RU2613215C1 - Method for thermal action on formation - Google Patents
Method for thermal action on formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613215C1 RU2613215C1 RU2016105873A RU2016105873A RU2613215C1 RU 2613215 C1 RU2613215 C1 RU 2613215C1 RU 2016105873 A RU2016105873 A RU 2016105873A RU 2016105873 A RU2016105873 A RU 2016105873A RU 2613215 C1 RU2613215 C1 RU 2613215C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formation
- well
- pressure
- heater
- built
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.The invention relates to mining and can be used for heat treatment of a productive formation with highly viscous oil, restoration of hydraulic connection between a formation and a well, increase in oil recovery from highly viscous oil and production rates, as well as the resumption of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters.
Известен «Способ разработки залежи высоковязкой нефти» (патент RU №2379494, Е21В 43/24, опубл. 20.01.2010) с использованием пары горизонтальных нагнетательной и добывающей скважин, горизонтальные участки которых размещены параллельно одна над другой в вертикальной плоскости продуктивного пласта, оснащенных колонной насосно-компрессорных труб, позволяющих вести одновременно закачку теплоносителя и отбор продукции, закачку теплоносителя, прогрев продуктивного пласта с созданием паровой камеры, отбор продукции через добывающую скважину по насосно-компрессорным трубам и контроль технологических параметров пласта и скважины, причем окончания колонн насосно-компрессорных труб располагают на противоположных концах условно горизонтального участка скважин, прогрев продуктивного пласта начинают с закачки пара в обе скважины, разогревают межскважинную зону пласта, снижают вязкость высоковязкой нефти, а паровую камеру создают закачкой теплоносителя, распространяющегося к верхней части продуктивного пласта с увеличением размеров паровой камеры, в процессе отбора продукции, периодически, 2-3 раза в неделю, определяют минерализацию попутно отбираемой воды, анализируют влияние изменения минерализации попутно отбираемой воды на равномерность прогрева паровой камеры и с учетом изменения минерализации попутно отбираемой воды осуществляют равномерный прогрев паровой камеры путем регулирования режима закачки теплоносителя или отбора продукции скважин до достижения стабильной величины минерализации попутно отбираемой воды.The well-known "Method for the development of high-viscosity oil deposits" (patent RU No. 2379494, ЕВВ 43/24, published on January 20, 2010) using a pair of horizontal injection and production wells, the horizontal sections of which are placed parallel to one another in the vertical plane of the reservoir, equipped with a column tubing allowing simultaneous injection of coolant and product selection, injection of coolant, heating of the reservoir with the creation of a steam chamber, selection of products through a production well through a pumping well -compressor pipes and control of technological parameters of the formation and the well, with the ends of the tubing strings being located at opposite ends of the conventionally horizontal section of the wells, heating of the productive formation begins with steam injection into both wells, heats the inter-well zone of the formation, reduces the viscosity of highly viscous oil, and the steam the chamber is created by the injection of a coolant propagating to the upper part of the reservoir with an increase in the size of the steam chamber during the selection process, Eski, 2-3 times a week, determine the mineralization of the water being taken in by way, analyze the effect of changes in the mineralization of the water being taken in on the uniformity of heating the steam chamber, and taking into account the changes in the mineralization of the water being taken in, the steam chamber is uniformly heated by adjusting the coolant injection mode or selecting production wells Achievement of a stable mineralization value of associated water.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- узкая область применения, связанная с невозможностью использования для повышения продуктивности пластов с пресными, минеральными и термальными водами;- a narrow scope associated with the inability to use to increase the productivity of formations with fresh, mineral and thermal waters;
- сложный контроль за процессом паро-гравитационного воздействия (ПГВ), требующий остановки процесса отбора продукции для анализа ее минерализации;- complex control over the process of steam-gravitational impact (PGW), which requires stopping the selection process for the analysis of its mineralization;
- большие непроизводственные затраты, связанные с нагревом теплоносителя (практически не уменьшающееся с ростом температуры в прогреваемом пласте) до высоких температур для закачки в пласт, где он смешивается с продукцией пласта и вместе с которой пласта подымается на поверхность (не менее 80% теплоносителя в добываемой продукции), после чего затрачиваются большие средства на отделение теплоносителя от продукции пласта;- large non-production costs associated with heating the coolant (practically not decreasing with increasing temperature in the heated formation) to high temperatures for injection into the formation, where it mixes with the production of the formation and with which the formation rises to the surface (at least 80% of the coolant in the produced products), after which a lot of money is spent on separating the coolant from the formation products;
- высокие давления закачки теплоносителя (до 20-40 МПа) в пласт, что может вызвать прорыв теплоносителя в водоносные и/или поглощающие пласты, что может привести к невозможности использования способа или нарушить экологическую ситуацию в подземных источниках воды;- high pressure injection of the coolant (up to 20-40 MPa) into the reservoir, which can cause a breakthrough of the coolant in the aquifers and / or absorbing strata, which may lead to the inability to use the method or violate the environmental situation in underground water sources;
- невозможно проводить производить анализ параметров нагнетательной скважины без остановки ее работы;- it is impossible to analyze the parameters of the injection well without stopping its operation;
- КИН не превышает 40% из-за образования зон с низким относительно изначально пластового пластовым сопротивлением и кольматацией из-за воздействия высоким давлением участков пласта, не находящихся в зонах с низким пластовым сопротивлением, что исключает их дальнейшее извлечение при помощи скважин;- oil recovery factor does not exceed 40% due to the formation of zones with a low relative to the initial reservoir resistivity and mudding due to high pressure exposure of sections of the reservoir that are not in zones with low reservoir resistance, which eliminates their further extraction using wells;
- необходимость строительства дорогостоящих дополнительных пар нагнетательных и добывающих горизонтальных скважин, так как применение горизонтальных скважин длиной более 200-250 м и диаметром более 140 мм на эффективность прогрева не влияют из-за образования в пласте зон с низким пластовым сопротивлением;- the need to build expensive additional pairs of injection and producing horizontal wells, since the use of horizontal wells with a length of more than 200-250 m and a diameter of more than 140 mm does not affect the heating efficiency due to the formation of zones with low formation resistance in the formation;
- высокие финансовые и материальные затраты применения дорогого оборудования, работающего при высоких давлениях, и необходимостью строительства как минимум одной пары горизонтальных участков нагнетательной и добывающей скважин.- high financial and material costs of the use of expensive equipment operating at high pressures, and the need to build at least one pair of horizontal sections of the injection and production wells.
Известен «Способ разработки залежей тяжелых и сверхвысоковязких нефтей» (патент RU №2387818, Е21В 43/24, опубл. 27.04.2010), включающий закачку пара в пласт, прогрев пласта с созданием паровой камеры, совместную закачку пара и углеводородного растворителя и отбор продукции, причем в качестве углеводородного растворителя применяют смесь углеводородов предельного алифатического и ароматического рядов, основным компонентом которой является бензол, а совместную закачку пара и углеводородного растворителя осуществляют после достижения температуры в паровой камере не менее температуры фазового перехода смеси пара и углеводородного растворителя с поддержкой температуры в паровой камере не ниже температуры фазового перехода смеси пар - углеводородный растворитель.The well-known "Method of developing deposits of heavy and ultra-viscous oils" (patent RU No. 2387818, ЕВВ 43/24, publ. 04/27/2010), including the injection of steam into the reservoir, heating the reservoir with the creation of a steam chamber, the combined injection of steam and hydrocarbon solvent and product selection moreover, a mixture of hydrocarbons of the limiting aliphatic and aromatic series, the main component of which is benzene, is used as a hydrocarbon solvent, and steam and a hydrocarbon solvent are injected together after reaching a temperature of ApoB chamber not less than the phase transition temperature of the mixture of steam and a hydrocarbon solvent, while the temperature in the steam chamber is not lower than the phase transition temperature steam mixture - hydrocarbon solvent.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- узкая область применения, связанная с невозможностью использования для повышения продуктивности пластов с пресными, минеральными и термальными водами;- a narrow scope associated with the inability to use to increase the productivity of formations with fresh, mineral and thermal waters;
- сложный контроль за процессом паро-гравитационного воздействия (ПГВ), требующий остановки процесса отбора продукции для анализа ее минерализации;- complex control over the process of steam-gravitational impact (PGW), which requires stopping the selection process for the analysis of its mineralization;
- большие непроизводственные затраты, связанные с нагревом теплоносителя (практически не уменьшающееся с ростом температуры в прогреваемом пласте) до высоких температур для закачки в пласт, где он смешивается с продукцией пласта и вместе с которой пласт подымается на поверхность (не менее 80% теплоносителя в добываемой продукции), после чего затрачиваются большие средства на отделение теплоносителя от продукции пласта;- large non-production costs associated with heating the coolant (practically not decreasing with increasing temperature in the heated formation) to high temperatures for injection into the formation, where it mixes with the production of the formation and with which the formation rises to the surface (at least 80% of the coolant in the produced products), after which a lot of money is spent on separating the coolant from the formation products;
- большие затраты на использование углеводородного растворителя, так как он используется в процентном отношении к закачиваемому пару (3-20 т/ч);- high costs for the use of hydrocarbon solvent, since it is used as a percentage of the injected steam (3-20 t / h);
- высокие давления закачки теплоносителя (до 20-40 МПа) в пласт, что может вызвать прорыв теплоносителя в водоностные и/или поглощающие пласты, что может привести к невозможности использования способа или нарушить экологическую ситуацию в подземных источниках воды;- high pressure injection of the coolant (up to 20-40 MPa) into the formation, which can cause a breakthrough of the coolant in the water-bearing and / or absorbing layers, which may lead to the inability to use the method or to disrupt the environmental situation in underground water sources;
- невозможно производить анализ параметров нагнетательной скважины без остановки ее работы;- it is impossible to analyze the parameters of the injection well without stopping its operation;
- необходимость строительства дорогостоящих дополнительных нагнетательных горизонтальных скважин, так как применение горизонтальных скважин длиной более 200-250 м и диаметром более 140 мм на эффективность прогрева не влияют из-за образования в пласте зон с низким пластовым сопротивлением;- the need to build expensive additional horizontal injection wells, since the use of horizontal wells with a length of more than 200-250 m and a diameter of more than 140 mm does not affect the heating efficiency due to the formation of zones with low reservoir resistance in the formation;
- КИН не превышает 45% из-за образования зон с низким относительно изначально пластового пластовым сопротивлением и кольматацией из-за воздействия высоким давлением участков пласта, не находящихся в зонах с низким пластовым сопротивлением, что исключает их дальнейшее извлечение при помощи скважин;- The oil recovery factor does not exceed 45% due to the formation of zones with a low relative to the initial reservoir resistivity and mudding due to high pressure exposure of sections of the reservoir that are not in zones with low reservoir resistance, which excludes their further extraction using wells;
- высокие финансовые и материальные затраты применения дорогого оборудования, работающего при высоких давлениях, и необходимостью строительства как минимум одной пары горизонтальных участков нагнетательной и добывающей скважин.- high financial and material costs of the use of expensive equipment operating at high pressures, and the need to build at least one pair of horizontal sections of the injection and production wells.
Известен «Способ повышения нефтеотдачи путем воздействия на призабойную зону пласта ультразвуковым излучением (УЗИ)» (патент RU №2353760, Е21В 43/16, 43/24, 28/00, опубл. 27.04.2009), заключающийся в одновременном вибрационном и тепловом воздействии, причем ультразвуковое излучение направляют с наземной части скважины внутрь скважины по насосно-компрессорным трубам скважины, по штоку скважинного насоса и по погружному волноводу, размещенному в насосно-компрессорных трубах и/или в зазоре между насосно-компрессорными и обсадными трубами, воздействие осуществляют в процессе добычи нефти из скважины без ее остановки, а удельную мощность ультразвука, подаваемого в волноводы, выбирают в пределах от 0,1 до 10 кВт/см2.The well-known "Method of increasing oil recovery by exposure to the bottomhole formation zone by ultrasonic radiation (ultrasound)" (patent RU No. 2353760, ЕВВ 43/16, 43/24, 28/00, publ. 04/27/2009), which consists in simultaneous vibration and heat exposure moreover, the ultrasonic radiation is directed from the ground part of the well into the well through the tubing of the well, along the stem of the well pump and along the submersible waveguide located in the tubing and / or in the gap between the tubing and casing, stvlyayut during oil production from the well without stopping, and ultrasound power density supplied to the waveguides are selected in the range from 0.1 to 10 kW / cm 2.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- узкая область применения, связанная с невозможностью использования для повышения продуктивности пластов с пресными, минеральными и термальными водами;- a narrow scope associated with the inability to use to increase the productivity of formations with fresh, mineral and thermal waters;
- также узкая область применения, связанная с необходимостью подбора колонны, используемой для передачи УЗИ, с практически одинаковыми акустическими и электрическими параметрами всех ее труб и пласта с достаточно однородными параметрами по всей длине вскрытия для исключения эффекта «затухания» УЗИ при передаче по колонне труб и воздействии на пласт;- also a narrow scope associated with the need to select the column used for ultrasound transmission, with almost the same acoustic and electrical parameters of all its pipes and the formation with fairly uniform parameters along the entire opening length to eliminate the effect of “attenuation” of ultrasound during transmission through the pipe string and impact on the reservoir;
- необходимо использовать специальное дорогостоящее оборудование (кабели, датчики, реле, пульты управления, узлы соединения и т.п.), рассчитанное на высокие мощности, потребляемые генератором УЗИ;- it is necessary to use special expensive equipment (cables, sensors, relays, control panels, connection nodes, etc.), designed for the high power consumed by the ultrasound generator;
- невозможно проводить производить анализ параметров скважины и отбор продукции без остановки работы генератора УЗИ;- it is impossible to analyze the parameters of the well and select products without stopping the operation of the ultrasound generator;
- высокие затраты электроэнергии при относительно небольшом охвате пласта, что значительно увеличивает время (не менее чем в 20 раз по сравнению даже с ПГВ) до начала промышленной разработки.- high energy costs with a relatively small coverage of the reservoir, which significantly increases the time (not less than 20 times compared with the PGW) before the start of industrial development.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ тепловой обработки призабойной зоны скважины» (патент RU №2266401, Е21В 43/24, опубл. 20.12.2005), включающий заполнение части корпуса электродного нагревателя водой, его герметизацию, размещение в скважине и нагрев призабойной зоны скважины, причем что верхнюю часть корпуса заполняют инертным газом под начальным давлением p1 и после размещения корпуса в призабойной зоне скважины нагревают воду до рабочей закритической температуры Т2, при этом давление p1 определяют из зависимости:The closest in technical essence is the "Method of heat treatment of the bottom-hole zone of the well" (patent RU No. 2266401, ЕВВ 43/24, published on December 20, 2005), which includes filling a part of the body of the electrode heater with water, sealing it, placing it in the well and heating the bottom-hole zone wells, and the upper part of the casing is filled with inert gas under the initial pressure p 1 and after placing the casing in the bottomhole zone of the well, water is heated to the working supercritical temperature T 2 , while pressure p 1 is determined from the relationship:
где р2 - рабочее давление внутри корпуса нагревателя, соответствующее температуре Т2, Па;where p 2 is the working pressure inside the heater body corresponding to the temperature T 2 , Pa;
T1 - начальная температура воды, K;T 1 - initial water temperature, K;
V - объем корпуса нагревателя, м3;V is the volume of the heater body, m 3 ;
V2 - рабочий объем воды при давлении р2 и температуре Т2, м3;V 2 - the working volume of water at a pressure of p 2 and a temperature of T 2 , m 3 ;
V1 - объем воды при давлении p1 и температуре Т1, м3.V 1 - the volume of water at a pressure p 1 and a temperature T 1 , m 3 .
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- узкая область применения, связанная с невозможностью использования данного способа в горизонтальных скважинах из-за спуска на кабеле;- narrow scope associated with the inability to use this method in horizontal wells due to descent on the cable;
- также узкая область применения, связанная с необходимостью проведения работ вблизи с высоковольтными линиями электропередач (ЛЭП), так как для генерации 1 МВт тепла при напряжении 380 В потребуется ток 3700 А (что примерно равно одновременному использованию 180 сварочных аппаратов);- also a narrow scope associated with the need to conduct work near high-voltage power lines (power lines), since the generation of 1 MW of heat at a voltage of 380 V requires a current of 3700 A (which is approximately equal to the simultaneous use of 180 welding machines);
- необходимо использовать специальное дорогостоящее оборудование (кабели, датчики, реле, пульты управления, узлы соединения и т.п.), рассчитанное на высокие мощности, потребляемые нагревателем;- it is necessary to use special expensive equipment (cables, sensors, relays, control panels, connection nodes, etc.) designed for high power consumed by the heater;
- увеличение длины электродного нагревателя снижает температуру на единицу его длины, что делает этот способ неэффективным в скважинах с большой длиной воздействия на пласт;- an increase in the length of the electrode heater reduces the temperature by a unit of its length, which makes this method inefficient in wells with a large length of stimulation;
- высокие затраты электроэнергии при относительно небольшом охвате пласта, что значительно увеличивает время (примерно в 15-20 раз по сравнению даже с ПГВ) до начала промышленной разработки;- high energy costs with a relatively small coverage of the reservoir, which significantly increases the time (about 15-20 times compared with even the GWP) before the start of industrial development;
- невозможно проводить производить отбор и анализ продукции скважины без остановки работы электродного нагревателя, так как для эффективной его работы необходимо устанавливать в вертикальной скважине пакер выше пласта, на который он воздействует.- it is impossible to carry out the selection and analysis of well products without stopping the operation of the electrode heater, since for its effective operation it is necessary to install a packer in a vertical well above the formation that it affects.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ теплового воздействия на пласт» (патент RU №2471064, Е21В 43/24, опубл. 27.12.2012, бюл. №36), включающий заполнение герметичного нагревателя теплоносителем, размещение в скважине и нагрев призабойной зоны скважины, причем призабойную зону скважины строят в виде горизонтально-наклонного или горизонтального ствола, нагреватель выполняют в виде циркуляционного теплообменника, в котором производят прокачку предварительно нагретого на поверхности теплоносителя, перед размещением теплообменника производят исследование физических параметров пласта, определяют внутрипластовое давление пласта и давление образования трещин в коллекторе пласта, при нагреве призабойной зоны пласта в скважине поддерживают давление не ниже начального пластового давления пласта и не выше давления образования трещин в коллекторе за счет отбора из скважины газа и жидкости из низшего уровня.The closest in technical essence is the "Method of thermal exposure to the reservoir" (patent RU No. 2471064, ЕВВ 43/24, publ. 12/27/2012, bull. No. 36), including filling the sealed heater with coolant, placement in the well and heating the bottom-hole zone of the well moreover, the bottom-hole zone of the well is built in the form of a horizontally-inclined or horizontal wellbore, the heater is made in the form of a circulation heat exchanger, in which pumping preheated on the surface of the coolant is carried out before placing the heat exchanger and they study the physical parameters of the formation, determine the in-situ pressure of the formation and the pressure of formation of cracks in the reservoir, while heating the bottom-hole zone of the formation in the well, maintain pressure not lower than the initial formation pressure of the formation and not higher than the pressure of formation of cracks in the reservoir due to the selection of gas and liquid from the well from the lowest level.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- снижение эффективности способа из-за строительства скважины без учета неровности горизонтального ствола скважины в пласте;- a decrease in the efficiency of the method due to the construction of the well without taking into account the roughness of the horizontal wellbore in the formation;
- большие материальные затраты, связанные с необходимостью строительства теплообменника в пласте на всю длину горизонтально-наклонного или горизонтального ствола скважины, так как требуют индивидуальной разработки теплообменника, заказ материалов и изготовление для каждой скважины;- high material costs associated with the need to build a heat exchanger in the reservoir for the entire length of a horizontally-inclined or horizontal wellbore, as they require individual development of a heat exchanger, ordering materials and manufacturing for each well;
- низкая эффективность на начальном этапе реализации способа, так как работает для вытеснения продукции пласта только кольцевое пространство внутри скважины между внутренней стенкой и теплообменником;- low efficiency at the initial stage of the implementation of the method, since only the annular space inside the well between the inner wall and the heat exchanger works to displace formation products;
- увеличенное время до начала продуктивной выработки в массивных платах с толщиной более 50 и/или послойно-неоднородных пластах, так как затруднен подвод тепла на начальном этапе к прикровельной части пласта.- increased time before the start of productive production in massive boards with a thickness of more than 50 and / or layer-by-layer heterogeneous formations, since it is difficult to supply heat at the initial stage to the bedroof part of the formation.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа теплового воздействия на массивный и/или послойно-неоднородный пласт, который работает эффективно и с низкими материальными затратами из-за возможности использования унифицированного теплообменника для любой из скважин и благодаря увеличению свободного объема внутри скважины и силе подъема пара из-за перепада давлений, а также благодаря строительству скважины с учетом возможной кривизны ствола и исходя толщины и строения пласта.An object of the present invention is to provide a method of thermal action on a massive and / or layer-heterogeneous formation that works efficiently and at low material cost due to the possibility of using a unified heat exchanger for any of the wells and due to an increase in the free volume inside the well and the strength of steam rising from - due to the pressure drop, as well as due to the construction of the well, taking into account the possible curvature of the wellbore and the thickness and structure of the formation.
Техническая задача решается способом теплового воздействия на пласт, включающим исследование физических параметров пласта, определение внутрипластового давления пласта и давление образования трещин в коллекторе пласта, строительство в пласте горизонтально-наклонного ствола скважины, в котором размещен герметичный заполненный теплоносителем нагреватель в виде теплообменника, нагрев жидкости в стволе скважины за счет прокачки в нагревателе предварительно нагретого на поверхности теплоносителя, причем при нагреве пласта в скважине поддерживают давление не ниже начального пластового давления пласта и не выше давления образования трещин в коллекторе за счет отбора из низшего уровня скважины газа и жидкости.The technical problem is solved by the method of thermal action on the formation, including the study of the physical parameters of the formation, determination of the in-situ pressure of the formation and the pressure of formation of cracks in the reservoir, the construction of a horizontally inclined wellbore in the formation, in which a sealed heater filled with a coolant is placed in the form of a heat exchanger, heating the fluid in the wellbore due to pumping in the heater preheated on the surface of the coolant, and when the formation is heated in the well maintain a pressure not lower than the initial reservoir pressure of the formation and not higher than the pressure of formation of cracks in the reservoir due to the selection of gas and liquid from the lower level of the well.
Новым является то, что наклонно-направленный ствол строят восходящим к забою с уклоном, исключающим нисходящие к забою участки и состоящим из двух частей, первую из которых, ближайшую к устью, строят с углом, не превышающим 30° относительно горизонта, и оснащают нагревателем, который не доходит до конца первой части от 1/4 до 3/4 ее длины, а вторую часть у забоя скважины строят с углом 40-90° относительно горизонта.New is that an oblique directional trunk is built ascending to the bottom with a slope that excludes sections descending to the bottom and consisting of two parts, the first of which, closest to the mouth, is built with an angle not exceeding 30 ° relative to the horizon, and equipped with a heater, which does not reach the end of the first part from 1/4 to 3/4 of its length, and the second part at the bottom of the well is built with an angle of 40-90 ° relative to the horizon.
Новым является также то, что в послойно-неоднородных пластах вторую часть ствола строят длиной, достаточной для вскрытия всех продуктивных пропластков, и с углом, позволяющим вскрыть данные пропластки.Also new is the fact that in the layered-heterogeneous formations, the second part of the trunk is built with a length sufficient for opening all productive layers, and with an angle that allows opening these layers.
Новым является также то, что в массивных пластах вторую часть ствола строят длиной, достаточной для вскрытия от 1/2 до 4/5 толщины пласта, и с углом относительно горизонта, тем большим, чем больше толщина пласта.Also new is the fact that in massive formations, the second part of the trunk is built with a length sufficient to open from 1/2 to 4/5 of the thickness of the formation, and with an angle relative to the horizon, the greater the greater the thickness of the formation.
На фиг. 1 изображена схема для реализации скважины с наклонно-направленным стволом.In FIG. 1 shows a diagram for the implementation of a well with a directional wellbore.
На фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.In FIG. 2 shows a section AA of FIG. one.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Строят скважину 1 (фиг. 1) с размещением в продуктивном пласте 2 наклонно-направленного ствола 3, в котором производят перфорацию 4 обсадной колонны 5 (или при строительстве снабжают обсадную колонну противопесочными фильтрами - не показаны). После чего в скважину 1 спускают герметичный нагреватель 6, например, выполненный в виде трубы 7 в трубе 8, который заполняют теплоносителем и подключают к теплогенератору 9, например: к теплообменнику или нагревательному котлу. При этом наклонно-направленный ствол 3 состоит из двух частей 10 и 11. Первую часть 10, ближайшую к устью скважины 1, строят с углом α1, не превышающим 30° (α1≤30°) относительно горизонта, и оснащают нагревателем, который не доходит до конца первой части от 1/4 до 3/4 ее длины. Вторую часть 11 у забоя 12 скважины 1 строят с углом α2=40-90° относительно горизонта.Build a well 1 (Fig. 1) with the placement of a directional shaft 3 in the
Причем длина нагревателя 6 в первой части 10 наклонно-направленного ствола 3 должна составлять (определено эмпирически):Moreover, the length of the
где Lст - длина первой части 10 наклонно-направленного ствола 3 скважины 1, м;where L article - the length of the
Lнагр - длина нагревателя 6 в стволе 3 скважины 1, м.L load - the length of the
Так как нагреватель 6 герметичный, то для любых видов пластов и с любой продукцией в качестве теплоносителя можно использовать любые высокотемпературные теплоносители, в том числе и синтетические масла (например, «Therminol» фирмы «Solutia Inc.» - теплоноситель, предназначенный для работы в диапазоне температур от - 115°С до +400°С в жидкой и паровой фазе или аналогичные масла других производителей: BP, "Shell" и т.д.) Нагреватель 6 соединят с теплогенератором 9 на устье скважины 1, который производит нагрев теплоносителя и из которого насосом 13 производят прокачку предварительно нагретого теплоносителя через циркуляционный нагреватель 6, например: теплоноситель закачивают насосом 13 во внутреннюю трубу 7 до заглушенного конца 14 наружной трубы 8, откуда он по межтрубному пространству этих труб 7 и 8 поднимается на поверхность и далее зацикливается в теплогенераторе 9. Для более эффективного прогрева пласта 2 первую часть 10 ствола 3 скважины 1 рекомендуется строить горизонтально-наклонной, восходящей к забою 12 с уклоном α1 относительно горизонта, исключающим нисходящие к забою 12 скважины 1 участки, но не более 30°, так как для прогрева используется естественная конвекция, которая эффективней, чем больше горизонтальная проекция части 10 ствола 3. Практика для месторождений Республики Татарстан показывает, что для исключения нисходящих к забою 12 скважины 1 участков, для скважин 1 с обсадной колонной ∅168 мм часть 10 ствола 3 нужно строить с уклоном α: не менее 2° - для карбонатных и не менее 3°20' - для терригенных пластов. Благодаря такой конструкции ствола 3 исключаются гидрозатворы в части 10 ствола 3 скважины 1. Чтобы исключить ошибки при строительстве ствола 3 скважины 1 угол α1 выбирают от 5° до 30°. Такое строение части 10 ствола 3 скважины 1 позволяет размещать нагреватель не на всю длину части 10 ствола 3. Для обеспечения более интенсивного прогрева в послойно-неоднородных и массивных пластах 2 необходимо строить вторую часть 11 ствола 3 с углом α2 от 40° до 90° включительно.Since
В послойно-неоднородных пластах 2 вторую часть 11 ствола 3 строят длиной Lст.в, достаточной для вскрытия всех продуктивных пропластков (не показаны) пласта 2, и с углом α2, позволяющим вскрыть данные пропластки. Так как в зависимости от прочности перемычек (не показаны) между продуктивными пропластками более при более пологом входе на их бурении будет затруднено вскрытие перемычек и «соскальзывание» бурового инструмента.In layered
В массивных пластах 2 вторую часть 11 ствола 3 строят длиной Lст.в, достаточной для вскрытия от до 4/5 толщины пласта, и с углом α2 относительно горизонта, тем большим, чем больше толщина пласта. На месторождениях Республики Татарстан, например, при толщине пласта 2 50÷70 м (Нпл - см. фиг. 2) рекомендуется α2=40°÷60°, а при толщине более 70 м - 60°÷90°. От угла зависит длина части 11 ствола 3 Lст.в и, как следствие, материальные затраты на строительство, исходя из которых и рассчитывают длину Lст.в. Расстояние от кровли пласта 2 до забоя 12 скважины 1 Н2 должно быть:In
где Н2 - расстояние от кровли пласта 2 до забоя 12 скважины 1, м;where H2 is the distance from the roof of the
Нпл - толщина пласта в месте размещения забоя 12, м.N PL - the thickness of the reservoir at the location of the
Это соотношение определяется в зависимости от начальной проницаемости пласта 2: чем больше проницаемость, тем дальше от кровли должен размещаться забой 12 скважины 1 (определяется эмпирически).This ratio is determined depending on the initial permeability of formation 2: the greater the permeability, the farther from the roof should be placed the
При добыче высоковязких и битуминозных нефтей рекомендуется перед размещением нагревателя 6 производить исследование физических параметров пласта 2 для определения внутрипластового давление пласта 2 в начальном состоянии и давления образования трещин в коллекторе пласта 2. После спуска нагревателя 6 при нагреве пласта 2, в скважине 1 поддерживают давление, регистрируемое на манометре 15 (с учетом расположения на устье), не ниже начального пластового давления пласта 2, чтобы исключить нарушение целостности коллектора пласта 2 при отборе его продукции, и не выше давления образования трещин в данном коллекторе, чтобы исключить образования трещин с малым сопротивлением, по которым возможен прорыв пара или нагретой жидкости, уменьшая охват и нефтеотдачу пласта 2, а также исключить прорыв в другие пласты (не показаны), в том числе и водоносные. При работе во время нагрева призабойной зоны 3 при вскипании продукции пласта 2 повышается давление в скважине 1 (для наибольшей эффективности используют температуру для нагревания, превосходящую температуру кипения продукции пласта), что отмечается на манометре 15, который показывает давление в скважине 1 с учетом глубины залегания пласта 2, а по мере отбора продукции из пласта 2 давление, оцениваемое манометром 15, снижается. Оценивая показания манометра 12, принимается решение об отборе продукции пласта 2 из скважины 1 или нагнетании насосом 16 жидкости или пара в пласт 2 по скважине 1, осуществляя контроль давления в скважине 1, которое передается на пласт 2.When producing highly viscous and bituminous oils, it is recommended that prior to placing
При начале прогрева пласта 2 давление в скважине 1 повышается за счет вскипания и расширения жидкой продукции пласта 2 и расширения газа у забоя скважины 1 (находящегося на глубине Н2), нагреваясь которые поднимаются по вертикальному участку 17 скважины 1, отбираются и конденсируются, например, в сборной емкости 18. При этом легкие фракции продукции пласта 2, выделяемые при нагреве продукции, могут конденсироваться собираться в емкости 18 для дальнейших технологических операций.At the beginning of heating of the
По мере прогрева и охвата температурным воздействием пласта 2, объем поступающей продукции в скважину 1 увеличивается и мощности нагревателя 6 не хватает для доведения до кипения жидкости, поступающей из пласта 2. Тогда продукцию пласта 2 отбирают при помощи погружного насоса 19 (штангового или высокотемпературного винтового), спускаемого на параллельной колонне труб 17, с использованием двуствольной устьевой арматуры 21 (показана условно), с входом 22, располагаемым в максимально низшем уровне H1 скважины 1 для обеспечения наиболее эффективного отбора продукции пласта 2.As it warms up and is covered by the temperature effect of the
В результате отбора продукции пласта 2 из скважины 1 или других добывающих скважин (на черт, не показаны), охваченных тепловым воздействием скважины 1, и увеличения охвата температурного воздействия пласт 2, внутри пластовое давление снижается. Для поддержания давления в пласте 2 в него через скважину 1 нагнетают насосом 16 жидкость, (в качестве жидкости могут использовать, например: воду, воду с растворителями, в том числе и углеводородными, нефть и т.п.), газированную жидкость и/или осушенный пар. В результате жидкость под действием нагревателя 6 доводится до кипения, а газ, образовавшийся пар и/или нагнетаемый пар дополнительно нагревается, и создает в скважине 1 необходимое для дальнейшего освоения давление, воздействующее на пласт 2. В качестве углеводородного растворителя могут использовать легкие фракции из добытой продукции пласта 2, находящиеся в емкости 18. Воду с углеводородными растворителями, нефть и газированную жидкость используют при нагнетании в пласт 2 для наиболее эффективного вытеснения с дополнительным разжижением высоковязких и битуминозных нефтей из него. Воду и пар используют в водоносных пластах или нефтеносных пластах, в которых уже образовалась паровая камера (на чертеже не показана) у кровли пласта над скважиной 1 для поддержания баланс между температурой, давлением и объемом камеры, обеспечивающим поддержание воды в ней в парообразном состоянии.As a result of the selection of the production of
Для распределения добытой продукции пласта 2 и нагнетания жидкости или пара а регулирования объемов закачки теплоносителя в нагревателе 6 используют устьевые задвижки 23. Для центрирования нагревателя 6 относительно стенок обсадной колонны 5 (фиг. 2) скважины 1 (фиг. 1) используются жесткие или пружинные центраторы 24 (фиг. 2), для центрирования внутренней трубы 7 относительно наружной трубы 8 - центраторы 25.
Размещение нагревателя 6 (фиг. 1) не на всю длину ствола 3 позволяет увеличить на начальном этапе объем пара, образующийся в скважине 1, на начальном этапе реализации способа по отношению к наиболее близкому аналогу, что напрямую повышает эффективность предлагаемого способа, так как способ реализуется при помощи естественной конвекции, сила вытеснения (сила Архимеда) которого зависит от объема образующегося пара (газа).The placement of the heater 6 (Fig. 1) not the entire length of the barrel 3 allows you to increase at the initial stage the volume of steam generated in the well 1, at the initial stage of the implementation of the method in relation to the closest analogue, which directly increases the efficiency of the proposed method, since the method is implemented using natural convection, the displacement force (Archimedes force) of which depends on the volume of the generated vapor (gas).
В наиболее близком аналоге получаемый объем пара, участвующий в естественной конвекции, вычисляется по формуле:In the closest analogue, the resulting volume of steam involved in natural convection is calculated by the formula:
где V1п - образующийся объем пара в стволе 3 в наиболее близком аналоге, м3;where V 1n - the resulting volume of steam in the barrel 3 in the closest analogue, m 3 ;
Dскв - внутренний диаметр ствола 3 скважины 1, м;D SLE - the inner diameter of the trunk 3 of the well 1, m;
Dнагр - наружный диаметр нагревателя 6 в стволе 3, м; LOAD D - outside diameter of the
Lст - длина части 10 ствола 3 скважины 1, м.L article - the length of
В предлагаемом способе получаемый объем пара, участвующий в естественной конвекции, вычисляется по формуле:In the proposed method, the resulting volume of steam involved in natural convection is calculated by the formula:
где V2п - образующийся объем пара в стволе 3 в предлагаемом способе, м3;where V 2n - the resulting volume of steam in the barrel 3 in the proposed method, m 3 ;
Dскв - внутренний диаметр ствола 3 скважины 1, м;D SLE - the inner diameter of the trunk 3 of the well 1, m;
Dнагр - наружный диаметр нагревателя 6 в стволе 3, м; LOAD D - outside diameter of the
Lст - длина части 10 ствола 3 скважины 1, м;L article - the length of
Lнагр - длина нагревателя 6 в стволе 3 скважины 1, м;L load - the length of the
Lст.в - длина части 11 ствола 3 скважины 1, м.L St. in - the length of
А разность получаемых объемов пара ΔV в предлагаемом способе и наиболее близком аналоге при прочих равных условиях будет составлять с учетом неравенства [1]:And the difference of the obtained steam volumes ΔV in the proposed method and the closest analogue, ceteris paribus, will be subject to the inequality [1]:
где V1п - образующийся объем пара в стволе 3 в наиболее близком аналоге, м3;where V 1n - the resulting volume of steam in the barrel 3 in the closest analogue, m 3 ;
V2п - образующийся объем пара в стволе 3 в предлагаемом способе, м3;V 2p - the resulting volume of steam in the barrel 3 in the proposed method, m 3 ;
Dнагр - наружный диаметр нагревателя 6 в стволе 3, м; LOAD D - outside diameter of the
Lст - длина части 10 ствола 3 скважины 1, м;L article - the length of
Dскв - внутренний диаметр ствола 3 скважины 1, м;D SLE - the inner diameter of the trunk 3 of the well 1, m;
Lст.в - длина части 11 ствола 3 скважины 1, м.L St. in - the length of
Для скважины 1 длиной 250 м, в пласте толщиной 100 м с α2=70° с Н2=30 м, диаметром обсадной колоны 5-168 мм (внутренний Dскв ≈0,15 м) и наружным диаметром нагревателя 6-100 мм (0,1 м), получаемый объем пара в предлагаемом способе больше, чем в наиболее близком аналоге в 1,4-1,8 раза.For well 1, 250 m long, in a formation 100 m thick with α2 = 70 ° C Н2 = 30 m, casing diameter 5-168 mm (internal D well ≈0.15 m) and heater outer diameter 6-100 mm (0 , 1 m), the resulting volume of steam in the proposed method is greater than in the closest analogue by 1.4-1.8 times.
При этом перепад давлений в скважине 1 ΔР между низшей точкой H1 и уровнем забоя 12 - Н2 позволяет инициировать более интенсивный подъем пара (благодаря подъемной - силе Архимеда) и, как следствие, позволяет более быстро прогревать послойно неоднородный и/или массивный пласт 2 по всей его толщине:At the same time, the pressure drop in the well 1 ΔР between the lowest point H1 and the bottom level 12 - Н2 allows initiating a more intense rise of steam (due to the lifting force of Archimedes) and, as a result, allows layer-by-layer inhomogeneous and / or
где ΔРс - перепад давлений в скважине, Па;where ΔР s - pressure drop in the well, Pa;
Рскв.ж. - плотность скважинной жидкости, кг/м3;R well - the density of the well fluid, kg / m 3 ;
ρп - плотность образующегося при нагреве пара в скважинных условиях, кг/м3;ρ p - the density of the vapor generated during heating in borehole conditions, kg / m 3 ;
ΔН=H1-H2 - перепад высот в скважине 1, м;ΔН = H1-H2 - height difference in the well 1, m;
g=9,81 - ускорение свободного падения, м/с2.g = 9.81 - acceleration of gravity, m / s 2 .
Использование нагревателя 6 длиной Lнагр ≈ 180 м возможно в частях 10 ствола 3 скважины 1 длиной Dскв≈240÷720 м, а нагревателя длиной Lнагр ≈ 300 м - в частях 10 ствола 3 скважины 1 длиной Dскв≈400÷1200 м. Это значительно удешевляет строительство скважины 1, так как не требует индивидуальной разработки теплообменника 6, заказ материалов и изготовление его для каждой скважины 1.Using the
Предлагаемый способ теплового воздействия на массивный и/или послойно-неоднородный пласт работает эффективно и с низкими материальными затратами из-за возможности использования унифицированного теплообменника для любой из скважин и благодаря увеличению свободного объема внутри скважины и силе подъема пара из-за перепада давлений, а также благодаря строительству скважины с учетом возможной кривизны ствола и исходя из толщины и строения пласта.The proposed method of thermal exposure to a massive and / or layer-heterogeneous formation works efficiently and with low material costs due to the possibility of using a unified heat exchanger for any of the wells and due to the increase in free volume inside the well and the force of vapor rise due to pressure drop, as well as due to well construction taking into account possible curvature of the wellbore and based on the thickness and structure of the formation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105873A RU2613215C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for thermal action on formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105873A RU2613215C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for thermal action on formation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2613215C1 true RU2613215C1 (en) | 2017-03-15 |
Family
ID=58458005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016105873A RU2613215C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for thermal action on formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613215C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289881A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-01 | Schuh Frank J | Horizontal well completion |
RU2099515C1 (en) * | 1996-02-16 | 1997-12-20 | Российский межотраслевой научно-технический комплекс "Нефтеотдача" | Method for development of paraffin oil pool |
RU2266401C1 (en) * | 2004-04-12 | 2005-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Method for thermal well bottom zone treatment |
RU2334087C1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of development of oil pools obstructed by erosion trench |
RU2350747C1 (en) * | 2007-06-18 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of oil deposit development |
RU2455475C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of development of high-viscosity oil fields with strata of small thickness by way of cyclic injection of solvent and steam into single inclined wells |
RU2471064C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-27 | Владимир Васильевич Кунеевский | Method of thermal impact at bed |
RU2507388C1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of extra-heavy oil and/or bitumen deposits development with help of inclined wells |
-
2016
- 2016-02-19 RU RU2016105873A patent/RU2613215C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289881A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-01 | Schuh Frank J | Horizontal well completion |
RU2099515C1 (en) * | 1996-02-16 | 1997-12-20 | Российский межотраслевой научно-технический комплекс "Нефтеотдача" | Method for development of paraffin oil pool |
RU2266401C1 (en) * | 2004-04-12 | 2005-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Method for thermal well bottom zone treatment |
RU2334087C1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of development of oil pools obstructed by erosion trench |
RU2350747C1 (en) * | 2007-06-18 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of oil deposit development |
RU2455475C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of development of high-viscosity oil fields with strata of small thickness by way of cyclic injection of solvent and steam into single inclined wells |
RU2471064C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-27 | Владимир Васильевич Кунеевский | Method of thermal impact at bed |
RU2507388C1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of extra-heavy oil and/or bitumen deposits development with help of inclined wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4640352A (en) | In-situ steam drive oil recovery process | |
RU2379494C1 (en) | Highly viscous oil fields production method | |
RU2455475C1 (en) | Method of development of high-viscosity oil fields with strata of small thickness by way of cyclic injection of solvent and steam into single inclined wells | |
RU2663526C1 (en) | Method of development of deposits of high viscosity oil with the use of steam horizontal wells | |
CA2744749C (en) | Basal planer gravity drainage | |
US8770289B2 (en) | Method and system for lifting fluids from a reservoir | |
RU2429346C1 (en) | Development method of high-viscosity oil deposit with use of in-situ combustion | |
CN111206907A (en) | Sieve tube string structure for hot dry rock fracturing and construction method thereof | |
RU2456441C1 (en) | Production method of high-viscous oil by means of simultaneous pumping of steam and extraction of liquid from single horizontal well | |
RU2206728C1 (en) | Method of high-viscocity oil production | |
RU103845U1 (en) | DEVICE FOR DEVELOPING DEPOSITS OF HIGH-VISCOUS OIL OR BITUMEN | |
RU2471064C2 (en) | Method of thermal impact at bed | |
RU2550635C1 (en) | Development method for high-viscosity oil or bitumen field | |
RU2613215C1 (en) | Method for thermal action on formation | |
CA2963459A1 (en) | The method of thermal reservoir stimulation | |
RU2441148C1 (en) | Method of high-viscosity oil accumulation development | |
RU2555163C1 (en) | Method of high-viscosity oil field production with horizontal wells | |
RU2612385C1 (en) | Method for thermal action on formation | |
Al-Obaidi et al. | Thermal cycle optimization when processing the bottom-hole zone of wells | |
RU2145664C1 (en) | Method of developing fractured oil formation | |
RU2690588C2 (en) | Method of super-viscous oil field development | |
RU2693055C1 (en) | Method for development of high-viscosity oil deposit with water-saturated zones | |
RU2684262C1 (en) | Method for development of high deposits of high viscosity oil with water consistent zones | |
RU2268356C1 (en) | Method for thermal action application to highly-viscous oil deposit | |
CA2951290C (en) | Hot water injection stimulation method for chops wells |