СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТОВ Советский патент 1995 года по МПК E21B43/20 

Изобретение относится к разработке неоднородных сероводородсодержащих нефтяных месторождений, в частности к добыче нефти путем ее вытеснения из пластов сточными водами.

Цель изобретения - повышение охвата неоднородных пластов за счет выравнивания фронта вытеснения нефти.

На фиг.1-5 представлена принципиальная технологическая схема последовательного осуществления данного способа; на фиг.1 - закачка оторочки сероводородсодержащей воды; на фиг.2 - закачка оторочки железосодержащей воды; на фиг.3 - закачка оторочки сероводородсодержащей воды; на фиг.4 - закачка оторочки соляной кислоты; на фиг.5 - закачка сероводородсодержащей воды.

Данный способ осуществляют в следующей последовательности.

Месторождение, представленное неоднородными коллекторами, насыщенными сероводородсодержащей нефтью, разбуривают проектной сеткой скважин и осуществляют его обустройство. Система водоснабжения должна обеспечивать закачку железо- и сероводородсодержащих вод в нагнетательные скважины. В процессе бурения и эксплуатации скважин проводят исследование скважин. Определяют параметры пласта. Отбирают пробы пластовой воды и нефти, определяют содержание сероводорода и ионов железа. По данным, полученным в результате исследований скважин, расчетным путем определяют необходимые объемы оторочек.

Осуществляют способ на примере 5-точечного элемента, включающего нагнетательную и четыре добывающие скважины.

В нагнетательную скважину производят закачку оторочки сероводородсодержащей воды расчетного объема. При закачке этой оторочки нефть вытесняется прежде всего из высокофильтрующих зон и каналов, создавая языкообразное обводнение пласта, из-за неоднородности пласта по фильтрационным свойствам или вязкостной неустойчивости для высоковязких нефтей. Как показывают численные расчеты с использованием математических моделей, процесс языкообразования наступает при прокачке воды 5-20% от порового объема пласта (см. фиг.1). Затем для закупорки высокофильтрующейся части пласта в нагнетательную скважину производят закачку железосодержащей воды (см.фиг.2). Необходимый объем оторочки рассчитывается исходя из содержания сероводорода и ионов железа в водах и объема, который предстоит закупорит, и определяется по результатам лабораторных исследований.

Закачка оторочки железосодержащих вод приводит к образованию сульфида железа FeS в виде тонкодсиперсной взвеси черного цвета, который выпадает в осадок согласно реакции:
Fe⁺⁺+H₂S__→FeS + 2H⁺ (1)
Рассмотрение частиц сульфида железа FeS в лабораторных условиях показывает, что они имеют гексагональную форму с размерами, соизмеримыми с просветом пористой среды (1-50 мкм). Сульфиды железа фильтрационным потоком в первую очередь продвигаются по каналам и порам, имеющим большую скорость вытеснения, т. е. по высокофильтрующей части пласт, и осаждаются в них. Фильтрационное сопротивление из-за закупорки высокофильтрующей части пласта возрастает, скорость потока в ней падает. Происходит выравнивание и перераспределение скоростей потока по пласту.

После закачки необходимого объема железосодержащей воды производят закачку оторочки сероводородсодержащей воды. Объем оторочки определяется расчетным путем.

В связи с изменением траектории движения потока после закачки железосодержащей воды закачки следующей оторочки сероводородсодержащей воды позволяет охватить участки пластов фильтрацией, в которых она не наблюдалась или была незначительна (см. фиг.3). В последующем для вытеснения нефти из высокофильтрующейся части пласта, закупоренной при закачке железосодержащей воды, производят закачку оторочки кислоты (см.фиг.4). Последняя должна быть пассивной к породе и активной к сульфиду железа (например, соляная кислота). Закачка кислоты ведет к снижению водородного показателя (рН) в пласте, постепенному распаду частиц сульфида железа и дальнейшему продвижению фронта вытеснения. Пpи закачке соляной кислоты растворение частиц сульфида железа идет согласно реакции:
FeS+2HCl__→Fe⁺⁺+H₂S+2Cl^- (2)
Объем кислоты, необходимый для закачки, определяется расчетным путем. Затем закачивается сероводородсодержащая вода - вытесняющая жидкость (см. фиг.5).

Закачка сероводородсодержащей воды вслед за оторочкой кислоты продвигает фронт вытеснения вглубь пласта с увеличенным охватом пласта как по новым каналам и порам, так и по ранее закупоренной части пласта.

Регулируемое выравнивание фронта вытеснения по пласту позволяет увеличить охват вытеснением без снижения темпа выработки эксплуатационного объекта.

П р и м е р. Осуществляют данный способ на примере разработки участка нефтяного месторождения. В процессе поисково-разведочных работ на месторождении выявлены залежи в терригенных коллекторах бобриковского горизонта нижнего карбона и пашийских отложениях девона, залегающих на глубинах соответственно 1300 и 1900 м. Анализы пластовых флюидов показали: отложение бобриковского горизонта насыщены сероводородсодержащей нефтью с вязкостью 122 мПа.с, концентрация сероводорода в воде составляет 150 мг/л, в пластовой воде пашийского горизонта содержание ионов двухвалентного железа составляет 200 мг/л.

Продуктивные отложения нижнего карбона и девона разбурены самостоятельными сетками скважин с расстоянием между ними 400-650 м. Нагнетательная скважина N 1811, пробуренная на бобриковский горизонт, обустроена оборудованием, позволяющим производить закачку как девонской, так и бобриковской воды.

Подсчет балансовых запасов объемным методом показал, что на участке очага скв. 1811 содержится 1094 тыс.т нефти (см.табл.1), Поровый объем составляет 1535 тыс.м³ средняя пористость равна 24%, проницаемость 0,633 мкм². По результатам исследований скважин была рассчитана послойная неоднородность бобриковского горизонта, равна 3,5 (показатель для расчета коэффициента охвата).

На образцах керна, отобранных с бобриковского горизонта, были проведены лабораторные исследования по вытеснению нефти по данному способу. Исследования показали, что выравнивание фронта вытеснения наблюдается при закачке железосодержащей воды в количестве 0,18 объема пор (в одном случае 0,18 х 1535 тыс.м³ = 276 тыс.м³). Подвижность фильтрующейся жидкости снизилась с 21 до 7 условных ед. (средняя установившаяся величина подвижности при вытеснении железосодержащей водой).

Как показал стехиометрический расчет, для нейтрализации 1 м³сероводородсодержащей воды (с концентрацией 150 мг/л H₂S) необходимо 1,24 м³ железосодержащей воды (с концентрацией 200 мг/л), поэтому требуемый объем сероводородсодержащей воды составляет 276 : 1,24 = 223 тыс.м³. В результате закачки этих объемов воды в пласте в осадок выпадает 88,6 т сульфида железа (FeS). Для нейтрализации этого количества сульфида железа за весь срок разработки участка необходимо 614,2 т соляной кислоты (12%-ной концентрации).

В ходе эксплуатации участка с применением данного способа производили замеры добычи нефти, воды и закачки. Оценка по характеристике вытеснения показала, что дополнительная добыча нефти от использования данного изобретения во время испытаний составила 73,9 тыс.т. Коэффициент безводного нефтеизвлечения равен 0,14.

Оценка эффективности данного способа также производилась путем сравнения с контрольным участком, который эксплуатировался в соответствии с известным способом (прототип). На соседнем (контрольном) участке в нагнетательную скважину N 3003 ведется закачка агента по известной технологии (прототип). Коэффициент текущего нефтеизвлечения за безводный период по контрольному участку составляет 0,056.

Результаты сопоставительных испытаний известного и предлагаемого способов выравнивания фронта вытеснения нефти в пласте представлены в табл.2.

Из приведенных значений видно, что при применении предлагаемого способа коэффициент нефтеизвлечения за безводный период увеличивается в 2,5 раза по сравнению с известным способом. Как показали расчеты, на конечной стадии при применении предлагаемого способа коэффициент нефтеизвлечения составляет 35%, а по известной технологии лишь 25%.

Изобретение относится к разработке неоднородных сероводородсодержащих нефтяных месторождений в частности к добыче нефти путем ее вытеснения из пластов сточными водами. Цель- повышение охвата неоднородных пластов за счет выравнивания фронта вытеснения нефти. Способ разработки неоднородных пластов включает закачку через нагнетательную скважину и создание в пласте оторочек из сероводородсодержащей сточной воды. При закачке этой оторочки нефть вытесняется из высокофильтрующих зон и каналов, создавая языкообразное обводнение пласта. Затем для закупорки высокофильтрующейся части пласта проиводят закачку железосодержащей воды. После закачки необходимого объема железосодержащей воды производят закачку оторочки сероводородсодержащей воды. Объем оторочки определяется расчетным путем. В последующем для вытеснения нефти из высокофильтрующей части пласта, закупоренной при закачке железосодержащей воды, производят закачку реагента, растворяющего слои железа. В качестве этого реагента используют кислоту. Затем закачивается вытесняющая жидкость, а именно сероводородсодержащая вода. Это обеспечивает продвижение фронта вытеснения вглубь пласта с увеличинным охватом пласта как по новым каналам и порам, так и по ранее закупоренной части пласта. 5 ил.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТОВ, включающий закачку через нагнетательную скважину и создание в пласте оторочек из сероводородсодержащей сточной воды и реагента, растворяющего соли железа, продвижение их по пласту вытесняющей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения охвата неоднородных пластов за счет выравнивания фронта вытеснения нефти, до закачки реагента, растворяющего соли железа, последовательно закачивают оторочки из железосодержащей и сероводородсодержащей сточных вод, причем в качестве реагента, растворяющего соли железа, используют кислоту.