Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума
Патент 919412
Авторы
Классы МПК
Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума
Реферат
Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающий вскрытие продуктивного пласта добывающими скважинами, размещенными по контуру элемента площадкой системы разработки, и нагнетательными скважинами, размещенными внутри элемента, разрыв пласта, инициирование и поддержание процесса внутрипластового горения путем закачки в нагнетательные скважины окислителя и извлечение продукции из пласта, отличающийся тем, что, с целью увеличения нефтеотдачи пласта за счет повышения охвата пласта горением, разрыв пласта осуществляют между нагнетательными скважинами, одну из которых бурят на линии, проходящей через добывающую скважину, вскрывшую пласт с минимальным значением гидропроводности и центром элемента, на расстоянии от указанной добывающей скважины, определяемом по формуле: где - расстояние от добывающей скважины до центра элемента, м. ; a - расстояние между добывающими скважинами, м; n - количество добывающий скважин в элементе; мин - наименьшее значение гидропроводности пласта в i - последующее по величине значение гидропроводности пласта в элементе сетки, а вторую нагнетательную скважину бурят на линии, соединяющей первую скважину с добывающей скважиной, имеющей последующую по величине гидропроводность, на расстоянии, равном 1/13 - 1/15 расстояния между добывающими скважинами.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки залежи высоковязкой нефти или битума. Известен способ разработки месторождений твердых и полутвердых битумов, включающий разбуривание месторождения скважинами, горизонтальный разрыв пласта и нагнетание горячего бензола через образовавшиеся трещины и каналы. Недостатком способа является дефицитность, высокая стоимость и токсичность применяемого при этом реагента-бензола. Известен также способ добычи нетекучих углеводородов, включающий образование в пласте между пробуренными скважинами канала, в котором создают стационарную зону горения и поддерживают ее до извлечения всех углеводородов, находящихся на определенном расстоянии от нее. Однако известный способ недостаточно эффективен вследствие малого охвата пласта нагревом. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающий вскрытие продуктивного пласта добывающими скважинами, размещенными по контуру элемента площадной системы разработки, и нагнетательными скважинами, размещенными внутри элемента, разрыв пласта, инициирование и поддержание процесса внутрипластового горения путем закачки в нагнетательные скважины окислителя и извлечение из пласта продуктов горения. Недостатком известного способа является низкая нефтеотдача пласта, связанная с неполным охватом пласта горением. Целью изобретения является увеличение нефтеотдачи пласта за счет повышения охвата пласта горением. Достигается поставленная цель тем, что по способу разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающему вскрытие продуктивного пласта добывающими скважинами, размещенными по контуру элемента площадной системы разработки, и нагнетательными скважинами, размещенными внутрь элемента, разрыв пласта, инициирование и поддержание процесса внутри пластового горения путем закачки в нагнетательные скважины окислителя и извлечение из пласта продуктов горения, разрыв пласта осуществляют между нагнетательными скважинами, одну из которых бурят на линии, проходящей через добывающую скважину, вскрывшую пласт с минимальным значением гидропроводности, и центром элемента, на расстоянии от указанной добывающей скважины, определяемом по формуле: x где R расстояние от добывающей скважины до центра элемента, м; а расстояние между добывающими скважинами, м; n количество добывающих скважин в элементе; мин- наименьшее значение гидропроводности пласта, ; i последующее по величине значение гидропроводности пласта в элементе сетки, , а вторую нагнетательную скважину бурят на линии, соединяющей первую скважину с добывающей скважиной, имеющей последующую по величине гидропроводность, на расстоянии, равном 1/13-1/15 расстояния между добывающими скважинами. Благодаря тому, что разрыв пласта в элементах сетки производят на ограниченном участке, достаточном лишь для инициирования и стабилизации очага горения, процесс внутрипластового горения будет распространяться по естественному ненарушенному разрывом пласту. За счет этого исключается возможность преждевременного прорыва фронта горения к добывающим скважинам, увеличивается охват пласта процессом горения, а также снижается расход воздуха для добычи одной тонны продукции. Кроме того, избирательный разрыв пласта в элементах сетки со смещением в сторону добывающей скважины, вскрывшей пласт с наименьшей гидропроводностью, способствует выравниванию времени достижения фронтом горения добывающих скважин. Все это вместе взятое повышает эффективность добычи углеводородов из пласта. Способ осуществляют в следующей последовательности. Залежь разбуривают добывающими скважинами в соответствии с выбранной системой их размещения и плотностью сетки. Проводят геофизические, гидродинамические и другие исследования, по данным которых определяют проницаемость (k), толщину продуктивного пласта (h) и вязкость фильтрующей жидкости () и вычисляют коэффициент гидропроводности пласта в районе каждой добывающей скважины. Нагнетательные скважины в элементах при любой сетке размещения эксплуатационных скважин бурят со смещением (относительно центра элемента) в сторону добывающей скважины, вскрывшей пласт с наименьшей гидропроводностью. При этом расстояние от добывающей скважины с наименьшим значением гидропроводности до первой нагнетательной в сторону центра элемента определяют по формуле: x где R расстояние от добывающей скважины до центра элемента, м; а расстояние между добывающими скважинами, м; n количество добывающих скважин в элементе; мин наименьшее значение гидропроводности пласта, ; i- гидропроводность пласта добывающей скважины с близким значением к мин,. Найденное значение расстояния (до первой нагнетательной скважины) по вышеупомянутой формуле отмеряют (рулеткой) в сторону центра элемента (заранее определенного на участке и обозначенного, например, вбитым в землю колом) с началом от добывающей скважины с наименьшим значением гидропроводности и на конце отмеренного отрезка вбивают кол для обозначения места бурения. Для определения местонахождения второй нагнетательной скважины отмеряют расстояние, равное расстояния между добывающими скважинами (а), от первой нагнетательной в направлении к добывающей со значением гидропроводности, близким к мин, и также обозначают место бурения второй нагнетательной скважины. Предлагаемое расстояние между нагнетательными скважинами было установлено путем лабораторных исследований, проведенных на моделях пласта, с учетом плотности сетки, коллекторских свойств пласта, необходимого объема окислителя для инициирования внутрипластового горения и других факторов. После бурения нагнетательных скважин определяют коллекторские свойства продуктивного пласта, вскрытого каждой из них. Затем при закрытых добывающих скважинах осуществляют разрыв пласта между нагнетательными скважинами путем закачки воздуха под давлением, превышающим горное, в нагнетательную скважину с худшей коллекторской характеристикой пласта. В момент разрыва пласта другую нагнетательную скважину оставляют открытой для разгрузки пласта от действия высокого давления. При этом образуется трещина, протяженность которой равна расстоянию между нагнетательными скважинами. После разрыва пласта производят испытания нагнетательных скважин на приемистость по воздуху. Для создания очага горения в нагнетательную скважину, в которую закачивали воздух для разрыва пласта (после разрыва пласта закачку воздуха не прекращают, а лишь снижают давление закачки), опускают нагреватель и призабойную зону радиусом 0,8 м прогревают до 400оС. Через другую нагнетательную скважину отбирают пробы газа для анализов, по данным которых фиксируют моменты создания устойчивого очага горения и отключения нагревателя. По достижении очага горения другой нагнетательной скважины ее также переводят под закачку воздуха без существенного изменения общего объема закачки, что снижает давление закачки ниже горного и исключает разрыв пласта. Затем открывают добывающие скважины для отбора продукции пласта. Воздух, закачиваемый в пласт через нагнетательные скважины, выполняет две функции: окислителя для поддержания процесса внутрипластового горения (за счет содержащегося в нем кислорода) и вытесняющегося агента. Под действием тепла, выделяющегося в процессе горения, высоковязкая нефть или битум разжижаются и вытесняются воздухом к добывающим скважинам. Пример конкретного выполнения. Выбранный для испытания предлагаемого способа участок залежи на Мордово-Кармальском месторождении битумов характеризуется следующими параметрами: средняя толщина пласта (h) 12 м, средняя проницаемость (К) 1,81 дарси, средняя битумонасыщенность (б) 75,28% вязкость битума 3000 сП при пластовой температуре 9оС. Кровля битумонасыщенного пласта находится на глубине 70 м, пластовое давление составляет 3,6-3,8 кгс/см2. В качестве элемента сетки размещения добывающих скважин был выбран квадрат 100 м х 100 м. Скважины обсадили 168 мм колоннами до кровли продуктивного пласта. Во всех четырех скважинах провели геофизические, гидродинамические исследования, в лабораторных условиях проанализировали керны и расчетным путем определили гидропроводность пласта. Значения гидропроводности пласта ( дарси. см/сП) в районе скважин A, B, C, D, оказались следующие: A 8,4; B 3,2; C 4,5; D 6,8. Расстояние от скважины B, имеющей наименьшее значение гидропроводности пласта, до первой нагнетательной скважины (М) определяли по формуле: BM 53,8 Вторая нагнетательная скважина (N) была пробурена в направлении скважины С (так как C близко по значению к B ) на расстоянии 7 метров MN от первой нагнетательной скважины. В пробуренных нагнетательных скважинах были проведены исследования, аналогичные проведенным в добывающих скважинах, определены гидропроводности в районе каждой из них: N 4,2 дарси.см/сП; M 2,8 дарси.см/сП. Разрыв пласта производили путем закачивания воздуха в скважину М под давлением 31 кгс/см2, после чего провели испытание скважин на приемистость воздуха. По достижении фильтрации проектного количества воздуха между нагнетательными скважинами в скважину М был спущен забойный нагреватель для инициирования процесса внутрипластового горения. После нагревания пласта в течение 8 ч его температура поднялась до 400оС. Всего на нагрев призабойной зоны пласта было затрачено 1,5 млн.ккал.тепла. Из скважины N периодически (через 60-30 мин.) отбирали пробы газа для анализа, по данным которых фиксировали момент создания устойчивого очага горения. Через 12 ч после инициирования фронт горения достиг скважины N. После этого скважина подключена к воздуховоду. С этого момента закачку воздуха осуществляли через обе нагнетательные скважины одновременно, а через добывающие отбирали жидкий битум. Через четверо суток газообразные продукты горения подошли ко всем добывающим скважинам, которые затем начали давать битум фонтанным способом. Согласно расчетным данным температурный фронт подойдет к добывающим скважинам через 470 суток. К этому времени практически весь битум, насыщающий пласт, будет уже извлечен. Испытания предлагаемого способа в промысловых условиях показали, что он является технологичным и эффективным. Преждевременных прорывов фронта горения к добывающим скважинам не наблюдалось, что свидетельствует о перемещении фронта горения по естественному, ненарушенному разрывом пласту. В связи с этим уменьшился необходимый объем закачиваемого воздуха. Так, для добычи одной тонны битума расход воздуха сократился с 4600 до 2600 нм3. Кроме того, отсутствие преждевременных прорывов фронта горения позволяет вести непрерывную добычу продукта через все добывающие скважины вплоть до полного его извлечения.
Формула изобретения
Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающий вскрытие продуктивного пласта добывающими скважинами, размещенными по контуру элемента площадкой системы разработки, и нагнетательными скважинами, размещенными внутри элемента, разрыв пласта, инициирование и поддержание процесса внутрипластового горения путем закачки в нагнетательные скважины окислителя и извлечение продукции из пласта, отличающийся тем, что, с целью увеличения нефтеотдачи пласта за счет повышения охвата пласта горением, разрыв пласта осуществляют между нагнетательными скважинами, одну из которых бурят на линии, проходящей через добывающую скважину, вскрывшую пласт с минимальным значением гидропроводности и центром элемента, на расстоянии от указанной добывающей скважины, определяемом по формуле: где расстояние от добывающей скважины до центра элемента, м. a расстояние между добывающими скважинами, м; n количество добывающий скважин в элементе; мин наименьшее значение гидропроводности пласта в i последующее по величине значение гидропроводности пласта в элементе сетки, а вторую нагнетательную скважину бурят на линии, соединяющей первую скважину с добывающей скважиной, имеющей последующую по величине гидропроводность, на расстоянии, равном 1/13 1/15 расстояния между добывающими скважинами.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000