СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ И ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ С ТЕРМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
HIGH-VISCOUS AND HEAVY OIL FIELD DEVELOPMENT METHOD WITH THERMAL ACTION

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть.
Известен способ разработки послойно-зонально-неоднородной залежи высоковязкой нефти или битума (патент RU №2295030, МПК Е21В 43/24, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2007 г.), включающий строительство многоустьевой горизонтальной скважины, подачу теплоносителя и отбор продукции, при этом определяют в залежи продуктивные пласты и глинистые-слабопродуктивные пропластки, горизонтальный ствол многоустьевой добывающей горизонтальной скважины проводят преимущественно по продуктивному пласту, из этого ствола бурят дополнительные боковые стволы под глинистым-слабопродуктивным пропластком или восходящие стволы с заканчиванием их выше этого пропластка, выше по вертикали и параллельно многоустьевой добывающей горизонтальной скважине строят многоустьевую нагнетательную горизонтальную скважину, из которой проводят восходящими через глинистый-слабопродуктивный пропласток дополнительные боковые стволы, нагнетают теплоноситель в обе скважины и создают проницаемую зону между многоустьвыми горизонтальными скважинами, после создания проницаемой зоны прекращают подачу теплоносителя в многоустьевую добывающую горизонтальную скважину и по многоустьевой добывающей горизонтальной скважине с дополнительными боковыми стволами отбирают продукцию, при этом восходящие стволы бурят при наличии выдержанных по площади глинистых-слабопроницаемых пропластков, причем бурят с поверхности вертикальные скважины, проходящие через глинистый-слабопроницаемый пропласток и заканчивающиеся ниже глинистого-слабопродуктивного пропластка преимущественно в продуктивном пласте, причем вертикальные скважины используют как в качестве транспортного канала подачи теплоносителя выше залегания глинистого-слабопродуктивного пропластка, так и для подачи продукции вниз к многоустьевой добывающей горизонтальной скважине.
Недостатками данного способа являются:
- во-первых, большие финансовые затраты на строительство многоустьевых горизонтальных скважин, обусловленные тем, что из горизонтальных стволов добывающих и нагнетательных скважин бурят дополнительные боковые стволы;
- во-вторых, трудно спрогнозировать отбор высоковязких нефтей и битумов из добывающих скважин, так как данный способ весьма требователен к точности проводки скважин, так как из построенной многоустьевой нагнетательной горизонтальной скважины проводят восходящими через глинистый-слабопроницаемый пропласток дополнительные боковые стволы, а горизонтальный ствол многоустьевой добывающей горизонтальной скважины проводят преимущественно по продуктивному пласту, из этого ствола бурят дополнительные боковые стволы под глинистым-слабопродуктивным пропластком или восходящие стволы с заканчиванием их выше этого пропластка.
Наиболее близким по технической сущности является способ теплового воздействия на залежь высоковязкой нефти (патент RU №2199656, МПК Е21В 43/24, опубл. в бюл. №6 от 27.02.2003 г.), включающий бурение рядов вертикальных нагнетательных и добывающих скважин, бурение горизонтальных скважин вдоль рядов вертикальных скважин, периодическую закачку теплоносителя, например пара, в горизонтальные скважины и отбор нефти из вертикальных добывающих скважин, при этом отбор ведут также из вертикальных нагнетательных скважин, а в период прекращения закачки пара ведут отбор из горизонтальных скважин, являющихся источником прорыва пара в вертикальные скважины, а после выработки пласта в районе призабойной зоны всех скважин переходят к площадной закачке вытесняющего агента, например воды, в вертикальные нагнетательные скважины, одновременно отбирая нефть из остальных скважин.
Недостатками данного способа являются:
- небольшой охват тепловым воздействием участков пласта (один ряд горизонтальной скважины) и, как следствие, низкие коэффициенты охвата и нефтеотдачи залежи высоковязкой и тяжелой нефти, быстрое обводнение залежи, в следствие остывания теплоносителя и кольматации пласта;
- нет возможности попеременной закачки вытесняющего агента и отбор высоковязкой и тяжелой нефти, соответственно, то в вертикальные нагнетательные, то в вертикальные добывающие скважины приводит к снижению отбора высоковязкой и тяжелой нефти и, следовательно, нефтеотдачи залежи.
Задачей изобретения является дополнительное вовлечение в разработку участков залежи высоковязкой и тяжелой нефти, то есть увеличение охвата теплового воздействия залежи за счет добавления движения фильтрационных потоков жидкости в нем и, как следствие, повышение коэффициентов охвата, а также увеличение нефтеотдачи залежи за счет возможности попеременной закачки теплоносителя и отбора высоковязкой и тяжелой нефти, соответственно, то в вертикальные нагнетательные, то в вертикальные добывающие скважины.
Поставленная задача решается способом разработки залежи высоковязкой и тяжелой нефти с термическим воздействием, включающим бурение рядов вертикальных нагнетательных и добывающих скважин, бурение горизонтальных нагнетательных скважин вдоль рядов вертикальных скважин, закачку теплоносителя в горизонтальные нагнетательные скважины и отбор нефтебитума из вертикальных добывающих скважин.
Новым является то, что под каждой нагнетательной горизонтальной скважиной в пределах этого же продуктивного пласта бурят дополнительную горизонтальную добывающую скважину, а вертикальные добывающие и нагнетательные скважины в рядах располагают поочередно, причем в период отбора нефти из вертикальных нагнетательных скважин теплоноситель закачивают в вертикальные добывающие скважины.
На фиг.1 показана схема разработки нефтяной залежи высоковязкой и тяжелой нефти.
На фиг.2 показан тот же участок залежи в разрезе при закачке теплоносителя в вертикальные нагнетательные скважины и отбора высоковязкой и тяжелой нефти из вертикальных добывающих скважин.
На фиг.3 показан тот же участок залежи в разрезе при закачке теплоносителя в вертикальные добывающие скважины и отбора высоковязкой и тяжелой нефти из вертикальных нагнетательных скважин.
Суть способа заключается в следующем.
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
Разработку залежи 1 высоковязкой и тяжелой нефти (см. фиг.1) начинают с бурения и строительства рядов вертикальных добывающих 2, 2', 2'', … 2 и нагнетательных 3, 3', 3'', … 3 скважин, которые располагают поочередно (см. фиг.1 и 2) между собой и вскрывают продуктивный пласт в пределах всей его толщины. Между рядами чередующихся между собой вертикальных добывающих 2, 2', 2'', … 2 и нагнетательных скважин 3, 3', 3'', … 3 (на расчетном расстоянии из условия наибольшего охвата последующим тепловым воздействием) бурят и строят в пределах этого же продуктивного пласта ряды 4 и 5 горизонтальных скважин 6', 6'', … 6 и 7, 7', 7'', … 7 (см. фиг.1, 2), причем верхний ряд 4 - это ряд горизонтальных нагнетательных скважин 6, 6', 6'', … 6, а нижний ряд 5 - это ряд горизонтальных добывающих скважин 7, 7', 7'', … 7. Ряд 4 нагнетательных горизонтальных скважин 6, 6', 6'', … 6 размещен в залежи 1 выше ряда 5 горизонтальных добывающих скважин 7, 7', 7'', … 7.
n
n
n
По окончании бурения и строительства (как показано на фиг.1, 2) и обустройства всех скважин насосным оборудованием (на фиг.1, 2 не показано) начинают закачку теплоносителя (пар, горячая вода, газ) в горизонтальные нагнетательные скважины 6, 6', 6'' ряда 4. Теплоноситель, достигнув залежи 1, начинает прогревать высоковязкую и тяжелую нефть (нефтебитум). В результате прогревания нефтебитум разжижается, то есть снижается его вязкость, и в прогретом состоянии нефтебитум поступает через фильтр (не показано) в горизонтальные добывающие скважины 7, 7', 7'', … 7 ряда 5, из которых в последствии происходит отбор нефтебитума, а также прогретый нефтебитум поступает к забою вертикальных добывающих 2, 2', 2'', … 2 и нагнетательных 3, 3', 3'', … 3 скважин.
n
n
Одновременно с этим вертикальные нагнетательные 3, 3', 3'', … 3 скважины пускают под закачку вытесняющего агента, а вертикальные добывающие скважины 2, 2', 2'', … 2 запускают под отбор прогретого нефтебитума.
n
n
n
n
n
n
n
Отбор нефтебитума из вертикальных добывающих скважин 2, 2', 2'', … 2 ведут до прорыва в них теплоносителя из горизонтальных нагнетательных скважин 6', 6'', … 6 верхнего ряда 4. После чего закачку теплоносителя в вертикальные нагнетательные скважины 3, 3', 3'', … 3 прекращают, оборудуют их насосом и вводят в эксплуатацию как добывающие, а те вертикальные добывающие скважины 2, 2', 2'', … 2, в которые прорвался теплоноситель, переводят в нагнетательные, то есть извлекают из них насосы и пускают под закачку теплоносителя, при этом эксплуатацию нагнетательных горизонтальных скважин 6, 6', 6'', … 6 и добывающих горизонтальных скважин 7, 7', 7'', … 7 рядов 4 и 5 соответственно продолжают в прежнем режиме, то есть проводят закачку теплоносителя (пар, горячая вода, газ) в нагнетательные скважины 6, 6', 6'', составляющие ряд 4, с одновременным отбором нефтебитума через фильтры (не показано) горизонтальных добывающих скважин 7, 7', 7'', … 7 ряда 5.
n
n
n
n
n
n
n
В дальнейшем при прорыве теплоносителя из горизонтальных нагнетательных скважин 6', 6'', … 6 верхнего ряда 4 в вертикальные добывающие скважины (переведенные раннее из нагнетательных) производим обратную замену по переводу вертикальных нагнетательных 3, 3', 3'', … 3 в вертикальные добывающие, а вертикальные добывающие 2, 2', 2'', … 2 в вертикальные нагнетательные, то есть возвращаются к первоначальному режиму эксплуатации скважин и цикл повторяется. Закачку теплоносителя в горизонтальные 6, 6', 6'', … 6 и вертикальные 3, 3', 3'', … 3 нагнетательные скважины и добычу нефтебитума из горизонтальных 7, 7', 7'', … 7 и вертикальных 2, 2', 2'', … 2 добывающих скважин ведут до полной выработки призабойных зон вертикальных и горизонтальных скважин.
Предлагаемый способ теплового воздействия на залежь высоковязкой нефти и битума позволяет произвести дополнительное вовлечение в разработку участков залежи высоковязкой нефти путем бурения дополнительного ряда горизонтальных добывающих скважин, что увеличивает охват теплового воздействия на залежь за счет добавления движения фильтрационных потоков жидкости в нем и, как следствие, повышается коэффициент охвата (на 15-30% относительно прототипа).
Кроме того, возможность попеременной закачки (до прорыва теплоносителя в вертикальные добывающие скважины) теплоносителя и отбора высоковязкой и тяжелой нефти, соответственно, то в вертикальные нагнетательные, то в вертикальные добывающие скважины, что позволяет за счет изменения движения фильтрационных потоков жидкости увеличить нефтеотдачу и увеличить темп отбора нефти из залежи (на 20-40%).