Способ разработки скоплений газогидратов в криолитозоне Советский патент 1990 года по МПК E21B43/20 

Изобретение относится к нефтегазо- добьшающей промышленности, предназначено для разработки скоплений углево-- дородов в мерзлой и подмерзлотной зоне и может найти применение при разработке высоковязких нефтей.

Целью изобретения является повьш1е- ние эффективности способа за счет использования естественной трещино- ватости в криолитозоне.

.Обнаружение зон скоплений углево- до родов в мерзлой толще под древними крупными исчезнувшими водоемами, приуроченными к разломам, которые являются каналами миграции углеводородов, позволяет заложить первые

скважины на газогидратные залежи в зоне разломов и организовать газ- лифтный подъем продуктов на устье.

Скважины бурят по- разлому в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема, гидроразрыв мерзлых пород ведут незамерзающей жидкостью до выхода ее на дневную поверхность, в месте выхода жидкости гидроразрыва бурят дополнительно скважины.

Гидроразрыв осуществляют в пределах вскрытой перфорацией части осадочной толщи. В зависимости от глубины скважины дифференцируется и интервал гидроразрыва пород. Направление гидроразрыва обусловлеел

00 00 00

о:

tsD

но ориентацией трещин зоны нарушений которые имеют преимущественно вертикальное направление. Известно, что межразломные блоки различных рангов неоднократно претерпевали подвижки в течение геологического времени и следует ожидать, что контакты между блоками - разломы и трещины - наиболее слабые элементы с точки зре- . ния нрочнос ти. Наличие сквозного талика в прошлом под древним водоемом, Промерзание которого происходило значительно позже, ослабляет мерзлую толщину. В зависимости от конфигурации сквозного талика возможно и существование внутримерзлотных водоносных горизонтов с криогенным давлением. Таким образом, мерзлая толща представляется не столь монолитной, Однородной и непроницаемой.

Бурение дополнительных скважин в местах выхода жидкости гидроразрыва на дневную поверхность обеспечивает сообщаемость между скважинами не только по трещине гидроразрыва, но и по системе естественных трещин, по которым осуществляют циркуляцию жидкости.

Циркуляцию жидкости осуществляют с удельным весом больше или меньше удельного веса воды. Циркуляцию осуществляют двумя жидкостями ( двумя насосами ), которые после закачки автоматически разделяются. Легкая жидкость образует емкость над газо- гидратным пластом, а более тяжелая, опускаясь по системе трещин, омывает газогидратный пласт. Поскольку глубина скважин различна, то возвращение разделенных жидкостей возможно по разным скважинам на поверхност где они снова закачиваются. Такая система циркуляции применяется при хорошей проницаемости трещин (в газогидр атном пласте и выше.

Для разработки газогидратов в верхней (мерзлой ) части осадочной толщи циркуляцию осуществляют жидкостью с удельным весом меньше удельног веса воды, например не.фтепродуктами (газоконденсат, д 1зтопливо с поверностно-активными веществами (llABj. Нефтерастворимые ПАВ снижают темпе- ратуру гидратообразования. После создания коллектора и разработки газогид ратов в одной части осадочной толщи организуют циркуляцию жидкости с удельным весом больше удельного веса

0

5

0

5

0

5

0

5

0

воды для омывания газогидратов по разломам ниже по разрезу, ниже забоя скважин. При применении жидкости на водной основе в последнем случае жидкость увлекает в циркуляцию оттаявшую воду и воду кристаллогидратов и тем самым расширяет каналы для циркуляции жидкости и сбора газа. Циркулирующая жидкость разлагает гидраты за счет своей температуры, ингибитор- ных свойств (добавок метанола, хлористого кальция и так далее, а также за счет понижения давления при оттаивании мерзлоты, нримыкающей к разломам. Известно, что при фазовом превращении льда в воду, объем воды снижается на 9% от объема льда. Последний эффект важен на первой стадии разработки газогидратов при незначительном газопроявлении, которое не- достаточно для создания перепадов давлений между скважинами и автоматической циркуляции жидкости за счет газлифта. При отсутствии такого движения мерзлые породы оттаивают в условиях закрытой системы ( при закрытых задвижках), которое идет с понижением давлергия. Это дополнительно ускоряет разложение газогидратов и накопление газа, необходимого ддхя работы газлифта. После возб гждения организуют замкнутую на устье циркуляцию жидкости, смывающую пласты, с газоотделением и с дозированием необходимых добавок к ней на устье. Использование различных жидкостей для омывания газогидратов позволяет организовать их попеременную или одновременную циркуляцию, перевести часть скважин на откачку газа, часть на откачку кристаллизационной воды, например, за счет термолифта из более глубоких горизонтов, а часть скважин на циркуляцию омывающей газогидраты жидкости.

Приме р. При бурении скважин на месторождении отмечены газопроявления при бурении разведочных скважин с глубины 20 м. Мощность мерзлоты 180-200 м. Естественная температура пород (максимальная) от -5 (вблизи пойм рек) до -8°С с мощностью много- летнемерзлых пород от 130 до 240 м. Интервал залегания зон гидратообразования 210-700.м. При дешифрировании аэрофотоснимков и анализа мерзлотно- геоморфологических данных в районе скважины выявлена система предполагаемых разрывов, которые пересекают древний крупный водоем, приуроченный к первой надпойменной террасе. Скважину бурят в пределах древнего водо- ема по разлому ниже подошвы мерзло- ты в верхнюю часть зоны скоплений газогидратов на глубину 350 м с установкой башмака колонны в плотные

1588862

- v iiiLMc и крытием остально

глины. Колонну цементируют и перфори- ,о ления газогидратов руют от 120 м и ниже; После выстой- Ф о п м v п . ., .

тематической циркуляции и образован значительных объемов свободных пространств в мерзлоте и накоплении кр таллизационной воды переходят на ци куляцию раствором глористого кальци При отсутствии сообщения через плот ные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скоп

руют от 120 м и ниже; После выстой- ки скважины для смерзания пород с колонной осуществляют гидроразрыв мерзлых пород, например, нефтепродуктами до выхода их на дневную поверхность. Места выхода обнаруживаются при обследовании территории в направлении предполагаемого разлома по по- янпению газопроявлений, маслянистых пятен на зеркале водоемов и так далее. В месте выхода (по .разлому ) бурятся дополнительные скважины. Возможность сообщения обнаруживается по поглощению буровых или тампонажных растворов или создается путем повторения операции по гидроразрыву. При необходимости трещины закрепляют закачкой зернистого материала (песка). Между сообщающими скважинами органиормула изобрете

и и

20

Способ разработки скоплений газо гидратов в криолитозоне., включающий 15 бурение скважин, проведение гидрора рыва, установление сообщаемости по пласту между скважинами, осуществле ние циркуляции жидкости в газогид- ратном скоплении и отделение газа от жидкости на устье после подъема продуктов, отличающийся тем. что, с целью повышения эффектив ности способа за счет использования естественной трещиноватости в криоли тозоне. до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема, скважину бурят в зоне тектонических нарушений и гидро

25

3. „ро„л,к. „а.ре™к „еф е род;;™,. зо Га, ь,Г„ ГГкр- Г™ : .-;- ::Lv r:r3L

отсутствии свободного газа газогидра- осуществляют жидкостью с удепГ™

:er™L™L -n r ::: ;L:::;rs-- .„

1588862

и крытием остально

ления газогидратов Ф о п м v п . ., .

тематической циркуляции и образования значительных объемов свободных пространств в мерзлоте и накоплении кристаллизационной воды переходят на циркуляцию раствором глористого кальция. При отсутствии сообщения через плотные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скопния газогидратов о п м v п . ., .

ормула изобрете

и и я

Способ разработки скоплений газогидратов в криолитозоне., включающий бурение скважин, проведение гидроразрыва, установление сообщаемости по пласту между скважинами, осуществление циркуляции жидкости в газогид- ратном скоплении и отделение газа от жидкости на устье после подъема продуктов, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности способа за счет использования естественной трещиноватости в криоли- тозоне. до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема, скважину бурят в зоне тектонических нарушений и гидро

Га, ь,Г„ ГГкр- Г™ :

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке высоковязких нефтей. Цель - повышение эффективности способа за счет использования естественной трещиноватости в криолитозоне. Для этого до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема. Скважину бурят в зоне тектонических нарушений. Гидроразрыв проводят в криолитозоне незамерзающей жидкостью до выхода ее на дневную поверхность. В месте выхода гидроразрыва бурят дополнительные скважины. Циркуляцию осуществляют жидкостью с удельным весом меньше и/или больше удельного веса воды. При отсутствии свободного газа газогидраты разлагают принудительной циркуляцией жидкости. После возбуждения автоматической циркуляции и образования значительных объемов свободных пространств в мерзлоте и накоплении кристаллизационной воды переходят на циркуляцию раствором хлористого кальция. При отсутствии сообщения через плотные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скоплений газогидратов.