Способ теплового вытеснения нефти из горизонтальной скважины

 

Способ теплового вытеснения нефти из горизонтальной скважины относится к добыче нефти с применением тепла, преимущественно из коллекторов с тяжелой, высоковязкой или битумной нефтью в комплексе с бурением горизонтальных скважин. Для снижения энергоемкости и повышения эксплуатационной надежности за счет локальной оптимизации процесса в пробуренную скважину с горизонтальным стволом устанавливают обсадную колонну, цементируют затрубное пространство выше горизонтального ствола, перфорируют обсадную колонну по кольцевым образующим в оконечной части и в начале горизонтального участка непосредственно перед цементировочной пробкой, опускают колонну насосно-компрессорных труб, центрируют их в обсадной колонне с помощью пакера, который устанавливают за первой группой перфораций, теплоноситель подают через насосно-компрессорные трубы, а продукт отбирают через вторую группу перфораций и транспортируют по кольцевому межтрубному каналу. 1 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти с применением тепла, преимущественно из коллекторов с тяжелой, высоковязкой или битумной нефтью в комплексе с бурением горизонтальных скважин.

Известен способ повышения нефтеотдачи при разработке пластов, насыщенных вязкой, тяжелой нефтью, заключающийся в закачке пара в пласт через нагнетательную скважину в водонефтяную зону и вытеснении нефти через добывающие скважины. При этом в начале цикла добывающие скважины закрывают, пока давление в пласте не достигнет величины, близкой к давлению разрыва пласта. После этого нагнетательную скважину закрывают, а через добывающие начинается отбор продукта. (Патент США N 4961467, Е 21 В 43/24, опубл. 9.10.90). Известный способ имеет высокую энергоемкость, обусловленную необходимостью прогрева значительного объема между нагнетательной и добывающими скважинами, и низкую эксплуатационную надежность, обусловленную тем, что продукт, извлекаемый из добывающих скважин, имеет низкую температуру.

Известен способ добычи нефти, заключающийся в том, что в пробуренную нагнетательную скважину с зацементированной обсадной колонной через внутреннюю колонну под давлением закачивают газообразный агент. В кольцевом межтрубном пространстве создают водяную рубашку, в которую охлаждающая вода подается с поверхности. Газообразный агент поступает в скважину через забойное устройство, соединенное с внутренней колонной. Отбор продукта идет через добывающие скважины. (Патент Норвегии N 159459, Е 21 В 43/243, опубл. 28.12.88). Этот способ, как и предыдущий, имеет высокую энергоемкость и низкую эксплуатационную надежность.

В качестве прототипа принят способ повышения нефтеотдачи пластов, заключающийся в том, что из одной скважины бурят по меньшей мере два горизонтальных ствола, устанавливают перфорированные обсадные колонны, причем верхний горизонтальный ствол перфорируют по нижней образующей, а нижний по верхней, цементируют затрубное пространство выше горизонтальных стволов, устанавливают в обсадную колонну до нижнего горизонтального ствола насосно-компрессорные трубы, центрируют их в обсадной колонне с помощью пакеров, по насосно-компрессорным трубам закачивают теплоноситель, а продукт транспортируют из верхнего ствола по кольцевому межтрубному каналу. (Патент США N 4982786, Е 03 В 3/11, опубл. 08.01.91).

Способ-прототип также имеет высокую энергоемкость, обусловленную необходимостью прогрева значительного объема пласта между верхним и нижним горизонтальными стволами и связанными с этим непроизводительными потерями тепла, и недостаточно высокую эксплуатационную надежность, обусловленную тем, что в верхний горизонтальный ствол вытесняется недостаточно прогретый продукт, и при транспортировке его по межтрубному пространству отбирается тепло от теплоносителя, что требует его повышенной температуры.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются снижение энергоемкости и повышение эксплуатационной надежности.

Технический результат, который может быть получен от реализации изобретения, значительный прогрев нефтеносного пласта для увеличения подвижности высоковязкой нефти и снижения ее поверхностного натяжения за счет локальной оптимизации процесса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе теплового вытеснения нефти из горизонтальной скважины, заключающемся в том, что в пробуренную скважину устанавливают перфорированную обсадную колонну, цементируют затрубное пространство до горизонтального ствола, устанавливают в обсадную колонну насосно-компрессорные трубы, центрируют их в обсадной колонне с помощью пакера, по насосно-компрессорным трубам подают теплоноситель, а продукт транспортируют по кольцевому межтрубному каналу, обсадную трубу перфорируют по кольцевым образующим в оконечной части за пакером и в начале горизонтального участка перед цементировочной пробкой, теплоноситель подают в оконечную часть обсадной колонны за пакер, а продукт отбирают через вторую группу перфораций.

Новым в способе является то, что в горизонтальной части обсадной колонны выполняют две группы разделенных между собой перфораций, через одну из которых закачивают теплоноситель, а через вторую отбирают подготовленный к транспортировке продукт.

На чертеже представлена схема реализации заявляемого способа.

Система, реализующая способ содержит обсадную колонну 1, установленную в скважине 2 с горизонтальным стволом 3, насосно-компрессорные трубы 4, расположенные внутри обсадной колонны и центрированные относительно нее с помощью пакера 5. После спуска обсадной колонны в скважину затрубное пространство выше горизонтального ствола разобщают с помощью заглушки 6 и цементировочной пробки 7. На обсадной колонне по кольцевым образующим выполняют две группы перфораций: первую 8 в оконечной части за пакером 5, вторую 9 непосредственно перед цементировочной пробкой 6, 7.

Способ реализуется следующим образом. Через насосно-компрессорные трубы 4 теплоноситель, в качестве которого используется, например, горячий газ, подается в оконечную часть обсадной колонны 1 за пакером 5 и через первую группу перфораций 8 истекает в затрубное пространство горизонтального ствола 3. При этом происходит локальный прогрев продуктивного пласта вокруг горизонтального ствола, и за счет теплового расширения, снижения поверхностного натяжения и вязкости "горячая" нефть через вторую группу перфораций 9 вместе с горячим газом вытесняется в межтрубный кольцевой канал и подается на поверхность. Таким образом, теплоноситель является одновременно и рабочим агентом для подъема продукта из пласта.

По другому варианту реализации способа на конце насосно-компрессорных труб 4 за пакером 5 может быть установлена глубинная горелка, для которой топливная смесь подается по насосно-компрессорным трубам.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются: существенное упрощение способа, т.к. добыча ведется из одной скважины, которая одновременно является и нагнетательной и добывающей; существенное снижение энергоемкости, т.к. обеспечивается оптимальный локальный прогрев продуктивной зоны по всему объему от кровли до подошвы с минимальными потерями тепла; высокая эксплуатационная надежность, т.к. из скважины отбирают и транспортируют подогретую нефть, что исключает коксообразование и возможную закупорку межтрубного кольцевого канала.

Формула изобретения

Способ теплового вытеснения нефти из горизонтальной скважины, заключающийся в том, что в пробуренную скважину устанавливают перфорированную обсадную колонну, цементируют затрубное пространство до горизонтального ствола, устанавливают в обсадную колонну насосно-компрессорные трубы, центрируют их в обсадной колонне с помощью пакера, по насосно-компрессорным трубам подают теплоноситель, а продукт транспортируют по кольцевому межтрубному пространству, отличающийся тем, что перфорацию обсадной колонны осуществляют по кольцевым образующим в оконечной части за пакером и в начале горизонтального участка непосредственно за зацементированным затрубным пространством, теплоноситель подают в оконечную часть обсадной колонны за пакер, а продукт отбирают через перфорацию обсадной колонны в начале горизонтального участка.

РИСУНКИ

Рисунок 1