СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ Российский патент 2023 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к способам добычи нефти тепловыми методами и может использоваться для добычи высоковязких нефтей, при котором вязкость нефти снижается.

Известен "Гравитационный паросиловой способ добычи нефти" с использованием напорного и заборного трубопровода, при котором по напорному трубопроводу в нефтеносный слой вводят легкокипящую жидкость под давлением, которая испаряется в нефтеносном слое, и ее смесь с нефтью через заборный трубопровод извлекают на поверхность. Смесь сепарируют, собирают нефть, а пар легкокипящей жидкости конденсируют для повторного использования в скважине. (патент РФ №2245999, 1998 г.).

Недостатком способа является то, что для конденсации паров легкокипящей жидкости, при данном способе добычи нефти необходимо использовать целый набор достаточно сложных технических средств (в том числе холодильный агрегат, компрессор, сепаратор).

Наиболее распространенными способом интенсификации добычи высоковязких нефтей и природных битумов являются термические методы добычи, например, паротепловое воздействие (патент RU №2098613, МПК Е21В 43/24, 1997 г.). Способ включает бурение и подготовку залежи к эксплуатации по меньшей мере двумя парами скважин, имеющих горизонтальные участки, где каждая пара включает нагнетательную скважину, заканчивающуюся в залежи, и добывающую скважину, заканчивающуюся в залежи ниже уровня нагнетательной скважины, причем горизонтальные участки добывающей и нагнетательной скважины как внутри пары, так и отдельно каждой пары параллельны между собой. При реализации способа создают проницаемую зону между нагнетательной скважиной и добывающей скважиной каждой пары скважин, нагнетание водяного пара осуществляют по нагнетательным скважинам, одновременное извлечение углеводородов осуществляют по добывающим скважинам.

Недостатком является то, что известные методы паротеплового воздействия являются достаточно энергозатратны и неэффективны - поскольку необходимы затраты на водоподготовку и парообразование. Кроме того, возникают очень большие количества воды, которые вместе с нефтью образуют нефтеводогазовые эмульсии, которые транспортируются на земную поверхность, осложняя промысловую подготовку нефти, так как токсичные продукты трудно утилизируются.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти (патент RU №2387818, МПК Е21В 43/24, 2010 г.), согласно которому производят закачку пара в пласт, прогрев пласта с созданием паровой камеры, совместную закачку пара и углеводородного растворителя и отбор продукции. Совместную закачку пара и углеводородного растворителя осуществляют после достижения температуры в паровой камере не менее температуры фазового перехода смеси пара и углеводородного растворителя с поддержанием температуры в паровой камере не ниже температуры фазового перехода смеси пар - углеводородный растворитель.

Недостатком способа является то, что закачки пара и углеводородного растворителя в пласт проводятся без учета их влияния на изменение вязкости продукции в пласте. В результате происходит нерациональный расход пара и дорогостоящего углеводородного растворителя, с образованием обводненных токсичных эмульсий.

Известен термический способ добычи нефти, использующий в качестве растворителя нефть пониженной вязкости (Пат. 4461350 США, кл. E21В 43/24, 166/272). Суть способа заключается в том, что горячая нефть, пониженной вязкости, через нагнетательные скважины подается в пласт, где она растворяет вязкую пластовую нефть, нагревает пласт, что приводит к уменьшению вязкости пластовой нефти.

Недостатком способа является то, что тем добыча нефти сопряжена добычей нефти пониженной вязкости, которую к тому же нужно транспортировать к месту добычи высоковязкой нефти.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ добычи высоковязкой нефти (Патент РФ 1487555, 1987 г.) путем закачки в пласт теплоносителя-растворителя с вязкостью, меньшей вязкости пластовой нефти, отличающийся тем, что, с целью предотвращения выпадения асфальтово-смолистых веществ в пласте, потерь попутных металлов нефти и увеличения добычи нефти, в пласт в качестве теплоносителя-растворителя закачивают фракции нефти с температурой кипения больше 210°С при температуре закачки 150-300°С.

Нагнетаемый в пласт горячий теплоноситель-растворитель, вызывает нагрев нефтяного пласта, что приводит к понижению вязкости нефти. Однако между молекулярной массой и температурой кипения нефтяных фракций существует определенная зависимость, чем больше молекулярная масса нефтяной фракции, тем выше ее температура кипения. Учитывая эту зависимость, применяемый теплоноситель-растворитель с температурой кипения больше 210°С содержит молекулы с большой молекулярной массой, понижающих диффузию растворителя в нефть.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение диффузии растворителя в нефть, с одновременным исключением затрат на водоподготовку и закачку водяного пара, образующего обводненные токсичные эмульсии.

Поставленная задача решается благодаря тому, что предлагаемый способ добычи нефти позволяет отказаться от закачки водяного пара в нефтяной продуктивный пласт, тем самым исключить образование обводненных токсичных эмульсий, поскольку в нефтяной продуктивный пласт в качестве растворителя закачивают нагретые углеводородные фракции с температурой кипения меньше 210°С, под давлением в виде газожидкостной смеси при температуре закачки до 410°С.

Предлагаемый способ добычи нефти включает строительство верхней нагнетательной скважины и нижней добывающей скважины с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, закачку в нефтяной продуктивный пласт растворителя, состоящего из нагретых углеводородных фракций, производят через горизонтальную нагнетательную скважину с прогревом пласта, созданием зоны воздействия углеводородного растворителя и отбором продукции через горизонтальную добывающую скважину.

Новым является то, что в качестве растворителя закачивают нагретые углеводородные фракции с температурой кипения менее 210°С, под давлением в виде газожидкостной смеси с температурой до 410°С. Растворитель, состоящий из нагретый углеводородных фракций, в результате теплового воздействия снижает вязкость нефти, кроме того благодаря диффузии в нефть способствует ее разжижению в еще большей степени, образуя нефть с пониженной вязкость. В силу гравитационного дренажа после того, как вязкость смеси углеводородного растворителя и нефти с пониженной вязкостью станет достаточно низкой, позволяющей ей протекать через пласт к добывающей скважине, начинают извлечение нефти из пласта.

Предлагаемый способ добычи нефти в конструктивном варианте со строительством, непосредственно на промысле, облагораживающих нефть установок термического крекинга, в коих допустимо отбирать углеводородные фракции с температурой кипения ниже 210°С, которые приемлемы как растворитель.

Кроме того, предлагаемый способ добычи нефти в конструктивном варианте с строительством, непосредственно на промысле, облагораживающих нефть установок термического окислительного крекинга, в коих допустимо отбирать фракции с температурой кипения ниже 210°С, которые приемлемы как растворитель, а и в силу окислительного нагрева без сжигания топлива, исключают парниковые выбросы.

На рис. 1 изображена схема предлагаемого способа разработки залежи высоковязкой нефти или битума содержащая нагнетательную скважину 1, установку термического крекинга 2, добывающую скважину 3, пласт-покрышка 4, нефтяной продуктовый пласт 5, глиняный пласт 6 и зона воздействия нагретого углеводородного растворителя 7.

На рис. 1 изображены следующие потоки:

I - поток нагретого углеводородного растворителя на закачку в пласт;

II - поток смеси углеводородного растворителя и нефти с пониженной вязкостью;

III - поток облагороженной нефти;

IV - поток углеводородного растворителя;

V - поток углеводородного растворителя на закачку в пласт;

VI - поток излишков углеводородного растворителя.

Пример осуществления заявляемого способа добычи нефти представлен в схеме с отбором нагретого углеводородного растворителя в промысловой установке термического крекинга (рис. 1) и включает следующее.

Строительство, в нефтяном продуктовом пласте 5 между пласт-покрышкой 4 и глиняным пластом 6, верхней нагнетательной скважины 1 и нижней добывающей скважины 3 с горизонтальными участками, расположенными друг над другом.

Закачку в нефтяной продуктивный пласт 5 потока I, нагретого углеводородного растворителя с температурой кипения ниже 210°С в виде газожидкостной смеси с температурой до 410°С, производят через горизонтальную нагнетательную скважину 1, прогревают пласт с созданием зоны 7 теплового воздействия и диффузии углеводородного растворителя в нефть.

Нагретый углеводородный растворитель в результате теплового воздействия снижает вязкость нефти, кроме того благодаря диффузии в нефть способствует ее разжижению в еще большей степени. В силу гравитационного дренажа после того, как вязкость смеси углеводородного растворителя и нефти с пониженной вязкостью станет достаточно низкой, позволяющей ей протекать через пласт к добывающей скважине 3, начинают извлечение из пласта потока II смеси углеводородного растворителя и нефти с пониженной вязкостью.

Поток II смесь углеводородного растворителя и нефти с пониженной вязкостью подают в промысловую установку термического крекинга 2, из которой выходит поток III облагороженной нефти и отбирается поток IV углеводородного растворителя.

Поток IV углеводородного растворителя делится на выводимый поток VI излишков углеводородного растворителя и отбираемый поток V углеводородного растворителя на закачку в пласт, нагреваемый в промысловой установке термического крекинга 2.

Таким образом в предлагаемый способ добычи нефти позволяет повысить диффузию растворителя в нефть, с одновременным исключением затрат на водоподготовку и закачку водяного пара, образующего обводненные токсичные эмульсии.

Изобретение относится к способам добычи нефти тепловыми методами и может использоваться для добычи высоковязкой нефти, при которой вязкость нефти снижается. Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума включает строительство двух горизонтальных скважин, расположенных одна над другой, закачку растворителя в нагнетательную скважину и отбор продукции из добывающей скважины. В качестве растворителя закачивают нагретые углеводородные фракции с температурой кипения менее 210°С под давлением в виде газожидкостной смеси с температурой до 410°С. Обеспечивается повышение диффузии растворителя в нефть. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающий строительство двух горизонтальных скважин, расположенных одна над другой, закачку растворителя в нагнетательную скважину и отбор продукции из добывающей скважины, отличающийся тем, что в качестве растворителя закачивают нагретые углеводородные фракции с температурой кипения менее 210°С под давлением в виде газожидкостной смеси с температурой до 410°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеводородные фракции нефти с температурой кипения менее 210°С отбирают с промысловых установок термического или термоокислительного крекинга.