Способ разработки нефтяного месторождения Советский патент 1991 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к разработке залежей нефти и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности разработки залежей нефти, содержащей подстилающий водоносный слой.

Способ осуществляется следующим образом.

Степень минерализации подошвенных вод под продуктивной залежью определяют, например, на стадии геологоразведочных работ, т.е. перед разработкой месторождения. В процессе разработки по заданной сетке пробуривают две вертикальные скважины до подошвенного водоносного пласта, обсаживают их, обеспечивая проницаемость скважин в зоне продуктивного пласта. Электроды в скважины опускают ниже уровня водонефтяного контакта и герметизируют скважины на уровне нижней границы продуктивного пласта. В качестве электродов и то коп од водящих шин к ним можнб использовать обсадные трубы при обеспечении надежного электрического контакта между их стыками. К электродам подводят напряжение переменного тока и в зависимости от степени минерализации пластовых вод устанавливают величину напряжения (тока, при котором температуру прогреваемой пластовой воды между элект родами поддерживают ниже точки ее кипения в пределах 130 - 150°С. Потери энергии на электромагнитное излучение при переменном токе промышленной частоты незнаО

ю Јь

чительны и имеют значение лишь при высоких частотах. При протекании тока через пластовую воду между электродами за счет эффекта Джоуля-Ленца выделяется тепло, которое идет на нагрев раствора электролита. Температуру прогреваемой воды поддерживают ниже точки ее кипения в пределах 130 - 150°С, что соответствует температуре наиболее полного вытеснения в высоковязких углеводородов из пористой среды. Этим обеспечивают постепенный прогрев вышележащих продуктивных слоев и формирование в них температурного фронта, перемещающегося в направлении фильтрации теплоносителя. Из-за потерь тепла на прогрев пластовой воды ниже слоя ионизации температурный фронт отстает от массопереноса. В итоге резко изменяются свойства углеводородов - уменьшается вязкость, адсорбция, и т.д. После прогрева продуктивного пласта увеличивают величину питающего напряжения (тока), обеспечивая повышение температуры пластовой воды выше точки ее кипения, Результатом закипания пластовой воды является ее скачкообразная дегазация и повышение давления на продуктивный пласт и интенсификация разработки. Последнему фактору способствует также объемное расширение пластовой воды и углеводородов. После закипания воды интенсифицируется процесс теплопередачи - парогазовые пузырьки под действием архимедовых сил и избыточного давления со стороны водоносного пласта стремятся вверх. В итоге продвижение температурного фронта и массоперенос в продуктивном пласте ускоряются. Рассмотренный процесс кипения воды поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта.

Пример. Примем расстояние между вертикальными скважинами м, Для упрощения расчетов возьмем круглый электрод диаметром d 0,2 м. Тогда площадь электрода ,0314 м . Давление в пластовой воде 2 МПа.

Пластовая вода представляет собой многокомпонентный раствор. Основные ионы, содержащиеся в природных водах СГ, 042 ,НСОз -, СОз2, Na+, Ca2+,Mg2+, K+. Возьмем среднюю концентрацию электролита - пластовой воды ,02 r-экв/л по одному из компонентов КС, считая остальные компоненты фоновым электролитом. Поскольку пластовая вода слабый электролит, то можно считать, что степень электролитической

диссоциации а 1 и коэффициент электропроводности f также равным 1.

Удельную электропроводность определим через подвижности ионов

- тУс (Ek+ fa) °Ml CM- (1)

где fk, fa - подвижности ионов для К+ (сред- ние значения подвижности ионов в начальный период),

,6 ,5

,0026 1/Ом.,26 1/Ом.см.

сопротивление элект- а сопротивлеУдельное.

1

ролита р -- 3,85 Ом.см,

IJ ние R р-| 61300м.

Будем считать, что за счет эффекта Джо- уля-Ленца прогревается слой коллектора в виде цилиндра с диаметром г 0,2 м. Примем начальную температуру породы т., а конечную tK - 140°C. Тогда энергия, затрачиваемая на создание такой разницы температур определится из выражения

tH)

Вт/м3

(2)

35

5

где qv - объемная плотность энергии;

А- коэффициент теплопроводности породы, насыщенной пластовой водой, примем А 1,2 Вт/м.град (для влажного песчаника).

В расчете пренебрегаем потерями тепла на прогрев окружающей расчетный цилиндр породы, т.е. считаем, что вся энергия идет на нагрев расчетного цилиндра.

С другой стороны, согласно закону Джоуля-Ленца

50

.Вт/м3 jcLr

(3)

Из уравнений (2) и (3) находим величину тока, необходимую для создания требуемого градиента температур.

,У4П1-А2(Т-н-т.к) I-р

1.2(140-10) 6130

4. О А

Фактически, с учетом потерь тепла на прогрев окружающей породы, величина тока будет выше.

Потребная мощность Q ,02.6130 98080 Вт « 98 кВт.

Поддерживая установленное значение тока, в течение некоторого времени полученным тепловым потоком прогревают вышележащие продуктивные слои. При этом время прогрева при прочих равных условиях будет зависеть от состава минеральной и органической частей коллектора, пористости коллектора, содержания органики, теплопроводности и т.д , т.е. является величиной неопределенной и для каждого конкретного месторождения различной.

После прогрева продуктивного слоя коллектора увеличивают величину рабочего тока, добиваясь повышения температуры электролита выше точки его кипения, т.е. при давлении пластовой воды 2 МПа до 220°С, Происходит скачкообразная дегазация пластовой воды, повышается давление на продуктивный пласт и происходит вытеснение углеводородов через верти- льные скважины. Процесс кипения электролита поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта.

Применение данного способа позволяет повысить эффективность разработки уг- леводородсодержащих месторождений за счет использования эффекта Джоуля-Лен- ца. При этом происходит косвенное тепловое воздействие на продуктивный пласт в оптимальном температурном диапазоне, что дает возможность с энергетической точки зрения экономно нагружать добывав-

мую продукцию, не нарушая ее физико-механических свойств. Кроме того, потери энергии в процессе добычи сведены к минимуму по сравнению с существующими способами, а отсутствие смешивания пластовой воды с закачиваемой способствует предотвращению закупорки пор в результате солеотложений.

Формула изобретения

1.Способ разработки нефтяного месторождения, включающий вскрытие продуктивного пласта скважинами и оборудование их электродами, подачу к электродам электрического тока .и добычу нефти через скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки залежи, содержащей подстилающий водоносный пласт, скважины дооуривают до водоносного пласта, электроды опускают ниже уровня водонефтяного контакта, герметизируют ствол скважин на уровне водонефтяного контакта и в зависимости от степени минерализации и давления пластовых вод устанавливают величину напряжения тока на электродах, обеспечивающего прогрев водоносного пласта до температуры 130 - 150°С и вытс-снение нефти из вышележащего продуктивного пласта.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью увеличения темпов разработки месторождения, увеличивают величину напряжения, обеспечивая повышение температуры выше точки кипения пластовой воды, и поддерживают процесс кипения до полного вытеснения нефти.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что степень минерализации пластовых вод определяют на стадии геологоразведочных работ.

Изобретение относится к разработке уг- леводородсодержащих месторождений. Цель изобретения - повышение эффективности разработки залежей, содержащих подстилающий водоносный пласт, Для этого определяют степень минерализации подошвенных пластовых вод под продуктивной залежью. Вертикальные скважины добуривают до подошвенного водоносного пласта и обсаживают их, обеспечивая проницаемость скважин в зоне продуктивного пласта. Опускают в скважины электроды ниже уровня водонефтяного контакта и герметизируют скважины на уровне нижней границы продуктивного пласта. В зависимости от степени минерализации Пластовых вод устанавливают величину напряжения на электродах, при которое -г-ру прогреваемой пластовой воды между электродами поддерживают сначала ниже точки кипения электролита в пределах 130 - 150°С, а затем выше, Процесс кипения воды поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта. 2 з п.ф- лы.