Способ добычи высоковязкой нефти из нефтяной залежи, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород

Способ добычи высоковязкой нефти из нефтяной залежи, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче высоковязкой нефти из низкотемпературного пласта, расположенного в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород посредством системы нефтяных добывающих и нагнетательных скважин.

На севере Западной Сибири расположены нефтяные залежи высоковязкой нефти. Помимо того, что нефть по своему составу трудноизвлекаема, она дополнительно размещена в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород, что накладывает на ее добычу дополнительные сложности, связанные с предотвращением растепления мерзлоты и смятием эксплуатационной колонны при замораживании и размораживании мерзлых пород, окружающих скважину. Обычно такие залежи имеют небольшую толщину пласта с подстилающей его подошвенной водой и газовой шапкой. Поэтому такую нефть чаще всего вытесняют подогретой водой, закачиваемой в пласт через нагнетательные скважины, а добычу осуществляют через добывающие скважины [Антониади Д.Г. Теория и практика разработки месторождений с высоковязкими нефтями. - Краснодар: Советская Кубань, 2004. - 336 с.].

Известен способ добычи высоковязкой нефти из пласта через систему горизонтальных нагнетательных скважин, расположенных выше газонефтяного контакта, и горизонтальных добывающих скважин, расположенных ниже водонефтяного контакта [Патент РФ 2439308, МПК E21B 43/24 (2006.01), опубл. 10.01.2012].

Недостатком известного способа является то, что вместе с закачиваемым через нагнетательную скважину, расположенной в газовой шапке, агентом в добывающую скважину будет поступать газ, прорывая закачиваемый вытесняющий агент и оттесняя его от добывающей скважины, препятствуя продвижению нефти к добывающей скважине. Помимо этого размещение горизонтального ствола добывающей скважины ниже водонефтяного контакта влечет за собой попадание подошвенной воды в вытесняемую нефть, обводняя продукцию, а значит понадобятся дополнительные работы на обезвоживание нефти.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции куста скважины, обеспечивающей добычу высоковязкой нефти из пласта без обезвоживания.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности вытеснения нефти из пласта при сокращении времени на подготовку добываемой продукции без обезвоживания и разгазирования.

Технический результат достигается тем, что в способе добычи высоковязкой нефти из нефтяной залежи, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, включающем вытеснение нефти из нефтяной залежи по нагнетательной скважине, а добычу вытесненной нефти по добывающим скважинам, особенностью является то, что указанную нагнетательную скважину выполняют горизонтальной, располагают в центральной части нефтяного пласта, а добывающие скважины располагают параллельно горизонтальному участку ствола нагнетательной скважины с боков, сверху и снизу, образуя сферически-цилиндрическую зону дренирования залежи, при этом указанные скважины оборудуют лифтовыми колоннами из насосно-компрессорных труб, расположенными во внутренней полости эксплуатационной колонны, верхнюю часть которых, перекрывающую зону многолетнемерзлых пород, выполняют из теплоизолированных труб, лифтовые колонны над кровлей нефтяного пласта оборудуют пакерами и циркуляционными клапанами, а затрубные пространства скважин заполняют незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью, при этом теплоизоляцию труб и надпакерную жидкость в добывающих скважинах обеспечивают из условия устранения растепления многолетнемерзлых пород, а также устранения парафиносмолистых отложений и гидратообразований, причем нижнюю часть лифтовой колонны, расположенную в горизонтальном участке ствола скважины, выполняют со сквозными отверстиями, а нижнюю часть эксплуатационной колонны, расположенной в горизонтальном участке ствола скважины, перфорируют с возможностью взаимодействия между собой путем закачивания через нагнетательную скважину в нефтяной пласт вытесняющего агента, подогретого до температуры, не превышающей температуру нефтяного пласта.

Благодаря нахождению нагнетательной и добывающих скважин в одной нефтяной залежи и их расположению с образованием сферически-цилиндрической зоны дренирования залежи повышается эффективность вытеснения высоковязкой нефти из залежи без дополнительных работ по подготовке нефти к транспорту и необходимости обезвоживания либо разгазирования добытой из залежи нефти.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена система скважин, на фиг. 2 - то же, поясняющая сферическое расположение нагнетательной и добывающих скважины, на фиг. 3 - нагнетательная скважина, входящая в систему скважин.

Способ добычи высоковязкой нефти из нефтяной залежи, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород осуществляют следующим образом.

В залежи с трудноизвлекаемыми запасами высоковязкой нефти бурят систему скважин, содержащую горизонтальную нагнетательную скважину 1 и рядом расположенные с нею сверху, снизу и с боков горизонтальные добывающие скважины 2, 3, 4, 5. Скважины размещены в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород 6. Горизонтальные участки стволов добывающих скважин 2, 3, 4, 5 располагают в одной нефтяной залежи 7 параллельно горизонтальному участку ствола нагнетательной скважины 1 с боков, сверху и снизу, условно образуя псевдосферическое объемное сооружение - сферически-цилиндрическую зону дренирования залежи, на расстоянии 500 м между собой (друг от друга).

Скважины оборудуют лифтовыми колоннами 8 из насосно-компрессорных труб, верхнюю часть которых, перекрывающую зону многолетнемерзлых пород 6, выполняют из теплоизолированных труб 9. Наличие теплоизолирующих труб и надпакерной жидкости в добывающих скважинах обеспечивает помимо устранения растепления многолетнемерзлых пород добычу вязкой нефти в подогретом состоянии без образования парафиносмолистых отложений и гидратообразований.

Лифтовые колонны 8 над кровлей нефтяного пласта 7 оборудуют пакерами 10 и циркуляционными клапанами (не показаны). Затрубные надпакерные пространства скважин, размещенные между лифтовыми колоннами 8 и эксплуатационными колоннами 11, заполняют незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью 12.

Нижнюю часть лифтовой колонны 8, расположенную в горизонтальном участке ствола скважины, выполняют со сквозными отверстиями. Нижнюю часть эксплуатационной колонны, расположенной в горизонтальном участке ствола скважины, перфорируют с образованием перфорационных отверстий 13 с возможностью взаимодействия между собой путем закачивания через нагнетательную скважину вытесняющего агента.

Через нагнетательную скважину 1 в нефтяной пласт 7 закачивают вытесняющий агент 14, например воду, подогретую до температуры, не превышающей температуру нефтяного пласта 7. Вытесняющий агент 14 продавливают через перфорационные отверстия 13, выполненные в эксплуатационной колонне 11 нагнетательной скважины 1, в нефтяной пласт 7 и далее через нефтяной пласт 7 до перфорационных отверстий 13, выполненных в эксплуатационных колоннах 11 добывающих скважин 2, 3, 4, 5. При этом вытесняющий агент 14 вытесняет своим условно сферическим фронтом 15 высоковязкую нефть 16, расположенную в зоне пласта 7 между нагнетательной и добывающими скважинами.

Вытесненная из нефтяного пласта 7 высоковязкая нефть 16 поступает через лифтовые колонны 8 добывающих скважин 2, 3, 4, 5 на дневную поверхность фонтанирующим способом либо механизированным способом, осуществляя тем самым добычу высоковязкой нефти.

Теплоизолированные трубы 9 перекрывают зону многолетнемерзлых пород 6, предотвращают растепление этих пород, так как через них не передается температура подогретого вытесняющего агента 14.

Незамерзающая теплоизолирующая надпакерная жидкость 12, находящаяся в затрубном пространстве между лифтовой 8 и эксплуатационной 11 колоннами также обеспечивает сохранность многолетнемерзлых пород 6 и, кроме того, предотвращает теплопередачу закачиваемого вытесняющего агента 14 в прилегающие горные породы, обеспечивая сохранность температуры вытесняющего агента 14.

Пример реализации.

Пример №1. Нефтяной пласт разбуривают системой скважин, содержащей горизонтальную нагнетательную скважину диаметром эксплуатационной колонны 168 мм и горизонтальные добывающие скважины диаметром эксплуатационной колонны 168 мм. Скважины размещают в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород. Горизонтальные участки стволов скважин расположены в одном нефтяном пласте на расстоянии 500 м между собой. Скважины оборудованы лифтовыми колоннами диаметром 114 мм из насосно-компрессорных труб, верхняя часть которых, перекрывающая зону многолетнемерзлых пород, выполнена из теплоизолированных труб типоразмера 127/114. Лифтовые колонны над кровлей нефтяного пласта оборудованы пакерами типоразмера 168/114-21, а затрубные пространства скважин заполнены незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью. Устья скважин размещены на одном кусте с расстоянием 20 м друг от друга. Горизонтальные участки скважин проперфорированы с образованием перфорационных отверстий.

Пример №2. Нефтяной пласт разбуривают системой скважин, содержащей горизонтальную нагнетательную скважину диаметром эксплуатационной колонны 146 мм и горизонтальные добывающие скважины диаметром эксплуатационной колонны 146 мм. Скважины размещают в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород. Горизонтальные участки стволов скважин расположены в одном нефтяном пласте на расстоянии 500 м между собой. Скважины оборудованы лифтовыми колоннами диаметром 89 мм из насосно-компрессорных труб, верхняя часть которых, перекрывающая зону многолетнемерзлых пород, выполнена из теплоизолированных труб типоразмера 114/89. Лифтовые колонны над кровлей нефтяного пласта оборудованы пакерами типоразмера 146/89-35, а затрубные пространства скважин заполнены незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью. Устья скважин размещены на одном кусте с расстоянием 30 м друг от друга. Горизонтальные участки скважин проперфорированы с образованием перфорационных отверстий.

Пример №3. Нефтяной пласт разбуривают системой скважин, содержащей горизонтальную нагнетательную скважину диаметром эксплуатационной колонны 140 мм и горизонтальные добывающие скважины диаметром эксплуатационной колонны 140 мм. Скважины размещают в зоне повсеместного распространения многолетнемерзлых пород. Горизонтальные участки стволов скважин расположены в одном нефтяном пласте на расстоянии 500 м между собой. Скважины оборудованы лифтовыми колоннами диаметром 73 мм из насосно-компрессорных труб, верхняя часть которых, перекрывающая зону многолетнемерзлых пород, выполнена из теплоизолированных труб типоразмера 102/73. Лифтовые колонны над кровлей нефтяного пласта оборудованы пакерами типоразмера 140/73-351, а затрубные пространства скважин заполнены незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью. Устья скважин размещены на одном кусте с расстоянием 30 м друг от друга. Горизонтальные участки скважин проперфорированы с образованием перфорационных отверстий.

Способ добычи высоковязкой нефти из пласта в условиях многолетнемерзлых пород, включающий вытеснение нефти из нефтяного пласта по нагнетательной скважине, а добычу вытесненной нефти по добывающим скважинам, отличающийся тем, что указанную нагнетательную скважину выполняют горизонтальной, располагают в центральной части нефтяного пласта, а добывающие скважины располагают параллельно горизонтальному участку ствола нагнетательной скважины с боков, сверху и снизу, образуя сферически-цилиндрическую зону дренирования залежи, при этом указанные скважины оборудуют лифтовыми колоннами из насосно-компрессорных труб, расположенными во внутренней полости эксплуатационной колонны, верхнюю часть которых, перекрывающую зону многолетнемерзлых пород, выполняют из теплоизолированных труб, лифтовые колонны над кровлей нефтяного пласта оборудуют пакерами и циркуляционными клапанами, а затрубные пространства скважин заполняют незамерзающей теплоизолирующей надпакерной жидкостью, при этом теплоизоляцию труб и надпакерную жидкость в добывающих скважинах обеспечивают из условия устранения растепления многолетнемерзлых пород, а также устранения парафиносмолистых отложений и гидратообразований, причем нижнюю часть лифтовой колонны, расположенную в горизонтальном участке ствола скважины, выполняют со сквозными отверстиями, а нижнюю часть эксплуатационной колонны, расположенной в горизонтальном участке ствола скважины перфорируют с возможностью взаимодействия между собой при закачивании через нагнетательную скважину в нефтяной пласт вытесняющего агента, подогретого до температуры, не превышающей температуру нефтяного пласта.