способ разработки залежи высоковязкой нефти

Формула изобретения

Способ разработки залежи высоковязкой нефти, включающий бурение скважин, закачку в них пара с воздухом, закачку воздуха, выдержку, отбор продукции, отличающийся тем, что вначале бурят скважины в сводовой части залежи, эксплуатируют их как нагнетательно-добывающие циклически с закачкой пара с воздухом, выдержкой и отбором продукции до раздренирования призабойной зоны, верхнюю скважину переводят под нагнетание газа, а ниже расположенные по пласту эксплуатируют как добывающие, при этом ниже добывающих скважин бурят еще ряд скважин и эксплуатируют их как нагнетательно-добывающие, добывающие скважины после выработки зоны залежи между ними и нагнетательной скважиной переводят под нагнетание газа, а нагнетательную при превышении расчетного давления останавливают, аналогичным образом ведут дальнейшую разработку сверху вниз по пласту до выработки залежи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разработке небольших пластово-сводовых залежей высоковязких нефтей с тепловым воздействием на пласт.

Известен способ разработки залежи нефти путем закачки газа в повышенные части залежи (И.М.Муравьев и др. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Недра. М., 1965, с.120-123).

Известный способ позволяет поддерживать давление в пласте при разработке месторождения, но при разработке залежи с высоковязкой нефтью не обеспечивает приемлемого притока в добывающую скважину.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти путем закачки теплоносителя (горячей воды или пара) в пласт (И.М.Муравьев и др. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Недра. М., 1965, с.148).

Известный способ позволяет разрабатывать месторождение с высоковязкой нефтью, но при падении пластового давления не обеспечивает приемлемого притока в добывающую скважину.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ добычи вязкой нефти с пароциклической обработкой забоя скважины (Д.Г.Антониади, А.Р.Гарушев, В.Г.Ишханов. Настольная книга по термическим методам добычи нефти. "Советская Кубань". Краснодар, 2000, с.130-131), включающий закачку в пласт пара с воздухом, затем закачку одного воздуха, остановку скважины для капиллярной пропитки, по окончании выдержки отбор из скважины продукции с периодической подкачкой воздуха.

Известный способ позволяет добывать вязкую нефть из скважины, снижая ее вязкость и поддерживая пластовое давление.

Недостатками способа являются:

- низкий охват пласта тепловым воздействием и низкий коэффициент нефтеизвлечения из-за того, что не охвачен тепловым воздействием и вытеснением весь пласт между скважинами;

- большие потери тепла из-за того, что после раздренирования призабойной зоны и снижения или прекращения притока нефти в скважину введенное в пласт тепло не совершает полезной работы, а теряется на нагрев непродуктивных пород;

- недостаточное использование упругой энергии закаченного воздуха из-за рассредоточения его по площади пласта.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение охвата пласта тепловым воздействием и увеличение коэффициента нефтеизвлечения за счет прогрева всего пласта между скважинами и вытеснения из него нефти в добывающие скважины, снижение потерь тепла за счет использования прогретых зон вокруг нагнетательной и добывающей скважин при вытеснении нефти между ними и за счет снижения потерь тепла в кровлю пласта, более полное использование упругой энергии закаченного газа за счет накопления его в сводовой части залежи, интенсификация поступления продукции в добывающую скважину за счет использования гравитации.

Поставленная техническая задача решается описываемым способом разработки залежи высоковязкой нефти, включающим бурение скважин, закачку в них пара с воздухом, закачку воздуха, выдержку, отбор продукции, при этом вначале бурят скважины в сводовой части залежи, эксплуатируют их как нагнетательно-добывающие циклически с закачкой пара с воздухом, выдержкой и отбором продукции до раздренирования призабойной зоны, верхнюю скважину переводят под нагнетание газа, а ниже расположенные по пласту эксплуатируют как добывающие, при этом ниже добывающих скважин бурят еще ряд скважин и эксплуатируют их как нагнетательно-добывающие, добывающие скважины после выработки зоны залежи между ними и нагнетательной скважиной переводят под нагнетание газа, а нагнетательную при превышении расчетного давления останавливают, аналогичным образом ведут дальнейшую разработку сверху вниз по пласту до выработки залежи.

Проведенные исследования показали, что бурение вначале скважин в сводовой части залежи, эксплуатация их как нагнетательно-добывающих циклически с закачкой пара с воздухом, выдержкой и отбором продукции до раздренирования призабойной зоны позволяет:

во-первых, прогреть призабойные зоны скважин за счет ввода в них пара и воздуха, который при окислении им нефти дополнительно повышает температуру и снижает ее вязкость;

во-вторых, раздренировать призабойные зоны скважин за счет отбора продукции из скважин после термокапиллярной пропитки во время выдержки, при которой горячий конденсат вытесняет, замещает нефть из мелких пор в крупные и высокопроницаемые слои;

в-третьих, увеличить, а при отсутствии создать в сводовой части залежи газовую шапку (запас упругой энергии) за счет закаченного в пласт воздуха, который, как более легкий, стремится занять верхнюю часть пласта.

Перевод верхней скважины под нагнетание газа, а эксплуатация ниже расположенных по пласту как добывающие позволяет горячим конденсатом вытеснять нефть из нераздренированных зон пласта между нагнетательной и добывающими скважинами и перемещать ее к прогретым забоям добывающих скважин за счет давления газа в газовой шапке и гравитационного дренирования.

При этом бурение ниже добывающих еще ряда скважин и эксплуатация их как нагнетательно-добывающие позволяет увеличить ниже по пласту охват его тепловым воздействием и раздренировать там призабойные зоны скважин за счет циклической эксплуатации с закачкой пара с воздухом, выдержкой и отбором продукции.

Перевод добывающих скважин после выработки зоны залежи между ними и нагнетательной скважиной под нагнетание газа позволяет поддерживать пластовое давление за счет упругой энергии закаченного газа.

Остановка нагнетательной скважины при превышении расчетного давления позволяет предотвратить прорыв газа в непродуктивные пласты за счет ограничения давления в газовой шапке.

Проведение дальнейшей разработки сверху вниз по пласту аналогичным образом позволяет выработать всю залежь за счет поинтервального прогрева и раздренирования призабойных зон скважин и последующего за этим прогрева и вытеснения нефти из нераздренированных между скважинами зон.

Совокупность отличительных признаков предлагаемого способа разработки залежи высоковязкой нефти позволяет увеличить охват пласта тепловым воздействием и увеличить коэффициент нефтеизвлечения, снизить потери тепла, более полно использовать упругую энергию закаченного газа и интенсифицировать поступление продукции в добывающую скважину.

Из патентной и научно-технической литературы не известна заявляемая совокупность отличительных признаков. Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Способ осуществляют в следующей последовательности (совмещен с примером конкретного выполнения).

В сводовой части залежи высоковязкой нефти бурят ряд скважин и эксплуатируют их циклически как нагнетательно-добывающие с тепловым воздействием на пласт. Для этого через скважины закачивают в пласт пар с воздухом. При этом прогревается призабойная зона пласта за счет передачи ей тепла от закаченного пара и дополнительно за счет выделения тепла при окислении нефти кислородом воздуха и снижается вязкость нефти в ней. Кроме того, воздух способствует лучшему проникновению горячего конденсата в глубь пласта. После закачки пара с воздухом скважины останавливают на выдержку для термокапиллярной пропитки, при которой происходит выравнивание температуры между паром и пластом, снижение температуры и давления способствует конденсации пара и происходит замещение в низкопроницаемых зонах нефти водой, а в зону конденсации устремляется оттесненная от призабойной зоны нефть. После выдержки из скважин отбирают продукцию. Операции закачка-выдержка-отбор, составляющие один цикл, повторяют до раздренирования призабойной зоны пласта. Объем, темп и давление закачки пара и воздуха, время выдержки, объем отобранной из скважины продукции в циклах, определяются расчетным или опытным путем с учетом глубины залегания, характеристик продуктивного пласта, свойств насыщающих его флюидов, близости водоносных пластов и других факторов и задаются отдельно в каждом конкретном случае.

Верхнюю скважину переводят под нагнетание газа (например, воздуха, азота, пластового газа и т.п.), а ниже расположенные по пласту эксплуатируют как добывающие. При этом газ, закачиваемый в газовую шапку, образовавшуюся при закачке воздуха в процессе эксплуатации верхней скважины как нагнетательно-добывающей, проталкивает сверху вниз по пласту к добывающим скважинам горячий конденсат, который вытесняет нефть из нераздренированных зон между нагнетательной и добывающими скважинами и перемещает ее к добывающим скважинам через зоны, прогретые при эксплуатации этих скважин как нагнетательно-добывающие, что снижает вязкость дренируемой нефти и облегчает ее поступление в ствол добывающих скважин. Кроме того, лучшему дренированию в ниже расположенные относительно нагнетательной добывающие скважины способствует сила гравитации. Выбор вида закачиваемого газа зависит от экономических и технологических факторов. Например, при опасности возникновения в пласте очага горения при закачке в него воздуха предпочтительнее закачивать инертный газ или, при наличии, пластовый газ.

Ниже добывающих скважин бурят еще ряд скважин и эксплуатируют их как нагнетательно-добывающие описанным образом, а добывающие скважины эксплуатируют до выработки зоны залежи между нагнетательной и добывающей скважинами и переводят их под нагнетание газа. Нагнетательную скважину останавливают при превышении расчетного давления, которое определяется с учетом опасности прорыва газа в добывающие скважины или нижележащие водоносные пласты.

Дальнейшую разработку залежи проводят сверху вниз по пласту, аналогично описанному образом до ее выработки.

По предлагаемому способу бурение вначале скважин в сводовой части залежи, эксплуатация их как нагнетательно-добывающих циклически с закачкой пара с воздухом, выдержкой и отбором продукции до раздренирования призабойной зоны, перевод верхней скважины под нагнетание газа, а эксплуатация ниже расположенных по пласту как добывающие, при этом бурение ниже добывающих еще ряда скважин и эксплуатация их как нагнетательно-добывающие, перевод добывающих скважин после выработки зон залежи между ними и нагнетательной скважиной под нагнетание газа, остановка нагнетательной при превышении расчетного давления, дальнейшая разработка сверху вниз по пласту аналогичным образом до выработки залежи позволяет увеличить охват пласта тепловым воздействием, снизить потери тепла в пласте, более полно использовать упругую энергию закаченного газа, интенсифицировать поступление продукции в добывающие скважины, увеличить коэффициент нефтеизвлечения и повысить эффективность разработки залежи высоковязкой нефти.