Способ разработки нефтяного месторождения методом внутрипластового горения

 

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано при разработке месторождений методом внутрипластового горения. Цель - увеличение конечного коэффициента нефтеотдачи пластов, ранее эксплуатировавшихся в режиме сверхвлажного горения. Для этого в нагнетательной скважине производят инициирование внутрипластового горения. Воздух и воду закачивают в соотношениях, обеспечивающих реализацию сверхвлажного внутрипластового горения. После прорыва теплового фронта в добывающие скважины в нагнетательной скважине производят повторное инициирование горения, а воздух и воду закачивают в соотношениях, обеспечивающих существование в пласте высокотемпературного горения. Это позволяет увеличить нефтеотдачу пласта за счет вытеснения части нефти, остающейся в пласте за паровым плато при сверхвлажном горении.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 43/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4425963/31-03 (22) 16.05.88 (46) 23.12.90, Бюл. N 47 (71) Казахский государственный университет им. С.M. Кирова (72) В,А. Иванов, Г.И. Ксандопуло, А.A. Сггиндыков, Ю.В. Антипов, В.А, Симонов, А. Мурзагалиев и Ж.А. Кошкинов (53) 626.276 (088.8) (56) Байбаков .Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. — M,; Недра, 1988, с. 150. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕТОДОМ ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ (57) Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано при разработке месторождений методом внутрипластоваго

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения конечного коэффициента нефтеотдачи пластов при разработке месторождений методом внутрипластового горения.

Цель изобретения — увеличение нефтеотдачи.

Способ осуществляют следующим образом.

В нагнетательной скважине инициируют процесс внутрипластового горения. Затем приступают к закачке воздуха и воды в соотношениях, обеспечивающих существование сверхвлажного горения и перемещение по пласту зоны парового плато, После прорыва naposoro плато в добывающие скважины в нагнетательной скважине проводят повторное инициирование горения, а

„„ Ы„„1615340 А1 горения, Цель — увеличение канечнага коэффициента нефтеотдачи пластав, ранее эксплуатировавшихся в режима сверхвлажнаго горения. Дгя этага в нап-.етательнай скважине производят инициирование внутрипластавага горения. Воздух и воду закачивают в соотношениях, обеспечивающих реализацию сверхвлажнага внутрипластоваго горения. После прорь ва теплавага фронта в добивнащие скяаж чы нанетательной скважине производя.г повторное инициирование горения., а воздух н году закачивают в соотношениях, обеспечивающих существование в пласте высокотемпературного горения, Эта позволяет увеличить нафтеотдачу пласта за счет вытеснения части нефти, оставшейся в пласте за плровым плата при сверхвлажнам горении, воздух и воду закачивают в соотношениях, обеспечивающих существование r пласта высокотемпературного горения (с температурой фронта, превышающей температуру парового плато при сверхвлажнам горении).

Отбор нефти праизвадятдабывающими скважинами.

При реализации сверхвл".æêoãî горения процесс горения протекает B низкатемпературном режиме (200-350 С) и в сущности представляет собой жидкафазнае окисление углеводородов нефти. Процесс горения при таких уровнях температуры характеризуется протеканием реакций в кинетической или переходной областях и носит выраженный калеб"",—,eëüíü.é характер.

Вследствие того, что в этих процессах происходит лишь "абгарание" периферии молекул углеводородов, не саправажда1ащееся

1615340 л Г3

11

Глубокой Деструкцией их скелета, значительная часть нефти (до 50/) в виде коксоподобного осТВТКВ GcT88TcR в выжженной зоне породы после прохождения тепловой волны. Кроме того, происходит снижение

КозффИЦИЕНТЯ ИСПОЛЬЗОВЯНИЯ КИСЛОРОДЯ И увеличение вязкости добываемой нефти вплоть до образования в ней суспензии твердых продуктов жидкофазного окисления.

Проведение процесса сверхвлажного горения согласно извес ному способу вкл очает инициирование процесса горения в нефтяном пласт,(,например, с помощью электронагревателя), добычу нефти за счет

ПPGPBH>KBHИЯ фРОНТЯ ГОРВНИЯ ПУТBМ ЗЯКЯ-Iки В::>ласт Визду;<а tt Воды. При этом Вода закачивается в таком количестве, чтобы обеспечивалось протекание процесса сверхьлажного горения. Водовозду IHG8 отношение при осуществлении сверхвлажноrrG горе ия c0ccTTBBBBqgeeT T0,002 — 0,010 /HHMMÇ, Предлагаемый способ включает на начальном этапе гакие же операцли, однако после завершения процесса сверхвлажного горения на том же участке создается повторный высокотемпературный фронт пу-! тем инициирования процесса горения в . нагнетательнай скважине, которая уже использоВалась для создания фронта cB8px" влажного горения нефти. Для облегчения процесса инициирования призабойная зона скважины может быть насыщена предва,рительно нефтью, количество которой

,определяется размерами указанной зоны, !

; После ини;1иирова;-3ия в пласт продолжает . HBI H8TBTbCP: BQ3 G, jX Г ЛЯ ПОДД, -»„: >KB!3N$l В HBM процссса горения. Бмест8 с ВОздухом МОх<ет нагнетаться вода, однако 88 количество дол>-;-. Io обеспечивать протекание процесса горения в высокотемпературном режиме.

При Gc t8c, Bлении пов.горного высокотемпературного фронта горения объем закаченНого воздуха определяется количеством твердо о коксоподобного остатка, остак,щегося В материале коллектора после ПООхождения тепловой Волны сверхвлажВi" горения, Количество этого коксоподобного остатка может быть определено по результатам отбора кернов из зо ., ггодвергшихся воздействи о процесса сверхвлажного гореНИя.

Создание повторного высокотемпературного фронта горения не предполагает изменения схемы расположения скважин, т,е. применяется схема, используемая в проц8ссе св8рхВлажнОГО Гор8ния.

Предлагаемый способ позволяет более полно извлекать не<Ьть из пластов, эксг луятироваьшихся ранее В режиме сверхвла>к-"

Q0

30 >5

НОГО ГОРениЯ. flPN этом Дополнительное ко личество нефти извлекается за счет крекинга тяжелых нефтяных остатков под воздействием высокой температуры. В ходе высокотемпературного процесса горения в пласте генерируется большое количество тепла, ка Горов уже не тратится на подготовку топлива и может быть использовано не только для крекинга коксоподобных углеводородов нефти, но и для прогрева зон пласта, ранее не охваченных тепловым воздействием. Процесс сверхвлажного горения, реализуемый на первом этапе предлагаемого способа, считается законченным после начала подъема температуры в добывающих скважинах и увеличения обводненности добываемой продукции, что указывает на прибли>кение зоны парового плата к добывающим скважинам. При этом повторный высокотемпературный фронт может быть создан как сразу после завершения процесса сверхвлажного горения, так и по истечению довольно значительнсго промежутка времени (например, месяца, года и т.д,).

При осуществлении предлагаемого спосоСа используют нефтенасыщенный Koflfl8K тор одного из месторождений высоковязклх нефтей, чефтенясыщенность кернового MB териала 41,27;, Характеристики нефти; плотность 943 кг/м, вязкость 1100 МПа с з (20 С). Порода представляет собой смесь несцементированных песчаников, песков и алевролитов с основным содержанием (90 мас, j,) фракции 0,05 — 0,25 мм. Уинералоги ский состав, мас.7,: кварц ЗО, полевые г. Па- :-: . ;". Об<,амк > .-.:Ороды 45. - кс —:ерименты проводят на лабораторной установке высокого давления, основной частью которой является кернодержатель, выполненный из нержавеющей стали с внутренним диаметром 28 ММ, внешнлм диаметром 39 мм, длиной 330 мм. Кернодер>кятель снабжен по оси термопарным харманом. Реактор загружаешься нефтенасыьценным коллектором, Давление воздуха в .:"-.,Оноде . ..=.; -fte 1,0 МПЯ. Кернодержатель помещают в термостатдля предварительного прогоевя нефтенасыщенного коллектора до заданной температуры. Точность поддержания температуры в модели пласта 1ОС, После прогрева кернодержателя в него пода от газ-окислитель, в качества которого используют кислород воздуха, Температуру тепловой волны и скорость ее распространения фиксируют с помощью трех стационарно расположенных термопар. Расстояние между термопарами 10 см. нефти составляет 3,43 10 э мэ/нмэ, Температура тепловой волны 350 С, скорость ее распространения 2,10 см/мин, коэффициент использования кислорода 80 Д, коэффициент нефтеотдачи 35,3%.

Затем в модели организовано прохождение повторного высокотемпературного фронта горения с водовоэдушным отношением 1,88 10 м /нм, Скорость распространения тепловой волны 1,10 см/мин.

Температура фронта горения. зафиксироПример 1. Кернодержатель набивается материалом коллектора, помещается в термостат и прогревается до 260 С, После

Прогрева кернодержателя в него подавается воздух с расходом 0,12 м /ч. После образования устойчивого фронта горения в модель подается вода. Водовоздушное отношение составляет 3,50 10 м /нм . Термопарами зафиксировано образование тепловой волны со средней температурой

310 С. Уровень температуры указывает на протекание процесса сверхвлажного внутрипластового горения нефти. Скорость распространения фронта горения 2,40 см/мин, коэффициент использования кислорода

65;4, достигнутый коэффициент нефтеотдачи 38%, Анализ кернового материала из выжженной зоны на содержание.в нем неизвлеченного углерода показывает; что

48,8 мас.% от исходного количества углерода остается в материале коллектора в виде неподвижного коксоподобного остатка, Кроме того, в добытой нефти наблюдается образование суспензии твердых продуктов жидкофазного окисления, которые по истечению 10 — 15 сут выпадают s осадок.

Затем после прохождения процесса сверхвлажного внутрипластового горения нефти в модель прекращают закачку воздуха и воды. После равномерного прогрева кернодержателя до 260"С в модель вновь подают воздух с тем же расходом, Термопарами зафиксировано образование устойчивого высокотемпературного фронта с температурой 490 С. Скорость расп растранения тепловой волны 0,77 см/мин. B ходе эксперимента из модели извлечено дополнительное количество нефти, и суммарный коэффициент нефтеотдачи после прохожд="-ния двух фронтов внутрипластового горения составил 507.

Пример 2. Эксперимент проводят аналогично примеру 1. Водовоздушное отношение при осуществлении процесса сверхвлажного внутрипластового горения

10 ванная термопарами, 410 С, коэффициент использования кислорода 95 $, Суммарный коэффициент нефтеотдачи 47;4.

Таким образом, лабораторные эксперименты свидетельствуют о воэможности создания и распространения второго фронта внутрипластового горения в пластах, ранее эксплуатировавшихся в режиме сверхвлажного горения, Таким образом, предлагаемый способ

20 обеспечивает увеличение коэффициента нефтеотдачи пластов до 47 — 50% по сравнению с 35 — 38% при осуществлении процесса сверхвлажного BHóòðènnañòñaîãо горения

25 нефти.

Формула изобретения

Способ ра-,;работки нефтяного месторождения методом внутрипластового горения, включающий инициирован ие горения в призабойной зоне нагнетательной скважины, закачку воздуха и воды в соотношениях, обеспечивающих реализацию сверхвлажного внутрипластового горения, перемещение по пласту napaяого плато и отбор нефти через добывающие скважины, о т л и ч а ющц и и с я тям, что, с целью увеличения нефтеотдачи, посля прорыва парового плато в добывающие скважины, в нагнетательной скважине проводят повторное инициирование горения. а воздух и воду закачивают в соотношениях,, обеспе ивающих существование в пласте фронта горения с температурой, превышающей температуру парового плато при сверхвлажном горении.

Составитель А.Соломатин

Техред M.Mîðãeíòал Корректор M.Càìáàðñêaë

Редактор И,Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3969 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5