СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2009 года по МПК E21B43/16 E21B43/26 

Описание патента на изобретение RU2366805C1

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано на завершающей стадии разработки массивных и пластомассивных залежей, имеющих покрышку большой толщины и подстилаемых активно внедряющейся в продуктивную часть пласта подошвенной водой, в частности для интенсификации притоков нефти и газа из продуктивных пластов и увеличения их добычи, в частности в горизонтальных скважинах (ГС).

Широко известны способы эксплуатации углеводородных залежей с применением ГС, с помощью которых ведется бурение боковых стволов (БС) из простаивающего, обводненного и низкодебитного фонда скважин [Бердин Т.Г. Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин. - М.: Недра, 2001. - С.78].

Недостатком этого способа является то, что при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой (водоплавающей) конечный коэффициент их нефтегазоотдачи невысок.

Известен способ эксплуатации углеводородных залежей, включающий прокладку ГС, перфорацию их и формирование трещин с помощью гидравлического разрыва пласта (ГРП) в продуктивном пласте [Первые аспекты целесообразности применения горизонтальных скважин на газонефтяных месторождениях Украины / Бойко Р.Ф., Бойко B.C. - Ивано-Франковск, 1997. - С.19].

Известен способ эксплуатации углеводородных залежей, включающий прокладку ГС, перфорацию их и формирование трещин с помощью ГРП в продуктивном пласте, проводимого последовательно, начиная с конца, дальнего от вертикального ствола скважины и изолируя каждый перфорируемый интервал от остальной колонны пакером [Пат.№2305755 РФ, Е21 В 43/00, 43/26].

Недостатком известных способов является то, что при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой (водоплавающей) конечный коэффициент их нефтегазоотдачи в среднем невысок и не превышает 90-92%.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является способ эксплуатации залежи углеводородов, включающий прокладку горизонтальных скважин, перфорацию их и формирование трещин с помощью гидравлического разрыва пласта, проводимого последовательно, начиная с конца дальнего от вертикального участка скважины и, изолируя каждый перфорируемый интервал от остальной колонны пакером, при этом гидравлический разрыв пласта в каждом интервале, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины, осуществляют с последовательно нарастающей величиной давления разрыва от минимально возможной расчетной его величины в первом интервале до максимально возможной (RU 2004123638 А, опубл. 20.01.2006).

Недостатком этого способа является то, что при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой (водоплавающей) конечный коэффициент их нефтегазоотдачи в среднем не превышает 90-92%. Кроме того, он не учитывает неоднородность продуктивного пласта и условия притока нефти и газа к ГС. Так, наиболее нефтегазонасыщенными являются те части продуктивного пласта, которые расположены в самом близком от вертикального ствола скважины участке. Здесь наблюдаются наиболее высокие дебиты нефти и газа.

При существующих способах разработки и эксплуатации месторождений повысить величину коэффициента нефтегазоотдачи не удается ввиду массового обводнения добывающих скважин, обусловленного поднятием нефте- или газоводяного контакта к интервалам перфорации скважин через негерметичный цементный камень заколонного пространства этих скважин. Дорогостоящие капитальные ремонты по ликвидации притока пластовых вод и промывке песчаных пробок в скважинах делают в конечном итоге добычу нефти и газа такой залежи нерентабельной. Но увеличение только на 1% нефтегазоотдачи по таким месторождениям, как Медвежье, Уренгойское и Ямбургское, позволит дополнительно добывать углеводородное сырье в объеме более 100 млрд м3, что равносильно открытию нового крупного месторождения.

Повысить коэффициент конечной промышленной нефтегазоотдачи объективно не позволяют следующие обстоятельства: необходимость создания перепадов давления внутри самого продуктивного пласта для обеспечения притоков нефти и газа к скважинам, что, в свою очередь, вызывает и приток пластовой воды, а также разрушение коллектора при падении пластового давления и увлажнение его внедряющейся пластовой водой.

Задача, стоящая при создании изобретения, состоит в повышении коэффициента нефтегазоотдачи из наиболее нефтегазонасыщенной зоны продуктивного пласта без разрушения скелета горной породы, слагающей продуктивный пласт.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в обеспечении получения максимально возможной добычи нефти и газа из залежи углеводородов.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном способе эксплуатации залежи углеводородов, включающем прокладку горизонтальной скважины, перфорацию ее и формирование трещин с помощью гидравлического разрыва пласта, проводимого последовательно, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины путем изоляции каждого перфорируемого интервала от остальной колонны пакером, и последовательного наращивания величины давления разрыва, начиная с дальнего конца скважины, от минимально возможной расчетной его величины до максимально возможной величины и последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта, при этом при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой и притоком нефти и газа пакеры для изоляции перфорируемых интервалов спускают на гибкой трубе, а гидравлический разрыв и подготовительно-заключительные операции по закачиванию проппанта для закрепления трещин разрыва в раскрытом положении и вымывания остатков проппанта после завершения гидравлического разрыва осуществляют за один цикл перемещением гибкой трубы по горизонтальному участку, начиная с дальнего конца, при этом максимальное давление разрыва принимают величиной, не превышающей предельно допустимой величины по разрушению скелета горной породы данного пласта, а эксплуатацию залежи осуществляют при депрессиях на пласт, не допускающих подтягивания подошвенной воды. Кроме того, горизонтальный участок располагают или в покрышке продуктивного пласта, или и в верхней части продуктивного пласта, или в самом продуктивном пласте, удаленном от обводненной части продуктивного пласта на расстоянии не менее чем 2-5 м.

Отличительным признаком заявляемого изобретения является проведение многократных ГРП при различных давлениях разрыва с увеличением их величины в наиболее нефтегазонасыщенном интервале.

На фиг.1 и 2 показаны схемы реализации заявляемого способа: 1 - вертикальный участок ГС; 2 - горизонтальный участок ГС; 3 - заколонный пакер, 4 - перфорированный участок, через который делается ГРП; 5 - покрышка продуктивного пласта; 6 - продуктивный пласт; 7 - обводненная часть продуктивного пласта; 8 - гибкая труба с одним или двумя изоляционными пакерами 9; 10 - трещина разрыва.

Способ реализуется следующим образом.

После завершения бурения и крепления ГС ее горизонтальный учатсток 2, который может размещаться как в покрышке продуктивного пласта 5 (фиг.1), так и в верхней части продуктивного пласта или в самом продуктивном пласте 6 (фиг.2), удаленном от обводненной части 7 продуктивного пласта на расстоянии не менее чем 2-5 м, перфорируется в тех интервалах, где предполагается осуществить ГРП. Таких перфорированных интервалов может быть несколько.

В случае оборудования горизонтального участка хвостовиком-фильтром проводятся разбуривание или химическое разрушение заглушек, перекрывающих перфорированные отверстия секций фильтра. При этом между секциями фильтра устанавливаются заколонные пакеры 3.

В скважину спускается гибкая труба 8 с установленными на ней одним или несколькими изоляционными пакерами 9 до самого удаленного от вертикального участка 1. Проводится запакеровка изоляционных пакеров 9, отсекающих выбранный интервал от остальной части горизонтального участка 2. После этого в выбранном интервале проводится гидравлический разрыв пласта с минимально возможной расчетной величиной давления разрыва. В образовавшуюся трещину разрыва 10 закачивают жидкость-песконоситель, осуществляя закрепление трещины разрыва 10 проппантом. Изоляционные пакеры 9 распакеровываются и остатки проппанта 10, не проникшего в трещину разрыва, удаляются из скважины в процессе ее промывки. Затем гибкую трубу 8 перемещают по горизонтальному участку 2 в следующий выбранный интервал, ближе к вертикальному участку 1. Вновь проводят запакеровку изоляционных пакеров 9 и гидравлический разрыв пласта. При этом гидравлические разрывы пласта осуществляют в процессе последовательного перемещения гибкой трубы 8 по горизонтальному участку 2, начиная с дальнего от вертикального участка скважины конца. В процессе проведения ГРП давление разрыва последовательно увеличивается от минимально возможной расчетной его величины на первом, самом удаленном от вертикального стола скважины, участке, до максимально возможной, но не превышающей предельно допустимой величины, при которой продуктивный пласт начнет разрушаться, на последнем, наиболее близком к вертикальному стволу, участке. При проведении работ в такой последовательности будет соблюдено условие, позволяющее осуществлять гидравлический разрыв пласта и все подготовительно-заключительные операции по закачиванию проппанта, закрепляющего трещину разрыва в раскрытом положении, и вымыванию остатков проппанта, не вошедших в трещину разрыва, после завершения гидравлического разрыва за один цикл.

Из решения задачи механики сплошной среды в процессе ГРП будут образовываться двусторонние от оси скважины трещины вертикальной ориентации, плоскости которых будут проходить через ось горизонтального участка скважины, что наблюдается при непосредственных наблюдениях видеокамерами.

Двусторонность означает, что одна половина трещины окажется в продуктивном пласте над горизонтальным участком, а вторая - под ним.

В пользу вертикальной ориентации трещин свидетельствуют следующие соображения. За длительный геологический период боковое горное давление в породе покрышки могло, особенно на больших глубинах, в результате пластического течения выровняться и стать таким же, как на горизонтальных площадках, то есть примерно равным 240×105 Па на каждую тысячу метров глубины залегания продуктивного пласта. Но в результате разработки месторождения возникают деформации как самого продуктивного пласта, так и окружающих его массивов горных пород, что будет способствовать снижению бокового горного давления.

Такая ориентация трещин объясняется тем, что толстостенный цилиндр с большим внешним радиусом, каким является порода, окружающая скважину, при внутреннем давлении всегда разрывается по образующей.

Поэтому при проведении ГРП из ГС, проложенной в самом продуктивном пласте на расстоянии, близком к подошвенным водам (2-5 м), трещины должны быть короткими, а в верхней части продуктивного пласта - средними и широкими, зато в покрышке продуктивного пласта - длинными и узкими.

Реализация заявляемого изобретения устраняет те негативные обстоятельства, которые не позволяют повысить коэффициент конечной нефтегазоотдачи при разработке месторождения традиционным способом:

Во-первых, могут быть обеспечены высокие дебеты скважин, которые будут напрямую зависеть от длины образовавшихся трещин в результате проведенных многократных ГРП в наиболее нефтегазонасыщенном его интервале.

Во-вторых, большие площади тех частей трещин, которые будут располагаться внутри продуктивного пласта, позволят значительно снизить рабочие депрессии.

В-третьих, снижение рабочей депрессии позволят предотвратить разрушение скелета горных пород, слагающих продуктивный пласт.

В-четвертых, перемещение гибкой трубы по горизонтальному участку, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины, позволяет осуществлять гидравлический разрыв пласта и все подготовительно-заключительные операции по закачиванию проппанта, закрепляющего трещину разрыва в раскрытом положении, и вымыванию остатков проппанта после завершения гидравлического разрыва за один цикл спуска и подъема гибкой трубы, что значительно сокращает затраты на проведение работ и способствует снижению цены добываемого из залежи углеводородного сырья.

В-пятых, использование коротких, но широких трещин в ГС, проложенном вблизи подошвенных вод, позволит получать достаточно большие дебиты нефти и газа при небольших депрессиях на пласт и не допустить подтягивания подошвенных вод к скважине.

В-шестых, использование длинных трещин в ГС, проложенной в покрышке продуктивного пласта, позволит достичь этими трещинами нефтегазонасыщенную часть горных пород и получать достаточно большие дебиты нефти и газа.

Похожие патенты RU2366805C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2008
  • Зозуля Григорий Павлович
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Гейхман Михаил Григорьевич
  • Кузнецов Николай Петрович
  • Рахимов Николай Васильевич
  • Обиднов Виктор Борисович
  • Коротченко Андрей Николаевич
  • Черепанов Андрей Петрович
  • Немков Алексей Владимирович
  • Кряквин Дмитрий Александрович
RU2369733C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2008
  • Зозуля Григорий Павлович
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Дмитрук Владимир Владимирович
  • Кузнецов Николай Петрович
  • Сандуца Степан Георгиевич
  • Виноградов Сергей Алексеевич
  • Ткаченко Руслан Владимирович
  • Хозяинов Владимир Николаевич
  • Кряквин Дмитрий Александрович
  • Немков Алексей Владимирович
  • Кустышев Денис Александрович
RU2369732C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2010
  • Зозуля Григорий Павлович
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Чижов Иван Васильевич
  • Семенов Валерий Владимирович
  • Ткаченко Руслан Владимирович
  • Долгушин Владимир Алексеевич
RU2451789C2
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ СООБЩАЕМЫМИ ЧЕРЕЗ ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ СКВАЖИНАМИ 2013
  • Ибатуллин Равиль Рустамович
  • Абдрахманов Габдрашит Султанович
  • Бакиров Ильшат Мухаметович
  • Ахмадишин Фарит Фоатович
  • Хамитьянов Нигаматьян Хамитович
  • Иктисанов Валерий Асхатович
  • Вильданов Наиль Назымович
  • Филиппов Виталий Петрович
  • Максимов Денис Владимирович
  • Оснос Владимир Борисович
  • Бакиров Айдар Ильшатович
  • Музалевская Надежда Васильевна
RU2524736C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ СООБЩАЕМЫМИ ЧЕРЕЗ ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ СКВАЖИНАМИ 2011
  • Тахаутдинов Шафагат Фахразович
  • Ибрагимов Наиль Габдулбариевич
  • Хисамов Раис Салихович
  • Нуриев Ильяс Ахматгалиевич
  • Ибатуллин Равиль Рустамович
  • Абдрахманов Габдрашит Султанович
  • Бакиров Ильшат Мухаметович
  • Хамитьянов Нигаматьян Хамитович
  • Иктисанов Валерий Асхатович
  • Оснос Владимир Борисович
  • Бакиров Айдар Ильшатович
  • Музалевская Надежда Васильевна
RU2485297C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОСТАИВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО НИЗКОГО ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ 2010
  • Зозуля Григорий Павлович
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Шаталов Дмитрий Александрович
  • Кустышев Денис Александрович
  • Федосеев Андрей Петрович
  • Вакорин Егор Викторович
RU2441976C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, ОСНОВАННЫЙ НА ПРИМЕНЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН С ПРОДОЛЬНЫМИ ТРЕЩИНАМИ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2017
  • Николаев Николай Михайлович
  • Карпов Валерий Борисович
  • Дарищев Виктор Иванович
  • Карандей Алексей Леонидович
  • Паршин Николай Васильевич
  • Землянский Вадим Валерианович
  • Рязанов Арсентий Алексеевич
  • Слепцов Дмитрий Игоревич
  • Тимочкин Сергей Николаевич
  • Моисеенко Алексей Александрович
  • Масланова Любовь Георгиевна
RU2660683C1
СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА УГЛЕВОДОРОДОВ 2010
  • Стрижнев Кирилл Владимирович
  • Громовенко Александр Валентинович
RU2442886C1
Способ многократного гидравлического разрыва пласта в открытом стволе наклонной скважины 2017
  • Насыбуллин Арслан Валерьевич
  • Салимов Олег Вячеславович
  • Зиятдинов Радик Зяузятович
RU2667561C1
Способ эксплуатации продуктивного и водоносного пластов, разделённых непроницаемым пропластком, скважиной с горизонтальными стволами и с трещинами гидравлического разрыва пласта 2016
  • Салимов Олег Вячеславович
  • Зиятдинов Радик Зяузятович
  • Гирфанов Ильдар Ильясович
RU2630514C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано на завершающей стадии разработки массивных и пластомассивных залежей, имеющих покрышку большой толщины и подстилаемых активно внедряющейся в продуктивную часть пласта подошвенной водой. Обеспечивает получение максимально возможной добычи нефти и газа из залежи углеводородов. Сущность изобретения: способ включает прокладку горизонтальной скважины, перфорацию ее и формирование трещин с помощью гидравлического разрыва пласта, проводимого последовательно, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины, путем изоляции каждого перфорируемого интервала от остальной колонны пакером и последовательного наращивания величины давления разрыва, начиная с дальнего конца скважины, от минимально возможной расчетной его величины до максимально возможной величины, и последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта. Согласно изобретению при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой и притоком нефти и газа пакеры для изоляций перфорируемых интервалов спускают на гибкой трубе. Гидравлический разрыв пласта и подготовительно-заключительные операции по закачиванию проппанта для закрепления трещин разрыва в раскрытом положении и вымывания остатков проппанта после завершения гидравлического разрыва осуществляют за один цикл перемещением гибкой трубы по горизонтальному участку, начиная с дальнего конца. При этом максимальное давление разрыва принимают величиной, не превышающей предельно допустимой величины по разрушению скелета горной породы данного пласта. Эксплуатацию залежи осуществляют при депрессиях на пласт, не допускающих подтягивания подошвенной воды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 366 805 C1

1. Способ эксплуатации залежи углеводородов, включающий прокладку горизонтальной скважины, перфорацию ее и формирование трещин с помощью гидравлического разрыва пласта, проводимого последовательно, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины, путем изоляции каждого перфорируемого интервала от остальной колонны пакером и последовательного наращивания величины давления разрыва, начиная с дальнего конца скважины, от минимально возможной расчетной его величины до максимально возможной величины и последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта, отличающийся тем, что при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой и притоком нефти и газа пакеры для изоляции перфорируемых интервалов спускают на гибкой трубе, а гидравлический разрыв и подготовительно-заключительные операции по закачиванию проппанта для закрепления трещин разрыва в раскрытом положении и вымывания остатков проппанта после завершения гидравлического разрыва осуществляют за один цикл перемещением гибкой трубы по горизонтальному участку, начиная с дальнего конца, при этом максимальное давление разрыва принимают величиной, не превышающей предельно допустимой величины по разрушению скелета горной породы данного пласта, а эксплуатацию залежи осуществляют при депрессиях на пласт, не допускающих подтягивания подошвенной воды.

2. Способ эксплуатации залежи углеводородов по п.1, отличающийся тем, что горизонтальный участок располагают или в покрышке продуктивного пласта, или в верхней части продуктивного пласта, или в самом продуктивном пласте, удаленном от обводненной части продуктивного пласта на расстояние не менее чем 2-5 м.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2366805C1

RU 2004123638 А, 20.01.2006
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОРОДЫ В ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЕ ПЛАСТА 2005
  • Пятахин Михаил Валентинович
  • Казарян Валентина Петровна
RU2301323C2
0
SU153051A1
Устройство для поинтервального гидравлического разрыва пласта 1961
  • Горохов Н.С.
  • Кривоносов И.В.
SU147156A1
Способ сооружения технологической бесфильтровой скважины 1978
  • Культин Юрий Владимирович
  • Атакулов Таймас
SU678181A1
US 20020007949 А, 24.01.2002
US 6186230 А, 13.02.2001
Устройство для замоноличивания стыков 1979
  • Минеев Виктор Георгиевич
  • Кудла Валерий Яковлевич
SU823538A1

RU 2 366 805 C1

Авторы

Зозуля Григорий Павлович

Кустышев Александр Васильевич

Кузнецов Николай Петрович

Рахимов Николай Васильевич

Обиднов Виктор Борисович

Коротченко Андрей Николаевич

Черепанов Андрей Петрович

Кряквин Дмитрий Александрович

Гейхман Михаил Григорьевич

Даты

2009-09-10Публикация

2008-01-09Подача