Способ разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами Российский патент 2021 года по МПК E21B43/30 E21B43/16 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке залежей нефти с низкопроницаемыми коллекторами.

Известен способ кустового разбуривания нефтяной залежи на основе горизонтальных и вертикальных скважин (см. Ерохин В.П., Щавелев Н.Л., Наумов В.И., Фадеев Е.А. Опыт и проблемы строительства горизонтальных скважин. Нефтяное хозяйство, №9, 1997, стр.32-35). Согласно этому способу разбуривание нефтяной залежи осуществляют по площадной схеме, добывающие скважины сооружают с горизонтальными стволами, а нагнетательные - с вертикальными стволами. При этом кусты скважин размещают в местах расположения нагнетательных скважин.

Недостатком способа является то, что плотность сетки скважин мало отличается от вариантов с вертикальными скважинами, потребное число скважин оказывается значительным. Количество кустовых площадок равняется количеству нагнетательных скважин, то есть число таких площадок велико. Следовательно, значительны затраты на их сооружение, а также на соответствующую инфраструктуру. Поэтому значительны и воздействия на окружающую среду.

Также известен способ разработки нефтяной залежи многозабойными скважинами (патент RU № 2330156, МПК Е21В 43/16, опубл. 27.07.2008 г.), включающий бурение параллельно расположенных добывающих и нагнетательных горизонтальных скважин с последующим проведением на них многократного гидравлического разрыва пласта, закачку рабочего агента в нагнетательные скважины и отбор продукции из добывающих скважин. При этом предусматривают бурение не менее одной добывающей и одной нагнетательной горизонтальных скважин в пластах с проницаемостью не более 2 мД и расстоянием между горизонтальными стволами скважин не менее 50 м. Добывающие скважины располагают в максимальных нефтенасыщенных толщинах. Угол между максимальным главным напряжением пласта и направлением горизонтальных стволов добывающих и нагнетательных скважин составляет от 30° до 60°. Количество N ступеней многократного гидравлического разрыва пласта выбирают исходя из условия N=1+L/100, где L - длина горизонтального ствола скважины, и округляют до большего целого числа. Общее количество горизонтальных скважин бурят в количестве, из расчета, чтобы удельные начальные геологические запасы нефти на одну горизонтальную скважину составляли не менее 50 тыс.т.

Недостатками данной технологии являются высокие риски быстрого обводнения горизонтальных скважин по более проницаемым пропласткам и потери извлекаемых запасов, затраты на бурение наклонно-направленных скважин для выработки оставшихся целиков нефти. Также недостатком является низкая информативность по вертикальному разрезу из-за отсутствия скважин вскрывших весь нефтенасыщенный разрез залежи.

Наиболее близким является способ разработки нефтяного месторождения (патент RU № 2087687, МПК Е21В 43/16, опубл. 20.08.1997 г.), включающий выбор участков размещения уплотняющего фонда скважин по картам распределения запасов углеводородного сырья, расчет экономически рентабельных удельных запасов нефти, оценку рентабельности бурения каждой скважины и бурение дополнительных добывающих и нагнетательных скважин. По способу осуществляют последовательное построение карт начальных извлекаемых запасов, активных извлекаемых запасов, недренируемых запасов нефти и текущих нефтенасыщенных толщин, далее оконтуривают на последней карте участки размещения уплотняющего фонда скважин, ограничиваемые величиной текущей нефтенасыщенной толщины, не меньшей величины предельной рентабельной толщины разбуривания, и дополнительные скважины бурят в точках оконтуренных участков, где величина недренируемых запасов обеспечивает рентабельную эксплуатацию скважины.

Недостатком способа является низкий темп отбора с коэффициентом нефтеизвлечения в результате того, что уплотняющий фонд скважин бурят в оконтуренных участках с нефтенасыщенной толщиной пласта, не меньшей величины предельной рентабельной, подвергая консервации запасы в нефтяной зоне участков, пластов с толщиной менее рентабельной, тем самым снижая нефтеизвлечение.

Техническими задачами являются повышение эффективности разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами, поддержание высоких темпов отбора запасов низкопроницаемых коллекторов за счет оптимального расположения стволов горизонтальных скважин по площади распространения нефтесодержащего пласта.

Технические задачи решаются способом разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами, включающим расчёт экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину.

Новым является то, что предварительно на закартированной сейсмическими работами по методу общей глубинной точки территории определяют элементы залегания - свод, линию простирания и угол падения структуры, бурят поисковую скважину на своде сейсмического поднятия, после расчёта экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину определяют удельную площадь залежи, обеспечивающую извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, строят квадратную ячейку площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, далее строят сетку с квадратными ячейками площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, располагают наклонно-направленные и горизонтальные скважины, при этом сначала бурят наклонно-направленные скважины, ближайшие к поисковой скважине, затем - горизонтальные скважины в центре квадратных ячеек, образуемых наклонно-направленными скважинами, причем стволы горизонтальных скважин располагают в перпендикулярно-перекрестном направлении друг к другу с условием соответствия точек входа и забоя горизонтальных скважин точкам пересечения диагоналей внутри одной квадратной ячейки, совмещают забой поисковой скважины на структуре с разработанной сеткой так, чтобы поисковая скважина находилась в центре квадратной ячейки с горизонтальными скважинами, затем вращением вокруг вертикальной оси, которая проходит через точку расположения поисковой скважины, ориентируют сетку так, чтобы стволы горизонтальных скважин были направлены под углом 90° и 180° к линии простирания структуры, сетку скважин заканчивают расположением забоев наклонно-направленных скважин к контуру водонефтяного контакта.

На фиг. изображена схема сетки с равносторонними квадратными ячейками с горизонтальными скважинами в центре квадратных ячеек.

Способ разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами осуществляют следующим образом.

Предварительно на закартированной сейсмическими работами территории по методу общей глубинной точки – МОГТ (например, в 2Д, 3Д, 4Д и т.п. структуре) определяют элементы залегания - свод, линию простирания и угол падения структуры. Далее бурят поисковую (или разведочную) скважину на своде сейсмического поднятия. Рассчитывают экономически рентабельные удельные запасы нефти на одну горизонтальную проектную скважину. После расчёта экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину определяют удельную площадь залежи, обеспечивающую извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину.

Строят квадратную ячейку площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину. Далее строят сетку (трафарет) с квадратными ячейками (см. фиг.) площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину. Длину сторон квадратной ячейки определяют плотностью сетки относительно рентабельных запасов на одну горизонтальную (эксплуатационную) скважину.

Располагают на сетке наклонно-направленные и горизонтальные скважины, при этом сначала бурят наклонно-направленные скважины, ближайшие к поисковой скважине, затем - горизонтальные скважины в центре квадратных ячеек, образуемых наклонно-направленными скважинами (очередность бурения сохранятся в таком порядке).

Причем стволы горизонтальных скважин располагают в перпендикулярно-перекрестном направлении друг к другу с условием соответствия точек входа и забоя горизонтальных скважин точкам пересечения диагоналей внутри одной квадратной ячейки. Совмещают забой поисковой скважины на структуре с разработанной сеткой так, чтобы поисковая скважина находилась в центре квадратной ячейки с горизонтальными скважинами. Длина горизонтального ствола скважины - это прямая линия, соединяющая две точки соседних ячеек. Длина горизонтального ствола скважины также зависима от плотности сетки и равномерно изменяется в меньшую или большую сторону при изменении сетки. Центр сетки (трафарета) -это местоположение поисковой скважины. Затем вращают сетку, вращением вокруг вертикальной оси, которая проходит через точку расположения поисковой скважины, ориентируют сетку так, чтобы стволы горизонтальных скважин были направлены под углом 90° и 180° к линии простирания структуры. Сетку скважин заканчивают расположением забоев наклонно-направленных скважин к контуру водонефтяного контакта, т.е. расположение забоев наклонно-направленных скважин ограничивают контуром водонефтяного контакта.

Такое расположение стволов наклонно-направленных и горизонтальных скважин является оптимальным, позволяет поддерживать высокие темпы отбора запасов низкопроницаемых коллекторов.

Пример практического применения.

Предварительно на закартированной сейсмическими работами МОГТ в 2Д структуре (другие примеры практического применения осуществляли в 3Д, 4Д и т.д. структуре) территории определили элементы залегания - свод, линию простирания и угол падения структуры. Пробурили поисковую скважину. Рассчитали экономически рентабельные удельные запасы нефти на одну горизонтальную проектную скважину. Экономически рентабельные удельные запасы нефти на одну горизонтальную проектную скважину составили 20 тыс.т, площадь залежи на одну горизонтальную скважину составила – 160 тыс.м². Построили квадратную ячейку площадью 160 тыс. м²., равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину. Далее построили сетку с равносторонними квадратными ячейками.

Разместили сначала проектные забои наклонно-направленных, затем горизонтальных скважин (см. фиг.) в центре квадратных ячеек, образуемых наклонно-направленными скважинами. Причем стволы горизонтальных скважин направили в перпендикулярно-перекрестном направлении друг к другу с условием соответствия точек входа и забоя горизонтальных скважин точкам пересечения диагоналей внутри одной квадратной ячейки. Т.е. сначала забои наклонно-направленных скважин №№ 1,2,3, затем забой горизонтальной скважины № 4гс. И так далее: наклонно-направленные скважины №№ 26,29,30 и горизонтальную скважину № 31гс, далее наклонно-направленные скважины №№ 33,34,4 и горизонтальную № 36гс, 32гс, далее наклонно-направленные скважины №№ 5,6,8 и горизонтальную № 7гс 44гс, далее наклонно-направленные скважины №№ 9,10,13 и горизонтальную № 12гс, далее наклонно-направленные скважины №№ 14,16,17 и горизонтальную скважину № 15гс, далее наклонно-направленные скважины №№ 18,21,22 и горизонтальную скважину № 19гс, 20гс, 23гс, 28гс, далее №№ 24,25 и № 27гс и так далее (сначала наклонно-направленные скважины, затем горизонтальные скважины внутри воображаемого квадрата).

Далее совместили забой поисковой скважины на структуре с разработанной сеткой так, чтобы поисковая скважина находилась в центре ячейки с горизонтальными скважинами. Затем вращением вокруг вертикальной оси, которая проходит через точку расположения поисковой скважины, сориентировали сетку так, чтобы стволы горизонтальных скважин были направлены под углом 90° и 180° к линии простирания структуры, сетку скважин закончили расположением забоев наклонно-направленных скважин к контуру водонефтяного контакта. Полученная сетка с местоположением проектных забоев скважин ограничивается в горизонтальном пространстве замкнутой структурой равной по абсолютным отметкам условному водонефтяному контакту - ВНК для залежи нефти (т.е. сетка заканчивается наклонно-направленными скважинами к контуру ВНК).

Предлагаемый способ разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами повышает эффективность разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами, обеспечивает поддержание высоких темпов отбора запасов низкопроницаемых коллекторов за счет оптимального расположения стволов горизонтальных скважин по площади распространения нефтесодержащего пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке залежей нефти с низкопроницаемыми коллекторами. Для осуществления способа разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами предварительно на закартированной сейсмическими работами по методу общей глубинной точки территории определяют элементы залегания - свод, линию простирания и угол падения структуры. Бурят поисковую скважину на своде сейсмического поднятия, после расчёта экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину определяют удельную площадь залежи, обеспечивающую извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину. Строят квадратную ячейку площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину. Строят сетку с квадратными ячейками площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, располагают наклонно-направленные и горизонтальные скважины. Сначала бурят наклонно-направленные скважины, ближайшие к поисковой скважине, затем - горизонтальные скважины в центре квадратных ячеек, образуемых наклонно-направленными скважинами. Стволы горизонтальных скважин располагают в перпендикулярно-перекрестном направлении друг к другу с условием соответствия точек входа и забоя горизонтальных скважин точкам пересечения диагоналей внутри одной квадратной ячейки. Совмещают забой поисковой скважины на структуре с разработанной сеткой так, чтобы поисковая скважина находилась в центре квадратной ячейки с горизонтальными скважинами, затем вращением вокруг вертикальной оси, которая проходит через точку расположения поисковой скважины, ориентируют сетку так, чтобы стволы горизонтальных скважин были направлены под углом 90° и 180° к линии простирания структуры. Сетку скважин заканчивают расположением забоев наклонно-направленных скважин к контуру водонефтяного контакта. Достигается технический результат – повышение эффективности разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами. 1 ил.

Способ разработки залежи нефти с низкопроницаемыми коллекторами, включающий расчёт экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину, отличающийся тем, что предварительно на закартированной сейсмическими работами по методу общей глубинной точки территории определяют элементы залегания - свод, линию простирания и угол падения структуры, бурят поисковую скважину на своде сейсмического поднятия, после расчёта экономически рентабельных удельных запасов нефти на одну горизонтальную проектную скважину определяют удельную площадь залежи, обеспечивающую извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, строят квадратную ячейку площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, далее строят сетку с квадратными ячейками площадью, равной площади залежи, обеспечивающей извлекаемыми запасами одну горизонтальную скважину, располагают наклонно-направленные и горизонтальные скважины, при этом сначала бурят наклонно-направленные скважины, ближайшие к поисковой скважине, затем - горизонтальные скважины в центре квадратных ячеек, образуемых наклонно-направленными скважинами, причем стволы горизонтальных скважин располагают в перпендикулярно-перекрестном направлении друг к другу с условием соответствия точек входа и забоя горизонтальных скважин точкам пересечения диагоналей внутри одной квадратной ячейки, совмещают забой поисковой скважины на структуре с разработанной сеткой так, чтобы поисковая скважина находилась в центре квадратной ячейки с горизонтальными скважинами, затем вращением вокруг вертикальной оси, которая проходит через точку расположения поисковой скважины, ориентируют сетку так, чтобы стволы горизонтальных скважин были направлены под углом 90° и 180° к линии простирания структуры, сетку скважин заканчивают расположением забоев наклонно-направленных скважин к контуру водонефтяного контакта.