Способ закачки жидкости в пласт

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, и может быть использовано при поддержании пластового давления путем закачки воды в пласт, а также при закачке в пласт реагентов для увеличения нефтеотдачи пластов. Обеспечивает повышение эффективности за счет изменения режима закачки жидкости в пласт, расширения функциональных возможностей за счет реагентной закачки, а также увеличение продолжительности срока эффективной эксплуатации. Способ включает бурение нагнетательной скважины, вскрытие нефтяного и водоносного пластов, спуск колонны труб, установку межпластового пакера, закачку жидкости в пласт. Согласно изобретению в нагнетательную скважину спускают двойную колонну труб. Над вскрытыми пластами устанавливают дополнительный пакер. Нижний конец одной из труб устанавливают в интервале водоносного пласта. Соединяют эту трубу с накопительной емкостью на устье скважины для воды или реагентов для повышения нефтеизвлечения. Оборудуют глубинным насосом для подачи воды из водоносного пласта в накопительную емкость. Нижний конец другой трубы устанавливают в интервале нефтяного пласта. Соединяют эту трубу с накопительной емкостью. Оборудуют пультом управления и нагнетательным насосом для откачки воды или реагентов из накопительной емкости. Закачку в нефтяной пласт производят в постоянном, или циклическом, или импульсном режиме под контролем с пульта управления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, и может быть использовано при поддержании пластового давления путем закачки воды в пласт, а также при закачке в пласт реагентов для увеличения нефтеотдачи пластов.

Известны системы транспортирования воды для поддержания давления, содержащие водоводы, насосы, разводящие водоводы, нагнетательные скважины [см. кн. Еронин В.А. и др. Эксплуатация системы заводнения пластов. - М.: Недра, 1967, с. 142 или патент RU 2166071, кл. Е 21 В 43/20, опубл. 27.04.2001].

Недостатком этих систем являются высокие материальные затраты, связанные как с наличием большого числа оборудования для доставки и закачки воды в пласт, так и с тем, что необходимое количество воды для закачки в пласт сначала нужно подготовить на очистных сооружениях.

Известны также способы разработки нефтяных месторождений с применением вторичных методов добычи нефти путем нагнетания воды или газа на площади залежи через специально пробуренные для этой цели нагнетательные скважины или через добывающие скважины, специально переоборудованные под закачку реагента [см. кн. Справочная книга по добыче нефти. - М.: Недра, 1974, с.84] .

Известен также способ заводнения малопроницаемых терригенных коллекторов, включающих глинистые минералы, предусматривающий закачку в пласт воды с минерализацией не менее 60 г/л [ см. Инструкция по технологии выработки запасов нефти из малопроницаемых терригенных коллекторов Д₀ и Д₁ месторождений Татарии, РД 39-02-147585-015-87, Бугульма, 1987, 21с].

Недостатками этих способов являются высокие капитальные затраты на осуществление способа, связанные с необходимостью бурения специальной скважины для отбора пластовой воды, в частности из того же горизонта, к которому приурочен разрабатываемый глинистый коллектор, или отдельной скважины, предназначенной под закачку воды или реагента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ закачки воды в нефтяной пласт [см. а.с. СССР 283120, Е 21 В 43/00, опубл. БИ 31 за 1970], включающий бурение нагнетательной скважины, вскрытие нефтяного и водоносного пластов, спуск колонны труб, установку межпластового покера, закачку жидкости в пласт.

Достоинством способа является то, что сокращается количество водозаборных скважин и, как следствие, происходит снижение материальных затрат.

Недостатком способа является ограниченность использования, т.к. технологическая эффективность его обусловлена жестким требованием - расположением водоносного и нефтяного пластов, водоносный расположен выше нефтяного, и режимом непрерывной подачи воды.

Кроме того, продолжительность эффективной эксплуатации впрямую зависит от работы технических средств, в частности двигателя - срока службы обмотки и прочности кабеля.

Технической задачей предлагаемого способа закачки жидкости в пласт является повышение эффективности закачки за счет изменения режима подачи жидкости, расширения функциональных возможностей за счет реагентной закачки при повышении нефтеотдачи пластов и исключения зависимости от расположения пластов, а также увеличение продолжительности срока эффективной эксплуатации за счет повышения надежности работы технических средств.

Поставленная техническая задача решается описываемым способом закачки жидкости в нефтяной пласт, включающим бурение нагнетательной скважины, вскрытие нефтяного и водоносного пластов, спуск колонны труб, установку межпластового покера, подачу жидкости в пласт.

Новым является то, что в нагнетательную скважину спускают двойную колонну труб, а над вскрытыми пластами устанавливают дополнительный пакер, при этом на нижний конец одной из труб устанавливают в интервале водоносного пласта, соединяют эту трубу с накопительной емкостью на устье скважины, для воды или реагентов для повышения нефтеизвлечения, и оборудуют глубинным насосом для подачи воды из водоносного пласта в накопительную емкость, нижний конец другой трубы устанавливают в интервале нефтяного пласта, соединяют эту трубу с накопительной емкостью, оборудуют пультом управления и нагнетательным насосом для откачки воды или реагентов из накопительной емкости, причем закачку в нефтяной пласт производят в постоянном или циклическом, или импульсном режиме под контролем пульта управления.

Новым является также то, что при закачке реагентов для повышения нефтеизвлечения трубу, нижний конец которой с глубинным насосом установлен в интервале водоносного пласта, отключают, а закачку реагентов производят через другую трубу.

Совокупность отличительных признаков позволяет расширить функциональные возможности способа закачки воды в нефтяной пласт за счет изменения режима подачи жидкости - производить закачку постоянно, например, при поддержании пластового давления, последовательно, циклически или импульсивно, например, при вторичных способах добычи нефти, учитывая реологические свойства как вытесняемых нефтей, так и закачиваемых для этой цели реагентов. Технологические возможности предлагаемого способа позволяют исключить зависимость эффективной эксплуатации скважины от расположения водоносных и нефтяных пластов и оставаться работоспособным как при условии - водоносный - нефтяной, так и нефтяной - водоносный. Кроме того, способ является экономически выгодным как с точки зрения бурения одной скважины вместо двух, как минимум, так и при вторичных реагентных способах повышения нефтеотдачи пластов, когда после закачки первой оторочки необходимо производить закачку второй и т.д. оторочек из разного компонентного состава или просто перейти на закачку пластовой или технической воды.

Способ осуществляют в следующей последовательности: Бурят нагнетательную скважину 1 (см. чертеж), спускают и цементируют колонну эксплуатационных труб. После геологических исследований вскрывают нефтяной 2 и водоносный 3 пласты. Спускают двойную колонну труб 4 так, чтобы нижний конец трубы 5 двойной колонны труб 4, оборудованный глубинным насосом 6, был расположен в интервале водоносного пласта 3, а нижний конец второй трубы 7 расположен в интервале нефтяного пласта 2. После чего между пластами устанавливают пакер 8 для создания избыточного давления при закачке воды в нефтяной пласт 2. Затем устанавливают пакер 9 над вскрытыми пластами 2 и 3, для создания депрессионного воздействия, в рассматриваемом случае, на водоносный пласт 3, что приводит к более эффективному и стабильному использованию водоносного пласта 3. Вторую трубу 7 оборудуют нагнетательным насосом 10 с пультом управления 12, благодаря которому создают любой режим подачи жидкости в нефтяной пласт 2. На устье 9 скважины 1 трубы 5 и 7 связывают через емкость 11, которая служит предохранителем от возможных сбоев работы оборудования либо для подачи различных реагентов в нефтяной пласт 2.

После запуска глубинного насоса 6 минерализованная вода из водоносного пласта 3 поступает в емкость 11. Затем при помощи нагнетательного насоса 10 из накопительной емкости 11 жидкость закачивается в нефтяной пласт 2 под контролем пульта управления 12, программируемого заранее или под руководством диспетчера, в заданном технологическом режиме (постоянно, периодически или импульсно). При закачке реагента для повышения нефтеотдачи пластов глубинный насос 6 останавливают, в емкость 11 закачивают необходимое количество реагента. Далее при помощи нагнетательного насоса 10 оторочки реагента закачиваются в нефтяной пласт 2 любым из вышеупомянутых способов, продвигая по пласту другой оторочкой в зависимости от используемого способа повышения нефтеотдачи. После закачки реагентов и продвижения ее по пласту в зависимости от состава или способа повышения нефтеотдачи переходят снова на закачку пластовой воды в нефтяной пласт, для чего запускают глубинный насос 6, подавая пластовую воду в емкость 11, откуда пластовая вода при помощи нагнетательного насоса 10 под контролем пульта управления 12 подается в нефтяной пласт 2, решая стоящую перед разработчиком задачу.

Пример конкретного выполнения.

На Ромашкинском месторождении выбрали нагнетательную скважину 1341 и обустроили ее по предлагаемому способу закачки жидкости в нефтяной пласт. Учитывая то, что проектными документами на разработку нефтяной залежи предусмотрено до начала обводнения добывающих скважин вытеснение нефти производить пластовой водой, а в большинстве случаев нагнетание пластовой воды производить в начальной стадии эксплуатации месторождения с учетом упругого запаса, произвели комплекс геолого-физических и гидродинамических исследований пласта. Определили, что общая мощность нефтеносного пласта составляет 12 м. Расчетным путем определили, что для поддержания пластового давления (ППД) в начальной стадии эксплуатации месторождения необходимо закачивать пластовую воду в количестве 50 м³/сут с возрастанием по мере обводнения пласта 130 м³/сут и более.

После запуска глубинного насоса 6 пластовая вода из водоносного пласта 3 поступала в емкость 11, затем при помощи нагнетательного насоса 10 из емкости 11 воду подавали в нефтяной пласт 2 под контролем пульта управления 12, программируемого заранее или под руководством диспетчера в заданном технологическом режиме.

Использование пластовых вод для ППД позволяет сохранить проницаемость продуктивных пластов, содержащих глинистые частицы и алевролиты, т.к. эти породы при контакте с водой, имеющей в своем составе соли, практически не разбухают и способствуют увеличению величины конечной нефтеотдачи.

В случае необходимости возможно использование также сточных вод, которые состоят из пластовых, пресных и ливневых.

Предлагаемый способ позволяет производить закачку этих вод, производя при этом предварительное смешивание всех типов вод как без добавок химических реагентов, так и с добавками, например ингибиторов и т.д. Учитывая то, что физико-химическая характеристика закачиваемых сточных вод зависит от принятой системы разработки, сточные воды могут опресняться или изменять показатель среды рН.

Все эти операции предлагаемый способ закачки жидкости в нефтяной пласт позволяет производить без дополнительных материальных затрат на обустройство скважин.

Предлагаемый способ закачки жидкости в нефтяной пласт позволяет проводить процесс ППД закачкой воды как при законтурном, так и при любом из разновидностей внутриконтурного заводнения, а также вытеснение нефти с различными добавками химреагентов, например поверхностно-активных веществ и т.д.

Предлагаемый способ опробовали также на участке обводненного нефтяного пласта с целью повышения эффективности доизвлечения нефти, выбрали нагнетательную скважину, провели ее обустройство по предлагаемому способу закачки жидкости в нефтяной пласт и согласно результатам проведения комплекса гидродинамических исследований по патенту 1508636 от 15.07.87 по кл. Е 21 В 43/22 провели последовательно циклическую закачку смеси нефти и серной кислоты, взятых в соотношении 1:2, и технической воды с переходом на обычное заводнение минерализованной водой. Для чего остановили глубинный насос 6, перекрывали кран 14 для исключения несанкционированного истечения жидкости из емкости 11 в скважину 1. После чего в емкость 11 закачали расчетный объем дегазированной нефти девонского горизонта плотностью 857 кг/м³, вязкостью 16 МПа•с и алкилированной серной кислоты (АСК), плотностью 1800 кг/м³, причем нефть и АСК взяты в соотношении 1:2. Далее нагнетательным насосом 10 с заданным пультом управления 12 циклом в нефтяной пласт 2 закачали оторочку раствора нефти и АСК, после чего в емкость залили техническую воду и закачали нагнетательным насосом 10 в нефтяной пласт 2. Затем открыли кран 14 и запустили глубинный насос 6, заполнили емкость минерализованной водой и перешли на обычное заводнение.

Проведенные исследования показали возможность комплексного проведения технологических приемов по доизвлечению нефти из обводненного пласта при различных режимных параметрах и последовательности закачки реагентов, являясь экономически выгодным, т.к. все проводится в одном месте, без переоборудования дополнительных скважин при надежной эффективной работе технических средств. Кроме того, предлагаемый способ закачки жидкости в нефтяной пласт является воспроизводимым, работоспособным и пригодным для многоразового использования.

Формула изобретения

1. Способ закачки жидкости в пласт, включающий бурение нагнетательной скважины, вскрытие нефтяного и водоносного пластов, спуск колонны труб, установку межпластового пакера, закачку жидкости в пласт, отличающийся тем, что в нагнетательную скважину спускают двойную колонну труб, а над вскрытыми пластами устанавливают дополнительный пакер, при этом нижний конец одной из труб устанавливают в интервале водоносного пласта, соединяют эту трубу с накопительной емкостью на устье скважины для воды или реагентов для повышения нефтеизвлечения и оборудуют глубинным насосом для подачи воды из водоносного пласта в накопительную емкость, нижний конец другой трубы устанавливают в интервале нефтяного пласта, соединяют эту трубу с накопительной емкостью, оборудуют пультом управления и нагнетательным насосом для откачки воды или реагентов из накопительной емкости, причем закачку в нефтяной пласт производят в постоянном, или циклическом, или импульсном режиме под контролем с пульта управления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при закачке реагентов для повышения нефтеизвлечения трубу, нижний конец которой с глубинным насосом установлен в интервале водоносного пласта, отключают, а закачку реагентов производят через другую трубу.

РИСУНКИ

Рисунок 1