способ разработки трещиноватого нефтяного пласта

Формула изобретения

Способ разработки трещиноватого нефтяного пласта, включающий проходку горной выработки ниже нефтяного пласта, бурение из нее пологовосстающих нагнетательных и добывающих скважин по нефтяному пласту, закачку в них пара и отбор нефти, отличающийся тем, что в период закачки пара в нагнетательные скважины прекращают отбор нефти из добывающих скважин, причем закачку пара ведут до тех пор, пока температура в добывающих скважинах не достигнет максимально допустимой величины, исключающей образование пара при текущем пластовом давлении, после чего закачку пара прекращают и начинают отбор нефти из всех добывающих скважин участка, который ведут до тех пор, пока температура добываемой жидкости не снизится до температуры, ниже которой вязкость нефти начинает резко расти, затем отбор нефти прекращают и в дальнейшем циклы закачки пара и отбора нефти повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на трещиноватый пласт, содержащий высоковязкую нефть.

Известен способ внутрипластовой разработки вязких полезных ископаемых (Canadian patent 1173356, класс 166-39, 1985 г.), в котором сооружают горные выработки ниже нефтяного пласта, из которых бурят пологонаклонные (горизонтальные) скважины и ведут в них закачку пара, чередуя ее с отбором нефти. Этот способ предназначен для разработки нетрещиноватых залежей малоподвижных битумов.

Недостатком известного способа является то, что пар закачивается под большим давлением. Это приведет к прорывам пара в горные выработки и за пределы разрабатываемых участков по трещинам. Следствием этого являются большие потери тепла и ухудшение температурного режима в горных выработках. Другим недостатком этого способа является то, что отбор нефти ведут из тех же скважин, в которые закачивают пар. Это неизбежно приведет к отбору жидкости с высокой температурой, близкой к температуре закачиваемого пара, особенно в начале цикла отбора, в результате чего возрастут потери тепла в горные выработки и ухудшится в них температурный режим.

Известен способ разработки нефтяных месторождений (SU 1805212 A1, E 21 B 43/24, 04.01.90), в котором ведут закачку в пласт теплоносителя и отбор из него нефти через полого восстающие скважины, пробуренные из горной выработки, расположенной под нефтяным пластом, дополнительно бурят вертикальные скважины, разбивают все скважины на группы, каждая из которых охватывает весь объем разрабатываемого пласта, закачку теплоносителя ведут в отдельные группы скважин, одновременно отбирая нефть из остальных групп скважин.

Недостатком этого способа, взятом нами в качестве прототипа, является то, что закачку пара и отбор нефти на площади разрабатываемого участка ведут одновременно.

В результате этого пар по трещинам будет прорываться в добывающие скважины, а по ним в горные выработки, что приведет к большим потерям тепла, резкому ухудшению температурного режима и условий труда работающего в шахте персонала.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение потерь тепла и улучшение температурного режима в горных выработках за счет предотвращения прорывов пара по трещинам пласта.

Поставленная задача решается также тем, что циклы закачки пара и отбора нефти на всей площади разрабатываемого участка чередуют, т.е. при закачке пара в нагнетательные скважины, отбор нефти из добывающих скважин прекращают.

Поставленная задача решается также тем, что закачку пара ведут в нагнетательные скважины до тех пор, пока температура в добывающих скважинах не достигнет максимально допустимой величины, исключающей образование пара при текущем пластовом давлении, после чего закачку пара прекращают и начинают отбор нефти из всех добывающих скважин участка, который ведут до тех пор, пока температура добываемой жидкости не снизится до температуры, ниже которой вязкость нефти начинает резко расти, затем отбор нефти прекращают и в дальнейшем циклы закачки пара и отбора нефти повторяют.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения являются:

- циклы закачки пара и отбора нефти на всей площади разрабатываемого участка чередуют, причем в период закачки пара в нагнетательные скважины отбор нефти из добывающих скважин не осуществляют;

- закачку пара ведут до тех пор, пока температура в добывающих скважинах не достигнет максимально допустимой величины, исключающей образование пара при текущем пластовом давлении, после чего закачку пара прекращают и начинают отбор нефти;

- отбор нефти ведут до тех пор, пока температура добываемой жидкости не снизится до температуры, ниже которой вязкость нефти начинает резко расти, причем в период отбора нефти закачку пара прекращают на всей разрабатываемой площади.

Вышеприведенные отличительные признаки в совокупности с известными позволяют решить задачу, поставленную изобретением, а именно предотвратить прорывы пара по трещинам в горные выработки и за пределы разрабатываемого участка, и позволяют считать, что заявленная совокупность признаков считается "Новой".

Заявленные отличительные признаки изобретения являются неочивидными для среднего специалиста в нашей области. В связи с этим мы считаем, что заявленное изобретение имеет "Изобретательский уровень". Изобретение "Промышленно применимо", так как имеющееся отечественное оборудование и технология, разработанная нами, позволяют использовать способ в полном объеме.

На фиг. 1 изображен участок разрабатываемого месторождения в плане.

На фиг. 2 изображен тот же участок в разрезе 1-1 при транспорте и подготовке нефти в горных выработках.

На фиг. 3 изображен тот же участок при транспорте нефти через специальную скважину, пробуренную с поверхности в галерею.

Через нефтяной пласт проводят наклонную горную выработку 1, а от нее - под нефтяным пластом 2 сооружают буровую галерею 3, из которой равномерно разбуривают участок пласта 2 пологовосстающими скважинами, разделяя их на нагнетательные 4 и добывающие 5.

В нагнетательные скважины 4 ведут закачку пара от парогенератора 6 до тех пор, пока температура в добывающих скважинах 5 не достигнет максимально допустимой величины, исключающей образование пара при текущем пластовом давлении. При этом все добывающие скважины 5 закрыты, а температура в них определяется с помощью дистанционных термодатчиков. Допустимую максимальную температуру определяют с помощью таблицы насыщенного пара при текущем пластовом давлении. При достижении указанной температуры закачку пара прекращают и начинают отбор нефти из добывающих скважин 5, который ведут до тех пор, пока температура добываемой жидкости не снизится до величины, ниже которой вязкость нефти начинает резко расти. Эту температуру определяют с помощью графика зависимости вязкости нефти данного месторождения от температуры ее нагрева. При достижении указанной температуры отбор нефти прекращают и в дальнейшем циклы закачки пара и отбора нефти повторяют.

Пример. Заявленный способ может быть реализован на Ярегском месторождении высоковязкой нефти с трещиноватым коллектором. Вязкость нефти при начальной пластовой температуре 6-8^oC составляет 15 тыс. мПас, а при нагреве до 100^oC снижается до 30 мПас. Продуктивный пласт залегает на глубине 130- 250 м и имеет среднюю нефтенасыщенную толщину 20 м. Месторождение ранее разбурено шахтным способом на естественном режиме, в настоящее время ведется вторичная разработка месторождения термошахтным способом. Продуктивный пласт вскрыт системой горных выработок (шахтные стволы, этажные штреки), пройденных выше нефтяного пласта.

Для реализации способа в таких условиях из этажных штреков проходят наклонные выработки 1 на 3-5 м ниже подошвы нефтяного пласта 2 (фиг. 1, 2). Из наклонной выработки 1 под пластом 2 сооружают буровую галерею 3, из которой бурят по пласту три яруса восстающих скважин длиной от 50 до 250 м по 40 скважин в каждом ярусе. Все скважины до подошвы нефтяного пласта обсаживают трубами диаметром 168 мм, которые цементируют термостойким цементом. Скважины среднего яруса 4 используют в качестве нагнетательных, для чего их оборудуют колонной труб диаметром 50-60 мм на 2/3 длины скважины и затем подсоединяют к паровому коллектору 8, который в свою очередь соединяют с пароподающей скважиной 7, подключенной к парогенератору 6, установленному на поверхности земли. Скважины нижнего и верхнего ярусов 5 используют для добычи нефти, для чего их соединяют с нефтесборным коллектором 9, по которому нефть поступает в емкость 10, откуда откачивают насосами 11 по нефтепроводу 12 в шахтные нефтесборники, где нефть подготавливают и транспортируют на поверхность.

На фиг. 3 изображен вариант реализации способа, при котором добываемую жидкость сразу откачивают по скважине 13 на поверхность, в зумпф этой скважины спускают глубинный насос 14. На поверхности осуществляют подготовку нефти в резервуарах 15, а затем транспортировку ее на нефтеперерабатывающий завод. В этом варианте весь цикл разработки пласта, включая закачку пара и отбор нефти, осуществляют с поверхности, исключается использование подземных сооружений (горные выработки, насосные камеры, нефтепроводы и нефтесборники). После разбуривания и обустройства разрабатываемого участка пласта 2 начинают закачку пара в нагнетательные скважины 4 при давлении 0,5-1,0 МПа, одновременно контролируя температуру в добывающих скважинах 5 с помощью дистанционных термодатчиков, при этом добывающие скважины 5 закрыты запорной арматурой на их устьях. После того, как температура в добывающих скважинах достигнет 120^oC (температура кипения воды при пластовом давлении 0,2 МПа), закачку пара прекращают и начинают отбор нефти из всех добывающих скважин участка, продолжая контролировать температуру в добывающих скважинах 5. После того, как температура в добывающих скважинах снизится до 70^oC (при дальнейшем снижении температуры вязкость нефти начинает резко расти), отбор нефти прекращают и вновь начинают цикл закачки пара. В дальнейшем циклы закачки пара и отбора нефти повторяют. Разработку пласта ведут до экономически выгодного предела. Для предотвращения потерь тепла из галереи 3 в горные выработки шахты в наклонных выработках 1 сооружают изолирующие перемычки 16 (фиг. 1 и 2).