для участка залежи бобриковского горизонта строят структурный план продуктивного пласта. Участок разбуривают проектной сеткой 400×400 м добывающих и нагнетательных скважин, осуществляют их обустройство. В крыльевой части залежи запроектировали бурение вертикальных скважин. Дополнительно строят структурный план дневной поверхности с нанесением речной и овражно-балочной зон. При сопоставлении структурного плана отложений бобриковского горизонта со структурным планом рельефа дневной поверхности устанавливают, что восточная часть купола залежи, выявленная по структурным построениям по факту глубокого бурения, находится по плану рельефа дневной поверхности в пределах речной и овражно-балочной зон, что указывает на понижение абсолютных отметок кровли продуктивного объекта. Уточняют структурный план по кровле продуктивного пласта с учетом плана рельефа дневной поверхности, рассчитывают абсолютные отметки продуктивного пласта. Для этого дополнительно определяют среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНра₁=Р₁-Pa₁=(95 м - 93 м)=2 м 3 (фиг.1), среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНра=P₁-Р₂=(95 м - 90 м)=5 м 2 (фиг.1), среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔНа=Н₁-Н₂=(-1100 м - (1109 м))=9 м 2 (фиг.2). Рассчитывают среднюю величину падения абсолютных отметок по вертикали ΔHa₁=ΔHa·ΔНра₁/ΔНра=9 м · 2 м / 5 м=3,6 м. Рассчитывают среднюю абсолютную отметку продуктивного пласта вдоль линии 3 (фиг.1, 2) Ha₁=-1100 м - 3,6 м=-1103,6 м, что на 2 м ниже предполагаемой ранее абсолютной отметки, рассчитанной по известной методике без учета данных со структурного плана дневной поверхности. Корректируют размещение скважин с учетом выявленных понижений на структурном плане по кровле продуктивного пласта.

Бурение скважин осуществляют вдоль каждой выбранной линии на участках повышения абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта с учетом уточненной абсолютной отметки точки входа в продуктивный пласт и наличия нефтенасыщенной толщины продуктивного пласта. После освоения скважин добывают нефть из добывающих скважин и закачивают вытесняющий агент в нагнетательные скважины. В результате снижают затраты на строительство скважин в связи с экономией времени бурения, энергозатрат и капиталовложений, предотвращают снижение дебита нефти из-за потери продуктивной толщины пласта.

За год дополнительная добыча нефти составит 14,7 тыс. т и экономический эффект 16,3 млн. руб.

Предлагаемый способ повышает технологическую и экономическую эффективность разработки залежи нефти, приуроченной к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек, за счет повышения точности определения прогнозных абсолютных отметок кровли эксплуатационного объекта, подтверждаемости прогнозной толщины по вертикали, сокращения нерентабельного бурения скважин, оптимизации размещения скважин и выбора траектории ствола по наиболее эффективной части, продления безводного периода эксплуатации и времени службы скважин.

Способ может быть использован в нефтегазодобывающей промышленности, в частности при разработке залежей нефти, газа и битума, приуроченных к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек. Обеспечивает повышение технологической и экономической эффективности разработки залежей нефти, приуроченных к сводовым частям поднятий, которые по рельефу дневной поверхности соответствуют водоразделам рек и речной зоне, за счет повышения точности размещения скважин и выбора траектории ствола скважины по наиболее эффективной части, продления безводного периода эксплуатации скважин. Сущность изобретения: рассчитывают величину падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане продуктивного пласта по аналитическому выражению. Для этого дополнительно определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи. Определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане по кровле продуктивного пласта вдоль каждой выбранной линии по тем же скважинам, по которым были взяты величины падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности. Определяют значения средних величин абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи. Рассчитывают абсолютные отметки на структурном плане продуктивного пласта по аналитическому выражению. По полученным данным анализируют величину падения абсолютных отметок по вертикали по тем же скважинам, по которым были взяты абсолютные отметки на структурном плане дневной поверхности. Корректируют структурный план продуктивного пласта. Размещение и бурение добывающих и нагнетательных скважин производят вдоль каждой выбранной линии на участках повышения абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта. 2 ил.

Способ разработки залежи нефти, включающий уточнение структурного плана продуктивного пласта, расчет значения падения абсолютных отметок по вертикали и определение эффективной нефтенасыщенной или общей нефтенасыщенной толщины продуктивного пласта, размещение скважин, периодическую корректировку траектории бурения ствола скважины, отличающийся тем, что дополнительно определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи, определяют значения средних величин падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане по кровле продуктивного пласта вдоль каждой выбранной линии по тем же скважинам, по которым были взяты величины падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане дневной поверхности, рассчитывают величину падения абсолютных отметок по вертикали на структурном плане продуктивного пласта по формуле

ΔHa₁=(H₁-H₂)(P₁-Pa₁)/(P₁-P₂),

где P₁ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным на водоразделе вдоль каждой выбранной линии от свода к переклинали структуры в пределах залежи;

P₂ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии в речной или овражно-балочной зонах в пределах залежи;

Pa₁ - средняя величина абсолютных отметок на структурном плане дневной поверхности по скважинам, пробуренным вдоль каждой выбранной линии между водоразделом и речной или овражно-балочной зонами в пределах залежи;

H₁, Н₂ - средние величины абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта в пределах залежи по тем же скважинам, по которым были взяты абсолютные отметки на структурном плане дневной поверхности,

а абсолютные отметки на структурном плане продуктивного пласта определяют по формуле

Ha₁=H₁-(H₁-H₂)(P₁-Pa₁)/(P₁-P₂),

по полученным данным анализируют величину падения абсолютных отметок по вертикали по тем же скважинам, по которым были взяты абсолютные отметки на структурном плане дневной поверхности, корректируют структурный план продуктивного пласта, размещение и бурение добывающих и нагнетательных скважин производят вдоль каждой выбранной линии на участках повышения абсолютных отметок на структурном плане по кровле продуктивного пласта.