способ разработки месторождений углеводородов

Формула изобретения

1. Способ разработки месторождений углеводородов, включающий бурение нескольких горизонтальных скважин, расположенных по две в одной апсидальной плоскости, бурение вертикальных скважин и горизонтальной скважины-коллектора, закачку рабочего агента и добычу углеводородов, отличающийся тем, что забои горизонтальных и вертикальных скважин располагают около горизонтальной части скважины-коллектора или пересекают ее, рабочий агент закачивают по горизонтальным скважинам и скважине-коллектору до перехода углеводорода в подвижное состояние, горизонтальные стволы горизонтальных скважин бурят нисходящими к скважине-коллектору, после чего по вертикальным скважинам осуществляют добычу углеводорода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что апсидальные плоскости, в которых бурят парные боковые горизонтальные скважины, перпендикулярны стволу скважины-коллектора и параллельны между собой, а стволы боковых скважин ориентированы на пересечение плоскостей максимальной фильтрации или на пересечение трещин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурение скважин осуществляют в последовательности: сначала бурят скважину-коллектор, эксплуатацию которой производят циклически, первый период времени - закачка рабочего агента, второй период - отбор углеводородов, затем бурят парные боковые горизонтальные скважины, по которым производят закачку рабочего агента, после чего бурят вертикальные добывающие скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к разработке нефтяных и газовых месторождений, а именно к способам добычи вязкой нефти с применением тепла в комплексе с бурением горизонтальных и вертикальных скважин.

Известен способ извлечения вязкой нефти с помощью непрерывной горизонтальной скважины, устье и забой которой выходят на поверхность (см. патент РФ №2211318, 7 МПК Е 21 В 43/24, опубл. 27.08.2005, Бюл. №24), при котором по непрерывной скважине сначала производят прогрев пласта, а затем осуществляют по выходному участку скважины откачку нефти, а по входному продолжают закачку пара. Этот способ является наиболее близким к заявляемому изобретению.

Недостатками данного способа являются сложность бурения непрерывной скважины, в частности наклонного выходного участка, сложность эксплуатации глубинно-насосного оборудования в наклонных скважинах, ограниченный охват пласта процессом теплового воздействия и дренирования, что вызывает снижение коэффициента нефтеотдачи, большие финансовые и временные затраты на бурение фонда непрерывных скважин. Так же в терригенных коллекторах возникают проблемы очистки ствола скважины от песчаных пробок.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности разработки за счет увеличения охвата пласта процессом теплового воздействия, уменьшение капиталовложений и эксплуатационных затрат увеличение коэффициента извлечения углеводородов из пласта и повышение коэффициента эксплуатации скважины.

Для достижения поставленной задачи способ разработки месторождений углеводородов включает бурение нескольких горизонтальных скважин, расположенных по две в одной апсидальной плоскости, бурение вертикальных скважин и горизонтальной скважины-коллектора, закачку рабочего агента и добычу углеводородов при этом забой горизонтальных и вертикальных скважин располагают около горизонтальной части скважины-коллектора или пересекают ее, рабочий агент закачивают по горизонтальным скважинам и скважине-коллектору до перехода углеводорода в подвижное состояние, горизонтальные стволы горизонтальных скважин бурят нисходящими к скважине-коллектору, после чего по вертикальным скважинам осуществляют добычу углеводорода. Апсидальные плоскости, в которых бурят парные боковые горизонтальные скважины перпендикулярны стволу скважины-коллектора и параллельны между собой, а стволы боковых скважин ориентированы на пересечение плоскостей максимальной фильтрации или на пересечение трещин. Бурение скважин осуществляют в последовательности: сначала бурят скважину-коллектор, эксплуатацию которой производят циклически, первый период времени - закачка рабочего агента, второй период - отбор углеводородов; затем бурят парные боковые горизонтальные скважины, по которым производят закачку рабочего агента; после чего бурят вертикальные добывающие скважины.

Сущность изобретения: с поверхности земли бурят горизонтальную скважину-коллектор большого диаметра, в вертикальной плоскости, пересекающей скважину-коллектор с обеих сторон, бурят боковые горизонтальные скважины меньшего диаметра, забои которых расположены около горизонтальной части скважины-коллектора или вскрывают ее, с поверхности бурят ряд вертикальных скважины большого диаметра, забои которых пересекают горизонтальную часть скважины-коллектора или находятся вблизи нее. В пробуренные скважины устанавливают обсадные колонны и цементируют до кровли пласта. Часть скважин, находящихся в пласте перфорируют. Внутри горизонтальных скважин устанавливают колонны, по которым закачивают рабочий агент. Вертикальные скважины используют для подъема углеводорода на поверхность. Закачку рабочего агента и отбор углеводорода ведут одновременно, если нет прорыва рабочего агента в вертикальные скважины, и циклически, если прорыв рабочего агента есть. Наличие боковых горизонтальных скважин обеспечивает высокий охват пласта процессами теплового воздействия и дренирования.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что вместо непрерывных скважин бурят горизонтальные скважины малого диаметра, забои которых заканчивают у скважины-коллектора. Две горизонтальные скважины малого диаметра, пробуренные в одной плоскости, в совокупности представляют непрерывную скважину, но строительство их существенно дешевле и требует меньших затрат времени. Новым также является то, что скважина-коллектор используется для транспорта нефти в пласте к забоям вертикальных скважин. Чистка стволов скважин от песчаных пробок производится по системе горизонтальных и вертикальных скважин.

На фиг.1 показан общий вид разработки месторождения углеводородов в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрез по В-В.

Способ разработки месторождений углеводородов осуществляют бурением с поверхности в нефтяной пласт 1 горизонтальной скважины-коллектора большого диаметра 2, к которой в перпендикулярных плоскостях бурят по две боковые горизонтальные скважины малого диаметра 3, забои которых заканчивают у горизонтальной скважины-коллектора, и которые в совокупности представляют собой одну непрерывную скважину, а для откачки нефти бурят ряд вертикальных скважин 4, забои которых заканчивают у горизонтальной части скважины-коллектора. Закачку теплоносителя ведут во все горизонтальные скважины 2, 3 непрерывно или периодически. Разогретая нефть поступает в горизонтальные скважины 2, 3 и транспортируется в скважину-коллектор 2 и по ней в вертикальные скважины 3, которые для откачки нефти оборудованы глубинно-насосным оборудованием.

Пример конкретного исполнения 1.

На Лыа-Йольской площади Ярегского месторождения высоковязкой нефти, представленной терригенным неоднородным трещиноватопористым пластом 1 на глубине 200-220 м, толщиной 15 м, с температурой 6-8°С, давлением 0,4-0,6 МПа, пористостью 26%, проницаемостью 2-3 мкм², вязкостью нефти 12000-16000 мПа·с бурят горизонтальную скважину-коллектор 2 диаметром 394 мм и обсаживают колонной 295 мм. Горизонтальную часть скважины-коллектора 2 перфорируют. В вертикальной плоскости, пересекающей горизонтальную часть скважины-коллектора 2 с обеих сторон, бурят горизонтальные скважины 3 диаметром 216 мм и обсаживают колонной 140 мм; забои скважины 3 расположены около горизонтальной части скважины-коллектора 2 или пересекают ее. Горизонтальные участки скважин 3 перфорируют. С поверхности бурят вертикальные скважины 4, забои которых расположены около горизонтальной части скважины-коллектора 2 или пересекают ее.

Устья горизонтальных скважин 2, 3 оборудуют для закачки рабочего агента (пара). Вертикальные скважины 4 оборудуют глубинно-насосными установками для откачки нефти.

Горизонтальные скважины 2, 3 обеспечивают высокий охват пласта процессами теплового воздействия и дренирования пласта, при этом обеспечивается вскрытие большинства трещин в пласте.

Теплоноситель подают в горизонтальные скважины 2, 3 и обеспечивают этим прогрев пласта. Разжиженная нефть поступает в горизонтальные скважины 2, 3 и по ним транспортируется до скважины коллектора 3 и по ней транспортируется к вертикальным скважинам 4, где производится откачка нефти на поверхность. В случае прорыва теплоносителя в вертикальные скважины 4 переходит на циклическую закачку теплоносителя и отбора нефти. При достаточном прогреве пласта и снижении вязкости для вытеснения нефти возможно перейти на закачку холодной или горячей воды. Данная система горизонтальных скважин 3 обеспечивает возможность поочередной закачки теплоносителя в одни скважины 3 и вытеснения ее в другие скважины 3. Этим достигается гидродинамическое вытеснение нефти из пласта.

Чистка скважин от песчаных пробок производится по системе горизонтальных и вертикальных скважин.

Пример конкретного исполнения 2.

Технологический процесс разработки полезного ископаемого аналогичен описанному в примере 1. Механизм извлечения происходит по следующему принципу: на Кожимском угольном месторождении в угольных пластах, представленных некондиционными энергетическими углями, уголь и вмещающие породы содержат газ, близкий по составу к природному газу. Угольный газ может состоять на 95% из метана, который находится в угольных пластах в связанном сорбированном состоянии. В качестве рабочего агента для закачки в этом случае оптимальным является углекислый газ, который вытесняет метан из микропор. Метан после перехода в свободное состояние движется по направлению к скважине-коллектору и поднимается по вертикальным скважинам на поверхность.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом:

- существенное снижение затрат и времени на бурение скважин;

- увеличение охвата пласта процессами теплового воздействия и дренирования;

- увеличение темпа и коэффициента извлечения углеводородов