СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ Советский патент 1995 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки залежи высоковязкой нефти или битума методом внутрипластового горения.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти методом внутрипластового горения, включающий разбуривание ее рядами нагнетательных скважин и отбор продукции через добывающие скважины.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти путем создания в пласте внутрипластового горения, включающий разбуривание залежи равномерной сеткой скважин, закачку окислителя в пласт через нагнетательные скважины и извлечение продукции через добывающие скважины.

Основным недостатком известных способов является то, что при их осуществлении выбор скважин под нагнетание окислителя производят без учета геологического строения - локальных изменений глубин залегания продуктивного пласта. Поэтому часто нагнетательные скважины оказываются на структуре выше добывающих скважин. Вследствие этого закачиваемый окислитель и газообразные продукты горения фильтруются лишь по кровельной части пласта, а у подошвенной образуется застойная зона нефти, куда окислитель не проникает. Это объясняется гравитационным эффектом: окислитель, как наиболее легкий агент по сравнению с пластовыми флюидами (нефть, вода), стремится занять верхнюю часть пласта. Возрастание пластового давления с глубиной является дополнительным фактором, способствующим образованию застойной зоны у подошвы пласта. Охват фильтрацией окислителя как по толщине пласта, так и по площади будет тем меньше, чем ниже по структуре находится добывающая скважина по сравнению с гидродинамически связанной с ней нагнетательной скважиной. В результате и процесс горения развивается, в основном, в верхней его части, а из нижней части нефть не извлекается. Следствием этого является низкий коэффициент нефтеотдачи пласта.

Целью изобретения является увеличение охвата пласта горением.

Указанная цель достигается тем, что по способу разработки залежи высоковязкой нефти путем создания в пласте внутрипластового горения, включающему разбуривание залежи равномерной сеткой скважин, закачку окислителя в пласт через нагнетательные скважины и извлечение продукции через добывающие скважины, выделяют участки локальных поднятий и погружений пласта и закачку окислителя производят через скважины, вскрывшие пласт в наиболее погруженных частях этих участков.

Сущность изобретения можно пояснить следующим образом.

В процессе горения движение окислителя по пласту происходит под действием двух основных сил: гидродинамической и силы тяжести. Гидродинамическая сила способствует его фильтрации в горизонтальном направлении из-за большей проницаемости пласта по простиранию, чем по вертикали, а сила тяжести - вверх по вертикали, вследствие малой плотности окислителя по отношению к пластовым жидкостям. Так как добывающие скважины по предлагаемому способу всегда расположены по структуре выше по сравнению с гидродинамически связанными с ними нагнетательными, то результирующая сила будет направлена приблизительно параллельно подошве пласта. Этим обеспечивается более полный охват пласта фильтрацией окислителя, что в свою очередь приводит к увеличению, в сравнении с известным способом, охвата пласта горением, а в конечном счете - к увеличению нефтеотдачи пласта.

На чертеже дана схема расположения скважин опытного участка. В числителе - номер скважины, в знаменателе - абсолютная отметка подошвы пласта; а - нагнетательная скважина по предлагаемому способу, б - по известному способу; линии - границы участков.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Залежь разбуривают равномерной сеткой скважин. Плотность сетки в зависимости от геолого-физических параметров пласта и физико-химических свойств нефти обосновывается технико-экономическими расчетами. По результатам геофизических исследований строят структурную карту по подошве продуктивного пласта, показывающую распространение глубины залегания подошвы продуктивного пласта с помощью изолиний. На основе анализа этой карты на залежи выделяют участки локальных поднятий и погружений структуры продуктивного пласта. На каждом участке под нагнетание окислителя выбирают скважины, расположенные в наиболее пониженной части подошвы пласта и имеющие наибольшую степень гидродинамической связанности с окружающими скважинами данного участка.

Рассмотрим условный пример осуществления предлагаемого способа.

Продуктивный пласт имел следующие характеристики. Среднее значение пористости 24%, проницаемости 298 мл, начальная нефтенасыщенность 88%, вязкость пластовой нефти 45 МПа˙с, плотность 0,9 г/см³, толщина пласта 8 м. Перепад между забойными давлениями нагнетательной и добывающей скважин принимали равным 80 МПа. Участок разбурили 38 скважинами по треугольной сетке на расстоянии 300 м друг от друга (схему размещения скважин см. на чертеже). С помощью геофизических методов исследования определили значения глубин погружений подошвы продуктивного пласта, вскрытого этими скважинами (таблица 1). Согласно технико-экономическим расчетам необходимое количество нагнетательных скважин составило 11 штук. Выбор скважин под нагнетательные производили следующим образом. Из числа всех пробуренных были выделены скважины, вскрывшие пласт в локально погруженных участках, вокруг которых имелись скважины, расположенные по структуре выше. Из числа выделенных глубоких скважин, с учетом их рассредоточенности по площади, под нагнетательные были выбраны скважины NN 3,7,9,10,18,21,22,24,26, 35, 38. Через них проводили закачку воздуха и инициирование внутрипластового горения, а через остальные скважины - отбор продукции. Согласно расчетам накопленный объем закачанного воздуха в одну скважину за весь период, равный 7,5 лет, составил 103 млн. нм³.

Коэффициент охвата пласта горением на данном участке определяли расчетным путем на ЭВМ по известной методике.

Расчетную область разбивали на прямоугольные ячейки и для каждой из них вычисляли значения давления, расхода окислителя и насыщенность нефтью в различные моменты времени (через 10 суток). По результатам расчетов определяли коэффициент охвата фильтрацией расчетного участка продуктивного пласта как отношение количества ячеек, в которых произошло изменение нефтенасыщенности по сравнению с исходной, к общему количеству ячеек. Расчетный коэффициент охвата пласта фильтрацией окислителя (воздуха) составил по предлагаемому способу 48%.

Принимая коэффициент охвата пласта горением равным коэффициенту охвата пласта фильтрацией окислителя и используя усредненные данные лабораторных испытаний по коэффициентам вытеснения нефти из выжженной зоны (К_в^г = 0,85) и смежной зоны (К_в^см = 0,3), определяли коэффициент нефтеотдачи расчетного участка пласта по формуле:
η = K_о^г ˙ К_в^г + (1 - К_о^г) ˙ К_в^см, где К_о^г - коэффициент охвата пласта горением.

Коэффициент нефтеотдачи пласта при осуществлении предлагаемого способа составил:
η = 0,48˙0,85 + 0,52˙0,3 = 0,564,
или 56,4%.

Расчетный коэффициент охвата пласта горением по известному способу составил 36%, а коэффициент нефтеотдачи - 49,8%.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа достигается за счет увеличения охвата пласта процессом горения и соответственно повышения коэффициента нефтеотдачи пласта без дополнительных капитальных затрат.

Расчеты, выполненные на ЭВМ применительно к опытному участку, описанному в примере конкретного выполнения способа, показали, что при осуществлении предлагаемого способа коэффициент охвата пласта горением по объему увеличивается на 12%, что дает возможность повысить коэффициент нефтеотдачи пласта на данном участке на 6,6%.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ путем создания в пласте внутрипластового горения, включающий разбуривание залежи равномерной сеткой скважины, закачку окислителя в пласт через нагнетательные скважины и извлечение продукции через добывающие скважины, отличающийся тем, что, с целью увеличения охвата пласта горением, выделяют участки локальных поднятий и погружений пласта, и закачку окислителя производят через скважины, вскрывшие пласт в наиболее погруженных частях этих участков.