Способ шахтной разработки нефтяной залежи Советский патент 1982 года по МПК E21B43/24 

(54) СПОСОБ ШАХТНОЙ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ

1

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, а более точно к способу термошахтной добычи нефти, и может быть использовано в нефтяной промышленности при разработке месторождений с высоковязкими нефтями и подвижными (текучими) битумами.

Известен шахтный способ разработки нефтяных месторождений, который предусматривает наличие двух горизонтов горных выработок, а именно горных выработок, расположенных выше нефтеносного пласта и эксплуатационных галереи, расположенной в нижней части нефтеносного пласта 1.

Из горных выработок, расположенных выше нефтеносного пласта, бурят нагнета тельные скважийы для подачи теплоносителя в нефтеносный пласт. Из эксплуатационной галереи бурят горизонтальные и восстающие эксплуатационные скважины.

Из горных выработок, расположенных выше эксплуатационной галереи через систему нагнетательных скважин прогревают нефтеносный пласт периодической закачкой пара. Не прекращая закачку пара, производят периодический отбор жидкости (нефти, воды), после этого переходят на периодическую закачку горячей и затем холодной воды, продолжая отбор жидкости через скважины эксплуатационной галереи.

Недостатком известного способа являются большие тепловые потери за счет проры5 ВОВ пара в эксплуатационные галереи.

Известен также способ щахтной разработки нефтяной залежи путем прогрева обрабатываемой площади теплоносителем, включающий закачку теплоносителя в нагнетательные скважины, пробуренные из нагнетательной галереи, и отбор нефти посредством эксплуатационных скважин, пробуренных из эксплуатационной галереи с предварительным заполнением галереи изолирующей средой 2.

Недостатком данного способа является низкая эффективность теплового воздействия, связанная с потерями тепла и низкая добыча нефти.

Цель изобретения - повыщение эффективности теплового воздействия за счет предотвращения потерь тепла с одновременным увеличением добычи нефти за счет снятия противодавления на пласт.

Достигается поставленная цель тем, что изолирующей средой заполняют нагнетательную галерею, а в качестве изолирующей среды используют закладочный материал, например раздробленную горную породу.

Способ осуществляют следующим образом.

Создают совокупность подземных .горных выработок, которая включает два щахтных ствола (подземный и вентиляционный), рудничньш двор, околоствольные выработки, в которых размещают электровозное депо, насосную станцию, склады и т. д., щтреки, нагнетательные галереи и эксплуатационные галереи.

Осуществляют бурение нагнетательных скважин из нагнетательных галерей, а эксплуатационных скважин - из эксплуатационных галерей.

Нагнетательные скважины разбивают на группы в зависимости от того, как предполагается вести разработку нефтеносного пласта. Производят обвязку скважин по группам и выводят паропроводы за участок предполагаемой закладки. После этого осуществляют заполнение нагнетательной галереи, изолирующей средой, в качестве которой используют закладочный материал. Закладочный, материал - пустые горные породы, отходы обогатительной фабрики, если она имеется, и т. д., применяемые для закладки. Закладочный материал, размещенный в нагнетательной галерее, образует закладочный массив, который предотвращает прорывы теплоносителя из пласта.

В условиях термощахтной разработки закладка нагнетательной галереи может осуществляться в следующих видах: гидравлическая, самотечная, ручная и механическая.

Гидравлическая закладка - закладка, при которой закладочный материал размещается при помощи воды. Самотечная закладка - закладка, при которой закладочный материал размещается под действием собственного веса. Ручная закладка - закладка, при которой закладочный материал размещается вручную. Механическая закладка - закладка, при которой закладочный материал размещается при помощи механических устройств.

Наиболее применимыми при термощахтной разработке являются гидравлическая закладка и механическая закладка. При гидравлической закладке раздробленная горная порода намывается струей воды в нагнетатеЛьную галерею. Происходит усадка закла1дочного массива - уменьщение его объема-при уплотнении закладочного материала. Трещины, по которым прорывается пар, перекрываются, что сокращает тепловые потери.

Горная порода для закладки может быть взята из ближайшего места проведения горных выработок. Если раньще при проведении этих горных выработок горную породу поднимали на поверхность, то при осуществлении предлагаемого способа в этом уже нет необходимости, порода перемещается в расположенную поблизости закладываемую выработку.

Намываемая при гидравлической заклад-.

ке горная порода позволяет компактно заполнить все пространство нагнетательной галереи, при этом исключается слом устьевого оборудования, который происходит при обрущении кровли горной выработки. В горизонтальных горных выработках перед осуществлением гидравлической закладки необходимо установить бетонные перемычки. При заполнении наклонных горных выработок в этом нет необходимости. После осуществления гидравли1еской

закладки в нагнетательные скважины осуществляют закачку теплоносителя с целью разогрева пласта до температуры, при которой нефть приобретает необходимую текучесть, для равномерного распределения по всему объему нефтеносного пласта и вытеснения нефти в эксплуатационные скважины к рабочей галерее.

За счет плотного заполнения части или всего пространства нагнетательной галереи закладочным материалом, тепло, выделяющееся за счет теплопроводности, уже не уносится струей воздуха, которая ранее смывала (проветривала) нагнетательную галерею. Необходимость в проветривании нагнетательных галерей уже отпадает.

Путем сокращения потерь тепла при прочих равных условиях в предлагаемом способе снизятся удельные расходы пара на добычу одной тонны нефти, а следовательно, повысится эффективность теплового воздействия.

Из эксплуатационных скважин осуществляют циклический отбор нефти. В период отбора нефти в нефтеносный пласт подают такое количество теплоносителя, которое необходимо для поддержания в пласте в процессе разработки необходимой температуры и вытеснения нефти из пласта. Из эксплуатациочной галереи нефть подают через горные выработки на поверхность.

Пример. После создания указанной совокупности горных выработок (щахтных

стволов, околоствольных выработок, щтреков), сооружают нагнетательную кольцевую галерею диаметром около 20 м в верхней части нефтеносного пласта или в его кровле, а под ней - эксплуатационную кольцевую галерею такого же диаметра в нижней части нефтеносного пласта или ниже его. Осуществляют разбуривание полого пласта наклонными и горизонтальными нагнетательными и горизонтальными и восстающими эксплуатационными скважинами с

таким расчетом, чтобы расстояние между забоями было около 20-30 м. Обвязывают нагнетатательные скважины для подачи в них пара. Осуществляют гидравлическую закладку нагнетательной галереи. После этого закачкой теплоносителя (пара) под давлением 3-5 ат, разогревают нефтеносный пласт до средней температуры порядка 100°С, при которой вязкость нефти 15300 СП при начальной пластовой температуре + 6°С снижается до вязкости порядка 30 СП. Нефть при этом приобретает необходимую текучесть. Через эксплуатационные скважины нижелажащей эксплуатационной галереи осуществляют циклический отбор нефти. Вместо кольцевой нагнетательной галереи могут быть использованы прямолинейные параллельные полевые щтреки, расположенные выще кровли пласта, с пробуренными из них вертикальными и наклонными нагнетательными скважинами. Для оценки эффективности предлагаемого способа термощахтной разработки нефтяных месторождений проводят его сопоставление с известным способом по такому важному технологическому показателю, как удельный расход пара. Рассмотрим участок нефтеносного пласта 11,6 га. Средняя толщина пласта 18,5 м, пористость 0,15, проницаемость 2Д, пластовая температура +6°С, запасы нефти участка 281 тыс. т. На участке по двухгоризонтной системе пробурено 121 эксплуатационная скважина и 643 нагнетательных скважины. Средняя длина эксплуатационной скважины 190 м, нагнетательной - 55 м. При закачке в пласт 309,1 тыс. т пара за 5 лет добывается 123,64 тыс. т, т.е. обеспечивается нефтеотдача 0,44, а удельный расход пара 2,5 т/т. Как показали исследования, за счет теплопроводности 4ерез горные породы в нагнетательной галерее теряется 9,1% теплоносителя, т. е. 28,. т, за счет прорывов пара в горные выработки по трещинам 3,55% т. е. 11 тыс. т. Общие потери тепла в нагнетательной, галерее 39,1 тыс. т. За тот же срок разработки (5 лет) по предлагаемому способу в участок пласта потребуется закачать 270 тыс. т пара, т. е. удельный расход пара составит 2,2 т/т и будет иметь место его снижения на 12 % по сравнению с известным способом. Кроме того, за счет сокращения количества проветриваемых выработок и сэкономленного теплоносителя при тех же вентиляционных возможностях могут быть введены в разработку новые участки пласта, что позволит увеличить текущую добычу нефти по нефтяной щахте. Формула изобретения 1.Способ щахтной разработки нефтяной зал&щя путем прогрева обрабатываемой площади теплоносителем, включающий закачку теплоносителя в нагнетательные скважины, пробуренные из нагнетательной галереи .и отбор нефти посредством эксплуатационных скважин, пробуренных из эксплуатационной галереи с предварительным заполнением галереи изолирующей средой, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности теплового воздействия за счет предотвращения потерь тепла с одновременным увеличением добычи нефти путем снятия противодавления на пласт, изолирующей средой заполняют нагнетательную галерею. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве изолирующей среды используют закладочный материал, например раздробленную горную породу, отходы обогатительной фабрики. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 468529, кл. Е 21 В 43/24, 13.03.72. 2.Авторское свидетельство СССР № 446631, кл. Е 21 В 43/18, 04.09.72.