Способ термошахтного извлечения высоковязкой нефти из пласта

 

Изобретение относится к нефте- и газодобыче и может быть использовано для дополнительного извлечения высоковязкой нефти из пласта. Сущность изобретения: армируют скважину обсадной трубой с перфорацией. Часть обсадной трубы через каждые 7 10 м выполняют из пьезокерамического материала, обладающего магнитострикционными свойствами. Подводят к излучателю электроды, подают на них возбуждающее напряжение от генератора импульсов и возбуждают в пласте мощные вибрационные колебания с амплитудой в знакопеременной упругой волне, равной 0,5 от величины разрушающих напряжений для пород, слагающих продуктивный пласт, в совокупности с нагнетанием в пласт разупрочняющих растворов. В качестве их используют ПАВ, гидроокись натрия или гидроокись натрия с метанолом. Это позволяет увеличить проницаемость пород пласта от 80 до 300% и выше и увеличить дополнительное извлечение нефти из пласта от 10 до 40% по сравнению с обычными классическими методами, не использующими вибровоздействия на пласт в выбранном диапазоне частот. 5 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефте- и газодобыче и может быть использовано при извлечении высоковязкой нефти из пласта, добываемой подземным способом.

Известен способ извлечения нефти из скважин, при котором в скважину нагнетают под давлением ПАВ с полимерами, специально разработанными для высоких температур с концентрациями солей 100-200 г/л [1] Известный способ трудоемок, нетехнологичен, длителен по времени воздействия на пласт, не использует структурных и физико-механических и химических свойств пород пласта и флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта.

Известен также способ термошахтного извлечения высоковязкой нефти из пласта, при котором ведут двухгоризонтную разработку с надпластового горизонта через вертикальные и наклонные нагнетательные скважины, оборудованные обсадными трубами, через которые нагнетают в продуктивный пласт теплоноситель, например пар, а отбор нефти осуществляют из добывающих скважин, пробуренных и расположенных в пласте добывающей галереи, при этом сбор нефти производят в горной выработке, откуда ее насосами подают на поверхность [2] Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не использует в своем арсенале упругих миграционных гелэффектов и кавитации для управления состоянием и свойствами пород пласта и флюидов.

Цель изобретения повышение технологичности, проницаемости пород пласта.

Цель достигается тем, что согласно способу через каждые 7-10 м часть обсадной трубы размером 3-5 м выполняют из пьезокерамики, обладающей магнитострикционными свойствами, подводят посредством электродов импульсное возбуждающее напряжение, осуществляя в пласте и окружающем его пространстве вибрационное воздействие, которое проводят поэтапно: вначале нагнетают в скважины разупрочняющие вещества с возбуждением в пласте упругих колебаний в диапазоне от 1 до 20 кГц, вибровоздействие осуществляют в течение времени, при котором проницаемость пласта увеличится от 80 до 300% и выше, и затем вибровоздействие прекращают, в скважину подают теплоноситель с температурой не выше 60^оС в совокупности с вибровоздействием на частоте собственных колебаний горного массива в течение времени, при котором достигают положительного эффекта.

В качестве разупрочняющих растворов закачивают ПАВ, гидроокись натрия с метанолом или гидроокись натрия.

Параметрами упругих колебаний управляют путем изменения величины возбуждающего напряжения и его частоты, подаваемых на электроды. Амплитуду давления в знакопеременной упругой волне поддерживают на уровне 0,5 от разрушающих напряжений на разрыв пород, слагающих продуктивный пласт.

Для повышения проницаемости пород пласта при нагнетании в него разупрочняющих растворов добавляют в них 1,2-1,9% расклинивающих агентов с размерами частиц 0,03-1,0 мм и плотностью 2,8-3,6 г/см³, например кварцевый песок.

Перед нагнетанием теплоносителя в пласт производят импульсный гидроразрыв путем вибровоздействия на частоте, равной частоте собственных колебаний флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта.

На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

На чертежах обозначено: 1 горный массив, 2 продуктивный пласт, 3 скважина, 4 обсадная труба, 5 пакер, 6 генератор импульсов, 7 усилитель мощности, 8 блок согласования, 9 микропроцессор 10, электроды, 11 излучатель упругих колебаний.

Способ осуществляют следующим образом.

В горном массиве 1, включающем продуктивный пласт 2, бурят скважины 3, армируют их обсадными трубами 4. Часть обсадной трубы 4 через каждые 7-10 м выполняют из пьезокерамического материала с размерами (длиной) 3-5 м, то есть часть обсадной трубы, выполненная из пьезокерамического материала, обладающего магнитострикционными свойствами, служит излучателем упругих колебаний, параметрами которых управляют путем изменения возбуждающего напряжения и его частоты, подаваемых на электроды 10 от генератора 6 и усиливаемых усилителем 7 мощности. Коррекция вибровоздействия на пласт осуществляется посредством блока 8 согласования и микропроцессора 9 с заранее заданной программой воздействия на пласт на различных стадиях воздействия на пласт.

На фиг. 2 приведен разрез части обсадной трубы 4, выполненной из пьезокерамики ТБК-5, где толщина стенки обсадной трубы 20 мм определяет заранее выбранный диапазон частот, находящихся в зависимости от контактных условий излучателя с продуктивным пластом в интервале от 1 до 20 кГц. Возбуждая мощные вибрационные колебания в пласте и приводя пласт в колебательное состояние с амплитудой давления в упругой волне, равной 0,5 от величины разрушающих напряжений на разрыв для пород, слагающих продуктивный пласт, достигают повышения проницаемости пласта за счет нагнетания в него разупрочняющих веществ (ПАВ), гидроокиси натрия с метанолом или гидроокиси натрия, нагретых до 60^оС, повышают проницаемость пласта от 80 до 300% и выше, повышая нефтеотдачу пласта от 10 до 40% по сравнению с классическими способами воздействия на пласт без учета вибровоздействий. ПАВ и другие разупрочняющие вещества, проникая в поры и трещины пород пласта, "съедают" перегородки между порами и трещинами и делают их сообщающимися, что с одной стороны повышает проницаемость пласта, а с другой увеличивает его нефтеотдачу. Для снижения вязкости флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта, возбуждают в пласте ультразвуковые колебания в диапазоне 1-10 кГц и тем самым достигают снижения вязкости флюидов от 10 до 80% по сравнению с первоначальной. Для повышения проницаемости пород пласта и увеличения гидро- и аэродинамических связей производят: добавку в разупрочняющие растворы 1,2-1,9% расклинивающих агентов, которые попадая в поры и трещины пласта при вибровоздействиях, не дают им закрыться и служат новыми концентраторами пор и трещин в породах пласта, и способствуют повышению проницаемости пород пласта; либо при низкой проницаемости пласта производят в нем импульсный гидроразрыв путем вибровоздействия на частоте, равной собственной частоте флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта, что увеличивает площадь гидроразрыва на 2-6 раз и снижает энергоемкость процесса и время его проведения.

Таким образом, обрабатывая пласт в широком диапазоне знакопеременных вибрационных нагрузок, способствуют повышению нефтеотдачи пласта на 10-40% по сравнению с обычными методами воздействия на пласт. Преимущества предлагаемого способа состоят в следующем: возможность возбуждать в пласте широкий спектр вибрационных колебаний с возможностью управлять состоянием и свойствами пород плаcта и флюидов во время воздействия на пласт; возможность закачать в пласт упругую энергию, сопоставимую с прочностью пород пласта на разрыв; снижение энергоемкости процесса и увеличение коэффициента нефтеотдачаи от 10 до 40% Использование предлагаемого изобретения позволит значительно повысить коэффициент нефтеотдачи и снизить энергоемкость процесса в совокупности с возможностью управления состоянием пород пласта и флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта, по сравнению c классическими способами воздействия на пласт.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТЕРМОШАХТНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ИЗ ПЛАСТА, при котором ведут двухгоризонтную разработку с надпластового горизонта через вертикальные и наклонные нагнетательные скважины, оборудованные обсадными трубами, через которые нагнетают в продуктивный пласт теплоноситель, например пар, а отбор нефти осуществляют из добывающих скважин, пробуренных из расположенной в пласте добывающей галереи, при этом сбор нефти производят в горной выработке, откуда ее насосами подают на поверхность, отличающийся тем, что через каждые 7 10 м часть обсадной трубы размером 3 5 м выполняют из пьезокерамики, обладающей магнитострикционными свойствами, подводят посредством электродов импульсное возбуждающее напряжение, осуществляя в пласте и окружающем его пространстве вибрационное воздействие, которое проводят поэтапно: вначале нагнетают в скважины разупрочняющие вещества одновременно с возбуждением в пласте упругих колебаний в диапазоне 1 27,0 кГц, вибровоздействие осуществляют в течение времени, при котором проницаемость пласта увеличится от 80 до 300% и выше, и затем вибровоздействия прекращают и в скважину подают теплоноситель с температурой не выше 60^oС в совокупности с вибровоздействием на частоте собственных колебаний горного массива в течение времени, при котором достигают положительного эффекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве разупрочняющих веществ закачивают ПАВ, гидроокись натрия с метанолом или гидроокись натрия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметрами упругих колебаний управляют путем изменения величины возбуждающего напряжения и его частоты, подаваемых на электроды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что амплитуду давления в знакопеременной упругой волне поддерживают на уровне 0,5 разрушающих напряжений на разрыв для пород, слагающих продуктивный пласт.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения пронициаемости пород пласта при нагнетании в него разупрочняющих растворов добавляют в них 1,2 1,9% расклинивающих агентов с размерами частиц 0,03 1,0 мм и плотностью 2,8 3,6 г/см³, например кварцевый песок.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нагнетанием теплоносителя в пласт производят импульсный гидроразрыв путем вибровоздействия на частоте, равной частоте собственных колебаний флюидов, содержащихся в порах и трещинах пласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2