NO171181B - Fremgangsmaate for utvinning av hydrokarbonfluider - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for utvinning av hydrokarbonfluider hvor minst én propp eller skjerm anbringes mellom to fluider i en geologisk formasjon ved innføring av et produkt til dannelse av nevnte propp, gjennom minst én injise-ringsbrønn.

Oppfinnelsen er særlig anvendbar ved utvinning av felt, særlig i tykke felt eller i felt med tildels stort fall, der gass, olje og vann, under utvinningen, og ved påvirkning av tyngdekraften, har tendens til å skille seg, slik at tettheten øker med dybden, har gjenvinningsmetodene ved injisering av løselige gasser, eller eventuelt overflateaktive produkter i væskeoppløsning i prinsipp god volumetrisk virkningsgrad, som muliggjør en god gjenvinning av oljen. De produkter som injiseres i små mengder i loddrette eller i skrå brønner, fordeler seg imidlertid ujevnt i feltet på grunn av de høye sirkulasjonshastigheter nær brønnen, samt de mange naturlige hindringer som finnes mellom brønnene. Dette fører til et overforbruk av produktet og et tap av effektivitet.

Som eksempel på teknikkens stand kan nevnes britiske patenter GB-A-2 096 670 og GB-A-1 458 799 samt US patent 4 289 354.

Anbringelse av fluider i feltet ifølge førstnevnte

dokument utføres ved bruk av vertikale brønner. Denne fremgangsmåte krever boring av mange brønner og tillater ikke en jevn fordeling av fluidet. Denne tidligere fremgangsmåte har dessuten mer begrenset bruksområde enn fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse som ikke er begrenset til små reservo-arer.

Det som karakteriserer fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er at injiseringen utføres gjennom minst én tilnærmet horisontal drensbrønn plassert nær grenseflaten mellom de to fluider.

Derved kan fluidene fordele seg på en meget jevnere måte i området nær skilleflatene gass/olje eller olje/vann ved at fluidene innføres gjennom horisontale brønner, eller drensbrøn-ner, med lavere hastighet og over større avstander.

I denne beskrivelse brukes betegnelsen drensbrønn hovedsake-lig for å benevne en kunstig brønn som tjener til å utvinne, eller injisere, et fluid. Brønnen kan eventuelt inneholde minst ett perforert rør i en del av sin lengde.

Når det ene fluid er en gass og det andre en væske, kan det injiserte produktet være en gass løselig i væsken som har større tetthet enn tettheten til gassen som befinner seg i formasjonen. Den løselige gassen kan være C02, eller en hydrokarbongass.

I tilfelle fluidene som befinner seg i formasjonen er væsker med forskjellige tettheter, kan tettheten til det injiserte fluid ligge mellom tettheten til disse fluider, grenseverdiene medregnet. Det injiserte produkt kan være en oppløsning av overflateaktive produkter.

Når skilleflaten har en langstrakt form kan den, eller de, horisontale brønnene plasseres stort sett langs hovedaksen til denne flaten.

Når flere drensbrønner brukes til injisering av produktet som skal danne proppen eller skjermen, kan minst noen av disse brønner plasseres i periferien til skilleflaten, et stykke fra dennes grenselinje.

Den, eller de, horisontale drensbrønner bør, i det minste over en del av sin lengde, fortrinnsvis plasseres i fluidet som skal utvinnes.

Når det er nødvendig å injisere fluider i like store mengder som de mengder som skal utvinnes, kan samme brønn som brukes til injisering av produktet son danner proppen, brukes til injisering av skyve- eller drivfluidet i nødvendig mengde. Drivfluidet kan dessuten i noen tilfeller være det samme produkt som brukes til å danne proppen.

Følgende beskrivelse av eksempler på oppfinnelsen gjør denne lettere å forstå, samtidig som dens fordeler fremgår klarere, i tilknytning til vedlagte figurer, hvor: fig. 1 og 2 viser anbringelse av en propp ifølge kjent teknikk,

fig. 3 og 4 viser et eksempel på anbringelse av en propp ved hjelp av en horisontal drensbrønn,

fig. 5 viser et eksempel på utvinning av et felt ved hjelp av en propp bestående av gass,

fig. 6 viser et eksempel for utvinning av et felt ved bruk av en propp bestående av en oppløsning av overflateaktive produkter,

fig. 7 og 8 viser et eksempel på anbringelse av en propp i et felt som har en monoklinal struktur, og

fig. 9 og 10 viser et eksempel på plassering av horisontale drensbrønner for anbringelse av en propp i et felt som er en fullstendig antiklinal.

Fig. 1 og 2 viser anbringelse av en propp mellom to væsker ved hjelp av flere vertikale brønner, ifølge kjent teknikk.

Brønnene 1, 2 og 3 er boret frem til lag 4, begrenset av veggene 5 og 6 til den geologiske formasjonen 7.

Produktet 8 til dannelse av proppen, injiseres gjennom brønnen 1, 2 og 3, omtrent i nærheten av grenseflaten 16 mellom fluidene 17 og 18, dvs i det området en ønsker å anbringe proppen. Produktet sprer seg i skiver 9, 10 og 11, som overlapper hverandre. Dette er vist på fig. 2 som er et grunnriss av fig. 1.

Injisert på denne måten, fordeler produktet 8 seg ujevnt i feltet som følge av produktets store strømningshastighet i nærheten av brønnenes vegger, og på grunn av de mange lokale, naturlige hindringer som finnes mellom brønnene, slik det fremgår av fig. l og 2.

Følgelig vil det injiserte produkt 8 på disse figurer ha nådd reservoarets øvre vegg 5 i områdene merket 12, 13 og 14, og reservoarets nedre vegg 6 i området merket 15 (fig. 1). Tatt i betraktning omdreiningsssymmetrien for produktets 8 fordeling, riktignok meget approksimativ, forstår en at det oppstår et overforbruk av produktet og et tap av effektivitet med en slik propp.

Fig. 3 og 4 viser anbringelsen av en propp ifølge oppfinnelsen, ved bruk av minst én borebrønn 19 boret tilnærmet horisontalt.

Som følge av den horisontale drensbrønnens store lengde, blir injiseringshastighetene små. Dette muliggjør jevn fordeling av det injiserte produktet 8. (Se fig. 3 og 4).

Fig. 4 er et grunnriss av fig. 3. Ved anbringelse av propper eller skjermer ifølge oppfinnelsen oppstår det praktisk talt ingen områder som ikke fylles med produktet 8, slik som tilfellet var i områdene merket 20 og 21 på fig. 1 og 2 (se fig. 3 og 4).

Proppens tykkelse er mye jevnere og kan av den grunn eventuelt reduseres for å spare på det injiserte produktet 8.

Fig. 5 og 6 viser utvinning av et felt etter anbringelse

av propper.

Fig. 5 viser tilfellet der utvinningsfluidet 22 har større tetthet enn fluidet 23. Eksempelvis kan fluidet 22 være olje og fluidet 23 gass. I dette tilfelle kan produktet 8, som injiseres for å danne proppen 23, være en gass løselig i oljen (hydrokarbongass eller C02)•

Proppen 23, som består av den løselige gassen, skyves

eller drives av overforliggende gass som står under trykk (vanligvis benevnt ved det engelske uttrykk gas-cap), og etterlater lite oljerest 22 bak seg.

Adskillelse av fluidene etter deres tetthet, skjer under tyngdekraftens påvirkning og bidrar til å holde proppen 23 av løselig gass på plass mellom oljen 22 og gassen 23. Fig. 5 viser et tilfelle der oljen utvinnes gjennom en vertikal brønn 24. Men en vil ikke komme utenom rammen for denne oppfinnelsen ved å utvinne oljen gjennom en drensbrønn boret på skrå eller horisontalt. Fig. 6 viser det tilfellet der fluidet 25 som skal utvinnes har større tetthet enn det andre forekommende fluid 26.

Fluidet 25 kan f.eks. være en olje, fluidet 26 et vannholdig fluid, og det injiserte fluid 8 en overflateaktiv løsning.

Proppen av den overflateaktive løsning skyves frem av det vannholdige fluid og etterlater svært lite restolje 25 bak seg.

Adskillelse av fluidene 25 og 26 etter deres tetthet skjer under påvirkning av tyngdekraften, og bidrar til å holde proppen av overflateaktiv løsning under oljesøylen. Proppens beliggenhet på toppen av vannsøylen er derimot ikke stabilisert av tyngdekraften, fordi dens tetthet er praktisk talt lik vannets tetthet.

Dette er selvfølgelig på ingen måte begrensende, og produktet 8 som injiseres for å danne proppen kan ha en tetthet som ligger mellom tettheten til fluidene 25 og 26 som er i formasjonen. På samme måte som i eksempelet vist på fig. 5, utvinnes oljen gjennom en vertikal brønn 27. Men en vil ikke komme utenom rammen for denne oppfinnelsen ved å utvinne denne gjennom en brønn boret på skrå eller tilnærmet horisontalt.

Avhengig av geometrien til feltet og til skilleflatene mellom fluidene, kan borebrønnene plasseres innenfor følgende to grensetilfeller: En monoklinal der fluidet 28 som skal utvinnes, samt minst et annet fluid 29 eller 30, befinner seg mellom to parallelle vegger 31 og 32 som begrenser reservoaret. Fig. 7 og 8 viser tilfellet med en monoklinal som inneholder et utvinnbart fluid 28 med mellomliggende tetthet, f.eks. olje, beliggende mellom to fluider 29 og 30, f.eks. henholdsvis en gass og et vannholdig primær- eller sekundærfluid. Fig. 8 er et grunnriss av fig. 7. Disse to figurer viser det spesielle, men ikke begrensende, tilfellet med anbringelse av to propper eller skjermer i skilleflatene 33 og 34, dvs henholdsvis mellom oljen 28 og gassen 29, og mellom oljen 28 og det vannholdige fluid 30. Produktene som brukes til dannelse av proppene i skilleflatene 33 og 34 injiseres fra minst én horisontal drensbrønn 35 og en horisontal drensbrønn 36. Produktene kan selvfølgelig injiseres gjennom flere horisontale drensbrønner 35, 35a og 36, 36a

En fullstendig antiklinal der fluidet som skal utvinnes ligger i et kuppelformet reservoar 36. Fig. 9 og 10 viser tilfellet med en fullstendig antiklinal som inneholder et utvinnbart fluid 28 med mellomliggende tetthet, f.eks. olje, beliggende mellom to fluider 29 og 30, f.eks. henholdsvis en gass og et vannholdig fluid. Fig. 10 er et grunnriss av fig. 9. Disse to figurer viser det spesielle, men ikke begrensende, tilfellet med anbringelse av to propper eller skjermer i skilleflatene 39 og 40, dvs henholdsvis mellom oljen 28 og gassen 29, og mellom oljen 28 og det vannholdige fluid 30. Produktene som brukes til dannelse av proppene i skilleflatene 39 og 40, injiseres fra minst en horisontal drensbrønn 37a og en horisontal drensbrønn 38a. Produktene kan selvfølgelig injiseres fra flere drensbrønner 37, 37a, 37b og 38, 38a, 38b, 38c..., plassert slik at de sikrer en god fordeling av produktet som anvendes til dannelse av proppene eller skjermene.

I tilfellet vist på fig. 10, der reservoaret er langstrakt, er noen horisontale brønner plassert stort sett på skilleflatens hovedakse, og andre i periferien, et stykke fra skjæringslinjen 41 mellom skilleflaten og reservoarets vegger. Denne plassering kan anvendes for begge skilleflatene.

De horisontale drensbrønner som brukes til injissering av produktene plasseres i nærheten av skilleflatene mellom utvinningsfluidet og de øvrige fluider i formasjonen, fortrinnsvis på samme side som utvinningsfluidet.

Noen drensbrønner kan plasseres i utvinningsfluidet 28 i det minste over en del av deres lengde.

En kommer ikke utenom rammen til denne oppfinnelsen ved å injisere det samme produkt som brukes til å danne proppen i tilstrekkelig mengde til å drive utvinningsfluidet eller

-fluidene.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for utvinning av hydrokarbonfluider, hvor minst én propp eller skjerm anbringes mellom to fluider (17 og 18) i en geologisk formasjon ved innføring av et produkt (8) til dannelse av nevnte propp, gjennom minst én injiseringsbrønn, karakterisert ved at injiseringen utføres gjennom minst én tilnærmet horisontal drensbrønn (19) plassert nær grenseflaten mellom de to fluider.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det ene fluid er en gass og det andre en væske, karakterisert ved at det injiserte produkt (8) er en gass løselig i væsken og har større tetthet enn tetthetene til gassene i formasjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at karbondioksyd injiseres.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fluidene er væsker med forskjellig tetthet, karakterisert ved at tettheten til det injiserte fluid ligger mellom tetthetene til de to fluider, grenseverdiene medregnet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at en overflateaktiv løsning injiseres.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor skilleflaten har en langstrakt form, karakterisert ved at den eller de horisontale drensbrønner er plassert stort sett langs grenseflatens hovedakse.

7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, hvor en ønsker å utvinne minst ett av de nevnte fluider (17 og/eller 18) ved bruk av et drivfluid, karakterisert ved at drivfluidet injiseres fra samme drensbrønn som ble brukt til å injisere produktet som danner proppen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at drivfluidet er identisk med fluidet som brukes til å danne proppen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det brukes flere injiseringsbrønner til injisering av produktet som skal danne proppen eller skjermen, karakterisert ved at de horisontale injiseringsbrønnene er plassert i periferien til nevnte skilleflate, et stykke fra grenselinjen til denne flate.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den horisontale injiseringsbrønn er plassert i utvinningsfluidet, i det minste over en del av sin lengde.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det injiserte produkt er en hydrokarbongass.