Способ разработки залежи углеводородов

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к способам разработки залежи нефти на поздней стадии и, преимущественно, в условиях сложной геологии, характеризующейся зональной и/или слоистой неоднородностью залежи с высоким коэффициентом расчлененности. Обеспечивает повышение эффективности разработки залежи углеводородов за счет возможности адресного воздействия на застойные низкопроницаемые зоны или пласты с затрудненной фильтрацией с обеспечением дренирования их флюидов в зону активной фильтрации, а также возможность уточнения адресности воздействия в процессе разработки с повышением коэффициента использования энергии воздействия. Сущность изобретения: способ включает выделение из всего фонда пробуренных на залежи добывающих и нагнетательных скважин, характеризующихся снижением их показателей флюидоотдачи или флюидоприемистости ниже допустимых. Поочередно выключают выделенные скважины из работы и контролируют реакцию работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемых флюидов на выключение из работы каждой из выделенных скважин. Оконтуривают на залежи зоны реагирования работающих добывающих скважин. Стимулируют работающие добывающие скважины в оконтуренных зонах поочередными взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру каждой из выделенных зон. Регистрируют отраженные сигналы каждого из взрывов с выявлением на их основе зон повышенного давления. Уточняют границы ранее оконтуренных зон по площади и глубине залежи. Осуществление взрывов с одной стороны каждого из уточненных контуров и/или разных их сторон, с одновременным осуществлением части взрывов и/или с замедлением одних взрывов относительно других. При этом все взрывы после уточнения границ контуров осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивного пласта. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к способам разработки залежи углеводородов, в условиях сложной геологии, характеризующейся зональной и/или слоистой неоднородностью залежи с высоким коэффициентом расчлененности.

При разработке таких залежей на поздней стадии происходит, как правило, опережающая выработка высокопроницаемых и свободно дренируемых пластов и участков залежи с образованием застойных зон в средне- и низкопроницаемых прослоях. Вероятность образования таких застойных зон тем выше, чем слабее гидро- или газодинамическая связь между высокопроницаемыми и низкопроницаемыми продуктивными пластами залежи по ее площади, выше разница в проницаемости продуктивных пластов.

На залежи с такими продуктивными пластами необходимо более активно применять методы воздействия на застойные зоны залежи или зоны с затрудненным гидро- или газодинамическим режимом с целью интенсификации процесса извлечения углеводородов из упомянутых зон.

Это особенно важно, если учесть, что реальный коэффициент извлечения, например, нефти из пласта не превышает в настоящее время 35%, в то время как средний показатель содержания подвижной нефти в пласте может вдвое превышать упомянутый показатель.

Известен способ разработки залежи углеводородов, включающий воздействие низкочастотными упругими колебаниями на породу пласта для интенсификации флюидоотдачи в добывающих скважинах (см., например, авторское свидетельство СССР №832072).

Недостатком известного способа является локальность воздействия такими колебаниями. Радиус распространения колебаний, излучаемых в рамках известного способа вибраторами, ограничен ввиду недостаточной мощности излучаемых колебаний и сильного поглощения этих колебаний в прискважинной зоне пласта. К тому же ввиду отсутствия адресности воздействия колебаниями именно на застойные низкопроницаемые пласты последние по существу интенсификации не подвергаются.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разработки залежи углеводородов за счет возможности адресного воздействия на застойные низкопроницаемые зоны или пласты с затрудненной фильтрацией с обеспечением дренирования их флюидов в зону активной фильтрации, а также возможность уточнения адресности воздействия в процессе разработки с повышением коэффициента использования энергии воздействия.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ разработки залежи углеводородов включает выделение из всего фонда пробуренных на залежи добывающих или нагнетательных скважин, характеризующихся снижением их показателей флюидоотдачи или флюидоприемистости ниже допустимых, поочередное выключение выделенных скважин из работы и контроль реакции работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемых флюидов на выключение из работы каждой из выделенных скважин, оконтуривание на залежи зон реагирования работающих добывающих скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин в оконтуренных зонах поочередными взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру каждой из выделенных зон, регистрацию отраженных сигналов каждого из взрывов с выявлением на их основе зон повышенного давления, уточнение границ ранее оконтуренных зон по площади и глубине залежи, последующее осуществление взрывов с одной стороны каждого из уточненных контуров и/или разных их сторон, с одновременным осуществлением части взрывов и/или с замедлением одних взрывов относительно других, при этом все взрывы после уточнения границ контуров осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивного пласта.

Кроме того:

скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют дегазированной жидкостью;

в скважине выше продуктивного пласта устанавливают отражатель ударной волны;

суммарная площадь перфорационных отверстий в каждой из этих скважин составляет более 25% площади сечения эксплуатационной колонны против продуктивного и/или водоносного пласта.

Сущность изобретения заключается в том, что известные способы интенсификации добычи нефти при разработке залежи обеспечивают низкий охват этой залежи по толщине, слабость энергетического воздействия на залежь и недостаточно высокую эффективность этого воздействия ввиду отсутствия точной адресации воздействия непосредственно на застойные нефтенасыщенные зоны. При этом одной из проблем является выделение и оконтуривание застойных нефтенасыщенных зон для возможности последующего обеспечения адресного и более эффективного воздействия на эти зоны. Не меньшую проблему представляет собой выработка такой технологии оконтуривания застойных зон, которая естественным образом вписалась бы в существующую систему разработки с минимальными затратами времени и средств.

В рамках предложенного изобретения вначале оценивают состояние всей залежи, принципиальное наличие в ней застойных нефтенасыщенных зон, т.е. потенциал залежи. На начальном этапе выделения этих зон используют естественный процесс выключения из работы "не кондиционных" скважин, что не требует каких-либо дополнительных затрат, как, например, на долговременные и дорогостоящие сейсмоакустическую или инфранизкочастотную томографию залежи или ее продуктивных пластов, которые могут быть напрасными на бесперспективной залежи.

При этом выключение скважин из работы используют по двойному назначению, а именно:

для создания нестационарности фильтрационных полей, необходимой для выделения перспективных застойных нефтенасыщенных зон;

для использования этой нестационарности как базовой для последующих основных наложений нестационарных состояний уже на выделенные зоны с более высокой плотностью энергии от периодических взрывов.

Именно такой режим совмещенной нестационарности разной природы обеспечивает необходимый перепад давления между низкопроницаемыми и высокопроницаемыми зонами и/или пластами и существенно увеличивает массообмен между ними. В обводненных продуктивных пластах с остаточной нефтью в виде разрозненных дислокаций такой режим воздействия обеспечивает не только подключение процессов гидродинамических явлений к низкопроницаемым нефтенасыщенным зонам, но и капиллярных и/или гравитационно-капилярных процессов.

В условиях направленных периодических взрывов (подкачки истощенной пластовой энергии) скорости капиллярного пропитывания становятся сравнимыми со скоростями гидродинамической (напорной) фильтрации. Все это в целом и способствует подключению застойных нефтенасыщенных зон к общему фильтрационному течению и увеличению в конечном итоге степени извлечения нефти даже из казалось бы уже потерявших перспективу зон нефтедобычи. Особенностью настоящего изобретения является также и такое развитие технологии, которая предусматривает постоянный контроль за состоянием разрабатываемой залежи в течение всего времени разработки, причем в качестве средства контроля используют сам механизм воздействия на залежь, т.е. те же взрывы. Если некоторые застойные нефтенасыщенные зоны на первых порах осуществления взрывов оказались не вовлеченными в общее фильтрационное течение, например, по причине того, что они по своей природе оказались линзовидными, разобщенными непроницаемыми или полупроницаемыми (малопроницаемыми) породами, например, типа глин, то особенностью этих зон является локальное повышенное давление флюида в них.

Следовательно, эти зоны могут быть зарегистрированы по отраженным сигналам каждого из взрывов, поскольку зоны повышенного давления наиболее интенсивно отражают акустические сигналы, которые сопровождают взрывы. По времени прохождения сигналов, времени их задержки и отражения, частоте отраженных сигналов и амплитуде определяют местоположение застойных зон. С каждым из проведенных взрывов, особенно на первых этапах, определяют и/или уточняют наличие застойных зон, затем определяют модификацию или трансформацию застойных зон, степень их разрядки, а следовательно, степень вовлеченности в общий режим фильтрации и эффективность осуществляемого воздействия. Первые взрывы используют как интенсифицирующие и как зондирующие. Они могут быть направленными, а могут и не быть таковыми в зависимости от конкретной ситуации. После того как оконтурены застойные зоны, уточнены и подтверждены их границы, взрывы целесообразно осуществлять направленными с точной адресацией энергии, применения взрывных зарядов оптимальной мощности для предотвращения побочных явлений.

Акустическая "невидимость" ранее оконтуренной зоны и подтверждающие показатели эксплуатации добывающих скважин свидетельствуют о положительном результате воздействия и необходимости переориентации на другие перспективные зоны с такой же адресацией рационально расходуемой энергии.

Не последнюю роль при производстве взрывов имеют и традиционные их факторы воздействия на призабойную зону скважин в виде термогазохимического воздействия и/или образования зоны трещиноватости пород, модифицирующих или трансформирующих процессы фильтрации. Эти факторы в данном случае являются дополнительными и их подключают в процессе разработки залежи на последних стадиях, когда точно известны перспективы залежи и точно оконтурены застойные зоны.

Способ осуществляют следующим образом.

На поздней стадии разработки залежи нефти показатели ее добычи начинают ощутимо снижаться. Некоторые скважины из-за этих показателей нет смысла эксплуатировать. Особенностью данного изобретения является возможность его подключения естественным образом к текущему процессу разработки, когда нет необходимости в противовес применяемой технологии разработки что-то в корне изменять или добиваться дополнительного существенного финансирования на внедрение новой технологии, радикально меняющей применяемую. Радикальность предложенного изобретения не в его форме, а в конечном результате. Если скважины естественным образом выключают из работы, необходимо лишь обеспечить мониторинг за поведением остальных, например, добывающих скважин. Для чего контролируют реакцию, например, работающих добывающих скважин по количеству и/или темпу и обводнению и/или газированию извлекаемой нефти. Этот контроль осуществляют на выключение из работы каждой из скважин. В это время могут осуществляться и неплановые или плановые ремонты скважин. Остановку таких скважин тоже необходимо использовать в целях мониторинга. По реакции работающих добывающих скважин выделяют на залежи зоны реагирования на выключение из работы скважин. По тому, что эти скважины откликаются необходимым изменением показателей добычи нефти, судят о том, что эти скважины находятся в перспективной нефтенасыщенной зоне, но с затрудненным гидродинамическим режимом, а также и то, что вызвавший эти изменения нестационарный гидродинамический режим фильтрации еще существует. После этого осуществляют последующее стимулирование работающих добывающих скважин в выделенных зонах поочередными взрывами в выделенных (выключенных из работы) скважинах. Взрывы осуществляют в скважинах, примыкающих к контуру выделенных зон.

При осуществлении взрывов осуществляют регистрацию отраженных сигналов каждого из взрывов. В частности, определяют время прохождения сигналов, время их задержки и отражения, частоту отраженных сигналов и амплитуду. На основе полученных данных получают дополнительные данные местоположения застойных зон. Уточняют границы ранее оконтуренных зон по площади и глубине залежи для более точной последующей адресации воздействия или переадресации этого воздействия. После этого взрывы продолжают. Эти взрывы уже осуществляют направленными, т.е. с локализацией их энергии точно в необходимые интервалы. Взрывы осуществляют с одной стороны каждого из уточненных контуров и/или разных их сторон, с одновременным осуществлением части взрывов и/или с замедлением одних взрывов относительно других.

Для обеспечения направленности взрывов скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют, например, дегазированной жидкостью. Суммарную площадь перфорационных отверстий обсадной колонны в скважине под взрыв принимают более 25% площади сечения эксплуатационной колонны против продуктивного и/или водоносного пласта. Кроме того, в этих скважинах выше продуктивного пласта может быть установлен, например, отражатель ударной волны. Эти меры обеспечивают локализацию энергии взрыва именно в необходимый интервал, например, продуктивный пласт залежи и/или в подпирающий его водоносный пласт.

Перспективным является применение групповых взрывов, которые можно осуществлять, по меньше мере, как двойные или сериями, предпочтительно с замедлением каждого из взрывов относительно другого.

Формула изобретения

1. Способ разработки залежи углеводородов, включающий выделение из всего фонда пробуренных на залежи добывающих и нагнетательных скважин, характеризующихся снижением их показателей флюидоотдачи или флюидоприемистости ниже допустимых, поочередное выключение выделенных скважин из работы и контроль реакции работающих добывающих скважин количеством и/или темпом и обводнением и/или газированием извлекаемых флюидов на выключение из работы каждой из выделенных скважин, оконтуривание на залежи зон реагирования работающих добывающих скважин, последующее стимулирование работающих добывающих скважин в оконтуренных зонах поочередными взрывами в выделенных скважинах, примыкающих к контуру каждой из выделенных зон, регистрацию отраженных сигналов каждого из взрывов с выявлением на их основе зон повышенного давления, уточнение границ ранее оконтуренных зон по площади и глубине залежи, последующее осуществление взрывов с одной стороны каждого из уточненных контуров и/или разных их сторон, с одновременным осуществлением части взрывов и/или с замедлением одних взрывов относительно других, при этом все взрывы после уточнения границ контуров осуществляют с локализацией их энергии в зону продуктивного пласта.

2. Способ разработки неоднородной залежи нефти на поздней стадии по п.1, отличающийся тем, что скважины, в которых осуществляют взрывы, заполняют дегазированной жидкостью.

3. Способ разработки неоднородной залежи нефти на поздней стадии по п.1 или 2, отличающийся тем, что в скважине выше продуктивного пласта устанавливают отражатель ударной волны.

4. Способ разработки неоднородной залежи нефти на поздней стадии по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что суммарная площадь перфорационных отверстий в каждой из этих скважин составляет более 25% площади сечения эксплуатационной колонны против продуктивного пласта.