Способ термической добычи нефти

 

Изобретение относится к термическим методам повышения нефтеотдачи нефтеносных пластов с сопутствующими выше- или нижележащими угольными пластами. Нефтеносный и угольный пласты вскрывают вертикальными и наклонно-горизонтальными скважинами. Разжигают угольный пласт и подают горячий газообразный теплоноситель, полученный в теплогенераторе на угольном пласте, в нефтеносный пласт без извлечения на дневную поверхность. В подземном теплогенераторе поддерживают давление, превышающее суммарное гидравлическое сопротивление скважин и нефтеносного пласта. Продуктивные скважины эксплуатируют в циклическом режиме. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к термическим методам повышения нефтеотдачи.

Известен термический метод повышения нефтеотдачи пластов путем прогрева их паром, нагнетаемым через скважины, при этом снижается вязкость нефти и увеличивается нефтеприток к добычным скважинам [1] Однако коэффициент полезного действия этого способа невелик из-за высоких теплопотерь в скважинах, в кровле и почве нефтеносного пласта.

Известен также способ термической добычи нефти, включающий вскрытие нефтеносного пласта вертикальными, наклонными и горизонтальными скважинами, сбойку этих скважин между собой, нагнетание в пласт горячего газообразного или пароводяного теплоносителя от внутрипластового очага горения и последующее извлечение протекающей к скважинам нефти [2] Недостаток этого способа в трудности создания стабильного очага горения непосредственно в нефтяном пласте при высоком гидравлическом сопротивлении пласта, в непостоянстве параметров очага горения по мере его развития и зависимости этих параметров от соотношения легких и тяжелых фракций нефти в пласте. Кроме того, подача окислителя непосредственно в нефтяной пласт может привести к завершающей стадии процесса к его прорыву к добычным скважинам и к возгоранию добываемой нефти.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ термической добычи нефти, включающий вскрытие нефтеносного и вышерасположенного газонасыщенного пластов скважинами, создание в газонасыщенном пласте очага горения и, наконец, нагнетание горячего теплоносителя в нефтеносный пласт с последующим извлечением разжиженной нефти [3] Однако этот известный способ не охватывает вариант геологической формации, когда нефтеносному пласту соседствует угольный пласт.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат на производство теплоносителя и интенсификация термической добычи нефти, когда выше (ниже) нефтеносного пласта расположен угольный пласт.

Для достижения поставленной цели в известном способе термической добычи нефти, включающей вскрытие нефтеносного и выше или ниже расположенного с ним продуктивного пластов нагнетательными, газоотводящими и эксплуатационными скважинами, создание в последнем очаге горения, нагнетание в нефтеносный пласт горячего агента с последующим извлечением притекающей к скважинам нефтегазовой смеси. При этом вскрытие нефтеносного и угольного пластов осуществляют вертикальными, наклонными и горизонтальными скважинами, затем соединяют их между собой, а очаг горения создают в угольном пласте, причем нагнетание в нефтеносный пласт горячего агента осуществляют по газоотводящим скважинам без извлечения его на дневную поверхность. Давление в очаге горения, созданном в угольном пласте, поддерживают на уровне не меньше суммарного гидравлического сопротивления скважин и нефтеносного пласта, а извлечение нефтегазовой смеси осуществляют через эксплуатационные скважины в циклическом режиме.

Кроме того, после извлечения нефтегазовой смеси из эксплуатационных скважин отделяют газовую фазу и подают ее вместе с окислителем в очаг горения.

Возможен вариант периодического нагнетания в очаг горения воды, а образующийся при этом пар подают в нефтеносный пласт.

Изобретение поясняется схемой на чертеже и реализуется следующим образом.

По данным геологической разведки, устанавливается наличие угольных пластов над или под нефтеносным пластом. Один или несколько из этих пластов с наибольшей мощностью намечаются для создания теплогенератора. Затем угольный и нефтеносный пласты вскрывают системой скважин 1, 2, 3, которые могут быть вертикальными, наклонными, наклонно-горизонтальными или вертикально-горизонтальными. Добычную скважину 1, бурят на нефтеносный пласт и обсаживают сплошной колонной только до нефтеносного пласта. Горизонтальную часть скважины 5 не обсаживают или обсаживают перфорированными трубами. Дутьевую скважину 2 бурят до подошвы угольного пласта, а газоотводящую скважину 3 до подошвы нефтеносного пласта, причем обсадными трубами оборудуют только часть скважины 3 до угольного пласта. В нижней части обсадной колонны скважины 3 с перфорацией в интервале угольного пласта располагают временный пакер 4, изолирующий часть скважину между угольным и нефтеносным пластом. Пакер 4 может быть изготовлен из металла и использоваться многократно или представлять собой цементную пробку, разбуриваемую при ликвидации пакера.

После сооружения скважин в угольном пласте создают внутрипластовый очаг горения по прямоточной или противоточной схеме. По противоточной схеме розжиг угольного пласта производят в скважине 3, куда подают дутье, а отвод газа временно производят из скважины 2. Затем при создании устойчивого очага горения, производят реверс дутья, нагнетая его в скважину 2 и производя отбор газа из скважины 3. При повышении температуры отбираемого газа до 150-200^оС ликвидируют пакер 4 и закрывают оголовок скважины 3. Горячий газ, состоящий в основном из азота, углекислоты и паров воды с примесью окиси углерода и водорода, направляются по необсаженной части скважины 3 в нефтеносный пласт, прогревая горизонтальную часть скважины 1. Из-за большой поверхности горизонтальной части скважины 1 интенсивность прогрева нефтяного пласта существенно выше, чем при традиционных методах воздействия. Вязкость нефти в коллекторе нефтяного пласта снижается и она подтекает с скважиной 1, где легкие фракции испаряются, а далее тяжелые фракции в жидком виде под напором газов движутся в сторону добычной скважины 1.

При достаточном расходе дутья вся трасса 2-5-3-6-1 будет быстро прогрета и продукционная газожидкостная смесь не будет создавать значительных гидравлических сопротивлений. На поверхности смесь охлаждают, жидкий конденсат собирают, а газовую фазу в полном объеме или частично добавляют к дутью, что улучшает тепловой баланс теплогенератора.

Периодически оголовок добычной скважины 1 закрывают, продолжая нагнетание дутья в скважину 2. Горячий теплоноситель под действием избыточного давления фильтруется вглубь нефтеносного пласта, интенсифицируя его прогрев. Затем скважину 1 открывают, снижая давление в системе и стимулируя нефтеприток.

Для более интенсивного прогрева нефтяного пласта или создания повышенного давления в системе при образовании жидкостных столбов в скважине 1 в скважину 2 периодически подают воду, которая в теплогенераторе 5 превращается в перегретый пар один из наиболее эффективных теплоносителей.

Возможен вариант, в котором через оголовок скважины 3 подают дополнительное количество кислородсодержащего дутья, необходимого для дожигания горючих компонентов генерируемого в теплогенераторе 5 газа и возможно дожигании битуминозных отложений на стенках скважины 1 и ее горизонтальной части 6.

Скважины 1, 2, 3 могут образовывать различные конфигурации для достижения максимального прогрева нефтеносного пласта.

Использование изобретения позволит значительно снизить энергозатраты при добыче нефти и повысить коэффициент извлечения нефти из пласта.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ, включающий вскрытие нефтеносного и выше- или нижерасположенного с ним продуктивного пластов нагнетательными, газоотводящими и эксплуатационными скважинами, создание в последнем очага горения, нагнетание в нефтеносный пласт горячего агента с последующим извлечением притекающей к скважинам нефтегазовой смеси, отличающийся тем, что при наличии выше- или нижерасположенного с нефтеносным пластом угольного пласта вскрытие их осуществляют вертикальными, наклонными и горизонтальными скважинами, затем производят сбойку их между собой, а очаг горения создают в угольном пласте, причем нагнетание в нефтеносный пласт горячего агента осуществляют по газоотводящим скважинам без извлечения его на дневную поверхность, а давление в очаге горения поддерживают на уровне не меньше суммарного гидравлического сопротивления скважин и нефтеносного пласта, при этом извлечение нефтегазовой смеси осуществляют через эксплуатационные скважины в циклическом режиме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после извлечения нефтегазовой смеси из эксплуатационных скважин отделяют газовую фазу и подают ее вместе с окислителем в очаг горения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в очаг горения периодически нагнетают воду, а образующийся при этом пар подают в нефтеносный пласт.

РИСУНКИ

Рисунок 1