способ подземной добычи вязкой нефти из пласта

Формула изобретения

Способ подземной добычи вязкой нефти из пласта, включающий бурение рядов электродных и добывающих восстающих скважин из полевых штреков, расположенных под пластом, подачу в коллектор через верхние электродные скважины одновременно тока и слабого соляного раствора электролита и вытеснение нефти по всему фронту простирания пласта в сторону нижних добывающих скважин, отличающийся тем, что полевые буровые штреки горизонта проходят между вентиляционными стволами в кровле и почве коллектора и бурят из них по падению залежи ряды параллельных скважин по всей площади горизонта на расстоянии друг от друга 5 м и от коллектора 5-10 м, в которые подают подпорную воду под давлением на 1-2 атм больше давления растворителя металлов, который подают в коллектор одновременно с электрическим током в виде разбавленной кислоты HCl или H ₂SO₄ с концентрацией 1,5-5%, при этом на границе между отрабатываемым и подготавливаемым горизонтами на флангах поля из граничных полевых выработок проходят вертикально вверх гезенки и соединяют их в кровле и почве коллектора буровыми штреками нижележащего горизонта, а выход исходящих струй воздуха из буровых штреков нижележащих горизонтов осуществляют с помощью вентиляционных стволов, подачу воздуха к которым производят по граничным вентиляционным сбойкам вышележащих горизонтов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной и нефтегазовой промышленности, а именно к подземной добыче высоковязкой нефти (ВВН).

Известен способ подземной добычи вязкой нефти из пласта путем нагрева коллектора из подземных выработок электротоком [1]. Недостатком аналога является потеря металла, имеющегося в пустых породах внутренней структуры коллектора, в выработанном пространстве залежи нефти.

Наиболее близким техническим решением является способ подземной добычи ВВН, при котором подача электрического тока и слабого раствора электролита для вытеснения разжиженной нефти осуществляются с помощью рядов восстающих скважин, пробуренных из полевых штреков, расположенных под нефтяным пластом. Давление электролита 1,5-5 атм обеспечивает движение вытесняемой нефти по всему фронту простирания коллектора от электродных до добывающих скважин [2]. К недостаткам прототипа относится, наряду с вышеуказанным в предыдущем аналоге, отсутствие при электроразжижении вязкой нефти подпора электролита, подаваемого вместе с током, что создает условия для его растекания в кровлю и почву коллектора.

Техническим результатом изобретения является максимальное извлечение металлов из пустых пород, составляющих внутреннюю структуру коллектора, при подземной добыче ВВН, а также защита боковых пород коллектора от проникновения в них кислотных растворителей металла.

Технический результат достигается тем, что в способе подземной добычи вязкой нефти из пласта, включающем бурение рядов электродных и добывающих восстающих скважин из полевых штреков, расположенных под пластом, подачу в коллектор через верхние электродные скважины одновременно тока и слабого соляного раствора электролита и вытеснение нефти по всему фронту простирания пласта в сторону нижних добывающих скважин, полевые буровые штреки горизонта проходят между вентиляционными стволами в кровле и почве коллектора и бурят из них по падению залежи ряды параллельных скважин по всей площади горизонта на расстоянии друг от друга 5 м и от коллектора 5-10 м, в которые подают подпорную воду под давлением на 1-2 атм больше давления растворителя металлов, который подают в коллектор одновременно с электрическим током в виде разбавленной кислоты HCl или H ₂SO₄ с концентрацией 1,5-5%, при этом на границе между отрабатываемым и подготавливаемым горизонтами на флангах поля из граничных полевых выработок проходят вертикально вверх гезенки и соединяют их в кровле и почве коллектора буровыми штреками нижележащего горизонта, а выход исходящих струй воздуха из буровых штреков нижележащих горизонтов осуществляют с помощью вентиляционных стволов, подачу воздуха к которым производят по граничным вентиляционным сбойкам вышележащих горизонтов.

В результате за счет проведения буровых полевых штреков между вентиляционными стволами на верхнем горизонте и между гезенками на нижележащих горизонтах обеспечивается создание из подпорных параллельных скважин защиты пород кровли и почвы коллектора от проникновения в них кислотного растворителя металлов. Создание электрического поля между электродными нагнетательными и добывающими скважинами и подача в коллектор кислотного растворителя обеспечивают не только разогрев ВВН и приведение его в жидкое состояние, но и эффективное растворение металлов, находящихся в пустых породах внутренней структуры коллектора. Создание в скважинах давления подпорной воды на 1-2 атм больше давления растворителя металлов обеспечивает высокую надежность защиты от проникновения растворителя в боковые породы коллектора. Проведение на флангах коллектора между отрабатываемым и нижележащим горизонтом вертикальных гезенков позволяет обеспечить проходку полевых буровых штреков нижележащего горизонта и защиту боковых пород от проникновения в них растворителя металлов на всей длине месторождения по падению. Подсоединение гезенков и буровых штреков к граничным вентиляционным сбойкам вышележащих горизонтов обеспечивает их проветривание общешахтной струей воздуха. В целом предлагаемое изобретение позволяет одновременно с электрическим разогревом ВВН растворять металл в пустых породах внутренней структуры коллектора, а также обеспечивает в пределах всего месторождения защиту боковых пород залежи от проникновения в них кислотного растворителя за счет создания в скважинах кровли и почвы давления подпорных вод, что значительно повышает эффективность подземной добычи ВВН.

Предложение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен вид коллектора из плоскости сечения через два фланговых вентиляционных ствола, С-С с фиг.3; фиг.2 - расположение скважин в кровле, А-А с фиг.1; фиг.3 - разрез коллектора по падению, Б-Б с фиг.1.

На фиг.1 и 2 показаны вентиляционные стволы и буровые выработки с подпорными скважинами верхнего горизонта: коллектор 1, левый и правый вентиляционные стволы 2 и 3, буровые штреки 4 и 5 в кровле 6 и почве 7, граничные вентиляционные сбойки 8 и 9, а также план расположения скважин 10 в кровле коллектора на верхнем горизонте шахтного поля. План расположения скважин в почве коллектора аналогичен плану скважин 10 в кровле коллектора, поэтому в самостоятельный рисунок не выделен.

На фиг.3 в сечении коллектора по падению находятся: верхний отрабатываемый горизонт 11, второй горизонт - 12, бремсберг 13 верхнего горизонта, этажный нагнетательный штрек 14, этажный добычной штрек 15, нагнетательная скважина-электрод 16, добывающая электродная скважина 17, линии электрического тока 18, скважина в почве 19, междугоризонтный штрек 20, гезенки 21, полевой буровой штрек 22 нижележащего горизонта в кровле коллектора, полевой буровой штрек 23 в почве нижележащего горизонта, скважины 24 и 25 в кровле и почве коллектора нижележащего горизонта, уклон 26 и нагнетательный штрек 27 верхнего этажа нижележащего горизонта.

Способ осуществляется следующим образом.

При вскрытии месторождения ВВН и подготовке шахтного поля предусматривается проходка выработок, необходимых как для бурения нагнетательных 16 и добывающих 17 электродных скважин для разогрева коллектора 1, так и для бурения рядов параллельных подпорных скважин 10 и 19 в кровле и почве коллектора для подачи подпорной воды, предотвращающей проникновение растворителя металлов из коллектора в боковые породы. Ряды скважин 10 и 19 в кровле и почве находятся на расстоянии 5-10 м от коллектора и 5 м друг от друга, создавая плотный заслон. Между вертикальными нагнетательными 16 и добывающими 17 электродными скважинами пропускают электрический ток, который разогревает коллектор 1 до превращения вязкой нефти в текучее состояние, а также способствует растворению металлов во всем объеме пустых пород внутренней структуры коллектора. Кислотный растворитель металла с концентрацией 1,5-5% подают в приэлектродное пространство одновременно с электрическим током под давлением на 1-2 атм больше давления коллекторной воды. Для защиты боковых пород 6 и 7 бурят из полевых штреков 4 и 5 верхнего горизонта в кровле и почве параллельные скважины 10 и 19 по падению залежи и по всей площади горизонта, в которые подают подпорную воду под давлением на 1-2 атм больше давления растворителя металлов. Жидкая нефть с растворенным в ней металлом вытесняется по падению коллектора к добывающим электродным скважинам 17 и затем выдается на поверхность шахты, где из нее производят отделение металла. При отработке нижней части месторождения с защитой боковых пород между вышележащим отрабатываемым горизонтом 11 и нижележащим подготавливаемым горизонтом 12 на флангах поля, из граничных полевых выработок проходят вертикально вверх гезенки 21, которые в кровле и почве соединяют полевыми буровыми штреками 22 и 23 нижележащего горизонта и из которых затем бурят по падению скважины 24 и 25 нижележащего горизонта. После проходки уклона 26 подготавливают штреки 27 для бурения нагнетательных и добывающих электродных скважин нижележащего горизонта. Проветривание буровых выработок подпорных скважин нижележащего горизонта производят по эффективной и экономически выгодной параллельной вентиляционной схеме с помощью общешахтной струи воздуха, для чего гезенки на входе и выходе соединяют с граничными вентиляционными сбойками 8 и 9 вышележащего горизонта. Получаемые технические и экономические показатели добычи ВВН значительно возрастают в связи с дополнительным к нефти извлечением металлов из пород внутренней структуры коллектора.

Источники информации

1. Сургучев Л.М. Применение методов повышения нефтеотдачи пластов за рубежом и перспективы их развития. - М.: Нефтяное хозяйство, №5, 1997. - С.144-145.

2. Патент РФ №2275499. Способ добычи вязкой нефти из пласта / Балыхин Г.А., Перов Н.В., Машковцев И.Л., Марко Антонио, Деб Саумитра Нараян. - М.: Бюл. изобр., №12, 2006.