Способ разработки месторождения высоковязкой нефти


 


Владельцы патента RU 2433257:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой нефти. Обеспечивает повышение нефтеотдачи путем увеличения охвата пласта агентом воздействия за счет последовательной отработки всего пласта с поддержанием высокой проницаемости. Сущность изобретения: способ включает строительство горизонтальной добывающей скважины и вертикальной скважины у забоя горизонтальной для закачки окислителя, инициацию горения через вертикальную скважину и отбор продукции через горизонтальную скважину. С двух сторон от средней части горизонтального участка бурят оценочные вертикальные скважины, после чего в вертикальной скважине, располагающейся в районе середины горизонтального ствола добывающей горизонтальной скважины, производят инициирование горения и отбора продукции из горизонтальной скважины. Остальные оценочные скважины переводят в добывающие, контролируя по отбираемой продукции фронт горения, при снижении температуры, при которой вязкость возрастает выше допустимой, оценочную скважину переводят в нагнетательную под инициатор горения - окислитель. После инициирования в ней горения ее перекрывают до завершения горения. После снижения температуры продукции этой скважины до достаточной для отбора продукции пласта эту оценочную скважину переводят в добывающую. При увеличении температуры продукции выше предельно рентабельной оценочную скважину переводят в нагнетательную под закачку негорючего агента - воды, пара, азота. 1 ил.

 

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

Известен способ разработки нефтебитумной залежи (патент РФ №2287677, МПК E21B 43/24, опубл. 20.11.2006), включающий проводку в пласте двух горизонтальных стволов параллельно между собой, закачку пара в верхнюю нагнетательную скважину и отбор продукции из нижней добывающей скважины.

Основным недостатком известного способа является низкая эффективность процесса, особенно в тонких пластах, из-за больших тепловых потерь.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ разработки месторождения высоковязкой нефти (патент РФ №2358099, кл. E21B 43/24, опубл. 10.06.2009 г.), включающий закачку окислителя через нагнетательные скважины, организацию внутрипластового горения и отбор продукции через добывающие скважины. В качестве добывающих скважин используют горизонтальные скважины с горизонтальным стволом в подошвенной части пласта, а вертикальные нагнетательные скважины в створе и концевой части горизонтального ствола осуществляют закачку через ближайшие к горизонтальной вертикальные скважины топлива, а через удаленные - воздуха, при этом забойное давление закачки воздуха в скважине устанавливают выше забойного давления закачки топлива, а также закачку через ближайшие к горизонтальной вертикальные скважины топлива, а в удаленные закачку воздуха чередуют с закачкой воды в объемах, допускающих поддержание пластового горения.

Основными недостатками известного способа являются низкая эффективность процесса вытеснения высоковязкой нефти из-за неравномерного прогрева пласта по всему интервалу горизонтального ствола агентом воздействия, невозможность контролировать распространение фронта горения.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение нефтеотдачи, т.е. эффективности процесса вытеснения высоковязкой нефти, в том числе путем увеличения охвата пласта агентом воздействия за счет последовательной отработки всего пласта с поддержанием высокой проницаемости.

Под высоковязкими нефтями подразумевают продукцию скважины с плотностью больше 0,870 кг/см3, т.е. к ним относятся и тяжелые, и битуминозные нефти (см. ГОСТ 5185 8 - 2002 г.).

Поставленная задача решается способом разработки месторождения высоковязкой нефти с использованием внутрипластового горения, включающим закачку окислителя, организацию внутрипластового горения и отбор продукции через добывающие скважины.

Новым является то, что с двух сторон от средней части горизонтального участка бурят оценочные вертикальные скважины, после чего в вертикальной скважине, располагающейся в районе середины горизонтального ствола добывающей горизонтальной скважины, производят инициирование горения и отбора продукции из горизонтальной скважины, остальные оценочные скважины переводят в добывающие, контролируя по отбираемой продукции фронт горения, при снижении температуры, при которой вязкость возрастает выше допустимой, оценочную скважину переводят в нагнетательную под инициатор горения (окислитель), при увеличении температуры продукции выше предельно рентабельной оценочную скважину переводят в нагнетательную под закачку не-горючего агента (воды, пара, азота и др.), после инициирования в ней горения ее перекрывают до завершения горения, после снижения температуры продукции этой скважины до достаточной для отбора продукции пласта эту оценочную скважину переводят в добывающую.

Разработка месторождений высоковязкой нефти внутрипластовым горением сопровождается низкой эффективностью нерегулируемого процесса прогрева, а при малой проницаемости пласта и слабой гидродинамической связи между скважинами прогрев пласта становится практически невозможным. В этом случае нефтеотдача существенно снижается. В предложенном способе решается задача повышения эффективности процесса вытеснения высоковязкой нефти, т.е. повышения нефтеотдачи путем увеличения охвата пласта агентом воздействия за счет последовательной отработки всего пласта с поддержанием высокой проницаемости.

На чертеже показана схема реализации способа разработки месторождения высоковязкой нефти с использованием внутрипластового горения.

На чертеже показано: 1 - горизонтальная скважина; 2 - вертикальная скважина для организации инициации внутрипластового горения; 3 - очаг горения; 4 - зона распространения очага горения; 5 - продуктивный пласт; 6 - вертикальные скважины для закачки рабочего агента и добычи нагретой продукции; 7 - порядковый номер вертикальных скважин.

Разрабатывается месторождение высоковязкой нефти со следующими характеристиками: общая толщина пласта составила 61,3 м, эффективная нефтенасыщенная толщина - 23 м, пористость - 0,133 д.ед., проницаемость - 0,205 мкм2, вязкость нефти в пластовых условиях - 302,8 мПа·с, вязкость нефти в поверхностных условиях - 705,1 мПа·с, плотность нефти - 910 кг/м, пластовое давление 8 МПа.

Способ разработки месторождения высоковязкой нефти включает в себя использование оценочных скважин 6, пробуренных вокруг горизонтальной скважины 1, размещение одной вертикальной скважины 2 в районе середины горизонтального ствола горизонтальной скважины 1, для последующей организации инициации внутрипластового горения в этой скважине. Остальные оценочные скважины переводят в добывающие, контролируя по отбираемой продукции фронт горения. При достижении температуры продукции оценочной вертикальной скважины температуры прорыва ее переводят в нагнетательную под закачку негорючих реагентов (воды, пара, азота и др.), а соответственно, при снижении температуры, при которой вязкость возрастает выше допустимой, оценочную скважину 6, располагающуюся в зоне падения температуры, переводят в нагнетательную под инициатор горения, ее перекрывают до завершения горения, после снижения температуры продукции этой скважины до достаточной для отбора продукции пласта на дневную поверхность эту оценочную скважину переводят в добывающую.

Вначале проводим прогрев продуктивного пласта теплоносителем или электронагревателем и др., обеспечивая тем самым гидродинамическую связь между вертикальными скважинами 6, после чего в вертикальной скважине 2 инициируем внутрипластовое горение.

Для инициации внутрипластового горения используется следующий метод.

На забое нагнетательной скважины с помощью закачки кислорода и/или кислородосодержащей смеси создается высокая температура, вызывающая загорание нефти в пласте.

Для поддержания горения в пласт через эту же скважину подают окислитель-воздух или кислородсодержащую смесь в объемах, обеспечивающих горение. Горение нефти вызывает повышение температуры до 450-500°С и улучшает процесс вытеснения нефти.

Факт горения представлен несколькими зонами, т.е. при внутрипластовом горении действуют одновременно все известные методы воздействия на пласт: горячая вода, пар, растворитель, газы из легких углеводородов.

Физический процесс горения представляется таким образом. После поджога в пласте происходит процесс термической перегонки нефти, продукты которой - коксоподобные остатки нефти - являются топливом, поддерживающим очаг горения в вертикальной скважине 2. Зона горения перемещается от вертикальной скважины 2 вглубь в радиальном направлении. Образующийся тепловой фронт с температурой 450-500°С вызывает следующие процессы в пласте 5: переход в газовую фазу легких компонентов нефти; расщепление (крекинг) некоторых углеводородов; горение коксоподобного остатка; плавление парафина и асфальтенов в порах продуктивного пласта 5; переход в паровую фазу пластовой воды, находящейся перед фронтом 3; уменьшение вязкости нефти перед фронтом 3 и смешивание выделяющихся легких фракций нефти и газов с основной массой; конденсация продуктов перегонки нефти и образование подвижной зоны повышенной нефтенасыщенности перед фронтом горения 3; образование сухой выгоревшей массы пористой породы за фронтом горения.

Созданная локализованная зона горения позволяет генерировать тепло в продуктивном пласте 1, что позволяет осуществлять вытеснение как по разрезу, так и по площади; последовательность отработки пласта 1 происходит сверху вниз и по пласту 1 путем подачи топлива и окислителя в скважину 2 циклически, во избежание прорыва в горизонтальном стволе 1.

При снижении температуры вертикальную оценочную скважину, расположенную в зоне остужения, переводят под закачку окислителя, после инициирования горения ее перекрывают до завершения горения. Затем, после того как температура продукции этой скважины снизилась до достаточной для отбора продукции пласта, эту оценочную скважину переводят под отбор продукции на дневную поверхность.

Далее при достижении температуры продукции 80°С температура прорыва составляет примерно 85-90°С, скважины переводят под нагнетание негорючих реагентов (воды, пара, азота и т.п.) для своевременного остужения температуры горения.

В целях предупреждения прорывов фронта горения в добывающую горизонтальную скважину 1 закачивают высоковязкую нефть (10-15 т нефти на одну обработку скважины). В случае прорыва к скважине следует осуществлять ее охлаждение, например, путем закачки воды в вертикальные скважины 6 и 2. Эта операция должна быть проведена своевременно, т.е. до отложения кокса на трубах и распространения фронта горения в неконтролируемой форме.

Предлагаемый способ разработки высоковязкой нефти позволяет повысить степень выработки запасов высоковязкой нефти за счет выделения оценочных вертикальных скважин, с последующим переводом их под нагнетание рабочих агентов и отбор продукции; инициации внутрипластового горения в центральной вертикальной скважине относительно длины горизонтального ствола горизонтальной скважины производством непрерывного отбора нагретой продукции из горизонтальной скважины; обеспечения контроля процесса горения путем закачки: окислителя - при снижении температуры; воды, пара, азота и др. - при увеличении температуры, что в общем ведет к безопасной организации труда, возможности своевременного осуществления контроля и регулирования процесса организации внутрипластового горения, полной выработке запасов на месторождении высоковязкой нефти с увеличением коэффициента извлечения нагретой продукции на дневную поверхность.

Способ разработки месторождения высоковязкой нефти с использованием внутрипластового горения, включающий строительство горизонтальной добывающей скважины и вертикальной скважины у забоя горизонтальной для закачки окислителя, инициацию горения через вертикальную скважину и отбор продукции через горизонтальную скважину, отличающийся тем, что с двух сторон от средней части горизонтального участка бурят оценочные вертикальные скважины, после чего в вертикальной скважине, располагающейся в районе середины горизонтального ствола добывающей горизонтальной скважины, производят инициирование горения и отбора продукции из горизонтальной скважины, остальные оценочные скважины переводят в добывающие, контролируя по отбираемой продукции фронт горения, при снижении температуры, при которой вязкость возрастает выше допустимой, оценочную скважину переводят в нагнетательную под инициатор горения - окислитель, после инициирования в ней горения ее перекрывают до завершения горения, после снижения температуры продукции этой скважины до достаточной для отбора продукции пласта эту оценочную скважину переводят в добывающую, при увеличении температуры продукции выше предельно рентабельной оценочную скважину переводят в нагнетательную под закачку негорючего агента, например воды, пара, азота.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и применяется при разработке месторождения высоковязкой нефти. .

Изобретение относится к добыче нефти из подземного резервуара, содержащего нефть. .
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке залежей сверхвязкой нефти или битума с применением термических способов. .

Изобретение относится к способу с улучшенными показателями безопасности и производительности при извлечении нефти из подземного пласта с помощью внутрипластового горения с применением горизонтальных нефтяных скважин.

Изобретение относится к области добычи трудноизвлекаемых нефтеносных залежей путем их огневой обработки. .

Изобретение относится к закачке разбавителя в форме углеводородного конденсата по насосно-компрессорной трубе в конечную точку (носок) в процессе внутрипластового горения «от носка к пятке» с применением горизонтальной добывающей скважины, что повышает продуктивность скважины и приводит к продолжительному экономическому эффекту по сравнению с процессами THAI и CAPRI, применяемыми в настоящее время.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче высоковязких тяжелых и битуминозных нефтей. .
Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений и может найти применение при термических способах разработки залежей высоковязких нефтей и природных битумов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке месторождений нефти и/или битума с использованием термических способов добычи системой вертикальных и горизонтальных скважин.

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности, в частности к способам повышения эффективности добычи углеводородов. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам добычи нефти при тепловом воздействии на пласт
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой нефти

Изобретение относится к области контроля за разработкой нефтяных месторождений и может быть применено при термических способах разработки нефтяных залежей

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - обеспечение более быстрого роста средней температуры по залежи, более высокие значения добычи нефти уже на начальном этапе разработки залежи с одновременным снижением материальных затрат и повышением безопасности работ на скважинах. В способе разработки залежи высоковязкой нефти с использованием внутрипластового горения, включающем строительство горизонтальной и вертикальной скважин, закачку окислителя через вертикальную скважину и отбор продукции из горизонтальной скважины, забой вертикальной скважины располагают в 28-32 м над горизонтальной скважиной и в 10-15 м от ее забоя в сторону устья. До закачки окислителя в горизонтальной и вертикальной скважинах устанавливают электронагреватели мощностью, достаточной для разогрева околоскважинного пространства до температуры 100-200°C. После чего начинают закачку окислителя в обе скважины для инициирования внутрипластового горения в залежи в призабойной зоне расположения обеих скважин. Далее, при превышении пластового давления в окрестности горизонтальной скважины величины уровня начального пластового давления более чем в 1,5 раза, из горизонтальной скважины электронагреватель извлекается и в нее спускается насосное оборудование, с помощью которого осуществляют откачку продукции залежи. При снижении уровня жидкости в скважине до уровня от 100% до 90% уровня начального пластового давления отбор продукции прекращают, извлекают насосное оборудование, спускают электронагреватель, осуществляют закачку окислителя для инициирования внутрипластового горения. Цикл отбора продукции и инициирования внутрипластового горения повторяют и прекращают при установлении гидродинамической связи между горизонтальной и вертикальной скважинами. Затем горизонтальная скважина эксплуатируется в режиме отбора продукции. Электронагреватель, установленный в вертикальной скважине, отключают и извлекают из этой скважины после установления режима устойчивого высокотемпературного горения, после чего закачку окислителя продолжают. 1 табл., 1 пр., 4 ил.
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам разработки нефтяных залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти с использованием тепловых методов воздействия на залежь. Технический результат - повышение эффективности способа при разработке залежей с нефтями нормальной и высокой вязкости за счет создания области необходимой нефтенасыщенности, снижения расхода топлива на поддержание процесса горения, более полного использования окислителя и безопасности проведения процесса разработки залежи с неоднородными и трещиноватыми пластами, увеличение охвата зоны пласта процессом горения и вытеснения. В способе разработки нефтяной залежи, содержащей трудноизвлекаемые запасы нефти путем закачки в нагнетательные скважины оторочек окислителя и воды и отбор нефти посредством добывающих скважин, перед закачкой окислителя в пласт закачивают водный раствор средней соли угольной кислоты с водорастворимым полимером акрилового ряда и кислотный раствор. Кроме того, закачку в пласт средней соли угольной кислоты с водорастворимым полимером акрилового ряда и кислотного раствора производят попеременно циклами для получения необходимого объема оторочки. В случае прорыва газа в добывающие скважины производят изоляцию высокопроницаемых интервалов пласта. 2 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относиться к добыче вязких углеводородов из подземного коллектора. Технический результат - повышение нормы отбора нефти, повышение качества нефти, возможность эксплуатировать недоступные напрямую с поверхности коллекторы при умеренной стоимости способа разработки. Способ добычи нефти с помощью внутрипластового горения для снижения вязкости нефти включает следующие операции: использование по меньшей мере одной добывающей скважины, имеющей по существу вертикальной участок, идущий вниз в указанный коллектор, и имеющей участок горизонтальной ветви, находящийся во флюидной связи с указанным вертикальным участком и идущий горизонтально наружу от него, причем указанный участок горизонтальной ветви закончен относительно низко в коллекторе; использование по меньшей мере одной нагнетательной скважины в области между противоположными концами указанного участка горизонтальной ветви и со смещением от указанного участка горизонтальной ветви, расположенной по существу непосредственно над указанным участком горизонтальной ветви и при вертикальном совмещении с ним, для нагнетания окисляющего газа в указанный коллектор над указанным участком горизонтальной ветви и в область между взаимно противоположными концами указанного участка горизонтальной ветви; нагнетание окисляющего газа через указанную по меньшей мере одну нагнетательную скважину и инициирование горения углеводородов в указанном коллекторе поблизости от указанной нагнетательной скважины с созданием по меньшей мере одного или нескольких фронтов горения над указанным участком горизонтальной ветви, причем указанные один или несколько фронтов горения вызывают снижение вязкости нефти в указанном коллекторе и ее стекание вниз в указанный участок горизонтальной ветви; создание условий для того, чтобы имеющие высокую температуру газообразные продукты сгорания вместе с указанной нефтью пониженной вязкости накапливались вместе в указанном участке горизонтальной ветви; подъем указанных имеющих высокую температуру газов и нефти на поверхность; отделение у пятки указанной горизонтальной скважины или на поверхности нефти от имеющих высокую температуру газообразных продуктов сгорания. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области добычи газа, нефти и выщелачиванию микроэлементов из сланцевых месторождений и может быть использовано для разработки сланцевых месторождений, максимально приближенных к развитым инфраструктурам мегаполисов. Обеспечивает повышение эффективности разработки сланцевых месторождений в районах с развитой инфраструктурой мегаполисов за счет повышения экологической безопасности и экономической эффективности. Сущность изобретения: способ заключается в разделении разведанного рудного поля на изолированные друг от друга целиками блоки. В центральной части каждого блока по подошве залежи месторождения размещают две горизонтальные скважины в качестве минных камер, в которых устанавливают с обеспечением воздушного зазора взрывной заряд из чередующихся заряженных взрывчатым веществом и пустых, разделяющих заряд на отдельные части, негерметичных контейнеров, закрепленных у устья скважины на тросе. Контейнеры снабжают по всей длине зарядного состава магистральными детонирующими шнурами, соединенными между собой у устья скважины, и с электродетонаторами с замкнутыми проводниками. Рабочий конец контейнеров, заполненных взрывчатыми веществами, выполняют с кумулятивной выемкой. Второй конец заглушают. Для снижения сейсмического воздействия взрыва указанные контейнеры снабжают детонаторами короткозамедленного действия, смонтированными на отрезке детонирующего шнура, находящегося во внутренней полости контейнера. При этом отвод одного из указанных детонаторов подсоединяют к основной магистральной линии детонирующего шнура. Отвод второго детонатора присоединяют к дублирующей линии. Добычные вертикальные скважины размещают по контуру блоков модуля и оборудуют вихревыми насосами «Хобот-Торнадо» с фонтанно-эрлифтными трубами, обеспечивающими работу насоса. Разработку месторождения производят по трехстадийной модульной схеме, последовательно переходя в изолированные целиками соседние блоки. На первой стадии производят минный разрыв пластов с последующим отбором газа и газоконденсата посредством добычных скважин. На второй стадии производят термообработку разорванных пластов путем подачи под давлением не менее 2,0 МПа высокотемпературных продуктов сгорания через вертикальные части горизонтальных скважин в подошвенную часть пласта с последующим извлечением расплавленных твердых и вязких органических составляющих. На третьей стадии через вертикальную часть горизонтальных скважин закачивают в полость пласта щелочной раствор с целью выщелачивания зольных сланцевых пластов для извлечения редкоземельных составляющих. 3 ил.
Наверх