Способ подготовки месторождения углеводородов к освоению


 


Владельцы патента RU 2579089:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН (ИПНГ РАН) (RU)

Изобретение относится к области освоения месторождений углеводородов и может быть использовано для подготовки потенциального осваиваемого месторождения к разведочному и эксплуатационному бурению. Технический результат - предотвращение аварий при бурении поисково-разведочных и/или эксплуатационных скважин на площади потенциального месторождения из-за вскрытия скоплений высоконапорного природного газа в верхней части разреза. Способ характеризуется тем, что осуществляют проведение сейсмических исследований разреза горных пород на площади потенциального малоизученного месторождения. Определяют интервалы залегания его продуктивных залежей и интервалы возможных скоплений природного газа - газовые карманы в верхней части разреза. Определяют места заложения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин. Осуществляют бурение пилотной-первоочередной скважины с использованием противовыбросового оборудования, отбором керна и исследованиями околоскважинного пространства для уточнения интервалов возможного скопления природного газа. Вскрывают пилотной скважиной эти интервалы, добывают из них газ с понижением пластового давления до значения не более гидростатического. Сооружают поисково-разведочные и эксплуатационные скважины на продуктивные залежи потенциального месторождения, в том числе с возможным вскрытием этими скважинами в верхней части разреза горных пород интервалов с отобранным газом. Пилотную скважину, выполнившую задачу добычи газа, предусматривают для использования в качестве наблюдательной для контроля за перетоками газа из нижних горизонтов. 1 пр.

 

Изобретение относится к области освоения месторождений углеводородов и может быть использовано для подготовки потенциального осваиваемого месторождения к разведочному и эксплуатационному бурению.

Согласно действующим правилам разработки нефтяных и газовых месторождений (Национальный стандарт Российской Федерации, Гост Р 53713-2009) в процессе их разведки проводят сейсмические исследования разреза горных пород, по результатам которых определяют интервалы наиболее вероятного залегания продуктивных залежей и места заложения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин для их вскрытия. В том случае, когда малоизвестны детали строения продуктивных залежей, предусматривают бурение так называемых пилотных стволов (см., например, Мельничук И.П. Бурение направленных скважин малого диаметра. - М.: Недра, 1978). Пилотные (предварительно проходимые) стволы в последние годы особенно стали актуальны при освоении морских нефтегазовых месторождений и необходимости бурения дорогостоящих поисково-разведочных и эксплуатационных скважин с горизонтальным окончанием, там, где нужны более точные данные о глубинах залегания и конфигурации продуктивных залежей.

Однако в разрезе горных пород при наличии непроницаемых пластов в верхней его части (например, слоя многолетнемерзлых пород - ММП) в результате перетоков высоконапорного природного газа с глубинных интервалов (например, по разломам горных пород) могут скапливаться небольшие залежи газа с аномально-высокими пластовыми давлениями (АВПД), превышающими гидростатические для данной глубины. Вскрытие таких скоплений газа (так называемых газовых «карманов») в процессе разведочно-эксплуатационного бурения может приводить к различным аварийным ситуациям и катастрофам с ликвидации скважины с потерей бурового оборудования.

Технической задачей описываемого изобретения является предотвращение аварий при бурении поисково-разведочных и (или) эксплуатационных скважин на площади потенциального месторождения из-за вскрытия скоплений высоконапорного природного газа в верхней части разреза.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе подготовки месторождения углеводородов к освоению, характеризующегося тем, что осуществляют проведение сейсмических исследований разреза горных пород на площади потенциального малоизученного месторождения, определяют интервалы залегания его продуктивных залежей и интервалы возможных скоплений природного газа - газовые карманы в верхней части разреза, определяют места заложения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, осуществляют бурение пилотной-первоочередной скважины с использованием противовыбросового оборудования, отбором керна и исследованиями околоскважинного пространства для уточнения интервалов возможного скопления природного газа, вскрывают пилотной скважиной эти интервалы, добывают из них газ с понижением пластового давления до значения не более гидростатического, сооружают поисково-разведочные и эксплуатационные скважины на продуктивные залежи потенциального месторождения, в том числе с возможным вскрытием этими скважинами в верхней части разреза горных пород интервалов с отобранным газом, при этом пилотную скважину, выполнившую задачу добычи газа, предусматривают для использования в качестве наблюдательной для контроля за перетоками газа из нижних горизонтов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На площади, перспективной на нефтегазоносность, проводят сейсмические исследования разреза горных пород, по результатам которых определяют возможные интервалы залегания продуктивных залежей и места заложения первоочередных поисково-разведочных скважин. В процессе обработки данных сейсмических исследований обращают внимание на возможные скопления высоконапорного природного газа в верхней части разреза, так называемые «газовые карманы». Такие «карманы» в практике освоения нефтегазовых месторождений встречаются, например, внутри или под толщами ММП, служащих покрышками для ниже лежащих коллекторов, которые из-за гидродинамической связи с глубинными интервалами могут содержать, обычно непромышленные, запасы природного газа с АВПД, по сравнению с гидростатическим давлением для данной глубины. Роль «газовых карманов» могут сыграть скопления газовых гидратов в низкотемпературных интервалах (в придонных осадочных толщах акватории, в коллекторах внутри и под ММП), которые при их вскрытии бурением и изменении термобарических условий (главным образом за счет повышения температуры) могут служить причиной неожиданных выбросов природного газа.

Перед заложением первоочередных поисково-разведочных скважин, особенно на малоизученных площадях и при высокой стоимости поисково-разведочного бурения, для уточнения строения исследуемого разреза проектируют и бурят пилотный ствол. Это, как правило, скважина небольшого диаметра, которую бурят с отбором кернового материала и проведением различных исследований околоскважинного пространства. При наличии выявленных «газовых карманов» траекторию пилотной скважины проектируют и реализуют с учетом вскрытия этих «карманов». Если по каким-либо причинам пилотным стволом, проектируемым для доразведки площади, не удается вскрыть «газовый карман», то для этого проектируется специальная скважина, которая может быть пробурена также с минимальным диаметром. При бурении такой скважины принимаются все необходимые меры для предотвращения возможных осложнений при вскрытии «газового кармана». После его вскрытия скважина оборудуется таким образом, чтобы стать практически эксплуатационной для отбора природного газа из выявленного и вскрытого «газового кармана». Добываемый газ предпочтительнее использовать для выработки электроэнергии (например, как в способе по патенту РФ №2484245, МПК Е21В 47/00, 2012.01) или после сепарационной очистки для заправки баллонов с последующим использованием для собственных нужд или в социальной сфере для обеспечения местного населения.

Добыча газа из одного или нескольких «газовых карманов» осуществляется до снижения пластового давления до значения не более гидростатического. Это делается для того, что бы при последующем вскрытии интервалов «газовых карманов» в процессе поисково-разведочного и эксплуатационного бурения не было осложнений. После такой разработки газовых залежей в «газовых карманах» разведуемую площадь можно считать подготовленной для последующего ее разбуривания поисково-разведочными и эксплуатационными скважинами (в том числе, при необходимости, пилотными стволами). Поэтому разведочные скважины, проектируемые по результатам сейсмических исследований, а также эксплуатационные скважины, проектируемые по положительным результатам разведочного бурения, могут проводиться, в том числе, с возможным вскрытием в верхней части разреза горных пород интервалов с отобранным газом. Сама скважина, выполнившая задачи добычи газа из «газового кармана», в дальнейшем может быть использована для бурения (углубления) пилотного ствола или в качестве наблюдательной для контроля за возможными перетоками газа из нижних горизонтов в процессе освоения потенциального месторождения.

При этом является очевидным тот факт, что если запроектированный пилотный ствол располагается вне выявленного «газового кармана», то проводка этого ствола может быть реализована без привязки по срокам бурения скважины для вскрытия «газового кармана».

Пример реализации способа.

В процессе сейсмических исследований перспективной на нефтегазоносность площади кроме возможного месторождения углеводородов на глубине 2500 м выявлена структура в верхней части разреза на глубине 450 м, характерная для возможных скоплений природного газа. Учитывая небольшую глубину залегания потенциального «газового кармана» было принято решение о бурении первоочередной скважины для его вскрытия. Скважина была пробурена с использованием противовыбросового оборудования. После вскрытия выявленной структуры была обнаружена газовая метановая залежь («газовый карман») с пластовым давлением 8 МПа, что превышает гидростатическое давление (4,5 МПа) на 3,5 МПа. При кратковременной отработке скважины на факел по динамике снижения давления были определены запасы залежи - 500 тыс. м3. При добыче газа до гидростатического давления мы можем отобрать примерно (500000·3,5/8)=218 тыс. м3. Для утилизации добываемого газа была использована микротурбинная электроустановка Capstone 200, позволяющая получать 200 кВт электроэнергии при расходе топлива (метанового газа) 65 м3. Принимая указанные характеристики за часовую нагрузку энергоустановки, получаем время утилизации добываемого газа (218000/65·24)=140 суток, за которые вырабатывается (200·24·140)=672 тыс. кВт электроэнергии.

Другим путем (или одновременным) утилизации добываемого газа была рассмотрена заправка метановых баллонов емкостью 50 л (ГОСТ 948-73) с рабочим давлением 19,6 МПа (200 кг·с/см2). Весь объем добываемого газа (218 тыс. м3) позволяет заправить (218000/10)=21,8 тысяч баллонов (0,05·200=10 м3 - объем газа в баллоне при нормальном давлении). Утилизируемый газа с использованием его в качестве баллонного на транспорте позволяет заменить порядка 200 т жидкого топлива (бензина, дизельного топлива).

При использовании описываемого способа подготовки месторождения углеводородов к освоению решаются не только вопросы повышения безопасности бурения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, но и энергообеспечения как для собственных нужд, так и в социальной сфере на ранней стадии поисково-разведочных работ. Кроме того, решается задача борьбы с эмиссией парниковых газов, что особенно важно в условиях ранимой экосистемы Арктики, где ведется разведка преимущественно газовых месторождений и добыча основных объемов газа России.

Способ подготовки месторождения углеводородов к освоению, характеризующийся тем, что осуществляют проведение сейсмических исследований разреза горных пород на площади потенциального малоизученного месторождения, определяют интервалы залегания его продуктивных залежей и интервалы возможных скоплений природного газа - газовые карманы в верхней части разреза, определяют места заложения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, осуществляют бурение пилотной-первоочередной скважины с использованием противовыбросового оборудования, отбором керна и исследованиями околоскважинного пространства для уточнения интервалов возможного скопления природного газа, вскрывают пилотной скважиной эти интервалы, добывают из них газ с понижением пластового давления до значения не более гидростатического, сооружают поисково-разведочные и эксплуатационные скважины на продуктивные залежи потенциального месторождения, в том числе с возможным вскрытием этими скважинами в верхней части разреза горных пород интервалов с отобранным газом, при этом пилотную скважину, выполнившую задачу добычи газа, предусматривают для использования в качестве наблюдательной для контроля за перетоками газа из нижних горизонтов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для выявления приближающегося землетрясения. Сущность: в пределах локального участка литосферы сейсмоактивной зоны проводят мониторинговые наблюдения за низкочастотными микросейсмическими колебаниями, регистрируемыми сейсмическими станциями.

Использование: для определения компонентного состава пород хемогенных отложений. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют геофизические исследования акустическим, гамма-плотностным, нейтронным и гамма-спектральным методами по стволу скважины в разрезе хемогенных отложений с шагом дискретизации по глубине 0.1 м и на каждой точке глубины путем алгоритмического решения системы уравнений при четырех измеренных геофизических параметрах и известных физических свойствах скелетной части пород определяют количественное содержание преобладающих 5-ти компонент породы, включающей галит, ангидрит, сильвинит, кальцит и глины.

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для обеспечения контроля зарождающихся процессов разрушения в массиве горных пород, ведущих к катастрофическим проявлениям, а также для исследования подобных процессов.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поисков и разведки месторождений нефти и газа. Заявленный способ вибрационной сейсморазведки основан на возбуждении и регистрации сейсмических колебаний в широкой полосе частот, расширенной в область низких частот, и на формировании колебаний с фиксированной амплитудой реактивной массы виброисточника, передающей возбуждаемые колебания в горные породы через опорную плиту виброисточника.

Изобретение относится к области охранных систем и может быть использовано для охраны объектов различного назначения. Заявлен способ обнаружения движущихся наземных объектов по сейсмическому сигналу, согласно которому каждую секунду во входном сейсмическом сигнале после предварительного усиления за время скользящего временного окна находятся средневзвешенная частота спектра в низкочастотной полосе пропускания, соответствующей эффективной полосе частот полезного сигнала, и высокочастотная составляющая, формируемая путем подсчета числа положительных и отрицательных экстремумов входного сейсмического сигнала за определенный промежуток времени.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Получены данные о вращательном и поступательном движении, принятые по меньшей мере одним датчиком движения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения глубины проникания объекта в грунт. Способ включает сбрасывание объекта с носителя и регистрацию параметров его проникания, по крайней мере, двумя сейсмическими датчиками, расположенными на расстоянии друг от друга в зоне вероятного падения объекта.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Способ вибрационной сейсморазведки основан на возбуждении и регистрации вибрационных сейсмических колебаний и включает в себя коррекцию возбуждаемых сигналов путем изменения относительной интенсивности компонент спектра для волн, представляющих разведочный интерес.

Изобретение относится к сейсмической разведке и может использоваться при разведке нефтяных и газовых залежей. Согласно заявленному решению выбирают и устанавливают фиксированную приемную базу, располагают источники возбуждения сейсмических колебаний и приемники на этой базе симметрично относительно ее центра, принятого за начало координат.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при изучении сейсмогенерирующих структур. В способе обнаружения «живущих» разломов в зоне разлома устанавливают акустическую мониторинговую станцию и выполняют суточный мониторинг зоны разлома.

Группа изобретений относится к топливно-энергетическому комплексу и может быть использовано для добычи трудноизвлекаемой высоковязкой (битумной) нефти. По способу осуществляют капитальные горные работы по вскрытию залежи битумной нефти шахтными стволами и подземными горно-подготовительными выработками.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для моделирования пласта-коллектора. Описывается способ моделирования месторождения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к добыче отсепарированной от газа и воды нефти штанговым глубинным насосом из скважин с высокой продуктивностью.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи магматической лавы из магматических озер, расположенных в кратерах действующих вулканов, или в полостях спящих вулканов, или вблизи от них, как имеющих выход на поверхность земли, так и находящихся на глубине.

Изобретение относится к области добычи природного газа и, в частности, к предупреждению процесса гидратообразования и разрушению гидратов в системах сбора газа в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для интерпретации сейсмических данных. Согласно заявленному предложению вычисляют сейсмические характеристики, выбирают признаки, относящиеся к классическим элементам углеводородной системы, а именно к коллектору, литологическому экрану, ловушке, источнику, созреванию и миграции.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, но может также быть использовано и в других областях, где важным показателем является движение жидких систем в пористой среде.

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для обоснования технологических режимов газовых промыслов, включающих системы добычи и подготовки газа к транспорту.

Изобретение относится к газонефтедобыче и может быть использовано на стадии эксплуатации скважин газовых и газоконденсатных месторождений для определения природы воды, поступающей в продукцию скважин.

Изобретение относится к добыче нефти и может быть применено для разработки нефтяных месторождений с обустройством нефтяных промыслов. Нефтедобывающий комплекс включает, по меньшей мере, одну добывающую и одну нагнетательную скважины, снабженные блоками телемеханической системы регулирования и учета потоков добываемой и закачиваемой жидкости с регулируемыми клапанами и датчиками контрольно-измерительных приборов (КИП), межскважинную перекачивающую станцию (МПС).

Изобретение относится к способу и устройству для обработки потока исходного продукта (сырого синтез-газа/сингаза), получаемого в процессе подземной газификации угля (ПГУ). Устройство содержит сепаратор для отделения жидкостей и твердых частиц от сырого сингаза, получаемого в процессе ПГУ, содержащий сосуд, содержащий верхнюю секцию и нижнюю секции; входной канал для подачи газа; выходной канал для газа, расположенный над входным каналом для подачи газа; выходной канал для жидкостей, расположенный под входным каналом для подачи газа; и корзиночный фильтр, размещенный в нижней секции сосуда, при этом нижняя секция сосуда вмещает отделяемые жидкости и твердые частицы; и выводную систему для направления сырого сингаза, содержащего высокую концентрацию кислорода, в атмосферу, при этом выводная система содержит вертикально расположенный сосуд; выходной канал для газа в верхней части сосуда; жидкостное уплотнение в нижней части сосуда; и входной канал для газа для подачи поступающего сингаза в жидкостное уплотнение. Изобретение позволяет сделать поток обработанного продукта ПГУ пригодным для последующего применения, например, для выработки энергии или в химическом производстве. Изобретение можно также использовать для изоляции, обработки и манипуляций с потоком исходного продукта ПГУ, который образуется при поджиге или выводе из эксплуатации подземного газогенератора. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх