КОНСТРУКЦИЯ РАЗВЕТВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ДОБЫЧИ ВЯЗКОЙ НЕФТИ ИЗ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкциям скважин для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород.
Известна конструкция куста скважин, имеющих горизонтальные стволы, при этом одна часть горизонтальных стволов расположена в плоскости на 0,5-1 м выше газонефтяного контакта и использована в качестве нагнетательных скважин, а другая часть - в плоскости на 0,5-1 м ниже водонефтяного контакта и использована в качестве добывающих скважин [RU 2439308 C1, МПК E21B 43/24 (2006.01), опубл. 10.01.2012].
Недостатком известной конструкции куста скважин является невозможность в одной скважине осуществлять одновременную закачку вытесняющего теплоносителя и добычу высоковязкой нефти.
Известна конструкция разветвленной скважины для эксплуатации обводняющихся залежей углеводородов, содержащая основной ствол с скважины с горизонтальным участком и несколько боковых стволов, отходящих от горизонтального участка и расположенных параллельно плоскости газо- или нефтеводяного контакта, в каждом боковом стволе выполнен гидроразрыв с образованием трещин, не достигающих на 2-5 плоскости ГВК или НВК, причем боковые стволы расположены в кровле продуктивного пласта или в самом пласте [RU 101082 U1, МПК E21B 43/16 (2006.01), опубл. 10.01.2011].
Недостатком этой конструкции является невозможность в одной скважине осуществлять одновременную закачку вытесняющего теплоносителя и добычу высоковязкой нефти.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является разработка конструкции разветвленной скважины для одновременной закачки вытесняющего теплоносителя и эффективной добычи высоковязкой нефти по одной скважине, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, с минимальными затратами.
При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности конструкции скважины, снижении материально-технических затрат при эксплуатации скважины.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в конструкции разветвленной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, содержащей основной ствол с горизонтальным участком и несколько боковых стволов, отходящих от этого горизонтального участка, проложенных параллельно горизонтальному участку основного ствола в одном нефтяном пласте и размещающихся параллельно плоскости газо- или нефтеводяного контакта, новым является то, основной ствол до кровли продуктивного пласта обсажен обсадными трубами, представляющими собой эксплуатационную колонну, верхняя часть которой до подошвы многолетнемерзлых пород обсажена обсадными теплоизолированными трубами, ниже кровли нефтяного пласта в эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками, сообщаются с внутренней полостью основного ствола, эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. Кроме того, возможно выполнение эксплуатационных хвостовиков боковых стволов в виде хвостовиков-фильтров.
На фиг. 1 схематично показана конструкция разветвленной скважины с двумя боковыми стволами для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород: 1 - горизонтальный участок основного ствола разветвленной скважины, 2 - первый боковой ствол, 3 - второй боковой ствол, 4 - трещина разрыва из горизонтального участка основного ствола, 5 - трещина разрыва из первого бокового ствола, 6 - трещина разрыва из второго бокового ствола, 7 - продуктивная часть нефтяного пласта; 8 - газо- нефтеводяной контакт, 9 - кровля пласта; 10 -многолетнемерзлые породы.
На фиг. 2 показана та же конструкция скважины, вид сверху.
Конструкция разветвленной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта 7, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород 10, содержит основной ствол с горизонтальным участком 1 и два боковых ствола 2 и 3, отходящих от этого горизонтального участка 1, проложенных параллельно горизонтальному участку 1 основного ствола в одном нефтяном пласте 7 и размещающихся параллельно плоскости
газо- или нефтеводяного контакта 8. В горизонтальных участках основного 1 и боковых 2 и 3 стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва 4, 5, 6. Трещины разрыва 5 и 6 боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва 4 основного ствола.
Основной ствол 1 до кровли 9 продуктивного нефтяного пласта 7 обсажен обсадными трубами, представляющими собой эксплуатационную колонну 11. Ниже кровли 9 в эксплуатационной колонне 11 вырезаны окна (не показаны), сообщающиеся с эксплуатационными хвостовиками 12 боковых стволов 2 и 3. Эксплуатационные хвостовики 12 соединены с эксплуатационной колонной 11 посредством якорно-пакерующих устройств (не показаны). Возможно выполнение эксплуатационных хвостовиков 12 боковых стволов 2, 3 в виде хвостовиков-фильтров. Верхняя часть эксплуатационной колонны 11 в зоне многолетнемерзлых пород обсажена теплоизолированными обсадными трубами 13 для предотвращения растепления многолетнемерзлых пород от воздействия теплоносителя, закачиваемого по лифтовой колонне, а также для предотвращения охлаждения теплоносителя при воздействии на него низких отрицательных температур многолетнемерзлых пород.
Для эксплуатации скважины во внутренней полости эксплуатационной колонны 11 спускают лифтовую колонну 14 для добычи высоковязкой нефти из боковых горизонтальных стволов 2 и 3, а внутри нее - колонну насосно-компрессорных труб 15 для закачивания в продуктивный нефтяной пласт 7 через горизонтальный участок 1 основного ствола вытесняющий нефть теплоноситель, например, подогретую до пластовой температуры воду.
Добыча высоковязкой нефти осуществляется путем ее вытеснения из зоны 16, расположенной между горизонтальными участками 1 основного ствола и горизонтальными участками 2 и 3 боковых стволов, путем закачивания в эту зону через колонну насосно-компрессорных труб 15, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны 11 горизонтального участка 1 основного ствола пакером 17, вытесняющий нефть теплоносителя 18, например, подогретую до пластовой температуры воду. Теплоноситель 18 из колонны насосно-компрессорных труб 15 через трещины разрыва 4 горизонтального участка 1 основного ствола поступает в зону 16, расположенную между горизонтальными участками 1 основного ствола и горизонтальными участками 2 и 3 боковых стволов, вытесняет вязкую нефть к трещинам разрыва 5 и 6 горизонтальных участков 2 и 3 боковых стволов и через них вязкая нефть поступает во внутренние полости эксплуатационных хвостовиков 12 горизонтальных участков 2 и 3 боковых стволов и далее поступает во внутреннюю полость лифтовой колонны 14, через которую вязкая нефть поступает на дневную поверхность фонтанным или механизированным способом. Лифтовая колонна 14, размещенная внутри эксплуатационной колонны 11, которая в свою очередь размещена внутри наружной обсадной колонны, называемой кондуктором 19, обеспечивает сохранение температурного режима добываемой нефти 20.
Теплоноситель 18, подогретый до пластовой температуры, обогревает вязкую нефть 20, уменьшает ее вязкость и повышает ее текучесть.
Размещение колонны насосно-компрессорных труб 15 во внутренней полости лифтовой колонны 14 по методу «труба в трубе» обеспечивает поднимаемую из нефтяного пласта 7 вязкую нефть 20 подогревом транспортируемым навстречу ей теплоносителем 18.
Примеры реализации заявляемой конструкции скважины.
Пример 1.
Конструкция разветвленной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород содержит основной ствол с горизонтальным участком и два боковых ствола, отходящих от этого горизонтального участка. В горизонтальных участках основного и боковых стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва. Трещины разрыва боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва основного ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками диаметром 146 мм, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХН 219/146 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. В горизонтальных участках основного ствола и боковых стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва, причем трещины разрыва боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва горизонтального участка основного ствола. Во внутренней полости эксплуатационной колонны размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для добычи высоковязкой нефти из боковых горизонтальных стволов, а внутри нее - колонна насосно-компрессорных труб диаметром 114 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через горизонтальный участок основного ствола вытесняющий нефть теплоноситель - подогретую до пластовой температуры воду. Добыча высоковязкой нефти осуществляется путем закачивания через колонну насосно-компрессорных труб, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны горизонтального участка основного ствола пакером типоразмером 114/219 подогретую до пластовой температуры воду. Теплоноситель из колонны насосно-компрессорных труб через трещины разрыва горизонтального участка основного ствола поступает в зону, расположенную между горизонтальными участками основного ствола и горизонтальными участками боковых стволов, вытесняет вязкую нефть к трещинам разрыва горизонтальных участков боковых стволов и через них вязкая нефть поступает во внутренние полости эксплуатационных хвостовиков горизонтальных участков боковых стволов и далее поступает во внутреннюю полость лифтовой колонны, через которую вязкая нефть поступает на дневную поверхность фонтанным способом.
Пример 2.
Конструкция разветвленной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород включает основной ствол с горизонтальным участком и два боковых ствола, отходящих от этого горизонтального участка. В горизонтальных участках основного и боковых стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва. Трещины разрыва боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва основного ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками диаметром 140 мм, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХВ 219/140 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. В горизонтальных участках основного ствола и боковых стволах, зацементированных до якорно-пакерующих устройств, выполнена перфорация с образованием перфорационных отверстий. Во внутренней полости эксплуатационной колонны размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для добычи высоковязкой нефти из боковых горизонтальных стволов, а внутри нее - колонна насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через горизонтальный участок основного ствола вытесняющий нефть теплоноситель - подогретую до пластовой температуры воду. Добыча высоковязкой нефти осуществляется путем закачивания через колонну насосно-компрессорных труб, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны горизонтального участка основного ствола пакером типоразмером 89/219 подогретую до пластовой температуры воду. Теплоноситель из колонны насосно-компрессорных труб через перфорационные отверстия горизонтального участка основного ствола поступает в зону, расположенную между горизонтальными участками основного ствола и горизонтальными участками боковых стволов, вытесняет вязкую нефть к перфорационным отверстиям горизонтальных участков боковых стволов и через них вязкая нефть поступает во внутренние полости эксплуатационных хвостовиков горизонтальных участков боковых стволов и далее поступает во внутреннюю полость лифтовой колонны, через которую вязкая нефть поступает на дневную поверхность механизированным способом при помощи насосной установки типа ЭЦН.
Пример 3.
Конструкция разветвленной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород включает основной ствол с горизонтальным участком и два боковых ствола, отходящих от этого горизонтального участка. В горизонтальных участках основного и боковых стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва. Трещины разрыва боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва основного ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками с фильтрами типоразмера ФМС 140, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХН 219/140 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. Во внутренней полости эксплуатационной колонны размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для добычи высоковязкой нефти из боковых горизонтальных стволов, а внутри нее - колонна насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через горизонтальный участок основного ствола вытесняющий нефть теплоноситель - подогретый до пластовой температуры полимерный состав на основе полиакрилоамида. Добыча высоковязкой нефти осуществляется путем закачивания через колонну насосно-компрессорных труб, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны горизонтального участка основного ствола пакером типоразмером 73/219 полимерный состав. Теплоноситель из колонны насосно-компрессорных труб через фильтрационные отверстия фильтра ФМС 140 горизонтального участка основного ствола поступает в зону, расположенную между горизонтальными участками основного ствола и горизонтальными участками боковых стволов, вытесняет вязкую нефть к фильтрационным отверстиям фильтра ФМС 140 горизонтальных участков боковых стволов и через них вязкая нефть поступает во внутренние полости эксплуатационных хвостовиков горизонтальных участков боковых стволов и далее поступает во внутреннюю полость лифтовой колонны, через которую вязкая нефть поступает на дневную поверхность механизированным способом при помощи насосной установки типа ЭВН.
Заявляемая конструкция разветвленной скважины обеспечивает надежную и эффективную добычу вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых за счет одновременной закачки вытесняющего теплоносителя и добычи вязкой нефти из пласта по одной скважине с минимальными затратами.