Патент на изобретение №2305758

(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области разработки нефтяных залежей. Обеспечивает увеличение нефтеизвлечения, охвата выработкой запасов нефти в залежах, совпадающих в плане, расположенных в непосредственной близости по разрезу, разделенных глинистым или водоносным прослоем, вызывающим осложнения при его прохождении. Сущность изобретения: способ включает выделение совпадающих в плане верхней пластовой залежи в карбонатных коллекторах с эффективными нефтенасыщенными толщинами не менее 3 м и нижней массивной залежи с общими нефтенасыщенными толщинами более 15 м, между выделенными залежами устанавливают профильный перекрыватель, спускают обсадную колонну до кровли нижней залежи с фильтром в продуктивной части верхней залежи, цементируют затрубное пространство, вскрывают верхний продуктивный интервал, спускают два лифта, бурят вертикальные и/или наклонно направленные или разветвленные горизонтальные нагнетательные скважины в соответствии с проектной сеткой. Размещают горизонтальные стволы нагнетательных скважин параллельно плоскости горизонтальных стволов добывающих скважин. При наличии санитарно-защитных зон и нефтенасыщенных толщин пласта-коллектора верхней пластовой залежи более 5 м предусматривают бурение многозабойной горизонтальной скважины. Закачку рабочего агента осуществляют циклически в верхнюю и нижнюю залежи при их одновременно раздельной эксплуатации. 4 ил.

Предлагаемый способ относится к нефтяной промышленности, а именно к разработке залежей нефти в карбонатных коллекторах, совпадающих в плане с одновременно раздельной эксплуатацией указанных залежей разветвленными горизонтальными скважинами (РГС) или многозабойными горизонтальными скважинами (МЗС), при поочередной закачке рабочего агента в каждую залежь, циклической закачке воды в нагнетательные скважины и может быть использован как на ранней стадии разработки, так и на поздней.

Известен способ разработки нефтяной залежи, включающий способ и устройство для добычи нефти и газа из нескольких продуктивных горизонтов, включающий бурение скважины, спуск обсадных труб, установку пакера с клапанным седлом, спуск установочного инструмента с стреляющим перфоратором и съемной заглушкой, регулирование давления в скважине, позволяющее поочередно добывать нефть из верхнего и нижнего горизонтов (патент США (US) №4637468, опубл. 20.01.1987 г.). Недостатком способа является низкий коэффициент нефтеизвлечения продуктивных горизонтов из-за малого охвата пластов дренированием по площади объекта разработки.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки залежи нефти, включающий бурение разветвленной горизонтальной добывающей скважины и нагнетательных скважин, размещение открытых горизонтальных стволов в вертикальной плоскости один над другим, установку обсадной колонны, закачку рабочего реагента через нагнетательную скважину, отбор продукции через добывающую скважину (патент РФ №2181430, опубл. 13.06.2001 г.). В известном способе нижний открытый горизонтальный ствол бурят в пропластке с большей проницаемостью, а верхний – с меньшей проницаемостью с последующей соляно-кислотной обработкой призабойных зон. Способ обеспечивает увеличение нефтеотдачи слоисто-неоднородной нефтяной залежи с карбонатным коллектором за счет более полной выработки пропластков с различной проницаемостью, однако, при совпадении в плане нескольких залежей нефти остаются невыработанными верхние пластовые залежи. Также известный способ не обеспечивает одновременно раздельную эксплуатацию двух залежей.

Технической задачей предлагаемого способа является увеличение нефтеизвлечения, расширение функциональных возможностей и области применения при различных условиях разработки, обеспечение выработки запасов нефти в залежах, совпадающих в плане, расположенных в непосредственной близости по разрезу, разделенных глинистым или водоносным прослоем, вызывающим осложнения при его прохождении и повышение рентабельности одновременно раздельной эксплуатации.

Указанная задача решается описываемым способом разработки залежей нефти, включающим бурение разветвленной горизонтальной добывающей скважины и/или многозабойной добывающей скважины и горизонтальных нагнетательных скважин, размещение горизонтальных стволов в вертикальной плоскости один над другим, установку обсадной колонны, закачку рабочего реагента через нагнетательную скважину, отбор продукции через добывающую скважину.

Новым является то, что перед бурением выделяют совпадающие в плане верхнюю пластовую залежь в карбонатных коллекторах с эффективными нефтенасыщенными толщинами не менее 3 м, и нижнюю массивную залежь с общими нефтенасыщенными толщинами более 15 м, между выделенными залежами устанавливают профильный перекрыватель, спускают обсадную колонну до кровли нижней залежи с фильтром в продуктивной части верхней залежи, цементируют затрубное пространство, вскрывают верхний продуктивный интервал, спускают два лифта, бурят вертикальные и/или наклонно направленные или разветвленные горизонтальные нагнетательные скважины в соответствии с проектной сеткой, размещают горизонтальные стволы параллельно плоскости горизонтальных стволов добывающих скважин, а при наличии санитарно-защитных зон и нефтенасыщенных толщин пласта-коллектора верхней пластовой залежи более 5 м предусматривают бурение многозабойной горизонтальной добывающей скважины, закачку рабочего агента осуществляют циклически в верхнюю и нижнюю залежи при их одновременно раздельной эксплуатации.

Проведенные предварительные патентные исследования по патентному фонду и технической библиотеки института “ТатНИПИнефть” показали отсутствие идентичных или эквивалентных технических решений в сравнении с заявляемым объектом. При этом отличительные признаки заявляемого технического решения являются существенными, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию “новизна” и “изобретательский уровень”.

На фиг.1, 3 представлены схематические геологические профили, а на фиг.2, 4 – схемы размещения скважин на залежах в карбонатных коллекторах 1 РГС – 1, 2 стволы; 1a РГС – 1a, 2а стволы; 1 МЗС – 3, 4 стволы; 1a M3C – 3а, 4а стволы и нагнетательные скв. №№1, 2, 3, 4 и 1a, 2a, 3а, 4а. Заявляемый способ осуществляют в следующей последовательности.

Для уточнения геологического строения залежи разбуривают редкой сеткой вертикальных и/или наклонно направленных скважин, осуществляют их обустройство. Производят отбор продукции из добывающих скважин и закачку воды в нагнетательные скважины.

В процессе эксплуатации в вертикальных и/или наклонно направленных скважинах производят замеры добычи нефти, воды и закачиваемой жидкости. По данным сейсмических исследований и результатам глубокого бурения скважин уточняют геологическое строение залежей, емкостно-фильтрационные характеристики коллекторов и величину запасов нефти. Учитывая имеющуюся информацию строят структурные карты по кровле пластов-коллекторов рассматриваемых залежей, определяют совпадающие в плане залежи нефти.

Затем бурят разветвленные горизонтальные скважины (1РГС, 1аРГС) соответственно произведенному размещению: верхние стволы 1, 1a – на пласт-коллектор верхней залежи, нижние стволы 2, 2a – на самый проницаемый пласт-коллектор нижней залежи (фиг.1-4), или многозабойные горизонтальные скважины (1МЗС, 1аМЗС): верхние стволы 3, 3а с двумя ответвлениями на пласт-коллектор верхней залежи, нижние стволы 4, 4а – на пласт-коллектор нижней залежи (фиг.1-4). В процессе бурения разветвленных горизонтальных скважин или многозабойных горизонтальных скважин корректируют траекторию прохождения горизонтальных стволов и ответвлений по пластам-коллекторам.

Скважины пускают в эксплуатацию. Осваивают под нагнетание разветвленные горизонтальные скважины 1а, 2a, 3а, 4а, фиг.3, 4; вертикальные и/или наклонно направленные скважины 1, 2, 3, 4, фиг.1, 2.

В пластах-коллекторах значительная длина горизонтальных стволов скважины и ответвлений увеличивает фильтрационную поверхность, необходимую для поступления добываемой продукции в скважину, которая на порядок больше фильтрационной поверхности забоя обычной вертикальной и/или наклонно направленной скважины, что позволяет кратно увеличить дебиты скважин. Повышается степень сообщаемости ствола скважины с пластом, вероятность более совершенного вскрытия пласта скважиной. При небольших депрессиях увеличиваются дебиты нефти добывающих скважин. Снижение депрессии на пласт-коллектор позволяет равномерно вытеснять нефть, что способствует снижению добычи попутной воды и повышению добычи нефти.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Осуществление данного способа рассмотрим на примере участка, характерного для пластовых и массивных залежей. Участок разбурили редкой сеткой добывающих и нагнетательных вертикальных и/или наклонно направленных скважин (фиг.1-4), осуществили их обустройство.

Произвели закачку воды в нагнетательные и осуществили добычу нефти из добывающих скважин. Произвели замеры добычи нефти, воды и закачиваемой жидкости. Построили структурные карты по кровле пластов-коллекторов рассматриваемых залежей и карты эффективных нефтенасыщенных толщин пластовой верхней и общих нефтенасыщенных толщин массивной нижней залежей. По структурной карте выделили участок с наиболее высокими гипсометрическими отметками пробуренных скважин, удаленный от контура нефтеносности на 300 метром, по картам толщин с эффективными нефтенасыщенными толщинами более трех метров на верхней залежи и общими нефтенасыщенными толщинами более 15 метров на нижней залежи, совпадающими в плане. Залежи расположены в непосредственной близости по разрезу. Между собой они разделены глинистым прослоем. Раздельная эксплуатация залежей нерентабельна.

Разместили разветвленную горизонтальную добывающую скважину 1 РГС по проектной сетке, причем ее горизонтальные стволы расположены в вертикальной плоскости один над другим на нижней и верхней залежах.

Пробурили скважину, освоили и пустили в эксплуатацию (фиг.1-4). Освоили под закачку наклонно направленные скважины 1, 2 с целью поддержания пластового давления на верхней и нижней залежах.

Пример 2.

Осуществление данного способа рассмотрим на примере участка, характерного для пластовых и массивных залежей. Участок, расположенный в санитарно-защитной зоне, разбурили редкой сеткой добывающих и нагнетательных вертикальных и/или наклонно направленных скважин (фиг.1, 2), осуществили их обустройство.

Построили структурные карты по кровле пластов-коллекторов рассматриваемых залежей и карты эффективных нефтенасыщенных толщин пластовой верхней и общих нефтенасыщенных толщин массивной нижней залежей. По структурной карте выделили участок с наиболее высокими гипсометрическими отметками пробуренных скважин, по картам толщин с эффективными нефтенасыщенными толщинами более 5 метров на верхней залежи и общими нефтенасыщенными толщинами более 25 метров на нижней залежи нефти, совпадающими в плане. Разместили многозабойную горизонтальную добывающую скважину 1a МЗС по проектной сетке, причем горизонтальный ствол на верхней залежи бурится с двумя ответвлениями, расположенными в пласте на одной плоскости и увеличивающими площадь охвата выработкой (фиг.1, 3).

Скважину пробурили, освоили и пустили в эксплуатацию (фиг.1-4). Освоили под закачку скважины 3а, 4а, горизонтальные стволы которых расположены в вертикальной плоскости один над другим параллельно плоскости горизонтальных стволов добывающей скважины 1a МЗС с целью поддержания пластового давления на верхней и нижней залежах.

В результате эксплуатации разветвленной горизонтальной добывающей скважины 1 РГС и многозабойной горизонтальной скважины 1а МЗС был превышен прогнозный дебит нефти обычной горизонтальной скважины, увеличен срок их эксплуатации, получена дополнительная добыча нефти за счет одновременно раздельной эксплуатации двух объектов и, соответственно, увеличен экономический эффект. Эффективность эксплуатации разветвленных и многозабойных горизонтальных скважин повышается в результате применения циклической закачки рабочего агента в нагнетательные скважины.

Для предлагаемого способа при проектных длинах стволов и подтверждении прогнозных толщин и коллекторских свойств для проектной скважины 1 РГС суммарный потенциальный дебит нефти составит 16 т/сут, для проектной скважины 1а МЗС – 20 т/сут. По сравнению с прототипом фактический дебит нефти увеличивается в среднем в 2 раза.

Накопленный годовой отбор нефти разветвленной горизонтальной скважины (1РГС) или многозабойной разветвленной скважины (1аМЗС) с учетом выработки запасов нефти из двух залежей одновременно превысит добычу нефти обычной ГС, разрабатывающей одну залежь, более чем в 1,5 раза для 1 РГС и в 2 раза для 1а МЗС и составит 5,84 тыс. т и 7,3 тыс. т соответственно.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение нефтеизвлечения, расширение функциональных возможностей и области применения при различных условиях разработки, выработку запасов нефти в залежах, совпадающих в плане, расположенных в непосредственной близости по разрезу, разделенных глинистым или водоносным прослоем, вызывающим осложнения при его прохождении. Предлагаемый способ позволяет не подвергать длительной консервации залежи нефти.

Формула изобретения

Способ разработки залежей нефти, расположенных в непосредственной близости по разрезу, разделенных глинистым или водоносным прослоем, вызывающим осложнения при его прохождении и нерентабельностью раздельной эксплуатации, включающий бурение разветвленной горизонтальной добывающей скважины и/или многозабойной добывающей скважины и нагнетательных скважин, размещение горизонтальных стволов в вертикальной плоскости один над другим, установку обсадной колонны, закачку рабочего реагента через нагнетательную скважину, отбор продукции через добывающую скважину, отличающийся тем, что перед бурением выделяют совпадающие в плане верхнюю пластовую залежь в карбонатных коллекторах с эффективными нефтенасыщенными толщинами не менее 3 м и нижнюю массивную залежь с общими нефтенасыщенными толщинами более 15 м, между выделенными залежами устанавливают профильный перекрыватель, спускают обсадную колонну до кровли нижней залежи с фильтром в продуктивной части верхней залежи, цементируют затрубное пространство, вскрывают верхний продуктивный интервал, спускают два лифта, бурят вертикальные и/или наклонно-направленные или разветвленные горизонтальные нагнетательные скважины в соответствии с проектной сеткой, размещают горизонтальные стволы параллельно плоскости горизонтальных стволов добывающих скважин, а при наличии санитарно-защитных зон и нефтенасыщенных толщин пласта-коллектора верхней пластовой залежи более 5 м предусматривают бурение многозабойной горизонтальной добывающей скважины, закачку рабочего агента осуществляют циклически в верхнюю и нижнюю залежи при их одновременно-раздельной эксплуатации.

РИСУНКИ