Способ добычи из подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов

Способ добычи из подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу добычи углеводородов из подземной залежи гудронового песка или залежи тяжелой нефти, имеющих высокую вязкость. Для получения углеводородов из таких залежей необходимо их нагревание.

Известен способ разработки нефтяного месторождения (патент RU №22113857, МПК 7 Е21В 43/24, опубл. 10.10.2003 г.), включающий бурение вертикальных скважин с боковыми стволами, закачку теплоносителя в пласт через боковые стволы и отбор через них нефти, причем вертикальные скважины бурят до подошвы нижнего объекта с размещением их по одной из площадных систем, при этом до начала площадной закачки рабочего агента, например воды, в пласт бурят боковые стволы в каждой вертикальной скважине в каждом эксплуатационном объекте пласта, затем осуществляют последовательную обработку боковых стволов путем подачи в них теплоносителя с последующим отбором через боковые стволы нефти до снижения дебита скважины до минимально рентабельного уровня, причем циклы закачки пара и отбора нефти повторяют до предельно допустимого обводнения добывающей нефти.

Недостатком данного способа является то, что отбор продукции из скважины ведут циклически, сочетая его с закачкой пара до предельно допустимого обводнения добываемой продукции, что снижает объем добываемой нефти и ведет к значительным затратам тепловой энергии на прогревание пласта.

Известен также способ разработки месторождений высоковязких нефтей и битумов наклонно-горизонтальными скважинами (патент RU №2237804, МПК 7 Е21В 43/24, опубл. 10.10.2004 г.), включающий бурение скважин по определенной сетке, нагнетание вытесняющего агента через нагнетательные скважины и отбор пластовых флюидов через добывающие скважины, при этом бурение скважин по радиальной сетке, так что нагнетательные скважины располагают по продуктивному пласту ближе к верхней границе пласта по наиболее проницаемым пропласткам, а добывающие - ближе к нижней границе пласта, причем на начальной стадии разработки во всех скважинах проводят термоциклическую обработку пласта с паровой стимуляцией с последующим переходом на отбор пластовых флюидов через добывающие скважины с площадным воздействием на пласт через нагнетательные скважины.

Наиболее близким по технической сущности является способ добычи углеводородов из подземной залежи гудронного песка или залежи тяжелой нефти (патент RU №2098613, МКИ 6 Е21В 43/24, опубл. в бюл.34 от 10.12.1997 г.), содержащий бурение и подготовку к эксплуатации нагнетательной скважины, которая заканчивается в залежи, и добывающей скважины, которая заканчивается в залежи ниже уровня нагнетательной скважины, создание проницаемой зоны между нагнетательной и добывающей скважинами, при этом бурение и подготовку к эксплуатации осуществляют, по меньшей мере, двумя парами скважин, где каждая пара включает нагнетательную скважину, заканчивающуюся в залежи, и добывающую скважину, заканчивающуюся в залежи ниже уровня нагнетательной скважины, причем вторая пара скважин обращена к первой паре скважин, создают проницаемую зону между нагнетательной скважиной и добывающей скважиной каждой пары скважин, нагнетание водяного пара осуществляют по нагнетательным скважинам, одновременное извлечение углеводородов осуществляют по добывающим скважинам, при этом давление нагнетания в нагнетательной скважине первой пары превышает давление нагнетания в нагнетательной скважине второй пары скважины, причем каждая нагнетательная и добывающая скважины имеют горизонтальные концевые участки, проходящие внутри залежи.

Как аналогам, так и прототипу в той или иной степени присущи общие недостатки:

во-первых, сложный технологический процесс осуществления способа;

во-вторых, малая площадь охвата залежи горизонтальными участками, и как следствие низкая эффективность разработки залежи;

в-третьих, сложность ориентации горизонтальных участков нагнетательных и добывающих скважин в залежи.

Технической задачей изобретения является упрощение технологического процесса осуществления способа и увеличение точности ориентации горизонтальных участков скважин в залежи, а также повышение эффективности разработки залежи за счет увеличения площади охвата залежи тяжелых и высоковязких углеводородов горизонтальными участками.

Поставленная техническая задача решается предлагаемым способом добычи из подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов, содержащим бурение и подготовку к эксплуатации нагнетательных скважин с горизонтальными концевыми участками и добывающих скважин с горизонтальными концевыми участками в залежи ниже уровня нагнетательной скважины для извлечения углеводородов, создание проницаемой зоны между нагнетательными и добывающими скважинами.

Новым является то, что бурение нагнетательных и добывающих скважин производят по одной из площадных систем с определенным не менее пяти метров расстоянием между ними, причем в нагнетательных и добывающих скважинах бурят и проходят несколько горизонтальных концевых участков, расположенных в каждой скважине на одном уровне и равномерно распределенных по всему периметру, а входные отверстия горизонтальных участков нагнетательных и добывающих скважин разнесены по высоте не менее чем на пять метров, при этом каждую нагнетательную скважину оснащают теплоизо-лированной колонной труб для подачи теплоносителя, спущенной в район разветвления концевых участков скважины.

Новым является также то, что количество нагнетательных и добывающих скважин не менее одной пары.

На фигуре 1 в продольном разрезе схематичное представлено изображение подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов с добывающий и нагнетательной скважинами.

На фигуре 2 в сечение А-А схематичное представлено изображение подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов с добывающий и нагнетательной скважинами.

На фигуре 3 схематично представлен один из вариантов размещения на поверхности добывающих и нагнетательных скважин.

Суть способа заключается в следующем:

Сначала производят строительство одной пары скважин, состоящей из нагнетательной 1 и добывающей 2 скважин, например, сначала проводят строительство нагнетательной скважины 1, которую после бурения обсаживают и цементируют.

Далее в нагнетательной скважине 1 бурят и проходят любым известным способом (см. патенты RU №2259457, 2256673) несколько (например, четыре) разветвленных горизонтальных концевых участков 3; 3'; 3"; 3"', расположенных на одном уровне 4 и равномерно распределенных по всему периметру нагнетательной скважины 1.

Затем аналогичным образом на одной площадной системе с нагнетательной скважиной 1 производят строительство добывающей скважины 2 с разветвленными горизонтальными концевыми участками 5; 5'; 5"; 5'", расположенными на одном уровне 6 и равномерно распределенными по всему периметру добывающей скважины 2, причем высота - Н (см. Фиг.1) между уровнем 4 входных отверстий горизонтальных концевых участков 3; 3'; 3"; 3'" в нагнетательной скважине 1 и уровнем 6 входных отверстий горизонтальных концевых участков 5; 5'; 5"; 5'" в добывающей скважине 2 определяется расчетным путем, но должно быть не менее 5 метров для исключения прерывания теплоносителя в процессе его нагнетания из разветвленных горизонтальных концевых участков 3; 3'; 3"; 3'" нагнетательной скважины 1 в разветвленные горизонтальные концевые участки 5; 5'; 5"; 5'" добывающей скважины 2, а расстояние (см. Фиг.2) по вертикали L - между осями нагнетательной 1 и добывающей 2 скважин также не менее 5 метров.

Далее (например, по линейной сетке) по вертикали в ряд одной площадной системы производят строительство следующих пар скважин (см. Фиг.3), состоящих из нагнетательной 1'...1" и добывающей 2'...2" скважин соответственно, по окончания строительства пар скважин в первом ряду аналогично производят строительство пар скважин в другом ряду той же площадной системы, при этом расстояние между нагнетательными скважинами 1; 1'...1ⁿ в каждом из рядов и добывающими скважинами 2; 1'...2ⁿ в каждом из рядов по горизонтали составляет:

L₁=B×cos 45°;

где В - расстояние по диагонали между нагнетательной и добывающей скважинами в каждом из рядов и составляет 50-100 метров.

По окончании строительства скважин начинают их подготовку к эксплуатации. Для этого каждую нагнетательную скважину 1...1ⁿ оснащают теплоизолированной колонной труб 7...7ⁿ для подачи теплоносителя, спущенной в районы 8......8ⁿ разветвления концевых участков скважины, а каждую добывающую скважину 2...2ⁿ оснащают технологической колонной труб 9...9ⁿ

Далее спускают в технологические колонны труб 9...9ⁿ добывающих скважин 2...2ⁿ спускают соответственно насосы 10...10ⁿ любой известной конструкции.

Далее начинают эксплуатацию скважин. С этой целью с устья нагнетательных скважин 1...1ⁿ нагнетают теплоноситель (горячий водяной пар) в теплоизолированную колонну труб 7......7ⁿ, который, достигнув районов 8...8ⁿ разветвления концевых участков нагнетательных скважин 1...1ⁿ, попадает в разветвленные горизонтальные концевые участки 3; 3'; 3"; 3'", по которым распространяется вглубь залежи тяжелых и высоковязких углеводородов 11. Далее запускают насосы 10...10ⁿ в работу.

Разогревание происходит по всей высоте залежи тяжелых и высоковязких углеводородов 11 радиально направленно от каждого разветвленного горизонтального концевого участка 3; 3'; 3"; 3'" уровня нагнетательных скважин 1...1ⁿ.

Разогретый продукт (тяжелая вязкая нефть) залежи тяжелых и высоковязких углеводородов 11 попадает в разветвленные горизонтальные концевые участки 5; 5'; 5"; 5'" уровня 6 в добывающих скважинах 2...2ⁿ соответственно и по ним поступает внутрь добывающих скважин 2...2ⁿ в районы 8...8ⁿ на приемы насосов 10...10ⁿ соответственно, которые перекачивают разогретую тяжелую вязкую нефть на дневную поверхность.

Предлагаемый способ позволяет повысить точности ориентации горизонтальных участков скважин в залежи, а также эффективность разработки залежи за счет увеличения площади охвата залежи тяжелых и высоковязких углеводородов горизонтальными участками, а упрощение технологического процесса осуществления способа позволяет сэкономить материальные и финансовые затраты.

Способ добычи из подземной залежи тяжелых и высоковязких углеводородов, содержащий бурение и подготовку к эксплуатации нагнетательных скважин с горизонтальными концевыми участками и добывающих скважин с горизонтальными концевыми участками в залежи ниже уровня нагнетательной скважины для извлечения углеводородов, создание проницаемой зоны между нагнетательными и добывающими скважинами, отличающийся тем, что бурение нагнетательных и добывающих скважин, в количестве не менее одной пары, производят по одной из площадных систем с определенным, не менее 5 метров, расстоянием между ними, причем в нагнетательных и добывающих скважинах бурят несколько горизонтальных концевых участков, равномерно распределенных по всему периметру, расположенных в каждой скважине на одном уровне, который между нагнетательными и добывающими скважинами отличен по высоте не менее 5 метров, при этом каждую нагнетательную скважину оснащают теплоизолированной колонной труб для подачи теплоносителя, спущенной в район разветвления концевых участков скважины.