СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ Российский патент 2018 года по МПК E21B43/20 E21B43/24 E21B7/04 

Предлагаемое изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов с помощью добывающих и нагнетательных скважин. Разработанная система разработки может быть использован на нефтяных месторождениях, где добыча высоковязкой нефти из пластов ведется тепловым методом вытеснения нефти горячей водой или перегретым паром.

Разработка нефтяного пласта путем вытеснения нефти из порового пространства водой или другим вытесняющим агентом ведется на большинстве нефтяных месторождений России и на многих месторождениях мира. Обычно в нагнетательные скважины через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) закачивают воду или другой вытесняющий агент, а из других скважин - нефтедобывающих - добывают нефть приемлемым способом: фонтанным или механизированным способом. Таким образом, для эффективной разработки нефтяной залежи необходимо минимум две скважины: нагнетательная скважина и добывающая. Существуют многофункциональные скважины, которые содержат в себе возможности нагнетательных и нефтедобывающих скважин:

1. Изобретение по патенту РФ №2580330. Способ разработки нефтяного пласта (опубл. 10.04.2016, бюл. 10). Скважина является вертикальной, имеет зону закачки вытесняющего агента и зону отбора нефти, но не обеспечивает плоскопараллельного движения нефти и закачиваемого агента в нефтенасыщенном пласте. Как и в традиционной системе разработки нефтяной залежи вертикальными скважинами, система таких скважин не исключает наличия застойных зон в продуктивном пласте.

2. Использование одной скважины для закачки воздействующего на пласт агента и одновременного отбора нефти без смены подземного оборудования предложено по изобретению «Способ добычи высоковязкой нефти из наклонно направленной скважины методом циклической закачки пара в пласт» (патент РФ №2436943, опубл. 20.12.2011). Скважина имеет восходящий конечный участок ствола, обсаженный фильтром, который имеет только две зоны перфорационных отверстий - в начальной (низшей точке) и конечной части (высшей точки в зоне пласта). Теплоизолированная колонна труб для закачки пара проводится до конца фильтра и отсекается от остальной части скважины пакером. Подаваемый в колонну труб пар проникает в продуктивный пласт, разогревает высоковязкую нефть, которая стекает в зону нижних перфорационных отверстий фильтра и далее поднимается на поверхность земли насосным оборудованием, расположенным в нижней части второй колонны насосно-компрессорных труб.

По изобретению отсутствует возможность организации системы скважин, обеспечивающих плоскопараллельную фильтрацию пластовых флюидов с исключением образования застойных зон.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому изобретению является скважина с горизонтальными и одновременно параллельными участками с функциями закачки вытесняющего агента и отбора пластовой нефти по патенту РФ на изобретение №2594027 «Способ скважинной разработки участка нефтяного пласта» (опубл. 10.08.2016). Согласно современной практике проводки ствола скважины в зонах поворота на 90° (отклонение до 5° на горизонтальной плоскости на каждые 10 метров проходки ствола скважины) нами рассчитано минимально возможное расстояние между параллельными участками нагнетания агента и отбора нефти. Это расстояние не может быть менее 190 м по техническим причинам. Для успешной эксплуатации залежей высоковязкой нефти необходимо минимизировать это расстояние с тем, чтобы закачиваемый тепловой агент прогревал участок пласта, находящийся между участками нагнетания и отбора.

Технической задачей по изобретению является организация в нефтяной залежи плоскопараллельной фильтрации пластовой жидкости с помощью системы многофункциональных скважин с тем, чтобы исключить возможность образования застойных зон в объеме всей залежи, причем одновременно необходимо минимизировать количество скважин и расстояния между участками закачки вытесняющего агента и отбора пластовой нефти.

Поставленная задача выполняется тем, что согласно способу разработки залежи высоковязкой нефти, заключающемуся в закачке в пласт вытесняющего агента через горизонтальный участок многофункциональной скважины и отборе пластовой нефти из перфорированного участка этой же скважины, расположенного горизонтально и параллельно зоне закачки агента, по длине полосообразного элемента (ПЭ) нефтяной залежи или выбранному направлению залежи располагают многофункциональные скважины последовательно друг за другом так, чтобы в зоне пласта между участками закачки агента и отбора нефти каждой скважины были расположены еще два участка двух соседних многофункциональных скважин: ближе к участку отбора нефти скважины располагают участок закачки агента соседней скважины с левой стороны, а ближе к участку закачки агента рассматриваемой скважины располагают участок отбора нефти второй соседней скважины с правой стороны по длине ПЭ или выбранного направления, причем рассматриваемые участки всех скважин расположены между собой параллельно на одинаковом расстоянии друг от друга и поперек длины полосообразного элемента.

Нефтяная залежь разделяется на полосообразные элементы по всей своей площади, каждый из которых разрабатывается с помощью системы многофункциональных скважин, расположенных в границах ПЭ по вышеописанному принципу.

Схема фрагмента продуктивного пласта нефтяной залежи в виде полосообразного элемента и нескольких многофункциональных скважин приведена на рисунке, где цифрами обозначены: 1 - многофункциональная скважина с условным порядковым №1; 2 - аналогичная скважина с №2; 3 - аналогичная скважина с №3; 4 - участок отбора нефти скважины №2; 5 - участок закачки вытесняющего агента скважины №1; 6 - участок отбора нефти скважины №3; 7 - участок закачки вытесняющего агента скважины №2; 8 - колонна НКТ или колтюбинговых труб с пакером для закачки вытесняющего агента; 9 - колонна НКТ с глубинным насосом для добычи нефти, 10 - полосообразный элемент залежи нефти.

В каждую из рассматриваемых трех скважин подается тепловой агент (горячая вода или пар) для прогрева пласта и содержащейся в ней нефти и одновременного вытеснения нефти тепловым агентом. Тепловой агент согласно патенту на изобретение №2594027 подается через колонну НКТ или колтюбинговых труб в отдаленные зоны скважин - в участок 5 (скважина №1) и участок 7 (скважина №2). Участок отбора нефти 6 скважины №3 находится на равном расстоянии от участков закачки вытесяняющего агента - участков 5 и 7, поэтому создаются одинаковые условия для вытеснения нефти закачиваемым агентом в пределах горизонтальных участков одной скважины и в целом всей залежи нефти.

Закачиваемый в пласт теплоноситель (частный случай вытесняющего агента) через зону 7 скважины №2 выполняет следующую полезную работу:

- прогревает пласт и снижает вязкость нефти как в области участка закачки, так и в зоне отбора 4 за счет теплообмена между нагретой обсадной колонны и пластом;

- благодаря перепаду давления вытесняет нефть в сторону участка отбора 6 скважины №3, а также в сторону другой скважины, находящейся правее скважины №3.

Разработка залежи с высоковязкой нефтью по предложенному способу позволяет получить в сравнении с прототипом положительный технический результат - залежь будет разработана с высокой нефтеотдачей без образования в процессе добычи нефти застойных зон, в которых находятся без движения целики нефти.

На наш взгляд, новым в предложенном способе разработки залежи является то, что благодаря расположению между участками отбора нефти и закачки агента многофункциональной скважины располагают еще два участка других - соседних скважин. Скважины с горизонтальными стволами располагают в пласте друг за другом поперек длины полосообразного элемента, а залежь нефти разбивают на такие элементы. Это и является предметом защиты заявляемого изобретения.

По способу ожидается достижение двух положительных эффектов для нефтедобывающего предприятия:

1. Залежь высоковязкой нефти разрабатывается вдвое меньшим количеством скважин с горизонтальным окончанием ствола скважины в продуктивном пласте.

2. На залежь высоковязкой нефти оказывается тепловое воздействие не только в зоне закачки теплоносителя, но в зоне отбора нефти, так как теплоноситель проходит по колонне труб в многофункциональной скважине и через зону отбора нефти, прогревая в определенной мере и окружающую зону пласта.

Изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов с помощью добывающих и нагнетательных скважин и может быть использовано на нефтяных месторождениях, где добыча высоковязкой нефти из пластов ведется тепловым методом вытеснения нефти горячей водой или паром высокой температуры. Технический результат - организация в нефтяной залежи плоскопараллельной фильтрации пластовой жидкости с помощью системы многофункциональных скважин, исключение возможности образования застойных зон в объеме всей залежи с одновременным уменьшением количества скважин и расстояния между участками закачки вытесняющего агента и отбора пластовой нефти. В способе разработки залежи высоковязкой нефти, заключающемся в закачке в пласт вытесняющего агента через горизонтальный участок многофункциональной скважины и отборе пластовой нефти из перфорированного участка этой же скважины, расположенного горизонтально и параллельно зоне закачки агента, по длине полосообразного элемента ПЭ нефтяной залежи или выбранному направлению залежи располагают многофункциональные скважины последовательно друг за другом так, чтобы в зоне пласта между участками закачки агента и отбора нефти каждой скважины были расположены еще два участка двух соседних многофункциональных скважин: ближе к участку отбора нефти скважины располагают участок закачки агента соседней скважины с левой стороны, а ближе к участку закачки агента рассматриваемой скважины располагают участок отбора нефти второй соседней скважины с правой стороны по длине ПЭ или выбранного направления. Причем рассматриваемые горизонтальные участки всех скважин расположены между собой параллельно на одинаковом расстоянии друг от друга и поперек длины полосообразного элемента. Разработка нефтяной залежи осуществляется путем деления залежи на полосообразные элементы по всей своей площади, каждый из которых разрабатывается с помощью системы многофункциональных скважин, расположенных в границах ПЭ по вышеописанному принципу. 1 ил.

Способ разработки залежи высоковязкой нефти, заключающийся в закачке в пласт вытесняющего агента через горизонтальный участок многофункциональной скважины и отборе пластовой нефти из перфорированного участка этой же скважины, расположенного горизонтально и параллельно зоне закачки агента, отличающийся тем, что по длине полосообразного элемента (ПЭ) нефтяной залежи или выбранному направлению залежи располагают многофункциональные скважины последовательно друг за другом так, чтобы в зоне пласта между участками закачки агента и отбора нефти каждой скважины были расположены еще два участка двух соседних многофункциональных скважин: ближе к участку отбора нефти скважины располагают участок закачки агента соседней скважины с левой стороны, а ближе к участку закачки агента рассматриваемой скважины располагают участок отбора нефти второй соседней скважины с правой стороны по длине ПЭ или выбранного направления, причем рассматриваемые горизонтальные участки всех скважин расположены между собой параллельно на одинаковом расстоянии друг от друга и поперек длины полосообразного элемента, а разработка нефтяной залежи осуществляется путем деления залежи на полосообразные элементы по всей своей площади, каждый из которых разрабатывается с помощью системы многофункциональных скважин, расположенных в границах ПЭ по вышеописанному принципу.