СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ Российский патент 2009 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой нефти.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти, согласно которому осуществляют бурение скважин, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, отбор нефти через добывающие скважины и прогрев электрическим током. Нагнетательные скважины бурят за контур нефтеносности ниже водонефтяного контакта. Туда в качестве рабочего агента закачивают пластовую воду. Через нагнетательные скважины подводят электрический ток в подстилающую водоносную зону залежи для ее прогрева и, вслед за ней, прогрева и нефтяной зоны. При этом осуществляют вертикальное вытеснение нефти из залежи к добывающим скважинам. Подвод электрического тока осуществляют через диаметрально размещенные скважины с расположением в них электродов с противоположными потенциалами "плюс" и "минус" (Патент РФ №2210664, опубл. 2003.08.20).

Известный способ сопровождается большими утечками тока и малой степенью прогрева продуктивного пласта. Кроме того, вертикальное вытеснение нефти требует дополнительных затрат на прогрев не только нефтяной, но и водонасыщенной зон пласта, что сопровождается значительными потерями тепла и малой эффективностью системы разработки. В результате нефтеотдача залежи остается на невысоком уровне.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ разработки залежи высоковязкой нефти, заключающийся в следующем. В одну из скважин в зону ее перфорации спускают положительный электрод-анод на насосно-компрессорных трубах с подсоединением силового погруженного кабеля. Обсадная колонна другой скважины или колонны группы других скважин одного и того же горизонта - отрицательный электрод-катод. Скважины группы скважин имеют гидродинамическую связь. Осуществляют процесс пропускания постоянного электрического тока напряжением 150-450 В и плотностью тока 0,1-100 А/м² (Патент РФ №2215872, опубл. 2003.11.10).

Недостатками известного способа являются большие утечки тока по обсадной колонне и колонне насосно-компрессорных труб, малое поступление тока в продуктивный пласт и малый прогрев. Вследствие этого происходит большой расход электроэнергии без совершения полезной работы, пласт слабо прогревается и нефтеотдача остается на невысоком уровне.

В предложенном изобретении решается задача повышения нефтеотдачи залежи высоковязкой нефти.

Задача решается тем, что в способе разработки залежи высоковязкой нефти, включающем закачку теплоносителя через нагнетательные скважины, отбор нефти через добывающие скважины и прогрев продуктивного пласта электрическим током, согласно изобретению перед закачкой теплоносителя в скважине организуют разрыв электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины, в качестве оборудования в интервале продуктивного пласта используют оборудование, выполненное из электропроводного материала, интервал продуктивного пласта заполняют жидкостью с высокой электропроводимостью, прочее пространство скважины заполняют токонепроводящей жидкостью, к оборудованию в интервале продуктивного пласта подводят электрический ток и прогревают интервал пласта за счет прохождения электрического тока, повышают давление в скважине в интервале продуктивного пласта, по мере расходования жидкости ее подкачивают в интервал продуктивного пласта, после появления дебита в ближайшей скважине не менее 0,1 м³/сут восстанавливают закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины.

Признаками изобретения являются:

1) закачка теплоносителя через нагнетательные скважины;

2) отбор нефти через добывающие скважины;

3) прогрев продуктивного пласта электрическим током;

4) перед закачкой теплоносителя организация в скважине разрыва электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины;

5) использование в качестве оборудования в интервале продуктивного пласта оборудования, выполненного из электропроводного материала;

6) заполнение интервала продуктивного пласта жидкостью с высокой электропроводимостью;

7) заполнение прочего пространства скважины токонепроводящей жидкостью;

8) подведение к оборудованию в интервале продуктивного пласта электрического тока и прогрев интервала пласта за счет прохождения электрического тока;

9) повышение давления в скважине в интервале продуктивного пласта;

10) по мере расходования жидкости ее подкачка в интервал продуктивного пласта;

11) после появления дебита в ближайшей скважине не менее 0,1 м³/сут закачка теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-11 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Применение электрического тока для прогрева залежи высоковязкой нефти способствует весьма малому увеличению нефтеотдачи залежи. В предложенном изобретении решается задача повышения нефтеотдачи залежи высоковязкой нефти.

Задача решается следующим образом.

При разработке залежи высоковязкой нефти ведут закачку теплоносителя через нагнетательные скважины, отбор нефти через добывающие скважины и прогрев продуктивного пласта электрическим током.

В одной или нескольких скважинах организуют разрыв электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины. Для этого разрезают обсадную колонну выше продуктивного пласта, место разреза заполняют крепящим материалом с большим электрическим сопротивлением типа цемента, раствора жидкого стекла и т.п. Колонну насосно-компрессорных труб составляют из труб с разделительными диэлектрическими вставками между трубами. В качестве оборудования в интервале продуктивного пласта используют оборудование, выполненное из электропроводного материала, например стали, сплавов алюминия, меди и т.п. Интервал продуктивного пласта заполняют жидкостью с высокой электропроводимостью, в качестве которой может быть использована минерализованная вода, пластовая вода разрабатываемой залежи и т.п. Прочее пространство скважины заполняют токонепроводящей жидкостью, например любой углеводородной жидкостью типа нефти, широкой фракции легких углеводородов, дизтопливом и т.п. Интервал продуктивного пласта может быть отделен от верхней части скважины пакером или каким-либо другим разделяющим устройством. Углеводородная жидкость, обладая меньшей плотностью, занимает верхнее положение в скважине. К оборудованию в интервале продуктивного пласта подводят электрический ток, например, по кабелю и прогревают интервал пласта за счет прохождения электрического тока от скважины в породу. При этом исключаются утечки тока по обсадной колонне, колонне насосно-компрессорных труб и жидкости в скважине. Вся электрическая энергия поступает в пласт и прогревает породу и нефть. Нефть разжижается, становится подвижной. Повышают давление в скважине в интервале продуктивного пласта. Постепенно возникает расход жидкости в пласт. По мере расходования жидкости ее подкачивают в интервал продуктивного пласта. После появления дебита в ближайшей скважине не менее 0,1 м³/сут отключают электрический ток и проводят закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины.

Паротепловое или аналогичное воздействие в значительной степени приводит к локальному прогреву околоскважинной зоны и прорыву пара по прогретому каналу к добывающей скважине. Прогрев пласта проходит по образовавшимся каналам (языкам) прохождения пара. Охват пласта воздействием становится не полным, а нефтеотдача остается невысокой.

Предварительный прогрев пласта электрическим током по предложенной технологии позволяет равномерно прогреть околоскважинную зону, создать достаточную для течения в пласте зону разжиженной нефти и при повышении давления в интервале продуктивного пласта позволяет быстро создать гидродинамическую связь между скважинами и начать разработку залежи. При этом за счет равномерного прогрева увеличивается охват пласта воздействием. За счет этого повышается нефтеотдача залежи, увеличивается темп разработки залежи.

Пример конкретного выполнения способа

Разрабатывают залежь высоковязкой нефти, находящейся на глубине 90 м, представленную неоднородными пластами толщиной 20-30 м с температурой 8°С, давлением 0,5 МПа, нефтенасыщенностью 0,70 д.ед., пористостью 30%, проницаемостью 0,265 мкм², с нефтью, имеющей плотность 956 кг/м³ и вязкость 7000 мПа·с. Залежь разрабатывают по семиточечной системе разработки с нагнетательной скважиной в центре элемента разработки. Расстояние между скважинами составляет 100 м.

В нагнетательной скважине организуют разрыв электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины. Для этого разрезают обсадную колонну выше продуктивного пласта, место разреза заполняют цементным раствором и проводят технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента. Колонну насосно-компрессорных труб составляют из труб с разделительными диэлектрическими вставками между трубами из стеклопластика. В качестве оборудования в интервале продуктивного пласта используют стальную колонну насосно-компрессорных труб. Интервал продуктивного пласта заполняют минерализованной водой плотностью 1,08 г/см³. Прочее пространство скважины выше продуктивного пласта заполняют нефтью. К колонне насосно-компрессорных труб в интервале продуктивного пласта подводят переменный электрический ток 150-450 В и плотностью тока 0,1-100 А/м² по кабелю и прогревают интервал пласта за счет прохождения электрического тока от скважины в породу. Нефть в пространстве около скважины разжижается, становится подвижной. На устье скважины создают давление в пределах 10 МПа, которое распространяется на интервал продуктивного пласта. Постепенно возникает расход жидкости в пласт. По мере расходования жидкости ее подкачивают в интервал продуктивного пласта циркуляцией. После появления приемистости скважины порядка 10 м³/сут отмечают дебит в ближайших скважинах порядка 0,1-0,2 м³/сут. Отключают электрический ток. Через центральную нагнетательную скважину закачивают пар, через 6 окружающих добывающих скважин отбирают нефть.

В результате удается равномерно прогреть околоскважинную зону, повысить нефтеотдачу залежи на 3%.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой нефти. Техническим результатом изобретения является повышение нефтеотдачи залежи высоковязкой нефти. По способу в скважине организуют разрыв электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины. В качестве оборудования в интервале продуктивного пласта используют оборудование, выполненное из электропроводного материала. Интервал продуктивного пласта заполняют жидкостью с высокой электропроводимостью. Прочее пространство скважины заполняют токонепроводящей жидкостью. К оборудованию в интервале продуктивного пласта подводят электрический ток. Повышают давление в скважине в интервале продуктивного пласта. После появления дебита в ближайшей скважине не менее 0,1 м³/сут отключают электрический ток и проводят закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины.

Способ разработки залежи высоковязкой нефти, включающий закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины, отличающийся тем, что перед закачкой теплоносителя в скважине организуют разрыв электрической связи между оборудованием в интервале продуктивного пласта и оборудованием в прочей части скважины, в качестве оборудования в интервале продуктивного пласта используют оборудование, выполненное из электропроводного материала, интервал продуктивного пласта заполняют жидкостью с высокой электропроводимостью, прочее пространство скважины заполняют токонепроводящей жидкостью, к оборудованию в интервале продуктивного пласта подводят электрический ток и прогревают интервал пласта за счет прохождения электрического тока, повышают давление в скважине в интервале продуктивного пласта, по мере расходования жидкости ее подкачивают в интервал продуктивного пласта, после появления дебита в ближайшей скважине не менее 0,1 м³/сут восстанавливают закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины.