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

Описание патента на изобретение RU2369733C1

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано на завершающей стадии разработки массивных и пласто-массивных 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.

Из известных способов эксплуатации углеводородных залежей, близких к заявляемому, является способ, 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].

Недостатком этого способа 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 из известных способов эксплуатации углеводородных залежей к заявляемому, выбранным в качестве прототипа, является способ, 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, Е21В 43/00, 43/26, опубл. 20.03.2007].

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, в которых наибольшая нефтегазонасыщенность пласта и наиболее высокий дебит получаются в наиболее близком от вертикального ствола скважины участке ГС, а удаленный участок по прошествии времени зашламовывается и перестает отдавать нефть и газ из пласта в ГС.

При существующих способах разработки и эксплуатации месторождений повысить величину коэффициента нефтегазоотдачи не удается ввиду массового обводнения добывающих скважин, обусловленного поднятием нефте- или газоводянного 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 один процент 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 обеспечении получения максимально возможной добычи нефти и газа из залежи углеводородов.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в повышении коэффициента нефтегазоотдачи из наименее нефтегазонасыщенной, но наиболее зашламованной зоны продуктивного пласта без разрушения скелета горной породы, слагающей продуктивный пласт.

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 последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта, в отличие от прототипа при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой, коэффициентом нефтеотдачи, не превышающим 92%, и наибольшей нефтегазонасыщенностью в наиболее близком участке от вертикального участка скважины гидравлический разрыв пласта в каждом интервале осуществляют с последовательно уменьшающейся величиной давления разрыва от максимально возможной расчетной его величины в дальнем участке до минимально возможной величины в наиболее близком участке, при этом максимальное давление разрыва принимают величиной, не превышающей предельно допустимую величину по разрушению скелета горной породы данного пласта, а эксплуатацию залежи осуществляют при депрессиях на пласт, не допускающих подтягивания подошвенной воды.

При этом горизонтальный участок может размещаться как в покрышке продуктивного пласта, так 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, а пакеры для изоляции перфорируемых интервалов спускают на гибкой трубе, позволяя осуществлять гидравлические разрывы и все подготовительно-заключительные операции за один цикл путем перемещения гибкой трубы по горизонтальному участку, начиная с конца, дальнего от вертикального участка скважины.

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

На фиг.1, 2 показаны схемы осуществления заявляемого способа, где цифрами обозначены: 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; 9 - изоляционный пакер; 10 - трещина разрыва.

Способ осуществляется следующим образом.

После завершения бурения и крепления ГС ее горизонтальный участок 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 (фи.2), удаленном от обводненной части продуктивного пласта 7 на расстоянии не менее 2-5 м, перфорируется в тех интервалах, где предполагается осуществить ГРП. Таких перфорированных интервалов может быть несколько, изолированных друг от друга заколонными пакерами 3.

После этого в горизонтальном участке 2 последовательно, начиная с дальнего от вертикального участка 1 скважины конца, проводят ГРП. Каждый перфорированный участок 4, через который делается ГРП, изолируют от остальной части колонны установкой изоляционных пакеров 9, спускаемых на колонне гибких труб 8. В процессе проведения ГРП максимальное давление разрыва создают в самом удаленном от вертикального участка 1 скважины конца. При этом величина этого давления не должна превышать предельно-допустимую величину, при которой продуктивный пласт 6 начнет разрушаться. В дальнейшем проводится последовательно уменьшение величины давления разрыва до минимальной величины, при которой возможно образование трещины разрыва 10.

Перемещение гибкой трубы 8 по горизонтальному участку 2, начиная с конца, дальнего от вертикального участка 1 скважины, позволяет осуществлять гидравлический разрыв пласта (ГПР) 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 8, что значительно сокращает затраты на проведение работ и способствует снижению цены добываемого из залежи углеводородного сырья.

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 240х10 5 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 6 на расстоянии, близком к подошвенным водам (2-5 м), трещины разрыва 10 должны быть короткими и широкими, а в покрышке продуктивного пласта 5 - длинными и узкими.

Реализация заявляемого изобретения устраняет те негативные обстоятельства, которые не позволяют повысить коэффициент конечной промышленной 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 наименее нефтегазонасыщенном его интервале или наиболее зашламованном загрязненном участке, характеризующемся низкой продуктивной характеристикой.

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

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

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

В-пятых, 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 RU2369733C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2008
  • 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
RU2366805C1
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 ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ 2009
  • Турецкий Олег Павлович
  • Турецкий Валерий Павлович
  • Федоров Вячеслав Николаевич
  • Клюкин Сергей Сергеевич
RU2401942C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2005
  • Подюк Василий Григорьевич
  • Сулейманов Рим Султанович
  • Маринин Валерий Иванович
  • Кульков Анатолий Николаевич
  • Дубина Николай Иванович
  • Васильев Юрий Николаевич
  • Абдуллаев Ровшан Вазир Оглы
RU2305755C2
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2014
  • Красовский Александр Викторович
  • Скрылев Сергей Александрович
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Немков Алексей Владимирович
  • Шандрыголов Захар Николаевич
  • Свентский Сергей Юрьевич
  • Канашов Владимир Петрович
  • Антонов Максим Дмитриевич
RU2564722C1
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 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

Иллюстрации к изобретению RU 2 369 733 C1

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 пласто-массивных 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 последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта. Согласно изобретению при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой с коэффициентом нефтеотдачи, не превышающим 92%, и наибольшей нефтегазонасыщенностью в наиболее близком участке от вертикального участка скважины гидравлический разрыв пласта в каждом интервале осуществляют с последовательно уменьшающейся величиной давления разрыва от максимально возможной расчетной его величины в дальнем участке до минимально возможной величины в наиболее близком участке. 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 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 369 733 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 последующую эксплуатацию горизонтальной скважины через трещины разрыва пласта, отличающийся тем, что при эксплуатации залежи с активной подошвенной водой, коэффициентом нефтеотдачи, не превышающим 92%, и наибольшей нефтегазонасыщенностью в наиболее близком участке от вертикального участка скважины, гидравлический разрыв пласта в каждом интервале осуществляют с последовательно уменьшающейся величиной давления разрыва от максимально возможной расчетной его величины в дальнем участке до минимально возможной величины в наиболее близком участке, при этом максимальное давление разрыва принимают величиной, не превышающей предельно допустимую величину 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 расположен 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 2-5 м.

3. Способ эксплуатации залежи углеводородов по п.1, отличающийся тем, что пакеры для изоляции перфорируемых интервалов спускают на гибкой трубе, а проведение гидравлических разрывов и подготовительно-заключительные операции гидравлического разрыва осуществляют за один цикл путем перемещения гибкой трубы по горизонтальному участку горизонтальной скважины, начиная с конца, дальнего от вертикального участка горизонтальной скважины.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2369733C1

СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 2005
  • Подюк Василий Григорьевич
  • Сулейманов Рим Султанович
  • Маринин Валерий Иванович
  • Кульков Анатолий Николаевич
  • Дубина Николай Иванович
  • Васильев Юрий Николаевич
  • Абдуллаев Ровшан Вазир Оглы
RU2305755C2
RU 2004123638 A, 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 A, 24.01.2002
US 6186230 A, 13.02.2001
Устройство для замоноличивания стыков 1979
  • Минеев Виктор Георгиевич
  • Кудла Валерий Яковлевич
SU823538A1

RU 2 369 733 C1

Авторы

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

Даты

2009-10-10Публикация

2008-01-09Подача