Способ совместной разработки нефтяных и калийных месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при совместной разработке нефтяных и калийных месторождений. Обеспечивает значительное снижение экологической напряженности и повышение безопасности горных работ. Сущность изобретения: осуществляют добычу нефти из эксплуатационных скважин. В рудниках добывают калийные соли и перерабатывают их. Закачивают растворы в глубокозалегающие пористые пласты пород. Согласно изобретению предварительно выявляют пласты пористых пород, находящиеся между нефтеносными и калийными пластами. Выбирают пласт, расположенный ниже подстилающей каменной соли. Производят закачку в него растворов через нагнетательные скважины до компенсации падения давления в нефтяном пласте на величину, достаточную для предупреждения деформаций в калийных пластах, которую рассчитывают по математической формуле. Отработку нефтяного пласта производят при поддержании компенсирующего давления в выбранном пористом пласте. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при совместной разработке нефтяных и калийных месторождений.

Известен способ совместной разработки нефтяных и калийных месторождений, включающий добычу нефти из эксплуатационных скважин и заводнение нефтяных пластов через нагнетательные скважины, добычу в шахтах, переработку калийных солей и захоронение жидких отходов в глубокие горизонты (Толкачев Г.М. и др. Некоторые результаты поисковых исследований по комплексному освоению недр центральной части Соликамской впадины: Сб. //Нефтегазоносность регионов древнего нефтенакопления. - Новосибирск, Наука, 1982, - с.75-78).

Недостатком способа является быстрое снижение водопроницаемости пластов из-за набухания глинистой фракции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ совместной разработки нефтяных и калийных месторождений, включающий добычу нефти и заводнение нефтяных пластов, добычу в шахтах и переработку калийных солей, а для заводнения нефтяных пластов используют растворы хлористого Na с концентрацией 5-28%, которые готовят из избыточных рассолов калийного производства. (Патент №2095556, МКИ⁶ Е 21 В 43/22, Е 21 С 41/20, опубл. в БИ №31, 1997 г.).

Недостаток способа состоит в необходимости создания большого давления для закачки рассолов непосредственно в нефтяной пласт для поддержания пластового давления.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении вредного воздействия на окружающую среду за счет захоронения жидких хлоридных или сульфатных отходов калийного производства и повышение безопасности горных работ в калийных рудниках за счет предупреждения деформаций на уровне калийных пластов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе совместной разработки нефтяных и калийных месторождений, включающем добычу нефти из эксплуатационных скважин, добычу в рудниках и переработку калийных солей, закачку растворов в глубокозалегающие пористые пласты пород, предварительно выявляют пласты пористых пород, находящихся между нефтеносными и калийными пластами, из которых выбирают пласт, расположенный ниже подстилающей каменной соли, после чего производят закачку в него растворов через нагнетательные скважины до компенсации падения давления в нефтяном пласте на величину, достаточную для предупреждения деформаций в калийных пластах, которую рассчитывают по формуле

где Н_p - глубина залегания выбранного пористого пласта для закачивания растворов;

H_н - глубина залегания нефтяного пласта;

ΔР_н - величина уменьшения давления в нефтеносном пласте,

и отработку нефтяного пласта производят при поддержании компенсирующего давления в выбранном пористом пласте, при этом в качестве растворов используют жидкие хлоридные или сульфатные отходы калийного производства, а отработку калийного пласта осуществляют одновременно с нефтяным пластом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема расположения пластов для закачивания жидких отходов.

При совместной отработке калийных солей и нефти принципиальным является вопрос очередности их отработки и взаимного негативного влияния.

При первоочередной отработке калийных пластов, которые залегают на глубине 200-400 м, их влияние на нефтеносные пласты с глубиной залегания ≈2000 м незначительно и не осложнит их отработку.

Однако опережающая добыча нефти вызовет изменение напряженно-деформированного состояния всего вышележащего массива пород, в том числе и калийных пластов, что значительно затруднит выемку калийных пластов или сделает ее совершенно невозможной.

Добыча нефти вызовет изменение пластового давления на величину ΔP_н, при этом выйдет из равновесия система сил: гравитационные силы вышележащих пород (Р=γН_н,) - реакция пород пласта.

Величина пластового давления будет составлять

Р₁=γН_н-ΔР_н,

где Р - пластовое давление;

γ - объемный вес пород;

Н_н - глубина залегания нефтеносного пласта.

Это вызовет деформации пород, залегающих в кровле нефтеносного пласта и далее всей толщи пород.

Для предупреждения возникновения этих деформаций необходимо создать компенсирующее давление в пласте, расположенном выше отрабатываемого нефтяного пласта, величина пластового давления в котором будет составлять

Р₂=γН_р-ΔР_р,

где P₂ - величина пластового давления в пористом пласте;

Н_р - глубина залегания пористого пласта;

ΔР_р - изменение давления в пористом пласте.

Для этого выбирают глубокозалегающий пористый водопроницаемый пласт, находящийся между нефтеносным и калийным пластами и ниже подстилающей каменной соли, которая выполняет гидроизолируюшую функцию, и осуществляют закачивание жидких отходов в пористый пласт.

Способ осуществляется следующим способом.

Первоначальная отработка нефтяного пласта 1 через нефтедобывающую скважину 2 вызывает деформации пород, залегающих в кровле нефтеносного пласта, и далее всей толщи пород на какую-то величину ε_н - 7. Это вызовет деформации калийного пласта 3, который должен отрабатываться позднее.

Для того чтобы исключить деформации на уровне калийных пластов 3, необходимо обеспечить компенсирующее давление в горных породах, расположенных между калийным и нефтяным пластами. Для этого сначала выявляют пласты пористых пород, находящиеся между нефтеносными и калийными пластами, из которых выбирают пласт, расположенный ниже подстилающей каменной соли 4. Рядом с нефтедобывающей скважиной 2 проходят нагнетательную скважину 5 до выбранного пористого породного пласта.

Затем через нагнетательную скважину 5 производят закачку растворов в пористый породный пласт 6 до достижения в нем компенсирующего давления, достаточного для предупреждения деформаций в калийных пластах, которое определяется из соотношения

где Н_р - глубина залегания выбранного пористого пласта для закачивания растворов;

Н_Н - глубина залегания нефтяного пласта;

ΔР_р - величина уменьшения давления в нефтеносном пласте.

В качестве растворов для закачивания в пористый породный пласт могут использоваться избыточные хлоридные рассолы или сульфатные растворы калийного производства, приготовленные специальным способом (НОУ-ХАУ).

Использование предлагаемого изобретения позволит значительно снизить экологическую напряженность в промышленном районе за счет размещения избыточных жидких хлоридных или сульфатных отходов калийного производства в глубокие горизонты, осуществить последовательную отработку нефтяных, а затем калийных пластов за счет предупреждения деформаций последних.

1. Способ совместной разработки нефтяных и калийных месторождений, включающий добычу нефти из эксплуатационных скважин, добычу в рудниках и переработку калийных солей, закачку растворов в глубокозалегающие пористые пласты пород, отличающийся тем, что предварительно выявляют пласты пористых пород, находящиеся между нефтеносными и калийными пластами, из которых выбирают пласт, расположенный ниже подстилающей каменной соли, после чего производят закачку в него растворов через нагнетательные скважины до компенсации падения давления в нефтяном пласте на величину, достаточную для предупреждения деформаций в калийных пластах, которую рассчитывают по формуле

где Н_р - глубина залегания пористого пласта для закачивания растворов;

Н_н - глубина залегания нефтяного пласта;

ΔР_н - величина уменьшения давления в нефтеносном пласте,

и отработку нефтяного пласта производят при поддержании компенсирующего давления в выбранном пористом пласте.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворов используют жидкие хлоридные или сульфатные отходы калийного производства.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку калийного пласта осуществляют одновременно с нефтяным пластом.