Способ извлечения тяжелой нефти из продуктивного пласта и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение производительности нефтеизвлечения из продуктивного пласта с одновременным снижением энергозатрат. В способе извлечения тяжелой нефти из продуктивного пласта прокладывают нагнетательную и добывающую скважины с вертикальными участками в грунте и перфорированными горизонтальными участками в продуктивном пласте, при этом горизонтальный участок нагнетательной скважины располагают над горизонтальным участком добывающей скважины, нагнетательную скважину заполняют рабочей жидкостью, осуществляют отбор продукта через горизонтальный участок добывающей скважины. В качестве рабочей жидкости применяют ферромагнитные комплексы. Снаружи от нагнетательной скважины и снаружи от добывающей скважины дополнительно прокладывают по технологической скважине с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, создают в них неравномерное магнитное поле и воздействуют им на пласт не менее 24 часов. Устройство для осуществления указного выше способа содержит указанные выше нагнетательную и добывающую скважины с колоннами насосно-компрессорных труб в каждой, указанные выше технологические скважины с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, в торцах которых расположены фигурные стальные сердечники с соленоидами, соединенные с источниками постоянного тока, устье нагнетательной скважины оборудовано подающим устройством. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения тяжелой нефти или битума.

Известен способ разработки нефтяного месторождения, включающий бурение непрерывной (двухустьевой) скважины с образованием ее выходного участка вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности, установку в пробуренную скважину обсадной колонны, цементирование затрубного пространства по всей длине, перфорирование обсадной колонны в интервале горизонтального участка, установку внутри обсадной трубы насосно-компрессорных труб с центраторами, подачу теплоносителя по колонне насосно-компрессорных труб с входного и выходного участков, отбор продукта по выходному участку при продолжении закачки теплоносителя по входному участку (RU 2211318, Е21С 43/24, опубл. 27.08.2003).

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность нефтеизвлечения, так как при закачке пара и одновременном отборе нефти из одной скважины могут происходить прорывы пара, что приводит к энергозатратности процесса.

Известен способ обработки призабойной зоны скважин, добывающих тяжелую нефть, включающий закачку в пласт углеводородной жидкости с добавкой ферромагнитных компонентов и ПАВ с последующим воздействием на пласт постоянным магнитным полем (RU 2144982, Е21В 43/22, опубл. 27.01.2000).

Недостатком данного способа является то, что он относится к удалению из призабойной зоны скважины асфальтосмолопарафиновых отложений и не может быть использован для повышения отбора нефти из продуктивного пласта, находящегося в толще грунта.

Известно устройство, содержащее двухустьевую верхнюю нагнетательную и нижнюю добывающую скважины с горизонтальными участками, расположенными друг под другом, горизонтальные участки скважин оборудованы фильтрами, выполненными в виде перфорированных обсадных колонн, в горизонтальный участок нагнетательной скважины спущены термодатчики (RU 2474680, Е21В 43/24, опубл. 10.02.2013).

Известно устройство, содержащее расположенные в пределах залежи двухустьевые скважины с горизонтальными участками, обсаженные эксплуатационной колонной с фильтром с двух концов, и дополнительный ствол, насос для отбора продукции, спущенный через первое устье скважины (RU 2483204, Е21В 43/24, опубл. 27.05. 2013).

Недостатком вышеуказанных устройств-аналогов является недостаточная эффективность нефтеизвлечения.

Наиболее близким аналогом способа является способ, включающий строительство верхней нагнетательной скважины и нижней добывающей скважины с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, закачку теплоносителя через горизонтальную нагнетательную скважину с прогревом пласта, созданием паровой камеры и отбор продукции через горизонтальную добывающую скважину с уменьшением отбора в зонах наличия температурных пиков, осуществляя равномерный прогрев паровой камеры (RU 2398103, Е21В 3/24, опубл. 27.08.2010).

Недостатком этого решения является неравномерность прогрева паром пористой среды пласта, а также снижение его пористости в результате обработки, вызванное конденсацией водяного пара непосредственно у стенок нагнетательной скважины. Это приводит к повышению энергозатрат на добычу тяжелой нефти. Недостаточная эффективность нефтеизвлечения.

Наиболее близким к заявляемому является устройство, включающее верхнюю нагнетательную скважину и нижнюю добывающую скважину с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, нагнетательная скважина на устье оборудована парогенератором, а добывающая снабжена погружным насосом. Горизонтальные участки оборудованы фильтрами. Внутри одного из которых в добывающей скважине размещен хвостовик погружного насоса с регулируемыми в зависимости от температуры клапанами (RU 2398103, Е21В 3/24, опубл. 27.08.2010).

Недостатком этого устройства является низкая производительность нефтеизвлечения из продуктивного пласта, очень высокие энергозатраты.

Изобретение решает задачу повышения производительности нефтеизвлечения из продуктивного пласта с одновременным снижением энергозатрат.

Это достигается тем, что в способе извлечения тяжелой нефти из продуктивного пласта, при котором прокладывают нагнетательную и добывающую скважины с вертикальными участками в грунте и перфорированными горизонтальными участками в продуктивном пласте, при этом горизонтальный участок нагнетательной скважины располагают над горизонтальным участком добывающей скважины, нагнетательную скважину заполняют рабочей жидкостью, осуществляют отбор продукта через горизонтальный участок добывающей скважины, согласно изобретению в качестве рабочей жидкости применяют ферромагнитные комплексы, снаружи от нагнетательной скважины и снаружи от добывающей скважины дополнительно прокладывают по технологической скважине с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, создают в них неравномерное магнитное поле и воздействуют им на пласт не менее 24 часов.

Для этого в устройстве, содержащем нагнетательную и добывающую скважины с колоннами насосно-компрессорных труб в каждой, горизонтальный участок нагнетательной скважины расположен над горизонтальным участком добывающей скважины, нагнетательная скважина заполнена рабочей жидкостью, вертикальный участок нагнетательной скважины имеет устье, добывающая скважина снабжена погружным насосом, согласно изобретению дополнительно содержатся расположенные снаружи от нагнетательной и снаружи от добывающей скважин технологические скважины с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, в торцах которых расположены фигурные стальные сердечники с соленоидами, соединенные с источниками постоянного тока, устье нагнетательной скважины оборудовано подающим устройством.

Кроме того, устройство может дополнительно содержать вторую нагнетательную скважину, вертикальный участок которой расположен с другой стороны от вертикального участка добывающей скважины, при этом горизонтальный участок второй нагнетательной скважины расположен под горизонтальным участком добывающей скважины.

Технический результат - снижение вязкости тяжелой нефти за счет понижения пористости пласта.

На отбор тяжелой нефти из продуктивного пласта влияют его физико-химические свойства, в т.ч. пористость пласта, которая в свою очередь зависит от количества находящихся в нем включений в виде парафинов, смол, асфальтенов. Введение в тяжелую нефть, находящуюся в продуктивном пласте, ферромагнитных комплексов увеличивает магнитную восприимчивость и величину наведенного момента при воздействии на него внешнего неравномерного магнитного поля. При этом в кристаллах парафинов, смол, асфальтенов создается положительный магнитный момент, который способен разрушить кристаллическую структуру этих веществ со слабым отрицательным магнитным моментом. Этот процесс заключается в том, что под воздействием внешнего неравномерного магнитного поля происходит различное влияние на магнитную восприимчивость веществ, входящих в состав парафинов, смол, асфальтенов. Вследствие этого ослабляются связи между ними, при этом парафины, смолы, асфальтены становятся более рыхлыми, пористость пласта снижается, вязкость нефти уменьшается. В качестве ферромагнитных комплексов используется коллоидная система из магнетита FeOxFe2O3 с размером частиц 5-10 нм, который предварительно обрабатываются этиленгликолем и поверхностно-активным веществом (ПАВ) в весовом соотношении этиленгликоль - соль 0,1:1. В качестве ПАВ используется полиакрилат натрия в количестве до 0,01%. Кроме того, в качестве ПАВ могут использоваться олеиновая и полиакримиловая кислоты, лимонная кислота. В качестве несущей жидкости могут использоваться вода, керосин, этиленгликоль, минеральное масло. В качестве твердой фазы могут использоваться феррошпинель, а также соли NiCl2, CoCl2 с размером частиц 5-10 нм. Объем твердой фазы в ферромагнитном комплексе составляет 20-25%. Для повышения магнитной восприимчивости тяжелой нефти ее обрабатывают неравномерностью внешнего магнитного поля, создаваемого соленоидом с сердечником из ферромагнитного материала, при градиенте более 1,2 Тл/см. Время обработки зависит от вязкости нефти, размеров пласта и составляет не менее 24 часов.

Пример.

Объем ферромагнитного комплекса для обработки пласта рассчитывается из расчета 4-5 см3 на 1 м пласта, что позволяет воздействовать на зону обработки радиусом 5-8 м. Около скважины устанавливаются две емкости объемом по 30 м. В первой емкости предварительно готовят ферромагнитный комплекс объемом 25 м3 путем растворения магнетита FeOxFe2O3 с размером частиц 5-10 нм в этиленгликоле в весовом соотношении этиленгликоль - соль: 0,1:1. В качестве ПАВ используют полиакрилат натрия в количестве до 0,01%. Во второй емкости приготовленный комплекс смешивают с 18 м3 нефти и закачивают в горизонтальный участок нагнетательной скважины. Подключают соленоиды, расположенные в технологических скважинах к источнику постоянного тока и создают градиент неравномерности магнитного поля более 1,2 Тл/см. Обработку пласта магнитным полем проводят не менее 24 часа. Отбор нефти производят после обработки пласта насосом, расположенным в горизонтальном участке добывающей скважины.

На фиг. 1 представлена схема устройства по п. 2 формулы, на фиг. 2 представлена схема устройства по п. 3, на фиг. 3 - вид А фиг. 1 и фиг 2.

Устройство содержит нагнетательную 1 и добывающую 2 скважины, оборудованные устьями 3 и горизонтальными перфорированными участками 4, расположенными друг над другом, в нагнетательную скважину закачена рабочая жидкость 5, добывающая скважина снабжена погружным насосом 6. В качестве рабочей жидкости применен ферромагнитный комплекс, для подачи которого устье нагнетательной скважины оборудовано подающим устройством 7, дополнительно прокладывают две технологические скважины 8 с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, в конце горизонтальных участков этих скважин расположены фигурные стальные сердечники 9 с соленоидами 10, соединенные токопроводами 11 с источниками постоянного тока 12. Нагнетательная скважина оборудована колонной насосно-компрессорных труб 13 с пакером 14. В добывающую скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб 15 с пакером 16.

Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом.

В нагнетающую скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб 13 с пакером 14, включают подающее устройство 7 и закачивают ферромагнитный комплекс 5 в горизонтальный перфорированный участок 4. При этом ферромагнитный комплекс диспергируется в продуктивный пласт. Далее включается источник постоянного тока 12 по токопроводам 11 электрический ток течет в соленоид 10, охватывающий сердечник 9. Сердечник соленоида, расположенный в первой технологической скважине 8, имеет призматическую форму его северного полюса, направленную в сторону южного полюса сердечника другого соленоида, расположенного во второй технологической скважине 8. При этом в продуктивном пласте между соленоидами создается неоднородное магнитное поле, которое повышает магнитную восприимчивость парафинов, смол, асфальтенов, снижает пористость пласта, понижает вязкость тяжелой нефти.

Отбор тяжелой нефти, осуществляют с помощью погружного насоса 6, например винтового, который по колонне насосно-компрессорных труб 15 перекачивает нефть в емкость, расположенную вблизи скважины.

Использование заявляемых способа и устройства позволяет осуществить повышение эффективности нефтеизвлечения из продуктивного пласта за счет повышения его пористости и снижения вязкости нефти при воздействии на продуктивный пласт неоднородным магнитным полем.

1. Способ извлечения тяжелой нефти из продуктивного пласта, при котором прокладывают нагнетательную и добывающую скважины с вертикальными участками в грунте и перфорированными горизонтальными участками в продуктивном пласте, при этом горизонтальный участок нагнетательной скважины располагают над горизонтальным участком добывающей скважины, нагнетательную скважину заполняют рабочей жидкостью, осуществляют отбор продукта через горизонтальный участок добывающей скважины, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости применяют ферромагнитные комплексы, снаружи от нагнетательной скважины и снаружи от добывающей скважины дополнительно прокладывают по технологической скважине с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, создают в них неравномерное магнитное поле и воздействуют им на пласт не менее 24 часов.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее нагнетательную и добывающую скважины с колоннами насосно-компрессорных труб в каждой, горизонтальный участок нагнетательной скважины расположен над горизонтальным участком добывающей скважины, нагнетательная скважина заполнена рабочей жидкостью, вертикальный участок нагнетательной скважины имеет устье, добывающая скважина снабжена погружным насосом, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит расположенные снаружи от нагнетательной и снаружи от добывающей скважин технологические скважины с горизонтальными участками, направленными навстречу друг другу, в торцах которых расположены фигурные стальные сердечники с соленоидами, соединенные с источниками постоянного тока, устье нагнетательной скважины оборудовано подающим устройством.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит вторую нагнетательную скважину, вертикальный участок которой расположен с другой стороны от вертикального участка добывающей скважины, при этом горизонтальный участок второй нагнетательной скважины расположен под горизонтальным участком добывающей скважины.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способу и устройству для добычи углеводородсодержащего вещества из резервуара. Способ для добычи углеводородсодержащего вещества, в частности битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара, причем резервуар нагружается тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрены по меньшей мере два проводящих шлейфа для индуктивного обтекания током в качестве электрического/электромагнитного нагрева.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - расширение геологических условий применения устройства, повышение надежности, успешности и эффективности обработки призабойной зоны скважины, упрощение конструкции и изготовления устройства.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи месторождения.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и предназначена для теплового воздействия на призабойную зону пласта с высоковязкой нефтью, в том числе для снижения выпадения асфальтосмолопарафиновых веществ при отборе разогретой высоковязкой нефти и разрушения эмульсии.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования притока в добычной трубопровод. Клапан или устройство управления потоком для управления на основе эффекта Бернулли потоком флюида от одного пространства или области к другой, в частности для управления потоком флюида, такого как нефть и/или газ, содержащего воду, из нефтяного или газового коллектора в добычной трубопровод скважины в нефтяном и/или газовом коллекторе, от впускного отверстия на стороне впуска к выпускному отверстию на стороне выпуска устройства.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для управления потоком флюида. Способ включает этапы, на которых: локально уменьшают приток в добычной трубопровод из областей местного перегрева с использованием устройств управления притоком, снабженных внутри своего корпуса подвижным затвором, выполненным с возможностью автономного регулирования потока флюида через устройства управления притоком на основе эффекта Бернулли; увеличивают приток флюида в указанный добычный трубопровод на отдалении от указанных областей местного перегрева с использованием устройств управления притоком с целью локального увеличения притока; и усиливают депрессию в указанной добычной трубе, содержащей инжектор, при помощи указанного инжектора для впрыскивания газообразной среды в месте расположения указанных устройств управления притоком или ниже их по потоку.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - эффективное удаление асфальтосмолистых и парафиновых отложений за счет выделения большого количества тепла без образования в ходе химических превращений труднорастворимых соединений и продуктов реакции, вызывающих коррозию нефтепромыслового оборудования, используемые компоненты вступают между собой в химическую реакцию при стандартных условиях (Т=20°C, Р=101 кПа).

Группа изобретений относится к добыче углеродсодержащего вещества из подземного месторождения. Технический результат - оптимизация индуктивного нагрева резервуара для снижения вязкости при добыче углеродсодержащего вещества, понижение потребления воды, ускорение добычи, увеличение добычи.

Изобретение относится к огневым устройствам, системам и способам и может быть использовано для получения пара при добыче углеводородов. Устройство для огневого получения пара 10 содержит камеру сгорания, имеющую стороны входа и выхода, корпус коллектора, соединенный со стороной входа камеры сгорания и выполненный с возможностью ввода в камеру сгорания топлива и окислителя, наружный корпус 11, образующий камеру хладагента 30 между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью камеры сгорания, и множество сходящихся впускных отверстий 31 для подачи хладагента из камеры хладагента 30 в камеру сгорания.

Группа изобретений относится к устройству и способу извлечения углеводородсодержащего вещества, в частности битума или сверхтяжелой нефти, из пластового резервуара.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и предназначена для теплового воздействия на призабойную зону пласта с высоковязкой нефтью, в том числе для снижения выпадения асфальтосмолопарафиновых веществ при отборе разогретой высоковязкой нефти и разрушения эмульсии.

Группа изобретений относится к устройству и способу извлечения углеводородсодержащего вещества, в частности битума или сверхтяжелой нефти, из пластового резервуара.

Группа изобретений относится к способу соединения изолированных проводников при обработке подземного пласта. Способ соединения концов двух изолированных проводников включает в себя соединение концевого участка сердечника первого изолированного проводника с концевым участком сердечника второго изолированного проводника.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке многопластовых нефтяных залежей с высоковязкой нефтью заводнением через многозабойные горизонтальные скважины.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности. Технический результат - обеспечение возможности отбора высоковязкой нефти с большим содержанием парафиновых и асфальто-смолистых веществ в высоковязкой нефти, снижение тепловых потерь.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи высоковязкой нефти посредством теплового воздействия на нефтяные пласты при подаче в них теплоносителя.

Группа изобретений относится к устройству и способу для добычи углеводородсодержащего вещества, особенно битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара. Резервуар нагружается тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрен по меньшей мере один проводящий шлейф для индуктивного обтекания током, в качестве электрического/электромагнитного нагрева резервуара.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию нефтяных скважин, и может быть использовано для ликвидации парафиногидратных пробок и поддержания в скважинах оптимального теплового режима в целях предупреждения и ликвидации парафиногидратных и асфальтосмолистых отложений на внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и предназначена для теплового воздействия на призабойную зону и нефтяной пласт для предупреждения образования парафиногидратных отложений в зоне перфорации и под насосным оборудованием, увеличения проницаемости нефтяного коллектора и повышения нефтеотдачи в целом.
Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к способу добычи высоковязкой нефти. Технический результат - увеличение дебета скважины по добыче высоковязкой нефти за счет снижения кинематической вязкости добываемой нефти, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования за счет снижения тяжести режима работы, снижение энергопотребления при добыче высоковязкой нефти.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и, в частности, к интенсификации нефтегазовых скважин и дегазации угольных пластов. Технический результат - повышение эффективности способа и надежности работы устройства. Устройство включает геофизический кабель с кабельной головкой и состоит из блока дистанционного контроля с гамма-датчиком, приборной головки, переводника, корпуса для размещения газогенерирующего заряда и автономного регистрационного блока. Газогенерирующий заряд характеризуется высокоэнергетическим твердотопливным составом недетонирующего типа. Он выполнен в виде монолитных шашек в комбинации с шашками трубчатого типа с более интенсивным газообразованием диаметром 36…85 мм при длине 200…1500 мм с внутренним осевым каналом диаметром 5…28 мм и электрическим воспламенителем. Упомянутый заряд установлен в корпусе из стальных труб нефтяного сортамента, титановых сплавов или композитных материалов диаметром 102 мм со стенкой толщиной 6,5…10 мм и каналами для выхода газов площадью до 70% цилиндрической поверхности корпуса. Такое выполнение заряда обеспечивает в процессе его горения скорость увеличения давления в скважине более 100 МПа/с с достижением импульса давления в 3-5 раз выше гидростатического, что обеспечивает создание при однократной обработке зональное разветвленное расчленение продуктивного пласта трещинами в радиусе до 5-7 метров и более. При этом обеспечена регистрация динамики изменения давления и температуры автономными цифровыми приборами в режиме реального времени с дискретностью 8,0…10,0 тыс измерений в секунду. Для повышения противоаварийной устойчивости и продвижения газогенератора в скважины с зенитным углом до 90° и более применен геофизический кабель многослойной конструкции диаметром 8…28 мм с разрывной прочностью 60…250 кН. 6 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх