УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ИЛИ БИТУМА

Предложение относится к области добычи нефти с применением тепла, преимущественно из коллекторов с тяжелой, высоковязкой или битумной нефтью.
Известен способ разработки месторождения тяжелой нефти или битума с использованием двухустьевых горизонтальных скважин (патент РФ №2340768, МПК 8 Е21В 43/24, опубл. в бюл. №34 от 10.12.2008 г.), включающий закачку теплоносителя через двухустьевую горизонтальную нагнетательную скважину, прогрев продуктивного пласта с созданием паровой камеры и отбор продукции через двухустьевую горизонтальную добывающую скважину, при этом прогрев продуктивного пласта начинают с закачки пара в обе скважины, разогревают межскважинную зону пласта, снижают вязкость нефти или битума, а паровую камеру создают закачкой теплоносителя с возможностью пробивания последнего к верхней части продуктивного пласта и увеличения размеров паровой камеры в процессе отбора продукции, при котором снимают термограммы паровой камеры, анализируют состояние ее прогрева на равномерность прогрева и наличие температурных пиков, и с учетом полученных термограмм осуществляют равномерный прогрев паровой камеры путем смены направления фильтрации и/или режимов закачки теплоносителя и отбора продукции, при этом объем закачки теплоносителя через устья нагнетательной скважины и/или отбор продукции через устья добывающей скважины изменяют в соотношении, %: (10-90):(90-10).
А также устройство для осуществления этого способа, включающее двухустьевые верхнюю нагнетательную и нижнюю добывающую скважины с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, причем нагнетательная скважина на устье оборудована парогенератором, а добывающая - снабжена погружным насосом, при этом обе скважины по всей длине снабжены оптико-волоконным кабелем с термодатчиками.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, большие финансовые и материальные затраты, связанные со строительством двухустьевых скважин (стоимость строительства двухустьевой скважины в три раза дороже в сравнении с одноустьевой скважиной), кроме того, термодатчики на оптико-волоконном кабеле размещены по всей длине обеих стволов двухустьевых скважин.
- во-вторых, о прорыве теплоносителя в горизонтальный участок добывающей скважины судят по показаниям термодатчиков, на основе которых строят термограммы паровой камеры, производят их анализ, на основании которого изменяют направление фильтрации и/или режимов закачки теплоносителя и отбора продукции. Данный процесс не происходит автоматически и требует постоянного контроля за температурным режимом в паровой камере.
Наиболее близким по технической сущности является способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума (патент RU №2342524, Е21В 43/24, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2008 г.), включающий бурение двухустьевой скважины, крепление ее эксплуатационной колонной, закачку теплоносителя через одно устье скважины, а отбор продукции через другое устье скважины, при этом до крепления скважины горизонтальный участок двухустьевой скважины продлевают для получения дополнительного ствола, который также крепят эксплуатационной колонной, через устье со стороны дополнительного ствола скважину оборудуют насосным оборудованием, а закачку теплоносителя и отбор продукции производят одновременно, причем отбор продукции скважины производят из устья со стороны дополнительного участка, а закачку теплоносителя производят через другое устье скважины.
А также устройство для осуществления этого способа, включающее двухустьевую скважину с обсадной колонной, обсаженную с двух концов до участка, который расположен в продуктивном пласте, насос для отбора продукции скважины, спущенный через одно устье скважины, и технологическую колонну для нагнетания теплоносителя, спущенную через другое устье скважины
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, низкая эффективность работы устройства, связанная с малым объемом отбора продукции (разогретой высоковязкой нефти или битума) в пластах низким пластовым давлением, так как ствол в продуктивном пласте выполнен горизонтальным, а также значительные потери тепла в процессе нагнетания теплоносителя по технологической колонне труб;
- во-вторых, низкая надежность работы устройства, поскольку возможен прорыв теплоносителя в отбираемую продукцию при снижении уровня отбираемой продукции на приеме насоса в эксплуатационной колонне через первое устье, поэтому при снижении уровня отбираемой продукции в эксплуатационной колонне необходимо отключать насос с целью исключения откачки теплоносителя на дневную поверхность вместе с отбираемой продукцией.
Задачей изобретения является повышение эффективность отбора продукции в пластах с низких пластовым давлением, а также повышение надежности работы устройства за счет исключения прорыва теплоносителя в отбираемую продукцию в процессе работы устройства.
Поставленная задача решается устройством для разработки залежи высоковязкой нефти или битума, включающим двухустьевую скважину с эксплуатационной колонной, обсаженной с двух концов до участка, который расположен в продуктивном пласте, насос для отбора продукции скважины, спущенный через одно устье скважины, и технологическую колонну для нагнетания теплоносителя, спущенную через другое устье скважины.
Новым является то, что технологическая колонна для нагнетания теплоносителя выполнена теплоизолированной, а участок скважины, расположенный в продуктивном пласте, выполнен наклонным, эксплуатационная колонна оснащена двумя фильтрами, размещенными на концах наклонного участка, между которыми с наружной стороны размещены кольцевые манжеты, выполненные с возможностью герметичного взаимодействия со стенками скважины на расстоянии, исключающем прорыв теплоносителя по продуктивному пласту, при этом внутри эксплуатационной колонны между фильтрами установлен глухой пакер, а насос расположен со стороны нижнего участка наклонного ствола.
На фигуре схематично изображено устройство для разработки залежи высоковязкой нефти или битума.
Устройство для разработки залежи высоковязкой нефти или битума включает двухустьевую скважину 1, участок 2 которой выполнен наклонным в продуктивном пласте 3. Двухустьевая скважина 1 оборудована эксплуатационной колонной 4, обсаженной с двух концов до наклонного участка 2.
Эксплуатационная колонна 4 оснащена двумя фильтрами 5 и 6, размещенными на концах наклонного участка 2, между которыми с наружной стороны 7 размещены кольцевые манжеты 8 и 9, выполненные с возможностью герметичного взаимодействия со стенками скважины 1 на расстоянии - S, исключающем прорыв теплоносителя по продуктивному пласту 3. Во внутритрубном пространстве 10 эксплуатационной колонны 4 между фильтрами 5 и 6 установлен глухой пакер 11.
В двухустьевую скважину 1 со стороны нижнего участка наклонного ствола 2 для отбора разогретой высоковязкой нефти или битума на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 12 спущен насос 13, например, электроцентробежный (ЭЦН) с фильтром 14. Через другое устье двухустьевой скважины 1 спущена технологическая колонна 15 с перфорационными отверстиями 16 для нагнетания теплоносителя, причем технологическая колонна 15 выполнена теплоизолированной.
Устройство работает следующим образом.
Перед эксплуатацией устройства производят его монтаж в двухустьевой скважине 1, как показано на фигуре.
Далее начинают закачку теплоносителя (например, водяного пара при t=200ºC) от парогенераторной установки (ПГУ) (на фигуре не показано) в двухустьевую скважину 1 по теплоизолированной технологической колонне 15 через перфорационные отверстия 16 и фильтр 6 эксплуатационной колонны 4 в продуктивный пласт 3 высоковязкой нефти или битума.
Теплоноситель попадает непосредственно в продуктивный пласт 3 благодаря глухому пакеру 11, установленному во внутритрубном пространстве 10 эксплуатационной колонны 4 и кольцевым манжетам 8 и 9, установленным с наружной стороны 7 эксплуатационной колонны 4, и выполненными с возможностью герметичного взаимодействия со стенками скважины 1 на расстоянии - S, исключающем прорыв теплоносителя по продуктивному пласту 3 и определяемом опытным путем.
Теплоноситель прогревает продуктивный пласт 3 сверху вниз, разогревая и вытесняя высоковязкую нефть или битум через фильтр 5 в эксплуатационную колонну 4 и к фильтру 14 насоса 13. Откуда разогретая вязкая нефть или битум поступает на приеме насоса 13. Насос 13 перекачивает разогретую высоковязкую нефть или битум на дневную поверхность.
Устройство для разработки залежи высоковязкой нефти или битума достаточно эффективно в работе в пластах низким пластовым давлением, так как ствол в продуктивном пласте выполнен горизонтальным и позволяет избежать потерь тепла в процессе нагнетания теплоносителя, так как в этих целях используется теплоизолированная технологическая колонна труб. Кроме того, устройство надежно в работе, так как позволяет исключить прорыв теплоносителя в отбираемую продукцию благодаря изоляции как затрубного, так и внутритрубного пространства эксплуатационной колонны при одновременной закачке теплоносителя с одного устья и отборе разогретой высоковязкой нефти или битума с другого устья двухустьевой скважины.