Способ термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти разветвленными скважинами

Изобретение относится к нефтяной промышленности, может найти применение при термошахтной разработке месторождения высоковязкой нефти и обеспечивает снижение срока разработки нефтяного месторождения или его участка и сохранения теплового режима в добывающей галерее. Сущность изобретения: на участке месторождения в подошве нефтяного пласта или ниже него сооружают добывающую галерею. Вдоль границ участка бурят поверхностные нагнетательные скважины. Из добывающей галереи бурят пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные парораспределительные скважины, основные стволы которых пересекают поверхностные нагнетательные скважины или проходят в зоне их влияния, а боковые ветви обеспечивают высокий охват зон пласта, удаленных от добывающей галереи, процессом теплового воздействия. В промежутках между подземными парораспределительными скважинами бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные добывающие скважины. Закачивают пар в нефтяной пласт через поверхностные нагнетательные скважины и распределяют его по пласту с помощью подземных парораспределительных скважин. Отбирают нефть через подземные добывающие скважины. В периоды, когда нет прорыва пара в подземные парораспределительные скважины, их эксплуатируют в режиме добычи нефти. Устья подземных парораспределительных и добывающих скважин обсаживают термоизолированными колоннами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при термошахтной разработке месторождений высоковязкой нефти.

Известен шахтный способ разработки нефтяных месторождений путем прогрева обрабатываемой площади продуктивного пласта теплоносителем и отбора нефти через систему горизонтальных и восстающих скважин, пробуренных из эксплуатационной галереи. Закачку теплоносителя производят из горных выработок, расположенных выше эксплуатационной галереи (Авторское свидетельство СССР №747986, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 15.07.80).

Известный способ позволяет отобрать из продуктивного нефтяного пласта основные запасы нефти, однако темп отбора нефти невысок, а затраты на проходку горных выработок высокие.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является подземно-поверхностный способ разработки месторождения высоковязкой нефти, включающий отбор нефти через пологовосстающие добывающие скважины, пробуренные из горной выработки, пройденной в нефтяном пласте или ниже его, закачку теплоносителя в нагнетательные скважины, пробуренные с поверхности с последующим распределением его по пласту через пологовосстающие парораспределительные скважины, забои которых ориентированы в кровлю нефтяного пласта, пересекающие нагнетательные скважины или проходящие в зоне их влияния, пробуренные из горной выработки параллельно добывающим скважинам, бурение из горной выработки дополнительных добывающих скважин, ориентированных ниже забоев вертикальных нагнетательных скважин, причем каждую парораспределительную скважину и дополнительную добывающую скважину бурят из одного места горной выработки в виде радиальных лучей, расположенных в одной вертикальной плоскости, при этом после заполнения дополнительной добывающей скважины паром ее переводят в разряд парораспределительных скважин (Патент РФ №2199657, кл. 7 Е 21 В 43/24, опубл. 27.02.2003 - прототип).

Известный способ позволяет достичь высоких значений коэффициента нефтеотдачи пласта, но возможны значительные тепловыделения в добывающую галерею за счет малого расстояния между устьями подземных скважин, по которым добывается разогретая жидкость, что вынуждает снижать темп закачки теплоносителя для сохранения теплового режима в галерее, что, в свою очередь, приводит к увеличению срока разработки месторождения.

В изобретении решается задача снижения срока разработки нефтяного месторождения или его участка и сохранения теплового режима в добывающей галерее.

Задача решается тем, что в способе термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти разветвленными скважинами, включающем проводку добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него, бурение поверхностных нагнетательных скважин вблизи границы участка разрабатываемого месторождения, бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных парораспределительных скважин, забои которых пересекают поверхностные нагнетательные скважины или проходят в зоне их влияния с образованием единой нагнетательной системы для закачки пара в нефтяной пласт, бурение из добывающей галереи пологонаклонных и/или горизонтальных добывающих скважин в промежутках между подземными парораспределительными скважинами, закачку пара через поверхностные нагнетательные скважины и распределение его по нефтяному пласту с помощью подземных парораспределительных скважин и отбор нефти через добывающие скважины, согласно изобретению подземные парораспределительные и добывающие скважины выполняют разветвленными с расположением устьев их основных стволов в добывающей галерее и забоев основных стволов и ветвей ближе к границам участка разработки, а основные стволы подземных парораспределительных скважин проводят с пересечением поверхностных нагнетательных скважин или в зоне их влияния.

Устья подземных разветвленных парораспределительных и добывающих скважин могут быть обсажены термоизолированными колоннами.

В периоды, когда нет прорыва пара в парораспределительные скважины, их могут эксплуатировать в режиме добычи нефти.

Признаками изобретения являются:

1) проводка добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него;

2) бурение поверхностных нагнетательных скважин вблизи границы участка разрабатываемого месторождения;

3) бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных парораспределительных скважин, забои которых пересекают поверхностные нагнетательные скважины или проходят в зоне их влияния с образованием единой нагнетательной системы для закачки пара в нефтяной пласт;

4) бурение из добывающей галереи пологонаклонных и/или горизонтальных добывающих скважин в промежутках между подземными парораспределительными скважинами;

5) закачку пара через поверхностные нагнетательные скважины;

6) распределение пара по нефтяному пласту с помощью подземных парораспределительных скважин;

7) отбор нефти через добывающие скважины;

8) выполнение подземных парораспределительных и добывающих скважин разветвленными;

9) то же, с расположением устьев их основных стволов в добывающей галерее;

10) то же, с расположением забоев основных стволов и ветвей ближе к границам участка разработки;

11) проводка основных стволов подземных парораспределительных скважин с пересечением поверхностных нагнетательных скважин или в зоне их влияния.

12) обсаживание устьев подземных разветвленных парораспределительных и добывающих скважин термоизолированными колоннами.

13) в периоды, когда нет прорыва пара в парораспределительные скважины, их эксплуатация в режиме добычи нефти.

Признаки 1-7 являются общими с прототипом, признаки 8-11 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 12 и 13 являются частными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При термошахтной разработке месторождения высоковязкой нефти происходят большие тепловыделения в добывающую галерею в связи с плотным расположением устьев подземных скважин в ней. Через устья подземных добывающих скважин в добывающую галерею поступает нагретая жидкость. Это приводит к разогреву зоны пласта, примыкающей к добывающей галерее, что ведет к нагреву рудничной атмосферы. Для предотвращения нарушения теплового режима в добывающей галерее снижают темпы закачки пара, что приводит к более медленному разогреву пласта и увеличению срока разработки. В предложенном способе предлагается сократить количество устьев подземных скважин за счет бурения подземных пологонаклонных и горизонтальных разветвленных скважин и, при необходимости, обсадить их устья термоизолированными колоннами. Этим решается задача снижения тепловыделений в добывающую галерею, обеспечивается возможность закачки пара более высокими темпами, соответственно повышаются темпы разработки нефтяного месторождения. Кроме того, применение подземных разветвленных скважин обеспечивает большую поверхность теплового воздействия на пласт в зонах пласта, удаленных от добывающей галереи, и более равномерное дренирование пласта в случае, когда добывающая галерея имеет кольцевой вид.

Задача решается следующим образом.

На месторождении выделяют участок разработки. В подошве нефтяного пласта или ниже него проходят добывающую галерею. По границам участка бурят поверхностные нагнетательные скважины. Из добывающей галереи бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные парораспределительные и добывающие скважины так, что основной ствол каждой подземной парораспределительной скважины пересекает поверхностную нагнетательную скважину в нефтяном пласте или проходит в зоне ее влияния. Боковые ветви парораспределительных и добывающих разветвленных скважин располагают ближе к границе участка разработки. Устья парораспределительных и добывающих разветвленных скважин располагают в добывающей галерее. Боковые ветви разветвленных парораспределительных скважин обеспечивают большую поверхность теплового воздействия на пласт в зонах, удаленных от добывающей галереи. Пар закачивают в пласт через поверхностные скважины в основные стволы подземных парораспределительных скважин и по основным стволам - в боковые ветви, обеспечивая прогрев пласта.

Подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные добывающие скважины располагают в промежутках между подземными разветвленными парораспределительными скважинами. Наличие боковых ветвей у разветвленных добывающих скважин обеспечивает высокий охват пласта процессом дренирования, а наличие у разветвленной скважины только одного устья снижает тепловыделения в зоне пласта, примыкающей к добывающей галерее. Этим достигается снижение тепловыделений в добывающую галерею. Разогретая нефть фильтруется по пластовому коллектору и поступает в основной ствол и боковые ветви подземных разветвленных добывающих скважин и через устье скважины стекает в нефтесборную канавку, проложенную в подошве добывающей галереи, по которой транспортируется до насосной станции, откачивающей добываемую жидкость с участка.

В периоды, когда нет прорыва пара в подземные парораспределительные скважины, они могут эксплуатироваться в режиме добычи нефти.

Устья подземных разветвленных парораспределительных и добывающих скважин могут быть обсажены термоизолированной колонной, что позволяет сократить тепловыделения в добывающую галерею.

На чертеже изображен участок разрабатываемого месторождения с закачкой пара в пласт через поверхностные нагнетательные скважины, распределением его по пласту с помощью подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных парораспределительных скважин и добычей нефти с помощью подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных добывающих скважин (подземно-поверхностная система).

На участке месторождения высоковязкой нефти или природного битума 1, предназначенного для термошахтной разработки по подземно-поверхностной системе проводят добывающую галерею 2 по подошве нефтяного пласта или ниже него.

Для подачи пара в пласт с поверхности в нефтяной пласт бурят поверхностные нагнетательные скважины 3. Из добывающей галереи 2 к забоям поверхностных нагнетательных скважин 3 бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные парораспределительные скважины 4 так, чтобы основной ствол каждой парораспределительной скважины 4 пересекал в нефтяном пласте поверхностную нагнетательную скважину 3 или проходил в зоне ее влияния. Пар закачивают в пласт через поверхностные нагнетательные скважины 3 в основной ствол парораспределительной скважины 4, откуда пар поступает в боковые ветви 5 и далее в нефтяной пласт, обеспечивая высокий охват процессом теплового воздействия зон пласта, удаленных от добывающей галереи 2.

В промежутках между парораспределительными скважинами 4 из добывающей галереи 2 бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные добывающие скважины 6 с соковыми ветвями 7. Боковые ветви 7 обеспечивают высокий охват пласта процессом дренирования, а наличие только одного устья снижает прогрев зоны пласта, примыкающего к добывающей галерее 2.

Нефть по коллектору пласта поступает в боковые ветви 7 и основной ствол подземных добывающих скважин 6, из которых сливается в нефтесборную канавку (не показана) добывающей галереи 2, по которой транспортируется до насосной станции, производящей откачку добываемой жидкости на поверхность или на центральный подземный нефтесборный пункт, откуда после подготовки откачивается на поверхность.

В периоды, когда по каким-либо подземным парораспределительным скважинам 4 нет прорыва пара, они могут эксплуатироваться в режиме добычи нефти.

Устья подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных парораспределительных 4 и добывающих 6 скважин для уменьшения тепловыделений в добывающую галерею 2 могут быть обсажены термоизолированной колонной.

Пример конкретного выполнения.

Разрабатывают участок Ярегского месторождения высоковязкой нефти со следующими характеристиками: глубина - 200 м, начальная пластовая температура - 8°С, пластовое давление - 0,1 МПа, толщина продуктивного пласта - 26 м, пористость - 26%, проницаемость - 3 мкм², нефтенасыщенность - 87%, вязкость нефти - 12000 мПа·с, плотность нефти - 933 кг/м³.

Так как Ярегское месторождение разрабатывается по термошахтной технологии, то шахтные стволы и основные горные выработки уже построены, поэтому для ввода нового участка в пласте требуется пройти только наклонные выработки и добывающую галерею 2.

Вдоль границы участка 1 бурят поверхностные нагнетательные скважины 3 с шагом 50 м между скважинами. Из добывающей галереи 2 к забоям поверхностных нагнетательных скважин 3 бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные парораспределительные скважины 4. Основные стволы парораспределительных скважин 4 пересекают в нефтяном пласте поверхностные нагнетательные скважины 3 или проходят в зоне их влияния. Через поверхностные нагнетательные скважины 3 в пласт закачивают пар, который поступает в основные стволы парораспределительных скважин 4 и боковые ветви 5. Боковые ветви 5 обеспечивают высокий охват процессом теплового воздействия зон пласта, удаленных от добывающей галереи 2.

В промежутках между парораспределительными скважинами 4 из добывающей галереи 2 бурят подземные пологонаклонные и/или горизонтальные разветвленные добывающие скважины 6. Боковые ветви 7 добывающих скважин 6 обеспечивают высокий охват процессом дренирования удаленных зон пласта от добывающей галереи 2. Зона пласта, примыкающая к добывающей галерее 2, отрабатывается в последнюю очередь при подходе теплового фронта к добывающей галерее 2. Такой порядок отработки пласта обеспечивает длительное сохранение состояния рудничной атмосферы в допустимых пределах.

Из добывающих скважин 6 нефть сливается в нефтесборную канавку (не показана) добывающей галереи 2, по которой транспортируется до насосной станции, производящей откачку жидкости с участка разработки 1.

В периоды, когда по подземным парораспределительным скважинам 4 нет прорыва пара, их эксплуатируют в режиме добычи нефти.

Устья подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных парораспределительных 4 и добывающих 6 скважин для уменьшения тепловыделений в добывающую галерею 2 обсаживают термоизолированной колонной.

В результате применения предложенного способа по сравнению с прототипом срок разработки участка месторождения сокращается на 2-3 года.

Применение предложенного способа позволит повысить темп разработки нефтяного месторождения.

1. Способ термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти разветвленными скважинами, включающий проводку добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него, бурение поверхностных нагнетательных скважин вблизи границы участка разрабатываемого месторождения и бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных парораспределительных скважин, забои которых пересекают поверхностные нагнетательные скважины или проходят в зоне их влияния с образованием единой нагнетательной системы для закачки пара в нефтяной пласт, бурение из добывающей галереи пологонаклонных и/или горизонтальных добывающих скважин в промежутках между подземными парораспределительными скважинами, закачку пара через поверхностные нагнетательные скважины и распределение его по нефтяному пласту с помощью подземных парораспределительных скважин и отбор нефти через добывающие скважины, отличающийся тем, что подземные парораспределительные и добывающие скважины выполняют разветвленными с расположением устьев их основных стволов в добывающей галерее и забоев основных стволов и ветвей ближе к границам участка разработки, а основные стволы подземных парораспределительных скважин проводят с пересечением поверхностных нагнетательных скважин или в зоне их влияния.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устья подземных разветвленных парораспределительных и добывающих скважин обсаживают термоизолированными колоннами.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в периоды, когда нет прорыва пара в парораспределительные скважины, их эксплуатируют в режиме добычи нефти.