Способ разработки нефтяных и газовых месторождений

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к вопросам охраны подземных пресных вод от осолонения при скважинной разработке нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает предотвращение осолонения подземных питьевых вод. Сущность изобретения: по способу закачивают вытесняющую жидкость через нагнетательные скважины и отбирают продукцию пласта через добывающие скважины. При этом в зонах расположения нагнетательных скважин создают сеть наблюдательных скважин путем бурения наблюдательных скважин до вскрытия первого водоносного пласта с минерализованной водой, залегающего ниже кондуктора нагнетательных скважин, находящихся в ожидании их ликвидации, путем установки моста ниже водоносного пласта с минерализованной водой. Полости наблюдательных скважин вторичным вскрытием сообщают с указанным пластом для измерения статического уровня в наблюдательных скважинах. Определяют источник прорыва жидкости и проводят ремонтно-изоляционные работы в нагнетательных скважинах. Затем наблюдательные скважины оставляют на стравливание давления, образующегося при утечках закачиваемой жидкости через разгерметизировавшиеся части эксплуатационных колонн нагнетательных скважин. Осуществляют сбор излившейся жидкости на кустовых насосных станциях. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к вопросам охраны подземных пресных вод от осолонения при скважинной разработке нефтяных и газовых месторождений.

Известен способ разработки нефтяного пласта (см. Патент РФ N 1731943, кл. E 21 B 43/22, 07.05.92, опубликованный в БИ N 17, 92г.), включающий закачку вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины и отбор продукции пласта через добывающие скважины.

Известен также способ разработки нефтяной залежи (см. N 1661380, 07.07,91), включающий закачку вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины и отбор продукции пласта через добывающие скважины. Указанный способ более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа. Общим недостатком как аналога, так и прототипа является то, что в них оказались недостаточными условия защиты подземных питьевых вод от засолонения сточными водами в процессе возникновения нарушения колонны нагнетательных скважин. В случае возникновения нарушения в эксплуатационной колонне в заколонном пространстве, при создании давления выше горного, возникают заколонные перетоки, при некачественном цементном камне перетоки могут произойти и при давлении меньше горного. Исследователями установлено, что для таких перетоков достаточно незначительных нарушений крепи скважины. Так, через зазор между цементным кольцом и металлом колонны, равный 80 мкм, при градиенте давления 0,3 МПа на 1 м цементного кольца за сутки протекает 12 м³ воды (см.статью Д.А.Крылова "Применение акустических цементомеров для интерпретации результатов исследований скважин", журнал "Нефтяное хозяйство" N 11, 81 , с.24).

Таким образом, в результате заколонных перетоков сточная вода попадает в пласт с минерализованной водой, где давление повышается и происходит прорыв жидкости через контактные зоны цементный камень-порода в интервале кондуктора, откуда минерализованная вода поступает в пласт с питьевой водой. Создается проблема ликвидации этих загрязнений (см. патент РФ N 1809850, опубликованный в БИ N 14. 93, E 03 B 3/06 "Способ ликвидации загрязнения подземных вод"). Устранение таких загрязнений, как показывает практика, требует больших энергетических, трудовых и материальных затрат.

Целью настоящего изобретения является предотвращение осолонения подземных питьевых вод. Поставленная цель достигается описываемым способом, включающем закачку вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины и отбор продукции пласта через добывающие скважины.

Новым является то, что в зонах расположения нагнетательных скважин создают сеть наблюдательных скважин, как путем бурения наблюдательных скважин до вскрытия первого водоносного пласта минерализованной водой, залегающего ниже кондуктора нагнетательных скважин, так и путем перевода скважин, находящихся в ожидании их ликвидации, путем установки моста ниже водоносного пласта с минерализованной водой, полости наблюдательных скважин вторичным вскрытием сообщают с вышеуказанным пластом для измерения статического уровня в наблюдательных скважинах, определения источника прорыва жидкости и проведения ремонтно-изоляционных работ в нагнетательных скважинах, затем наблюдательные оставляют на стравливание давления, образующегося при утечках закачиваемой жидкости через разгерметизировавшиеся части эксплуатационных колонн нагнетательных скважин, с последующим сбором излившейся жидкости на кустовых насосных станциях.

Представленные фигуры поясняют суть изобретения, где на фиг. 1 изображена схематически нагнетательная скважина, пути прорыва закачиваемой воды в первый пласт ниже кондуктора с минерализованной водой, а также из пласта с минерализованной водой в наблюдательную скважину. На фиг.2 - наблюдательная скважина, пробуренная в зоне нагнетательной скважины с перфорацией эксплуатационной колонны первого, ниже кондуктора пласта с минерализованной водой, для сообщения его с полостью скважины. На фиг.3 - сеть дополнительных наблюдательных, нагнетательных и добывающих скважин, вид сверху на залежь.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

На нефтяной или газовой залежи бурят, согласно проекта разработки, сеть нагнетательных и добывающих скважин 1 и 2 соответственно. Далее в зоне расположения нагнетательных скважин 1, в зависимости от их количества и рельефа местности, бурят сеть дополнительных наблюдательных скважин 3 (см. фиг.3). Наблюдательные скважины бурят до первого пласта 4 с минерализованной водой, залегающего ниже кондуктора 5 нагнетательных скважин 1, соблюдая традиционную конструкцию скважины, т.е. с цементированием направления 6, кондуктора 5 и эксплуатационной колонны 7.

Наблюдательные скважины бурят на глубину, где залегает первый пласт 4 с минерализованной водой, ниже кондуктора нагнетательных скважин и после цементирования эксплуатационной колонны 7 (см. фиг.2). Этот пласт вторично вскрывают одним из известных методов, например, сверлением или выдвижными патрубками и т.д., максимально предотвращающих нарушение целостности цементного камня в заколонном пространстве. Далее скважину осваивают для создания гидродинамической связи с пластом. После этого скважину оставляют открытой и ведут периодические наблюдения за статическим уровнем жидкости в скважине.

С течением времени эксплуатации нагнетательных скважин в некоторых наблюдательных скважинах статический уровень жидкости поднимается, а в некоторых происходит самопроизвольный излив жидкости. Это объясняется прорывом в пласт с минерализованной водой закачиваемой жидкости в нагнетательных скважинах из-за нарушений целостности эксплуатационной колонны и цементного камня в заколонном пространстве или при разгерметизации резьбовых соединений. Поскольку полости наблюдательных скважин сообщены с пластом с минерализованной водой, повышение давления в этом пласте сказывается на изменение статического уровня в наблюдательных скважинах, а при сильных перетоках вызывает самопроизвольный излив жидкости, тем самым предотвращая прорыв минерализованной воды по затрубному пространству кондуктора в пласт с питьевой водой.

Периодическое измерение статического уровня в наблюдательных скважинах позволит своевременно обнаружить увеличение пластового давления и принять меры по определению источника, т.е. в какой из нагнетательных скважин произошел прорыв жидкости и оперативно произвести ремонтно-изоляционные работы.

Таким образом, при расположении на месторождении сети таких наблюдательных скважин обеспечивается полная защита питьевых вод от засолонения за счет перетоков жидкости из нижележащих горизонтов.

На площадях, введенных в разработку много лет назад, для создания системы наблюдения и стравливания давления по предлагаемому способу можно использовать ликвидированные скважины после их ре- ликвидации и скважины, ожидающие ликвидации, предварительно установив цементный мост 6 ниже пласта 4 с минерализованной водой (см. фиг. 2), эта часть скважины окружена штрихпунктиром. При использовании предлагаемого способа жидкость стравливания должна быть собрана и подана на кустовую насосную станцию (КНС). КНС на фиг. не изображен.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Использование предлагаемого способа обеспечивает полную защиту питьевых вод от засолонения, что исключает необходимость в мероприятиях по ликвидации загрязнений. Так, согласно произведенным подсчетам (см. книгу В.М.Голберга и С. Газда "Гидродинамические основы охраны подземных вод от загрязнения", М., Недра, 1984, с. 60), для естественной очистки осолоненных пластов с питьевой водой потребуется не менее 5- 6 лет после ликвидации источника загрязнения. А согласно изобретению по патенту N 1809850 кл. E 03 B 3/06 от 90г. для ликвидации загрязнения потребуется 0-9 года, при котором затрачиваются большие материальные, трудовые и энергетические средства.

Формула изобретения

Способ разработки нефтяных и газовых месторождений, включающий закачку вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины и отбор продукции пласта через добывающие скважины, отличающийся тем, что в зонах расположения нагнетательных скважин создают сеть наблюдательных скважин как путем бурения наблюдательных скважин до вскрытия первого водоносного пласта с минерализованной водой, залегающего ниже кондуктора нагнетательных скважин, так и путем перевода скважин, находящихся в ожидании их ликвидации, путем установки моста ниже водоносного пласта с минерализованной водой, полости наблюдательных скважин вторичным вскрытием сообщают с указанным пластом для измерения статического уровня в наблюдательных скважинах, определения источника прорыва жидкости и проведения ремонтно-изоляционных работ в нагнетательных скважинах, затем наблюдательные скважины оставляют на стравливание давления, образующегося при утечках закачиваемой жидкости через разгерметизировавшиеся части эксплуатационных колонн нагнетательных скважин, с последующим сбором излившейся жидкости на кустовых насосных станциях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3