NO301090B1

NO301090B1 - Fremgangsmåte og anordning for stimulering av en underjordisk sone gjennom kontrollert injeksjon av væske fra en nabo-sone

Info

Publication number: NO301090B1
Application number: NO905593A
Authority: NO
Inventors: Claude Gadelle; Jacques Lessi; Gerard Renard
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1997-09-08
Also published as: DE69019709T2; NO905593L; FR2656650B1; EP0435727A1; CA2033357A1; US5133411A; CA2033357C; DK0435727T3; EP0435727B1; NO905593D0; DE69019709D1; FR2656650A1

Description

Den fremlagte oppfinnelse angår en fremgangsmåte for stimulering av en underjordisk sone gjennom indirekte injeksjon av væske under trykk som kommer fra en nærliggende sone som er forbundet til den første ved hjelp av et avbøyet avløp som går gjennom et mellomliggende lag med meget lav permeabilitet. Det som er kalt et avbøyet avløp ut gjennom teksten nedenfor er ethvert borehull hvor i det minste én del er horisontal eller i liten grad hellende i forhold til horisontalen.

Nærmere bestemt tillater fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen stimulering av produksjonen av en oljeførende sone adskilt fra en underliggende sone som inneholder en væske under trykk, slik som en vannførende sone eller muligens en olje-førende sone.

Forskjellige teknikker som er kjent av spesialister er benyttet for å stimulere produksjonen av oljeførende soner. En av dem består i hovedsak av å injisere en væske under trykk inn i formasjonen som produserer, og som er i stand til å drenere oljen som holdes i grusen på grunn av dens viskositet.

US patent 2.736.381 angår stimulering av en formasjon ved å bringe den i forbindelse med en underliggende sone via en vertikal brønn, og produksjon via en annen vertikal brønn i avstand ved siden av den første og boret gjennom de mellomliggende lag.

US patent 2.856.000 viser en anvendelse av teknikken for stimulering av en petroleumholdig formasjon ved kontrollert forbindelse med en underliggende sone som avsperrer fluider ved et høyere trykk. To brønner bores, en første brønn virker til å bringe den øvre sone i produksjon, den andre brønn til å bringe den nedre sone i produksjon. De to brønner er utstyrt med separeringsmidler som muliggjør separering av de utstrømmende, væskeformige fluider og gassformige fluider, og å injisere de sistnevnte i den øvre sone for stimulering av produksjonen via den andre brønn. For-bindelsen mellom de to brønner utføres ved å perforere foringsrøret i høyde med de to formasjoner.

Væsken som brukes er f.eks. vann under trykk injisert ved avløp boret gjennom formasjonen. Det kan også være vann som eksisterer i dybden, i selve produk-sjonsbassenget, i form av en underliggende vannførende kilde.

I noen typer bassenger ligger den vannførende kilden under den oljeførende sonen og er adskilt fra den sistnevnte av et lag som har meget liten permeabilitet, særlig på grunn av tilstedeværelsen av tunge og meget viskøse hydrokarbonprodukter (tarmat). Man kan se for seg at dette underliggende vannet utstyres for å stimulere produksjonen av en oljeførende sone. Trykket på kilden som ligger dypere enn den oljeførende sonen er høyere. Den minste patielle uttømming av sonen i produksjon fører til økning av overtrykket i vannet i den underliggende kilden i forhold til væsken i sonen ovenfor. Den mulige injeksjonen inn i den oljeførende formasjonen av dette overtrykksvannet vil tillate å drenere ut oljen og bedre produksjonen.

Forsøk med å stimulere produksjonssonenes øvre vannførende kilder har ennå ikke gitt de antatte resultater. Vertikale brønner eller avløp har blitt boret gjennom den oljeførende sone for å få den oljeførende forekomsten til å kommuni-sere med vannkilden. Men det har blitt erfart at denne type brønner vesentlig produserer vann. Det negative resultatet kan forklares ved det faktum at vannet i kilden prøver direkte å unnslippe mot overflaten gjennom brønnen som har blitt skapt, istedenfor å gå inn i den oljeførende formasjonen. Dette fenomenet vedvarer hvis en tetteinnretning føres ned i brønnen, på grunn av at vannet fra kilden prøver å strømme rundt den gjennom omgivende formasjoner. En mulig tetting av brønnen ved overflaten skaper en viss diffusjon av vannet i den oljeførende sonen, men re-sultatene er ikke meget signifikante fordi volumet av forekomsten som gjennom-trenges av vannet forblir relativt lavt.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater stimulering av produksjonen i en underjordisk sone adskilt fra en nabosone som inneholder et fluid under trykk ved et mellomliggende lag bestående av: boring av minst en skrå drenering tilpasset med et foringsrør gjennom den underjordiske sonen, det mellomliggende laget og nabosonen, seksjonen av dreneringen som krysser denne underjordiske sonen er meget skarpt hellende med hensyn til vertikalen over minst en seksjon av dens lengde, foringsrøret er fremskaffet med en første intermitterende (periodevis) blokkeringsanordning lokalisert i partiet til røret som passerer gjennom det mellomliggende laget og en andre intermitterende, blokkerende anordning lokalisert i partiet til røret og

det mellomliggende laget; og

forsinket kommunikasjon fremskaffes ved hjelp av dreneringen mellom nabo-sonen og den underjordiske sonen ved å operere den første blokkerende anordningen for på den måten å stimulere drenering av den underjordiske sonen ved hjelp av det trykksatte fluid; fremgangsmåten er kjennetegnede ved at den andre blokkerende anordning plasseres ved nivået til den underjordiske sonen i en mellomliggende sone for å adskille en injiseringssone fra en produksjonssone.

Kjennetegnede trekk ved oppfinnelsen er videre utdypet i kravene 2-5.

Oppfinnelsen innbefatter videre en anordning for å stimulere produksjon i en underjordisk sone adskilt fra en nabosone som inneholder fluid ved et trykk større enn det til den petroleumsholdige sonen ved et virkelig impermeabelt lag, omfattende et foringsrør anordnet i en skrå drenering som forbinder den underjordiske sonen og nabosonen, dette røret har første og andre lengder fremskaffet med åpninger ved de respektive nivåene til hver av sonene, en første blokkeringsanordning anordnet i røret ved nivået til det mellomliggende laget og en andre blokkeringsanordning for å begrense i det minste en seksjon av dette røret, kjennetegnet ved at røret har ved sin seksjon som krysser gjennom den underjordiske sonen en tredje lengde fremskaffet med åpninger, denne annen lengde er sideveis forskjøvet fra den andre lengden i den underjordiske sonen, og den andre blokkeringsanordning er anordnet i røret mellom de første og andre seksjonene til den underjordiske sonen.

Injisering av væske under trykk inn i en underjordisk sone slik som en oljefore-komst hvis indre trykk er senket på grunn av produksjonen, gjennom den indirekte åpningen til det skrå utløpet, riktig begrenset for å hindre væske fra å unnslippe mot overflaten, har effekten av å skyve oljen mot produksjonsbrønnene. Bruken av et avbøyet avløp (horisontalt eller noe skrått mot horisontalen) tillater økning av volumet i sonen som invaderes av injisert væske. Når nabo-sonen er en aktiv vann-førende sone, i.e. permanent forsynt med vanntilstrømning, undergår injeksjonstrykket ikke noe vesentlig fall ut gjennom dreneringsfasen. Den oppnådde effekten vil vare lenger.

Andre trekk og fordeler med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil forstås ved å lese beskrivelsen som følger og en utførelse gitt ved hjelp av ikke-begrensende eksempler, med referanse til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk en seksjon av en oljeførende produksjonssone over en sone som inneholder et væske under trykk, slik som en vannførende sone, og en første utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; og

fig. 2 viser skjematisk den samme seksjonen med en andre utførelse av fremgangsmåten.

Den oljeførende sonen Z1 produserer olje gjennom minst én produksjons-brønn P1. Denne brønnen kan være vertikal som vist i fig. 1 eller, i andre tilfeller, horisontal. I visse bassenger inneholder en nabo-sone en væske under trykk som ligger nedenfor den oljeførende sonen Z1 og er adskilt fra denne ved et lag L med meget liten permeabilitet. Trykket av denne væsken er høyere enn trykket som eksisterer i produksjons-sonen Z1, fordi nabo-sonen ligger dypere, men fremfor alt p.g.a. den partielle uttømmingen av den oljeførende sonen som er et resultat av dens utvikling. Denne væsken kan være vann eller en oljebærende væske. Når nabo-sonen er vannførende, er den generelt av den aktive typen, i.e. den forsynes ved hjelp av utvendige vanninnløp, og det innvendige trykket som eksisterer holdes hovedsakelig konstant. Det mellomliggende laget L kan f.eks. være en sone laget nærmest ugjennomtrengelig på grunn av tilstedeværelsen av meget tunge og viskøse hydrokarbonprodukter. Dette laget L kan også være av en ikke-oljeførende type.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter boring fra overflaten S av et utløp D avbøyet for å krysse den oljeførende sonen Z1 horisontalt eller å følge en lett, skrå vinkel i forhold til horisontalen. Boreretningen er bøyet slik at avløpet går gjennom laget L, som har lav permeabilitet, og trenger inn i nabo-sonen Z2. Når avløpet er boret, utstyres det med en foring C over dets totale lengde. Tettering-innretning av en velkjent type sørger for en tett lukking av det ringformede rommet mellom foringen og avløpet ved f.eks. nivået til laget L. På i det minste én del d1 av dets lengde, hvor det går gjennom produksjonssonen, er foringen C utstyrt med sideåpninger 01 som forbinder formasjonene på hver side av foringens C innside. På samme måte er minst én del d2 av foringen C delvis boret gjennom nabo-sone Z2 og er også utstyrt med sideåpninger 02. Etter at foring C er installert, er en tettering-innretning BP av en type kjent av spesialister som en "bro-plugg", tatt ned i utløpet direkte til mellomliggende lag L. En annen sikkerhetspakke BO installeres også i foring C, for eksem-pel i nærheten av overflaten, for å begrense den sistnevnte og for å isolere den fra utvendig medium. Den første sikkerhetspakken BP styres fra overflaten ved hjelp av en kontrollinnretning som ikke er vist for å lukke enhver kommunikasjon mellom de to sonene Z1 og Z2.

Avløpet kan bores ved ethvert tidspunkt, før innbringelsen i den oljeførende sonen Z1 eller muligens under produksjonsperioden.

Under produksjonsperioden, da det synes som om sonen Z1 krever en stimulering, frigjøres sikkerhetspakkens BP åpning i fra overflateinstallasjonen for å opp-rette en kommunikasjon mellom de to sonene Z1 og Z2. Væsken, i dette tilfelle vann fra sonen Z2, har et høyere trykk, og avløpet begrenses av den andre sikkerhetspakken BO, og vannet går inn i sonene Z1 gjennom åpningene 01 til foring C og presser ut hydrokarbonene som er akkumulert i formasjonen.

Posisjonen av de vertikale og/eller horisontale produksjonsbrønnene i forhold til de avbøyde avløpene eller omvendt til avløpene i forhold til brønnene, i henhold til rekkefølgen de har blitt boret, er valgt ifølge reglene for å optimalisere oljeproduk-sjonen.

Ifølge utførelsesprosedyren i fig. 2, er avløpet D plassert slik at det kan være mulig å bruke det som en produksjonsbrønn. For det bruket er foring C utstyrt i dens bøyde del, som krysser produksjonssonen, med en annen del med lengde d3 og som er utstyrt med sideveis åpninger 03. Ifølge dette tilfelle, er denne andre foringsdelen d3 mer eller mindre i avstand fra delen d1 hvor vannet som kommer fra sonen Z2 kan komme igjennom, og sideveis flyttet i forhold til den sistnevnte. En tettering-innretning B1, hvor lukking av denne kan frigjøres fra overflate-installasjonen på samme måte som for tettering-innretning BP, er plassert mellom de to delene d1 og d3, som begge er åpne i sone Z1. Under produksjonsperioden, når en stimulering av produksjonen er nødvendig, åpnes tettering-innretning BP og innretning B1 lukkes for å begrense avløp D. Vannet som kommer fra den underliggende sonen Z2 går inn i produksjons-sonen Z1 gjennom åpningene i delen d1 og fører oljen mot delen d3 til foring C som er åpen mot det eksterne medium.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sørger derfor for den beste utnyttelse av væske under høyt trykk og som er tilgjengelig i dybden for å stimulere oljeproduk-sjonen.

Claims

1. Fremgangsmåte for stimulering av produksjonen i en underjordisk sone (Z1) adskilt fra en nabosone (Z2) som inneholder et fluid under trykk ved et mellomliggende lag (L) bestående av: boring av minst en skrå drenering (D) tilpasset med et foringsrør (C) gjennom den underjordiske sonen, det mellomliggende laget og nabosonen, seksjonen av dreneringen som krysser denne underjordiske sonen er meget skarpt hellende med hensyn til vertikalen over minst en seksjon av dens lengde, forings-røret er fremskaffet med en første intermitterende (periodevis) blokkeringsanordning (BP) lokalisert i partiet til røret som passerer gjennom det mellomliggende laget (L) og en andre intermitterende, blokkerende anordning (B1, BO) lokalisert i partiet til røret (C) og det mellomliggende laget; og forsinket kommunikasjon fremskaffes ved hjelp av dreneringen mellom nabo- sonen (Z2) og den underjordiske sonen (Z1) ved å operere den første blokkerende anordningen for på den måten å stimulere drenering av den underjordiske sonen ved hjelp av det trykksatte fluid; fremgangsmåten er karakterisert ved at den andre blokkerende anordning plasseres ved nivået til den underjordiske sonen i en mellomliggende sone for å adskille en injiseringssone (d1) fra en produksjonssone (d3).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den skrå dreneringen bores gjennom en petroleums-holdig sone, et mellomliggende lag og en vannholdig sone.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det skrå utløpet (D) bores gjennom en petroleumshol-dig sone, et mellomliggende lag og en andre tilstøtende, underliggende petroleums-holdig sone.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at dreneringen bores gjennom et mellomliggende lag som ikke er meget permeabelt.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at den skrå dreneringen bores gjennom et ikke-petroleumsholdig, mellomliggende lag.

6. Anordning for å stimulere produksjonen i en underjordisk sone (Z1) adskilt fra en nabosone (Z2) som inneholder fluid ved et trykk større enn det til den petroleumsholdige sonen ved et virkelig impermeabelt lag (L), omfattende et foringsrør (C) anordnet i en skrå drenering (D) som forbinder den underjordiske sonen og nabosonen, dette røret (C) har første og andre lengder (d1, d2) fremskaffet med åpninger (01, 02) ved de respektive nivåene til hver av sonene, en første blokkeringsanordning (BP) anordnet i røret ved nivået til det mellomliggende laget og en andre blokkeringsanordning (BO) for å begrense i det minste en seksjon av dette røret (C), karakterisert ved at røret (C) har ved sin seksjon som krysser gjennom den underjordiske sonen (Z1) en tredje lengde (d3) fremskaffet med åpninger (03), denne annen lengde er sideveis forskjøvet fra den andre lengden (d2) i den underjordiske sonen, og den andre blokkeringsanordning (B1) er anordnet i røret (C) mellom de første og andre seksjonene til den underjordiske sonen (Z1).