способ электротепловой обработки призабойной зоны пласта

Формула изобретения

Способ электротепловой обработки призабойной зоны пласта, включающий прогрев призабойной зоны пласта скважинным электрическим нагревателем и отбор жидкости, отличающийся тем, что скважину оборудуют колонной насосно-компрессорных труб с размещенными на конце перфорированным патрубком, разделенным пробкой, с электронагревателем и насосом ниже пробки, патрубок размещают в зоне продуктивного пласта, ограничивают переток жидкости по межтрубному пространству частичным разобщением межтрубного пространства скважины на уровне кровли продуктивного пласта, прогревают призабойную зону с одновременной циркуляцией жидкости по патрубку ниже пробки и скважинному пространству ниже места разобщения и подливом воды в межтрубное пространство, а отбор жидкости ведут при отключенном прогреве и циркуляции жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины при интенсификации добычи нефти при электротепловой обработке призабойной зоны продуктивного пласта.

Известен способ стационарной электротепловой обработки призабойной зоны пласта, заключающийся в том, что в скважине в интервале пласта ниже насосного оборудования устанавливают стационарный электронагреватель и осуществляют прогрев пласта в процессе эксплуатации непрерывно или по заданному режиму [Справочная книга по добыче нефти. Под ред. Ш.К.Гиматудинова, М.: Недра, 1974 г.].

Вследствие уноса тепла потоком добываемой нефти известный способ не позволяет прогреть призабойную зону пласта в достаточной степени и расплавить парафиновые и смоляные отложения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ термической ликвидации парафиновых и смоляных отложений с последующим воздействием на призабойную зону нефтегазосодержащего пласта. Способ включает закачку раствора в призабойную зону нефтегазосодержащего пласта. Далее нагревают нефтегазосодержащий пласт и закачанный в призабойную зону нефтегазосодержащего пласта раствор. Периодически опускают скважинный электронагреватель ниже прогреваемого нефтегазосодержащего пласта и затем поднимают скважинный электронагреватель выше прогреваемого нефтегазосодержащего пласта на расстояние, выбранное из соотношения 0,68-3,27 от толщины прогреваемого нефтегазосодержащего пласта. Периодичность перемещений электронагревателя вниз-вверх от 2 до 12 в минуту через равные или неравные промежутки времени или непрерывно. После термической ликвидации парафиновых и смоляных отложений нефтегазосодержащего пласта и последующего начала отбора нефти скважинный электронагреватель оставляют в зоне нефтегазосодержащего пласта. Не прекращая нагрев призабойной зоны нефтегазосодержащего пласта, подают на скважинный электронагреватель переменный ток при периодических или непрерывных его перемещениях вниз-вверх. Дополнительно воздействуют на призабойную зону нефтегазосодержащего пласта постоянным током. Положительный заряд постоянного тока подают на размещенный под или над скважинным электронагревателем дополнительный электрод. Отрицательный заряд постоянного тока подают на землю. Дополнительный электрод перемещают вдоль нефтегазосодержащего пласта вниз-вверх вместе со скважинным электронагревателем. Дополнительное воздействие на призабойную зону нефтегазосодержащего пласта осуществляют постоянным током напряжением 150-800 В при силе тока 10-500 А. Повышается эффективность удаления парафиновых и смоляных отложений, предотвращается их возможное образование в зоне нефтегазосодержащего пласта, а также ликвидируются водяные конуса призабойной зоны нефтегазосодержащего пласта с одновременным увеличением производительности отбора нефти и газа (Патент РФ №2204699, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 20.05.2003 - прототип).

Расчеты показывают, что при этом значительная часть тепла за счет конвекции уносится из призабойной зоны в вышележащую часть скважины. Поскольку теплопроводность воды в среднем в 4 раза выше теплопроводности нефти, то условия передачи тепла ухудшаются. Кроме того, в известном способе, использующем термоциклическую обработку призабойной зоны пласта, заключающуюся в смене периода прогрева без отбора жидкости на период отбора жидкости без прогрева, при смене периода отбора на период прогрева, в связи с тем, что из пласта продолжает поступать жидкость (т.к. ее уровень в скважине ниже статического), часть тепла, выделяемая нагревателем, уносится жидкостью и не передается пласту. Таким образом, в известном способе эффективность тепловой обработки призабойной зоны пласта незначительна, т.к. большая часть выделяемого электронагревателем тепла уносится извлекаемой из пласта жидкостью.

В изобретении решается задача повышения эффективности прогрева призабойной зоны пласта за счет сведения к минимуму потерь тепла вверх по стволу скважины, увеличения температуры прогрева на забое скважины, увеличения глубины прогрева из-за фильтрации прогретой воды вглубь пласта и уменьшения потерь по добыче нефти в результате уменьшения времени простоя скважины для прогрева продуктивного пласта.

Задача решается тем, что в способе электротепловой обработки призабойной зоны пласта, включающем прогрев призабойной зоны пласта скважинным электрическим нагревателем и отбор жидкости, согласно изобретению скважину оборудуют колонной насосно-компрессорных труб с размещенными на конце перфорированным патрубком, разделенным пробкой, с электронагревателем и насосом ниже пробки, патрубок размещают в зоне продуктивного пласта, ограничивают переток жидкости по межтрубному пространству частичным разобщением межтрубного пространства скважины на уровне кровли продуктивного пласта, прогревают призабойную зону с одновременной циркуляцией жидкости по патрубку ниже пробки и скважинному пространству ниже места разобщения и подливом воды в межтрубное пространство, а отбор жидкости ведут при отключенном прогреве и циркуляции жидкости.

Признаками изобретения являются:

1. прогрев призабойной зоны пласта скважинным электрическим нагревателем;

2. отбор жидкости;

3. оборудование скважины колонной насосно-компрессорных труб;

4. то же с размещенным на конце перфорированным патрубком;

5. то же с разделением пробкой;

6. то же с электронагревателем и насосом ниже пробки;

7. размещение патрубка в зоне продуктивного пласта;

8. ограничение перетока жидкости по межтрубному пространству частичным разобщением межтрубного пространства скважины на уровне кровли продуктивного пласта;

9. прогрев призабойной зоны с одновременной циркуляцией жидкости по патрубку ниже пробки и скважинному пространству ниже места разобщения;

10. то же с подливом воды в межтрубное пространство;

11. отбор жидкости при отключенном прогреве и циркуляции жидкости.

Признаки 1 и 2 являются общими с прототипом, признаки 3-11 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Электротепловая обработка призабойной зоны продуктивного пласта предназначена для расплавления и удаления парафино- и асфальтосмолистых отложений, для повышения фильтрационных свойств горной породы слагающих нефтяной пласт и понижения вязкости пластовой нефти.

Прогрев призабойной зоны скважинными электронагревателями способствует расплавлению парафиновых и смоляных отложений и увеличению проницаемости призабойной зоны, снижению вязкости нефти и улучшению ее текучести. Однако существующие способы электропрогрева малоэффективны вследствие потерь тепла вверх по стволу скважины, низкой температуры прогрева на забое скважины, небольшой глубины прогрева из-за фильтрации прогретой воды вглубь пласта, потерь электрической энергии и потерь добычи нефти в результате простоя скважины для прогрева продуктивного пласта. В предложенном способе решается задача повышения эффективности прогрева призабойной зоны пласта за счет уменьшения вышеперечисленных негативных факторов. Задача решается следующим образом.

При электротепловой обработке призабойной зоны пласта ведут прогрев призабойной зоны пласта скважинным электрическим нагревателем и отбирают жидкость из скважины. Скважину оборудуют колонной насосно-компрессорных труб с размещенными на конце перфорированным патрубком, разделенным пробкой. На патрубке ниже пробки размещают электронагреватель и насос. Патрубок размещают в зоне продуктивного пласта. Ограничивают переток жидкости по межтрубному пространству частичным разобщением межтрубного пространства скважины на уровне кровли продуктивного пласта постановкой колпака. Прогревают призабойную зону с одновременной циркуляцией жидкости по патрубку ниже пробки и скважинному пространству ниже места разобщения. При этом подливают воду в межтрубное пространство на устье скважины. Отбор жидкости ведут при отключенном прогреве и циркуляции жидкости.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

В скважину на колонне насосно-компрессорных труб 1 спускают насос 2, электронагреватель 3, патрубок 4 с радиальными отверстиями 5 и термоизоляционной пробкой 6, термоизоляционный колпак 7, глубинный штанговый насос 8 со штангами 9. Для подачи электроэнергии на электронагреватель 3 и насос 2 вдоль колонны насосно-компрессорных труб 1 крепят кабель 10. Нефть фильтруется в скважину через перфорационные отверстия 11 скважины 12. Устье скважины оборудуют трубопроводами 13 с задвижкой 14.

Термоизоляционный колпак 7 служит для разобщения (отделения) прогретой части пласта от вышележащей части скважины. Термоизоляционный колпак 7, патрубок 4 с радиальными отверстиями 5 и термоизоляционной пробкой 6 размещаются на уровне кровли продуктивного пласта. Электронагреватель 3 с необходимой мощностью размещают ниже. Насос 2 с рассчитанной производительностью устанавливают ниже подошвы пласта.

Способ электротепловой обработки призабойной зоны осуществляется следующим образом. После проведения подземного ремонта жидкость в скважине устанавливается на статическом уровне. В нижней части вода - результат глушения скважины, которое происходит перед подъемом колонны насосно-компрессорных труб и глубинного штангового насоса.

Для осуществления электротепловой обработки призабойной зоны пласта вначале включаются электронагреватель 3 и насос 2. Насос 2 забирает жидкость из скважины, прокачивает через патрубок 4 и радиальные отверстия 5 снова в скважину, создавая циркуляцию жидкости вокруг электронагревателя 3. Жидкость нагревается и передает тепло окружающему скважину пространству. Призабойная зона пласта прогревается. Электронагреватель 3 и насос 2 работают время t_пp.

После этого электронагреватель 3 и насос 2 отключают и отбирают жидкость глубинным штанговым насосом 8.

Процесс отбора продолжается периодом t_д.

После того как глубинный штанговый насос 8 отработал время t_д, открывают задвижку 14 и заполняют межтрубное пространство водой до необходимого уровня. Одновременно включаются насос 2 и электронагреватель 3 на время прогрева t_пp.

Процесс повторяют необходимое число раз.

Благодаря предлагаемому изобретению существенно увеличивается эффективность разогрева призабойной зоны пласта, за счет того, что межтрубное пространство заполнено водой, теплопроводность которой существенно выше теплопроводности нефти, и тепло от электрического нагревателя проникает вглубь продуктивного пласта на большое расстояние.

Намного повышается теплоотдача в скважине при циркуляции жидкости в призабойной зоне пласта, так как увеличится ее поверхность. Она станет равной поверхности цилиндра, которая начинается термоизоляционным колпаком и заканчивается забоем скважины. Эти мероприятия способствуют повышению дебита скважин, так как нагретая зона очищается от парафина и асфальто-смолистых отложений и уменьшается вязкость нефти в призабойной зоне. Это все облегчает приток нефти к забою скважины и увеличивает скорость притока нефти к глубинному штанговому насосу. Как показывают расчеты, количество тепла, поступающего в пласт по предложенному способу, в три раза больше, чем по прототипу.

Пример конкретного выполнения

При электротепловой обработке призабойной зоны пласта в интервале 856-891 м ведут прогрев призабойной зоны пласта скважинным электрическим нагревателем марки МЭН50-122 и отбор жидкости штанговым глубинным насосом марки НВ43. Скважину оборудуют колонной насосно-компрессорных труб с размещением на конце перфорированным патрубком диаметром 73 мм и длиной 20 м, разделенным посередине пробкой высотой 500 мм из стали СТ-3, с электронагревателем и насосом марки УЭДН ниже пробки. Патрубок размещают в зоне продуктивного пласта. Ограничивают переток жидкости по межтрубному пространству частичным разобщением межтрубного пространства скважины на уровне кровли продуктивного пласта постановкой термоизоляционного колпака высотой 100 мм из резины, установленного с зазором 2 мм от стенки скважины. Включают насос УЭДН и электронагреватель, осуществляют подлив воды в межтрубное пространство до уровня жидкости в скважине 500 м и прогревают призабойную зону с одновременной циркуляцией жидкости по патрубку ниже пробки и скважинному пространству ниже места разобщения. Время прогрева составляет 72 час. Выключают насос УЭДН и электронагреватель и отбирают жидкость штанговым глубинным насосом в течение 480 час.

В результате за счет сведения к минимуму потерь тепла вверх по стволу скважины, увеличения температуры прогрева на забое скважины, увеличения глубины прогрева из-за фильтрации прогретой воды вглубь пласта и уменьшения потерь по добыче нефти из-за уменьшения времени простоя скважины для прогрева продуктивного пласта повышается эффективность прогрева призабойной зоны пласта.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность электротепловой обработки призабойной зоны пласта.