СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ С ПРОВЕДЕНИЕМ МНОГОСТАДИЙНОГО ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА Российский патент 2018 года по МПК E21B43/26 E21B43/30 

Описание патента на изобретение RU2672292C1

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке многопластовых залежей нефти, представленных неоднородными по проницаемости коллекторами.

Известен способ разработки нефтяной залежи многократным гидроразрывом (МГРП) низкопроницаемого нефтяного пласта, включающий проектирование и бурение горизонтальных скважин (ГС) в пласте, ранее вскрытом вертикальными и/или наклонно-направленными скважинами, проведение в горизонтальных скважинах многократного гидравлического разрыва пласта и последующий отбор продукции. Согласно изобретению по геофизическим исследованиям в вертикальных и/или наклонно-направленных скважинах выявляют неоднородный по проницаемости нефтенасыщенный пласт, проницаемость которого меняется по толщине не менее чем в 10 раз, при этом средняя проницаемость пласта по объему не превышает 2 мД. Далее в наиболее проницаемом прослое толщиной не менее 1 м проектируют и бурят горизонтальную скважину, при этом проводку горизонтального ствола осуществляют с использованием наддолотного модуля и измерением геофизических параметров в процессе бурения, по которым осуществляют корректировку траектории ствола с целью его проводки по наиболее проницаемому участку. Компоновку горизонтального ствола выполняют с возможностью проведения многократного гидравлического разрыва пласта с количеством ступеней от 5 до 30 и расстоянием между ступенями от 10 до 50 м. (патент RU №2549942, МПК Е21В 43/26, опубл. 10.05.2015).

Известен способ разработки нефтяных низкопроницаемых залежей, включающий бурение добывающих и нагнетательных скважин по рядной системе разработки, с проведением гидроразрыва пласта (ГРП) на всех скважинах, размещая ряды нагнетательных и добывающих скважин параллельно и с чередованием через один в направлении максимальных горизонтальных напряжений пласта. При таком способе разработки добывающие и нагнетательные скважины бурят с горизонтальными стволами в направлении максимальных горизонтальных напряжений с проведением на них многостадийного ГРП. (патент RU №2547848, МПК Е21В 43/263, Е21В 43/30, опубл. 10.04.2015).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу и принятый за прототип является способ разработки низкопроницаемой нефтяной залежи горизонтальными скважинами на естественном режиме, включающий бурение параллельно расположенных добывающих горизонтальных скважин с последующим проведением на них многократного гидравлического разрыва пласта и отбором продукции, причем в пластах с проницаемостью не более 2 мД бурят добывающую горизонтальную скважину с углом β между максимальным главным напряжением пласта и направлением горизонтального ствола скважины от 30° до 60°. После чего проводят на ней многократный гидравлический разрыв пласта с последующим пуском скважины в работу. Разработку пласта ведут на естественном режиме без бурения нагнетательных скважин в режиме, при котором пластовое давление в процессе разработки снижается не более чем на 3% в год. Бурят остальные добывающие горизонтальные скважины параллельно первой в количестве, из расчета, чтобы удельные начальные геологические запасы нефти на одну горизонтальную скважину составляли не менее 50 тыс.т и расстояние между горизонтальными стволами было не менее 100 м, на всех скважинах также проводят многократный гидравлический разрыв пласта (патент RU №2528757, МПК Е21В 43/26, Е21В 43/16, опубл. 20.09.2014).

Недостатками представленных способов является то, что в данных случаях не рассчитывается оптимальная плотность сетки разбуривания залежи по технологии ГС + МГРП с учетом увеличения области дренирования скважин за счет создания трещин гидроразрыва, что может привести к интерференции между двумя скважинами. При разработке залежи по известным способам происходит преждевременное снижение притока нефти или обводнение скважин.

В предложенном способе разработки многопластовой залежи по оптимальной сетке горизонтальных скважин с многостадийным ГРП решается проблема низкой рентабельности разработки нефтяных низкопроницаемых залежей.

Технический результат, на достижение которого направлен предложенный способ, достигается тем, что перед проектированием и полным разбуриванием залежи нефти определяется оптимальная сетка горизонтальных скважин, исключающая интерференцию между ними после проведения многостадийного ГРП, вследствие чего увеличивается охват дренирования и конечный коэффициент извлечения нефти (КИН), а также снижаются капитальные затраты на строительство за счет уменьшения плотности сетки скважин. По предложенному способу производят бурение горизонтальных скважин по пласту с наилучшими коллекторскими свойствами (по результатам геофизических исследований в пробуренных скважинах на участке, но ранее не эксплуатирующих данный продуктивный горизонт) по рассчитанной плотности сетки. Технологию и интервалы стадий ГРП выбирают по результатам успешности проведения различных видов ГРП на пробуренных наклонно-направленных скважинах, с учетом максимального вовлечения в работу всех продуктивных пропластков горизонта. С целью поддержания пластового давления залежи переводят под нагнетание воды горизонтальные скважины, находящиеся ниже по абсолютным отметкам, а также пробуренные наклонно-направленные скважины, отработавшие запасы нефти нижележащих горизонтов.

Сущность изобретения

Многопластовые залежи нефти, представленные неоднородными по проницаемости коллекторами характеризуются неравномерной выработкой запасов, а некоторые и вовсе остаются не задействованными в процессе разработки. Применение горизонтальных добывающих скважин с множественными ГРП по нескольким пластам горизонта повышает вероятность вовлечения в эксплуатацию всех нефтенасыщенных слоев, увеличивает охват и темп отбора нефти. Однако бурение и эксплуатации залежи по данной технологии с использованием традиционной сетки скважин снижает технико-экономическую эффективность проекта, что связано с повышенной плотностью сетки скважин с увеличенной зоной дренирования за счет создания трещин ГРП. Разрабатывая многопластовую залежь с выбором оптимальной сетки горизонтальных скважин с проведением многостадийного ГРП по предложенному способу повышается рентабельность разработки нефтяных низкопроницаемых залежей.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности изобретения - «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень».

Заявляемый способ поясняется на фигуре «Способ разработки нефтяной залежи горизонтальными скважинами с проведением многостадийного гидроразрыва пласта». Принятые обозначения: 1 - трещина ГРП, 2 - область дренирования запасов горизонтальной скважины с МГРП, 3 - резервная площадь запасов, S - необходимое расстояние между скважинами, исключающее взаимовлияние областей дренирования, L1 и L2 - длина трещины, r1 и r2 - радиус зоны дренирования.

Способ разработки нефтяной залежи горизонтальными скважинами с МГРП содержит следующие этапы.

Определяют наиболее эффективную технологию ГРП. В данном этапе проводят ГРП различной модификации (проппантный, маркированный, кислотный и др.) на пробуренном фонде наклонно-направленных скважин проектируемого участка. Контроль процесса производства работ проводят с помощью геофизических исследований, позволяющих определить геометрию трещин 1, по схеме каротаж - воздействие - каротаж (таких как микросейсмические и акустические исследования). По окончанию работ проводят сопоставление фактического дизайна трещины 1 по результатам интерпретации геофизических исследований. В результате проведения ГРП на разных пластах продуктивного горизонта оценивают наиболее эффективную технологию, которая позволяет вовлечь в работу максимальное количество продуктивных пропластков.

Бурят первую горизонтальную скважину №1 с МГРП. По результатам проведения 1 этапа производят проектирование и бурение горизонтальной скважины №1 по выбранному пласту продуктивного горизонта с последующим многостадийным кислотным ГРП. Проектный дизайн МГРП уточняется с учетом результатов проведенных работ на пробуренных скважинах. После ввода скважины №1 в работу оценивают эксплуатационные характеристики скважины и прогнозные показатели по результатам построения гидродинамической модели участка.

Проводят расчет предварительной сетки и бурение дополнительных двух горизонтальных скважин №2 и №3 на продуктивный горизонт. На данном этапе определяют местоположение двух горизонтальных стволов на продуктивный горизонт относительно пробуренной скважины №1. Расстояние между скважинами S определяют по результатам расчета длины развития трещины L1 и L2 по результатам геофизических исследований, с учетом области дренирования 2 и резервной площади запасов 3 по формуле: S=r1+r2=(L1+50)+(L2+50).

Размещают скважину №2 на срединной, а скважину №3 на краевой части структуры параллельно скважине №1. Дизайны ГРП на скважинах рассчитывают с учетом полученной информации по результатам работ при бурении опытной горизонтальной скважины №1.

Проводят анализ интерференции горизонтальных скважин с МГРП, то есть производят оценку оптимальности выбранной сетки. Этап предусматривает анализ совместной работы трех горизонтальных скважин с МГРП после вывода их на режим. Проводят регулярный отбор проб на обводненность добываемой продукции, замеры забойных давлений, снятие динамограмм и др. Далее производят оценку интерференции скважин относительно контрольной скважины №2 (срединной). В случае если:

1) Qн (скв. 1) > Qн (скв. 2), т/сут и Qн (скв. 1) = Qн (скв. 3), т/сут, то имеется интерференция между скважинами, сетка выбрана не оптимальная;

2) Qн (скв. 1) = Qн (скв. 2) = Qн (скв. 3), т/сут, то интерференция отсутствует, сетка выбрана оптимальная.

Проводят проектирование и разбуривание всей залежи нефти по технологии ГС + МГРП по выбранной сетке согласно расчетов, приведенных выше. Скважины, размещенные на участках с наиболее пониженными значениями абсолютных отметок кровли продуктивного горизонта, после отработки на нефть переводят под нагнетание воды с целью восполнения запасов пластового давления. Также предусматривают вариант закачки воды через пробуренные наклонно-направленные скважины, находящиеся ниже по абсолютным отметкам продуктивного пласта и отработавшие запасы нефти нижележащих горизонтов.

Данный способ разработки нефтяной залежи горизонтальными скважинами с проведением многостадийного гидроразрыва пласта имеет техническое применение в НГДУ «Елховнефть».

Пример конкретного выполнения способа

Залежь верейского горизонта, представлена карбонатным типом коллектора и чисто нефтяной зоной толщиной 4 м. Залежь состоит из пяти продуктивных, выдержанных по площади пропластков и вскрыта 35 наклонно-направленными скважинами, эксплуатирующих отложения нижнего карбона. По результатам окончательных каротажей пробуренных скважин и с учетом дополнительной информации о геологическом строении залежи по результатам сейсморазведочных работ методом общей глубинной точки (МОГТ) 3D строят геологическую модель участка. Проводят проппантный и кислотный ГРП на пробуренных наклонно -направленных скважинах по разным пластам верейского горизонта. По результатам геофизических исследований, проведенных до и после ГРП, определяют геометрию созданных трещин ГРП, целевой пласт для бурения горизонтального ствола и по полученному дебиту нефти выбирают наиболее эффективный вид ГРП - кислотный. Бурят первую горизонтальную скважину по выбранному (второму) пласту верейского горизонта с проведением пяти стадий кислотного ГРП. С использованием полученной информации по геофизическим исследованиям о геометрии фактически созданных трещин ГРП, рассчитывают область дренирования скважины, диаметр которой равен 300 м. С учетом резервных запасов в 50 м выбирают сетку скважин 400 м × 400 м. Далее параллельно первой скважине бурят еще две скважины длиной горизонтального ствола 200 м, с проведением пяти стадий кислотного ГРП на разных пластах верейского горизонта, в том числе на участке до выхода на горизонтальную плоскость ствола. По результатам оценки интерференции между скважинами в процессе их эксплуатации определяют эффективность выбранной сетки скважин, с учетом которой проектируют разбуривание залежи в целом.

Использование представленного способа позволяет решить проблему низкой рентабельности разработки нефтяных низкопроницаемых залежей и получить эффект, за счет увеличения охвата горизонта дренированием с вовлечением всех продуктивных слоев в разработку с исключением интерференции между добывающими горизонтальными скважинами, также способ позволяет увеличить коэффициент нефтеотдачи и снизить капитальные затраты на строительство за счет уменьшения плотности сетки скважин.

Похожие патенты RU2672292C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ В НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ КРЕМНИСТЫХ ОПОКОВИДНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ 2020
  • Гордеев Александр Олегович
  • Меликов Руслан Фуадович
  • Калабин Артемий Александрович
  • Лознюк Олег Анатольевич
  • Шайбаков Равиль Артурович
  • Королев Александр Юрьевич
  • Габуния Георгий Борисович
RU2745640C1
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 разработки нефтяных сверхнизкопроницаемых залежей 2022
  • Байков Виталий Анварович
  • Колонских Александр Валерьевич
  • Коновалова Светлана Ильдусовна
  • Муртазин Рамиль Равилевич
RU2785044C1
Способ увеличения нефтеотдачи керогенсодержащих сланцевых пластов 2023
  • Мухина Елена Дмитриевна
  • Черемисин Алексей Николаевич
  • Черемисин Александр Николаевич
  • Попов Евгений Юрьевич
RU2802297C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ЗАЛЕЖЕЙ 2013
  • Байков Виталий Анварович
  • Колонских Александр Валерьевич
  • Евсеев Олег Владимирович
  • Афанасьев Игорь Семёнович
RU2547848C2
Способ разработки нефтяных низкопроницаемых залежей 2022
  • Федоров Александр Игоревич
  • Мулюков Дамир Раилевич
  • Муртазин Рамиль Равилевич
  • Колонских Александр Валерьевич
RU2779696C1
Способ разработки низкопроницаемой залежи 2016
  • Муртазин Рамиль Равилевич
  • Колонских Александр Валерьевич
  • Бураков Игорь Михайлович
  • Зорин Анатолий Михайлович
RU2624944C1
Способ разработки плотных карбонатных залежей нефти 2016
  • Маганов Наиль Ульфатович
  • Хисамов Раис Салихович
  • Ахметгареев Вадим Валерьевич
  • Подавалов Владлен Борисович
RU2627338C1
Способ разработки низкопроницаемых и сверхнизкопроницаемых коллекторов заводнением 2020
  • Гимазов Азат Альбертович
RU2740357C1
Способ разработки сланцевых карбонатных нефтяных залежей 2016
  • Маганов Наиль Ульфатович
  • Хисамов Раис Салихович
  • Ахметгареев Вадим Валерьевич
  • Евдокимов Александр Михайлович
RU2612061C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 672 292 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ С ПРОВЕДЕНИЕМ МНОГОСТАДИЙНОГО ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для разработки многопластовых залежей нефти, представленных неоднородными по проницаемости коллекторами. Способ содержит этапы, на которых бурят добывающую горизонтальную скважину с МГРП, после чего проводят геофизические исследования по схеме каротаж - воздействие - каротаж. Рассчитывают фактическую геометрию созданных трещин. По полученным результатам геофизических исследований рассчитывают область дренирования ГС с МГРП и выбирают предварительную сетку для бурения последующих двух горизонтальных скважин. Производят бурение двух параллельно расположенных добывающих ГС относительно первой по предварительно выбранной сетке, с проведением анализа интерференции горизонтальных скважин с МГРП при их одновременной эксплуатации и оценки оптимальности выбранной сетки. Проектируют и разбуривают всю залежь нефти по технологии ГС + МГРП по оптимальной плотности сетки скважин. Технический результат заключается в повышении эффективности разработки нефтяной залежи. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 672 292 C1

1. Способ разработки нефтяной залежи горизонтальными скважинами с проведением многостадийного гидроразрыва пласта содержащий следующие этапы:

- бурят добывающую горизонтальную скважину с многостадийным гидроразрывом пласта;

- проводят геофизические исследования по схеме каротаж - воздействие - каротаж, рассчитывают фактическую геометрию созданных трещин;

- по результатам геофизических исследований рассчитывают область дренирования ГС с МГРП и выбирают предварительную сетку для бурения последующих двух горизонтальных скважин;

- производят бурение двух параллельно расположенных добывающих ГС относительно первой по предварительно выбранной сетке;

- проводят анализ интерференции горизонтальных скважин с МГРП при их одновременной эксплуатации и оценку оптимальности выбранной сетки;

- проектируют и разбуривают всю залежь нефти по технологии ГС+МГРП по оптимальной плотности сетки скважин.

2. Способ по п.1, в котором расчет фактической геометрии и дизайна созданных трещин производится с помощью компьютерной программы.

3. Способ по п.1, в котором размещение скважин определятся по результатам построения геолого-гидродинамической модели участка с учетом данных сейсморазведочных работ.

4. Способ по п.1, в котором размещение двух последующих пробуренных скважин производится на срединной и краевой части структуры параллельно первой скважине.

5. Способ по п.1, в котором производится оценка интерференции скважин относительно контрольной скважины, расположенной на срединной части структуры по отношениям:

- Qн(скв.1)>Qн(скв.2), т/сут и Qн(скв.1)=Qн(скв.3), т/сут, то имеется интерференция между скважинами, сетка выбрана не оптимальная;

- Qн(скв.1)=Qн(скв.2)=Qн(скв.3), т/сут, то интерференция отсутствует, сетка выбрана оптимальная.

6. Способ по п.1, в котором предусматривается вариант закачки воды через пробуренные наклонно-направленные скважины, находящиеся ниже по абсолютным отметкам продуктивного пласта и отработавшие запасы нефти нижележащих горизонтов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2672292C1

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НИЗКОПРОНИЦАЕМОЙ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ НА ЕСТЕСТВЕННОМ РЕЖИМЕ 2013
  • Хисамов Раис Салихович
  • Ахметгареев Вадим Валерьевич
  • Ханнанов Рустэм Гусманович
RU2528757C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН 2012
  • Хисамов Раис Салихович
  • Идиятуллина Зарина Салаватовна
  • Сайфутдинов Марат Ахметзиевич
  • Федоров Александр Владиславович
  • Оснос Лилия Рафагатовна
  • Миронова Любовь Михайловна
RU2504649C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ЗАЛЕЖЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН С ПОПЕРЕЧНО-НАПРАВЛЕННЫМИ ТРЕЩИНАМИ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2013
  • Байков Виталий Анварович
  • Колонских Александр Валерьевич
  • Евсеев Олег Владимирович
  • Галеев Раиль Рамилевич
  • Торопов Константин Витальевич
  • Степанов Михаил Анатольевич
  • Валеев Сергей Валерьевич
RU2515628C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ЗАЛЕЖЕЙ 2013
  • Байков Виталий Анварович
  • Колонских Александр Валерьевич
  • Евсеев Олег Владимирович
  • Афанасьев Игорь Семёнович
RU2547848C2
CA 2823116 A1, 05.07.2012.

RU 2 672 292 C1

Авторы

Чупикова Изида Зангировна

Хабипов Ришат Минехарисович

Минапова Айгуль Дамировна

Даты

2018-11-13Публикация

2018-01-10Подача