Способ разработки плотной нефтяной залежи электроразрывом Российский патент 2020 года по МПК E21B43/26 E21B43/17 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых слабопроницаемых нефтяных пластов с применением разрыва пласта.

Известно устройство и способ электрического разрыва пласта. Устройство содержит два пакера, определяющих между собой ограниченное пространство в скважине, пробуренной в пласте, насос для повышения давления текучей среды в указанном ограниченном пространстве, устройство для нагрева текучей среды, по меньшей мере одну пару из двух электродов, расположенных в указанном ограниченном пространстве и электрическую цепь для создания электрической дуги между двумя электродами. Причем указанная цепь содержит по меньшей мере один источник напряжения, соединенный с электродами, и элемент индуктивности между источником напряжения и одним из двух электродов. Способ включает электрический разрыв пласта путем создания электрической дуги в текучей среде, находящейся в скважине, пробуренной в пласте, причем электрическая дуга индуцирует волну давления, время нарастания которой больше 0,1 мкс, предпочтительно больше 10 мкс (патент РФ № 2592313, кл. Е21В 43/26, G01V 1/157, опубл. 20.07.2016).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ электроразрыва пластов, который осуществляют в пластах с низкой проницаемостью – менее 10 мД. Устанавливают пару электродов, осуществляют подачу различных напряжений между парами электродов заданной частоты, при этом разность потенциалов составляет больше по меньшей мере 10000 В. Разность потенциалов между парами электродов обеспечивают импульсами продолжительностью менее 500 нс с образованием плазменных разрядов. Обеспечивают удаление породных масс между электродами для снижения напряжения в пласте по меньшей мере на 5% от начального напряжения в пласте. За счет электрической дуги обеспечивают удаление породы в локальной зоне с образованием каналов (патент РФ №2640520, кл. Е21В 43/16, Е21В 43/17, опубл. 09.01.2018 - прототип).

Общим недостатком известных способов является невысокая нефтеотдача. Несмотря на создание разрыва пласта электрической дугой, не учитывается необходимость комплексного воздействия на пласт, что приводит к низкому охвату пласта и слабой выработке запасов нефти.

Задача решается тем, что в способе разработки плотной нефтяной залежи электроразрывом, включающем бурение и/или подбор уже существующих на залежи вертикальных, горизонтальных и/или наклонно-направленных скважин, применение электропроводящей обсадной колонны и/или электропроводящего цементного кольца, спуск в скважину электродов, электроразрыв пласта за счет создания электрической дуги между электродами, отбор продукции из скважин, согласно изобретению, подбирают залежь, в которой ниже продуктивного нефтеносного плотного пласта залегает водоносный пласт, причем данные нефтеносный и водоносный пласты совпадают в структурном плане, расстояние между подошвой верхнего нефтеносного пласта и кровлей нижнего водоносного пласта составляет не более 100 м, электроразрыв пласта дополняют гидроразрывом, после гидроразрыва нефтеносного пласта и отбора продукции из него до снижения пластового давления до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация скважин экономически нецелесообразна, в соседние скважины размещают электроды разной полярности, причем электроды с одной полярностью размещают напротив верхнего нефтеносного пласта, а электроды с противоположной полярностью – напротив нижнего водоносного пласта, после проведения электроразрыва пласта оставляют данные скважины на перераспределение давления на 10-30 дней для проникновения воды в нефтеносный продуктивный пласт по созданным ранее трещинам гидроразрыва и, в последующем, - трещинам электроразрыва до повышения давления в нефтеносном продуктивном пласте, после чего пускают в добычу по верхнему нефтеносному пласту, проведение электроразрыва пласта и периоды ожидания повторяют.

Сущность изобретения.

Разработка плотных нефтяных залежей характеризуется быстрым падением пластового давления в результате эксплуатации, недовыработкой запасов нефти и невысокой нефтеотдачей. Существующие технические решения не в полной мере позволяют осуществлять наиболее полную выработку запасов нефти из таких залежей. В предложенном изобретении решается задача повышения нефтеотдачи залежи. Задача решается следующим образом.

Способ реализуют следующим образом.

Подбирают залежь, в которой ниже продуктивного нефтеносного плотного пласта, залегает водоносный пласт, причем данные нефтеносный и водоносный пласты совпадают в структурном плане. Расстояние между подошвой верхнего нефтеносного пласта и кровлей нижнего водоносного пласта составляет не более 100 м (прослой неколлектора). Согласно исследованиям, при расстоянии между подошвой верхнего пласта и кровлей нижнего пласта более 100 м, получить достаточной температуры электрическую дугу между электродами затруднительно.

На данной залежи бурят новые и/или подбирают уже существующие вертикальные, горизонтальные и/или наклонно-направленные добывающие скважины. В новых скважинах применяют электропроводящие обсадные колонны и/или электропроводящее цементное кольцо. В существующих скважинах реализация способа возможна при открытом в продуктивном пласте стволе.

Далее проводят гидроразрыв нефтеносного пласта и отбор продукции из него. После снижения пластового давления до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация скважин экономически нецелесообразна, в соседних скважинах размещают электроды разной полярности. Причем электроды с одной полярностью размещают напротив верхнего нефтеносного пласта, а электроды с противоположной полярностью – напротив нижнего водоносного пласта.

Проводят электроразрыв пласта (вышеуказанного пропластка неколлектора) за счет создания электрической дуги между электродами. Электроды создают мгновенное напряжение 10-500 кВ длительностью в несколько микросекунд. После электроразрыва пласта скважины оставляют на перераспределение давления на 10-30 дней. За это время вода из водоносного пласта проникает в нефтеносный пласт по созданным электроразрывом трещинам в прослое неколлектора и далее распространяется в нефтеносном пласт по созданным ранее трещинам гидроразрыва пласта. Таким образом, повышается давление в нефтенасыщенном пласте. Согласно исследованиям, остановка скважин на перераспределение давления на период менее чем 10 дней для большинства коллекторов не эффективна, т.к. давление не успевает перераспределиться, тогда как остановка на более, чем 30 дней не имеет смысла, т.к. дальнейшего полезного для повышения нефтеотдачи перераспределения давления не происходит.

Далее скважины пускают в добычу по верхнему нефтеносному пласту. Проведение электроразрыва пласта и периоды ожидания повторяют.

Разработку ведут до полной экономически рентабельной выработки залежи.

Результатом внедрения данного способа является повышение нефтеотдачи залежи.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Залежь нефти представлена двумя пластами, совпадающими в структурном плане. Ниже продуктивного нефтеносного плотного карбонатного пласта залегает терригенный водоносный пласт. Расстояние между подошвой верхнего нефтеносного пласта и кровлей нижнего водоносного пласта составляет 100 м (прослой неколлектора). Верхний нефтеносный пласт имеет среднюю абсолютную проницаемость 0,5 мД, среднюю нефтенасыщенную толщину – 14 м, средняя глубина залегания кровли пласта – 1580 м, начальное пластовое давление – 16 МПа. Нижний водоносный пласт имеет среднюю абсолютную проницаемость 250 мД, среднюю водонасыщенную толщину – 25 м, средняя глубина залегания кровли пласта – 1690 м, начальное пластовое давление – 17 МПа.

На данной залежи бурят пять новых вертикальных добывающих скважин с расстоянием между соседними стволами 300-400 м. В данных скважинах применяют электропроводящие обсадные колонны и электропроводящее цементное кольцо.

Далее проводят гидроразрыв нефтеносного пласта и отбор продукции из него. После снижения дебитов нефти до 0,5 т/сут ввиду падения пластового давления, в соседних скважинах размещают электроды разной полярности. Причем электроды с одной полярностью размещают напротив верхнего нефтеносного пласта, а электроды с противоположной полярностью – напротив нижнего водоносного пласта.

Проводят электроразрыв пласта мгновенным напряжением в 100 кВ и длительностью в несколько микросекунд. Скважины оставляют на перераспределение давления на 10 дней.

Далее скважины пускают в добычу по верхнему нефтеносному пласту. Проведение электроразрыва пласта и периоды ожидания повторяют пять раз с периодичностью в 3-8 месяцев.

Разработку ведут до полной экономически рентабельной выработки залежи.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Залежь нефти имеет другие геолого-физические характеристики. На данной залежи подбирают уже существующие наклонно-направленные добывающие скважины с открытыми в продуктивном пласте стволами. После проведения электроразрыва пласта скважины оставляют на перераспределение давления на 30 дней.

Пример 3. Выполняют как пример 1. Залежь нефти имеет другие геолого-физические характеристики. На данной залежи бурят горизонтальные и наклонно-направленные скважины.

В результате разработки, которое ограничили достижением обводненности залежи до 98%, было добыто 181,3 тыс.т нефти, коэффициент нефтеизвлечения (КИН) составил 0,229 д.ед. По прототипу при прочих равных условиях было добыто 128,3 тыс.т нефти, КИН составил 0,162 д.ед. Прирост КИН по предлагаемому способу – 0,067 д.ед.

Предлагаемый способ позволяет увеличить коэффициент нефтеизвлечения плотной нефтяной залежи, повысить охват пластов и выработку запасов нефти за счет комплекса работ по гидроразрыву и электроразрыву пластов и создания естественной системы поддержания пластового давления.

Применение предложенного способа позволит решить задачу повышения нефтеотдачи залежи.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых слабопроницаемых нефтяных пластов с применением разрыва пласта. Технический результат - повышение нефтеотдачи залежи. Способ включает бурение и/или подбор уже существующих на залежи вертикальных, горизонтальных и/или наклонно-направленных скважин. Предусматривают применение электропроводящей обсадной колонны и/или электропроводящего цементного кольца. Осуществляют спуск в скважину электродов и проводят электроразрыв пласта за счет создания электрической дуги между электродами. При этом подбирают залежь, в которой ниже продуктивного нефтеносного плотного пласта залегает водоносный пласт, причем данные нефтеносный и водоносный пласты совпадают в структурном плане. Расстояние между подошвой верхнего нефтеносного пласта и кровлей нижнего водоносного пласта должно составлять не более 100 м. Электроразрыв пласта дополняют гидроразрывом. После гидроразрыва нефтеносного пласта и отбора продукции из него до снижения пластового давления до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация скважин нецелесообразна, в соседние скважины размещают электроды разной полярности. Электроды с одной полярностью размещают напротив верхнего нефтеносного пласта. Электроды с противоположной полярностью размещают напротив нижнего водоносного пласта. После проведения электроразрыва пласта оставляют данные скважины на перераспределение давления на 10-30 дней для проникновения воды в нефтеносный продуктивный пласт по созданным ранее трещинам гидроразрыва и в последующем - трещинам электроразрыва до повышения давления в нефтеносном продуктивном пласте. После этого скважины пускают в добычу по верхнему нефтеносному пласту. Проведение электроразрыва пласта и периоды ожидания повторяют. 3 пр.

Способ разработки плотной нефтяной залежи электроразрывом, включающий бурение и/или подбор уже существующих на залежи вертикальных, горизонтальных и/или наклонно-направленных скважин, применение электропроводящей обсадной колонны и/или электропроводящего цементного кольца, спуск в скважину электродов, электроразрыв пласта за счет создания электрической дуги между электродами, отбор продукции из скважин, отличающийся тем, что подбирают залежь, в которой ниже продуктивного нефтеносного плотного пласта залегает водоносный пласт, причем данные нефтеносный и водоносный пласты совпадают в структурном плане, расстояние между подошвой верхнего нефтеносного пласта и кровлей нижнего водоносного пласта составляет не более 100 м, электроразрыв пласта дополняют гидроразрывом, после гидроразрыва нефтеносного пласта и отбора продукции из него до снижения пластового давления до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация скважин нецелесообразна, в соседние скважины размещают электроды разной полярности, причем электроды с одной полярностью размещают напротив верхнего нефтеносного пласта, а электроды с противоположной полярностью - напротив нижнего водоносного пласта, после проведения электроразрыва пласта оставляют данные скважины на перераспределение давления на 10-30 дней для проникновения воды в нефтеносный продуктивный пласт по созданным ранее трещинам гидроразрыва и в последующем - трещинам электроразрыва до повышения давления в нефтеносном продуктивном пласте, после чего скважины пускают в добычу по верхнему нефтеносному пласту, проведение электроразрыва пласта и периоды ожидания повторяют.