Способ разработки залежи парафинистой нефти Советский патент 1992 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способу разработки месторождений парафиновых нефтей.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет предотвращения выпадения парафина при закачке воды с температурой не ниже TeMnepatypbi выпадения парафина.

При закачивании в нефтяной пласт нагретой глубинным теплом Земли до температуры не ниже температуры выпадения парафина воды определяют в зависимости от свойств и температур горных породдлину пути закачиваемой воды. Длина пути и расN

ход воды позволяют определить угол нагнетательной скважины к вертикали. Угол между вертикальной и наклонной скважинами позволяющий при определенных условиях (геотермическая ступень и расход воды) повысить температуру на забое до необходимой величины, определяют по формуле

LJ

cos a - ,

где ее- угол между вертикальной и наклонной скважинами, обеспечивающий необходимую длину пути;

Н - расстояние от поверхности до кровли нефтяного пла:та (вертикальная скважина), м:

О

ы о

О)

Z- наклонная скважина с необходимой длиной пути, м.

С целью сокращения срока разработки месторождения и экономии энергозатрат в пласте создают оторочку с температурой не ниже температуры выпадения парафина и осуществляют ее продвижение закачиванием воды в нефтяной пласт с расходом выше первоначального.

Для предназначенного к разработке по данному способу залежи парафинистой нефти выбирается сетка размещения нагнетательных и добывающих скважин. Определяются пластовое давление и температура, температура выпадения парафина, геотермический градиент температур и значения теплофизических свойств горных пород на различной глубине.

Исходя из мощности нефтяного пласта h и коэффициента пористости Кп, определяют количество воды, необходимое для создания оторочки vB.

Задаваясь темпом закачки воды, необходимым для поддержания пластового давления Q, определяют время закачки воды, достаточное для создания оторочки

Q м3/с

Закачиваемая вода при прохождении от устья до забоя нагнетательной скважины нагревается в результате теплообмена с окружающими скважину породами и поступает на забой скважины, а затем в пласт с температурой выше температуры на устье. Для того, чтобы в нефтяном пласте не происходило выпадение парафина, температура закачиваемой в пласт воды должна быть не ниже температуры выпадения парафина. Степень нагрева воды на пути от устья до забоя скважины зависит от теплофизических свойств горных пород, начальной температуры закачиваемой воды, геотермического градиента по направлению оси нагнетательной скважины и длины пути. Длину пути, необходимую для нагрева закачиваемой воды в пласт до требуемой температуры, определяют по формуле

тз ) + (1у-0о+)ё/г,(2)

где тз - необходимая температура воды на забое скважины, °С;

во - приведенная к устью скважины температура нейтрального слоя Земли, °С;

ty - температура закачиваемой воды на устье нагнетательной скважины, °С:

/ -показатель теплопередачи. Вт/(м, х°С):

1л -Ар

.(3)

ОСрв/Ов1п2 Г- геотермический градиент по направлению оси скважины, °С/м;

г г Н Г Гм(4)

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Гм - геотермический градиент в вертикальной скважине, °С/м;

Н - расстояние от поверхности до кровли нефтяного пласта, м;

Z - длина пути, необходимая для нагрева закачиваемой в пласт воды до требуемой температуры, м;

An - средний коэффициент теплопроводности окружающих скважину горных пород, Вт/(м - °С);

Q - расход закачиваемой воды, м /с;

Срв РЪ объемная удельная теплоемкость закачиваемой воды, Дж/(кг- °С);

ап - средний коэффициент температуропроводности окружающих скважину горных пород, м /с;

т- время закачки воды, необходимое для создания оторочки, с.

После определения необходимой длины пути для закачиваемой воды проводят нагнетательные скважины под углом к вертикали определяемым по формуле

LJ

cos a -j ,(5)

где {.- угол к вертикали, под которым проводят нагнетательные скважины, градус.

Затем проводят закачку необходимого для создания оторочки количества воды. После создания оторочки продолжают закачивать воду с прежним темпом. В случае необходимости сокращения срока разработки нефтяного месторождения закачку воды в пласт осуществляют с темпом выше первоначального. В зависимости от условий разработки нефтяного месторождения создание и проталкивание оторочки можно проводить периодически.

Пример конкретной реализации способа.

Пласт, содержащий парафинистую нефть мощностью 20 м, расположен на глубине 3800 м. Средний коэффициент пористости пласта ,2. Температура начала выпадения парафина в пласте 60°С. Для компенсации отбора нефти через добывающие скважины необходимо закачивать по нагнетательной скважине воду с расходом м3/сутки. Удельная объемная теплоемкость закачиваемой воды Срв рв 4.2-10е Дж/(м3 К).-Начальная температура закачиваемой воды 24°С. Геотермический градиент по вертикали составляет 0,03°С/м

температура нейтрального слоя Земли , средний коэффициент теплопроводности окружающих скважины горных пород равен Яп 1,6 Вт/(м К), средний коэффициент температуропроводности ,0 10 7м2/с, Внешний диаметр обсадной колонны нагнетательной скважины ,168M.

Исходя из промысловой практики, количество воды, необходимое для создания оторочки, должно быть примерно равным поровому объему призабойной зоны скважины (в зависимости от свойств пласта), радиус призабойной зоны составляет 20-50 м. Принимаемый для конкретного случая радиус, равный м, и задаваясь коэффициентом вытеснения нефти ,75, определяем необходимое количество воды Кп л г2 h ,75 0,2 3,14 352 ,5- 103м3

Время закачки воды определяют по формуле (1)

г 115 ,8 106 с-38 суток

2,5

По формуле (3) определяют показатель теплопередачи

(1

2 314 1,6

35- -КГ3 -А.2 ю6ш (2 VB ™

-2.3 Вт/м К

3,3

0.168

По формуле (2) рассчитывают температуру закачиваемой воды на забое вертикальной нагнетательной скважины. В этом случае .

+ -° °3 (2.3 -10 4 -3800-1) +

2,3

+ (24-15+

0,03

2,3 КГ4

.) е-2 3

Расчет показывает, что вертикальная скважина не может обеспечить нагрев закачиваемой воды до нужной температуры.

По формуле (2) методом последовательных приближений определяем, что длина пути, необходимая для нагрева закачиваемой воды до температуры не ниже 60°С составляет 4300 м. Угол к вертикали, под которым проводят нагнетательную скважину, определяют по формуле (5) 3800

cos a 0,884

4300

На чертеже показано, как меняется температура закачиваемой воды на забое нагнетательной скважины. Сплошные линии соответствуют наклонной скважине (1 - расход закачиваемой воды 200м /сутки, 2 -300 м /сут, 3 - 500 м /сут), пунктирные линии

соответствуют вертикальной скважине (1 - расход закачиваемой воды 200 м /сут, 2 - 300 м3/сут, З1 - 500 м3/сут). Использование вертикальной нагнетательной скважины в

5 приведенном примере приводит к тому, что через 20 сут температура закачиваемой воды на забое скважины падает ниже 60°С и начинается выпадение парафина в пласте. Для создания оторочки с использованием

10 вертикальной скважины необходимо снизить темп закачки воды, а это может привести к падению пластового давления, выделению растворенного в нефти газа и, в конечном итоге, снижению нефтеотдачи

15 пласта. В то же время применение наклоненной скважины, проведенной под углом 31° к вертикали позволяет избежать выпадения парафина в пласте и создать оторочку.

20После закачки в течение 38 сут с темпом

300 м /сут необходимого количества воды в призабойную зону скважины продолжают закачивать воду с расходом выше первоначального.

25Формула изобретения

1. Способ разработки залежи парафи- нистой нефти, включающий поддержание пластового давления путем закачки с определенным расходом воды через нагнета30 тельные скважины и добычу нефти через добывающие скважины, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет предотвращения выпадения парафина при закачке воды с

35 температурой не ниже температуры выпадения парафина, определяют в зависимости от расхода воды и геотермического градиента горных пород минимальную длину пути через горные породы закачиваемой воды,

40 позволяющую повысить температуру воды не ниже температуры выпадения парафина, и осуществляют проводку нагнетательных скважин с учетом минимальной длины пути закачиваемой воды.

452. Способ поп. 1, отличающийся

тем. что минимальную длину пути определяют по формуле

Н

К

cos

где Z - минимальная длина пути, м;

Н - расстояние от поверхности земли до кровли нефтяной залежи, м; а- угол между Z и Н, град. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков разработки, после создания в пласте оторочки воды с температурой не ниже температуры выпадения парафина, переходят на более высокий расход залежи воды.

I

U

S

US

-5

L%

-&

/

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Для поддержания пластового давления через нагнетательные скважины закачивают определенный расход воды через нагнетательные скважины, при этом через добывающие скважины добывают нефть. С целью повышения эффективности способа за счет предотвращения выпадения парафина при закачке воды с температурой не ниже температуры выпадения парафина определяют в зависимости от расхода воды и геотермического градиента горных пород минимальную длину пути через горные породы закачиваемой воды, позволяющую повысить температуру воды не ниже температуры выпадения парафина и осуществляют проводку нагнетательных скважин с учетом минимальной длины пути закачиваемой воды. Минимальную длину и пути определяют по формуле Z , где cos a Z- минимальная длина пути, м; Н - расстояние от поверхности земли до кровли нефтяной залежи, м; «-угол между Z и Н, град С целью сокращения сроков разработки после создания в пласте оторочки воды с температурой не ниже температуры выпадения парафина переходят на более высокий расход закачки воды. 2 лп. ф-лы, 1 ил.