Патент на изобретение №2285118

(54) СПОСОБ ТЕРМОШАХТНОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ РАЗВЕТВЛЕННЫМИ СКВАЖИНАМИ ПО ОДНОГОРИЗОНТНОЙ СИСТЕМЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при термошахтной разработке месторождений высоковязкой нефти. Обеспечивает повышение темпа разработки нефтяного месторождения и сохранение теплового режима в добывающей галерее. Сущность изобретения: на участке месторождения в подошве нефтяного пласта или ниже него сооружают добывающую галерею. Из добывающей галереи бурят подземные пологонаклонные или горизонтальные разветвленные нагнетательные скважины. С поверхности в добывающую галерею бурят пароподающую скважину, от которой пар по подземному паропроводу подается на устья подземных нагнетательных скважин. В промежутках между подземными нагнетательными скважинами бурят подземные пологонаклонные или горизонтальные разветвленные добывающие скважины. Закачивают пар в нефтяной пласт через систему: поверхностные пароподающие скважины, подземные трубопроводы и подземные нагнетательные скважины. Отбирают пластовую жидкость через подземные добывающие скважины. В период прекращения закачки пара в подземные нагнетательные скважины они эксплуатируются в режиме добычи нефти. Устья подземных нагнетательных и добывающих скважин обсаживают термоизолированными колоннами. В период прекращения закачки пара в разветвленные нагнетательные скважины их эксплуатируют в режиме добычи нефти. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при термошахтной разработке месторождений высоковязкой нефти.

Известен шахтный способ разработки нефтяных месторождений путем прогрева обрабатываемой площади продуктивного пласта теплоносителем и отбора нефти через систему горизонтальных и восстающих скважин, пробуренных из эксплуатационной галереи. Закачку теплоносителя производят из горных выработок, расположенных выше эксплуатационной галереи (Авторское свидетельство СССР №747986, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 15.07.80).

Известный способ позволяет отобрать из продуктивного нефтяного пласта основные запасы нефти, однако темп разработки невысок, а затраты на проходку горных выработок велики.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ шахтной разработки нефтяной залежи, включающий закачку теплоносителя в отрабатываемые участки пласта и отбор нефти из них посредством нагнетательных и добывающих скважин, пробуренных горизонтально или пологонаклонно из одной рабочей галереи. Дополнительно осуществляют закачку теплоносителя посредством скважин, пробуренных на границе разрабатываемых участков в зоне забоев нагнетательных и добывающих скважин (Авторское свидетельство СССР №1098323, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 13.11.79).

Известный способ не позволяет достичь высоких темпов извлечения нефти в связи с большими тепловыделениями в рабочую галерею и нарушением теплового режима. Прогрев области пласта, примыкающего к рабочей галерее, объясняется малыми расстояниями, менее одного метра, между устьями подземных скважин. Бурение нагнетательных скважин на границе пласта требует дополнительных расходов на бурение и проходку горных выработок. Средний срок разработки участка месторождения по этому способу составляет 12-15 лет.

В изобретении решается задача повышения темпа разработки нефтяного месторождения и сохранения теплового режима в добывающей галерее.

Задача решается тем, что в способе термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти разветвленными скважинами по одногоризонтной системе, включающем проводку добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него, бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных нагнетательных и добывающих скважин, закачку пара через нагнетательные скважины и отбор пластовой жидкости через добывающие скважины, согласно изобретению в качестве подземных пологонаклонных и/или горизонтальных нагнетательных и добывающих скважин используют разветвленные скважины с устьями в добывающей галерее, обсаживают устья разветвленных нагнетательных и/или добывающих скважин термоизолированными колоннами, с поверхности в добывающую галерею бурят пароподающую скважину, в добывающей галерее прокладывают подземный трубопровод, соединяют подземным трубопроводом пароподающую скважину и устья разветвленных нагнетательных скважин, закачивают пар через пароподающую скважину, а через устья разветвленных добывающих скважин собирают пластовую жидкость в нефтесборной канавке, проложенной в подошве добывающей галереи, транспортируют до насосной станции и откачивают на поверхность.

Признаками изобретения являются:

1. проводка добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него;

2. бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных нагнетательных и добывающих скважин;

3. закачка пара через нагнетательные скважины;

4. отбор пластовой жидкости через добывающие скважины;

5. использование разветвленных скважин с устьями в добывающей галерее в качестве подземных пологонаклонных и/или горизонтальных нагнетательных и добывающих скважин;

6. обсаживание устьев разветвленных нагнетательных и/или добывающих скважин термоизолированными колоннами;

7. с поверхности в добывающую галерею бурение пароподающей скважины;

8. в добывающей галерее прокладка подземного трубопровода;

9. соединение подземным трубопроводом пароподающей скважины и устьев разветвленных нагнетательных скважин;

10. закачка пара через пароподающую скважину;

11. через устья разветвленных добывающих скважин сбор пластовой жидкости в нефтесборной канавке, проложенной в подошве добывающей галереи;

12. транспортирование пластовой жидкости до насосной станции и откачка на поверхность.

Признаки 1-4 являются общими с прототипом, признаки 5-12 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При термошахтной разработке месторождения высоковязкой нефти происходят большие тепловыделения в добывающую галерею в связи с плотным расположением устьев подземных скважин в ней. Через устья подземных добывающих скважин в добывающую галерею поступает нагретая жидкость, а через устья подземных нагнетательных скважин закачивается теплоноситель в пласт. Расстояние между устьями подземных скважин менее одного метра. Это приводит к разогреву зоны пласта, примыкающей к добывающей галерее, и нагреву рудничной атмосферы. Для предотвращения нарушения теплового режима в добывающей галерее снижают темпы закачки пара, что приводит к более медленному разогреву пласта и увеличению срока разработки. В предложенном изобретении решается задача повышения темпа разработки нефтяного месторождения и сохранения теплового режима в добывающей галерее. В предложенном способе предлагается сократить количество устьев подземных скважин за счет бурения подземных пологонаклонных и горизонтальных разветвленных скважин и, при необходимости, обсадить их устья термоизолированными колоннами. Этим решается задача снижения тепловыделений в добывающую галерею, обеспечивается возможность закачки пара более высокими темпами, соответственно повышаются темпы разработки нефтяного месторождения. Кроме того, применение подземных разветвленных скважин обеспечивает большую поверхность теплового воздействия на пласт в зонах пласта, удаленных от добывающей галереи, и более равномерное дренирование пласта в случае, когда добывающая галерея имеет кольцевой вид.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

На месторождении выделяют участок разработки. В подошве нефтяного пласта или ниже нее проходится добывающая галерея. Из добывающей галереи бурят подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные нагнетательные и добывающие скважины. В горную выработку (это может быть добывающая галерея) бурится пароподающая скважина, от которой пар по трубопроводу подается на устья подземных нагнетательных скважин. Пар подается в поверхностные пароподающие скважины, откуда поступает в подземный трубопровод, по которому транспортируется до устьев нагнетательных скважин и далее в нефтяной пласт. Боковые стволы обеспечивают прогрев пласта в удаленных зонах от добывающей галереи.

Подземные пологонаклонные и горизонтальные добывающие скважины располагаются в промежутках между подземными нагнетательными скважинами. Наличие боковых ветвей обеспечивает высокий охват пласта процессом дренирования, а наличие у разветвленной скважины только одного устья снижает тепловыделения в зоне пласта, примыкающей к добывающей галерее. Разогретая нефть фильтруется по пластовому коллектору и поступает в основной ствол и боковые ветви подземных разветвленных добывающих скважин и через устье скважины стекает в нефтесборную канавку, проложенную в подошве добывающей галереи, по которой транспортируется до насосной станции, откачивающей добываемую жидкость с участка.

В периоды прекращения закачки пара в пласт в какие-либо подземные нагнетательные скважины они могут эксплуатироваться в режиме добычи нефти.

Устья подземных разветвленных нагнетательных и добывающих скважин могут быть обсажены термоизолированной колонной, что позволяет сократить тепловыделения в добывающую галерею.

На чертеже изображен участок месторождения, разрабатываемого по одногоризонтной системе с закачкой пара в пласт через подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные нагнетательные скважины и добычей нефти с помощью подземных пологонаклонных и горизонтальных разветвленных добывающих скважин.

На участке месторождения высоковязкой нефти или природного битума 1, предназначенного для термошахтной разработки по одногоризонтной системе, проходят добывающую галерею 2 по подошве нефтяного пласта или ниже него. Из добывающей галереи 2 бурят подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные нагнетательные скважины 3 с боковыми ветвями 4. С поверхности в добывающую галерею 2 бурят пароподающую скважину 5. Для транспортировки пара до устьев подземных нагнетательных скважин 3 в добывающей галерее прокладывают трубопровод 6. Пар подают в подземный трубопровод 6 через пароподающую скважину 5, транспортируют по нему до нагнетательных скважин 3 и по ним закачивают в нефтяной пласт. Боковые стволы 4 нагнетательных скважин 3 обеспечивают высокий охват зоны пласта, удаленной от добывающей галереи 2, процессом теплового воздействия, а наличие только одного устья у разветвленных нагнетательных скважин 3 снижает тепловыделение в добывающую галерею 2 и прогрев зоны пласта, примыкающей к добывающей галерее 2.

В промежутках между нагнетательными скважинами 3 из добывающей галереи 2 бурят подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные добывающие скважины 7. Боковые ветви 8 добывающих скважин 7 обеспечивают высокий охват пласта процессом дренирования, а наличие только одного устья снижает прогрев зоны пласта, примыкающего к добывающей галерее 2.

Пластовая жидкость (нефть) по коллектору пласта поступает в подземные разветвленные добывающие скважины 7, из которых сливается в нефтесборную канавку 9 добывающей галереи 2, по которой транспортируется до насосной станции, производящей откачку пластовой жидкости на поверхность, или на центральный подземный нефтесборный пункт, откуда после подготовки откачивается на поверхность.

В период прекращения закачки пара по каким-либо подземным нагнетательным скважинам 3 они могут эксплуатироваться в режиме добычи нефти.

Устья подземных пологонаклонных и горизонтальных разветвленных нагнетательных 3 и добывающих 7 скважин для уменьшения тепловыделений в добывающую галерею 2 могут быть обсажены термоизолированной колонной.

Пример конкретного выполнения.

Разрабатывают участок Ярегского месторождения высоковязкой нефти со следующими характеристиками: глубина – 200 м, начальная пластовая температура – 8°С, пластовое давление – 0,1 МПа, толщина продуктивного пласта – 26 м, пористость -26%, проницаемость – 3 мкм², нефтенасыщенность – 87%, вязкость нефти – 12000 мПа.с, плотность нефти – 933 кг/м³.

Так как Ярегское месторождение разрабатывается по термошахтной технологии, то шахтные стволы и основные горные выработки уже построены, поэтому для ввода нового участка в пласте требуется пройти только наклонные выработки и добывающую галерею 2.

Из добывающей галереи 2 бурят подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные нагнетательные скважины 3. Боковые ветви 4 обеспечивают высокий охват процессом теплового воздействия зон пласта, удаленных от добывающей галереи 2. С поверхности в добывающую галерею 2 бурят пароподающую скважину 5. От пароподающей скважины 5 по добывающей галерее 2 прокладывают подземный трубопровод 6, который соединяется с устьями подземных пологонаклонных или горизонтальных разветвленных нагнетательных скважин 3. Пар по пароподающей скважине 5 поступает в подземный трубопровод 6, по которому транспортируется до устьев подземных нагнетательных скважин 3 и далее через основной ствол и боковые ветви 4 поступает в нефтяной пласт, обеспечивая прогрев удаленных от добывающей галереи 2 зон пласта.

В промежутках между нагнетательными скважинами 3 из добывающей галереи 2 бурятся подземные пологонаклонные и горизонтальные разветвленные добывающие скважины 7. Боковые ветви 8 добывающих скважин 7 обеспечивают высокий охват удаленных зон пласта от добывающей галереи 2 процессом дренирования. Зона пласта, примыкающая к добывающей галерее 2, отрабатывается в последнюю очередь при подходе теплового фронта к добывающей галерее 2. Такой порядок отработки пласта обеспечивает длительное сохранение состояния рудничной атмосферы в допустимых пределах.

Из добывающих скважин 7 нефть сливается в нефтесборную канавку 9 добывающей галереи 2, по которой транспортируется до насосной станции, производящей откачку жидкости с участка.

В периоды прекращения закачки пара по каким-либо подземным нагнетательным скважинам 3 они могут эксплуатироваться в режиме добычи нефти.

Устья подземных пологонаклонных или горизонтальных разветвленных нагнетательных 3 и добывающих 7 скважин для уменьшения тепловыделений в добывающую галерею 2 могут быть обсажены термоизолированной колонной.

В результате применения предложенного способа по сравнению с прототипом срок разработки участка месторождения сокращается на 2-3 года.

Применение предложенного способа позволит повысить темп разработки нефтяного месторождения.

Формула изобретения

1. Способ термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти разветвленными скважинами по одногоризонтной системе, включающий проводку добывающей галереи в продуктивном нефтяном пласте или ниже него, бурение из добывающей галереи подземных пологонаклонных и/или горизонтальных разветвленных нагнетательных и добывающих скважин, закачку пара через нагнетательные скважины и отбор пластовой жидкости через добывающие скважины, отличающийся тем, что в качестве подземных пологонаклонных и/или горизонтальных нагнетательных и добывающих скважин используют разветвленные скважины с устьями в добывающей галерее, с поверхности в добывающую галерею бурят пароподающую скважину, в добывающей галерее прокладывают подземный трубопровод, соединяют подземным трубопроводом пароподающую скважину и устья разветвленных нагнетательных скважин, закачивают пар через пароподающую скважину, а через устья разветвленных добывающих скважин собирают пластовую жидкость в нефтесборной канавке, проложенной в подошве добывающей галереи, транспортируют до насосной станции и откачивают на поверхность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обсаживают устья разветвленных нагнетательных и/или добывающих скважин термоизолированными колоннами.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в период прекращения закачки пара в разветвленные нагнетательные скважины их эксплуатируют в режиме добычи нефти.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.12.2007

Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009