RU2247830C2 - Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen - Google Patents

Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen Download PDF

Info

Publication number
RU2247830C2
RU2247830C2 RU2003112253/03A RU2003112253A RU2247830C2 RU 2247830 C2 RU2247830 C2 RU 2247830C2 RU 2003112253/03 A RU2003112253/03 A RU 2003112253/03A RU 2003112253 A RU2003112253 A RU 2003112253A RU 2247830 C2 RU2247830 C2 RU 2247830C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bitumen
air
injection
oil
cyclic
Prior art date
Application number
RU2003112253/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003112253A (en
Inventor
З.А. Янгуразова (RU)
З.А. Янгуразова
У.П. Куванышев (RU)
У.П. Куванышев
Р.М. Абдулхаиров (RU)
Р.М. Абдулхаиров
А.В. Кононов (RU)
А.В. Кононов
Ш.К. Гаффаров (RU)
Ш.К. Гаффаров
ева А.А. Бел (RU)
А.А. Беляева
Г.А. Рейм (RU)
Г.А. Рейм
А.П. Михайлов (RU)
А.П. Михайлов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. А.П. Крылова" (ОАО ВНИИнефть)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. А.П. Крылова" (ОАО ВНИИнефть) filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. А.П. Крылова" (ОАО ВНИИнефть)
Priority to RU2003112253/03A priority Critical patent/RU2247830C2/en
Publication of RU2003112253A publication Critical patent/RU2003112253A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247830C2 publication Critical patent/RU2247830C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil extractive industry.
SUBSTANCE: method includes cyclic differently-directed forcing of air as oxidizer. This is achieved by changing oxidizer forcing pressure and its volume, changing position of air forcing points, extraction of high-viscous oil or bitumen. Appearance of sign-alternating pressures between beds of different saturation provides for acceleration of capillary counter-flow saturation with water of zones with oil or bitumen, forcing gases into portions with oil or bitumen along small porous channels and transfer of oil or bitumen from heated areas along large porous channels. Change of direction of flows of gas of oil or bitumen between wells strengthens process of increase of area of effect of bed by bed inside burning. In such a way, use of stagnant areas is increased and bitumen extraction coefficient is increased.
EFFECT: higher efficiency.
1 ex, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки залежей высоковязкой нефти (ВВН) или битума путем внутрипластового горения, и может быть использовано при регулировании процесса внутрипластового горения (ВГ) при помощи нестационарных режимов закачки воздуха как окислителя при вытеснении ВВН или битума из разнопроницаемых пластов.The invention relates to the field of the oil industry, in particular to methods for developing deposits of high viscosity oil (BBH) or bitumen by in-situ combustion, and can be used to regulate the process of in-situ combustion (SH) using unsteady modes of pumping air as an oxidizer during the displacement of BBH or bitumen from permeable layers.

Известен способ разработки залежей высоковязких нефтей путем внутрипластового горения, включающий закачку воздуха в нагнетательную и отбор продукции через добывающие скважины. [См. пат. США №3179167, кл.166-11, опублик. - 1965 г.].There is a method of developing deposits of high viscosity oils by in-situ combustion, including the injection of air into the injection and the selection of products through production wells. [Cm. US Pat. US No. 3179167, CL 166-11, published. - 1965].

Способ предусматривает непрерывную закачку воздуха до подхода высокотемпературной зоны к добывающей скважине, а затем переход к циклической закачке воздуха.The method provides for continuous air injection until the high-temperature zone approaches the production well, and then a transition to cyclic air injection.

Недостатком указанного способа является низкий коэффициент охвата горением и трудность управления перемещением фронта горения при повторных циклах. Это объясняется тем, что фронт горения, продвигаясь по более проницаемым участкам к добывающей скважине, охватывает продуктивный пласт лишь небольшой толщины, поскольку при повторных циклах фронт горения будет перемещаться преимущественно по тем же пропласткам, что и прежде. Это объясняется тем, что после доведения фронта горения или высокотемпературной зоны до добывающей скважины неоднородность пласта лишь усиливается, поскольку в более проницаемых пропластках или трещинах высоковязкая нефть оказывается замещенной более подвижным агентом (воздухом или водой).The disadvantage of this method is the low coefficient of coverage of combustion and the difficulty of controlling the movement of the combustion front during repeated cycles. This is explained by the fact that the combustion front, moving along more permeable sections to the producing well, covers the reservoir only of small thickness, since during repeated cycles the combustion front will move mainly along the same interlayers as before. This is explained by the fact that after bringing the combustion front or high-temperature zone to the production well, the heterogeneity of the formation only increases, since in more permeable layers or cracks, high-viscosity oil is replaced by a more mobile agent (air or water).

Известен также способ разработки высоковязкой нефти или битума [см. РЖ "Горное дело", сводный том, 1969, №6, инд. 6Г253П].There is also known a method of developing high viscosity oil or bitumen [see RZH "Mining", consolidated volume, 1969, No. 6, ind. 6G253P].

Способ включает циклическую закачку через нагнетательные скважины воздуха с постоянным расходом и отбор пластовой продукции через добывающие скважины. В периоды остановки закачки воздуха в пласт через нагнетательные скважины закачивают воду для снижения температуры пласта ниже температуры крекирования нефти. После закачки воды производят отбор нефти через добывающие скважины до тех пор, пока температура пласта остается выше температуры воспламенения пластовой нефти при последующем возобновлении закачки окислителя.The method includes cyclic injection through the injection wells of air with a constant flow rate and the selection of reservoir products through production wells. During periods of stopping the injection of air into the formation through injection wells, water is pumped to lower the temperature of the formation below the temperature of oil cracking. After water injection, oil is extracted through production wells until the reservoir temperature remains above the ignition temperature of the reservoir oil with the subsequent resumption of oxidant injection.

Основным недостатком известного способа является малый охват пласта горением и соответственно низкий коэффициент нефтеотдачи вследствие того, что данный способ предусматривает постоянный темп закачки воздуха без учета температурной обстановки в пласте и скорости горения топлива во времени.The main disadvantage of this method is the low coverage of the formation by combustion and, accordingly, the low oil recovery coefficient due to the fact that this method provides a constant rate of air injection without taking into account the temperature situation in the formation and the rate of burning of fuel over time.

При закачке больших объемов воздуха в начале цикла создается избыток кислорода (в этот период скорость горения топлива замедлена из-за снижения температуры), который, прорываясь через фронт горения к добывающим скважинам, образует взрывоопасную смесь с углеводородными газами. Это приводит к вынужденному прекращению процесса разработки пласта.When large volumes of air are pumped in, an excess of oxygen is created at the beginning of the cycle (during this period, the fuel burning rate is slowed down due to a decrease in temperature), which, breaking through the combustion front to production wells, forms an explosive mixture with hydrocarbon gases. This leads to the forced termination of the reservoir development process.

Таким образом, при закачке воздуха с постоянной скоростью процесс горения нерегулируемый, что в конечном счете снижает основной показатель разработки - нефтеотдачу пласта.Thus, when the air is injected at a constant speed, the combustion process is unregulated, which ultimately reduces the main development indicator - oil recovery.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума [см. пат. RU №1129986 от 15.07.83, кл. Е 21 В 43/24], заключающийся в закачке через нагнетательные скважины воздуха и отборе пластовой продукции через добывающие скважины, закачку воздуха в каждом цикле осуществляют в нарастающем темпе и после достижения максимально возможного расхода воздуха закачивают с постоянным темпом, причем суточный расход воздуха в периоды наращивания темпа закачки определяют из следующего соотношения:The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of developing deposits of high viscosity oil or bitumen [see US Pat. RU No. 1129986 dated 07.15.83, cl. E 21 B 43/24], which consists in the injection of air through injection wells and the selection of formation products through production wells, the air injection in each cycle is carried out at an increasing rate and, after reaching the maximum possible air flow rate, it is pumped at a constant rate, and the daily air flow rate during periods increasing the rate of injection is determined from the following ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где qt - суточный расход воздуха в момент времени t (нм3/сут.);where q t is the daily air flow at time t (nm 3 / day);

Δt - продолжительность периода наращивания суточного расхода воздуха в цикле (сут.);Δt is the duration of the period of increasing the daily air flow in the cycle (days);

t - текущее время (сут.);t - current time (days);

qмин - начальный расход воздуха в цикле (нм3/сут.);q min - the initial air flow in the cycle (nm 3 / day.);

qмах - максимально возможный расход воздуха (нм3/сут.);q max - the maximum possible air flow (nm 3 / day.);

Циклическое нагнетание окислителя в нарастающем режиме способствует увеличению охвата пласта горением.Cyclic injection of the oxidizing agent in an increasing mode contributes to an increase in the coverage of the formation by combustion.

Недостатком способа является ограниченное использование, так как при изменении геолого-физических характеристик разрабатываемых ВГ пластов эффективность его резко падает из за отсутствия возможности регулирования процесса закачки воздуха. Технической задачей предлагаемого способа разработки залежи высоковязкой нефти или битума является повышение эффективности разработки неоднородных залежей за счет регулирования процесса внутрипластового горения при помощи нестационарных режимов закачки воздуха как окислителя и сочетания теплового и гидродинамического воздействия на пласт.The disadvantage of this method is the limited use, since when the geological and physical characteristics of the developed high-pressure formations change, its effectiveness drops sharply due to the inability to control the air injection process. The technical task of the proposed method for the development of deposits of highly viscous oil or bitumen is to increase the efficiency of developing heterogeneous deposits by regulating the in-situ combustion process using unsteady modes of air injection as an oxidizing agent and a combination of thermal and hydrodynamic effects on the formation.

Поставленная задача решается описываемым способом разработки ВВН или битума путем создания внутрипластового очага горения, включающим циклическую закачку воздуха с изменением темпа его закачки через нагнетательные скважины и отбор ВВН или битума через добывающие скважины.The problem is solved by the described method of developing VVN or bitumen by creating an in-situ combustion zone, including cyclic air injection with a change in the rate of its injection through injection wells and the selection of VVN or bitumen through production wells.

Новым является то, что оптимальную частоту циклов закачки воздуха определяют по формулеNew is that the optimal frequency of air injection cycles is determined by the formula

t1/2 ц=L2/2χ,t 1/2 c = L 2 / 2χ,

где t1/2 ц - длительность полуцикла закачки окислителя в пласт, сут.;where t 1/2 C - the duration of the half-cycle of injection of the oxidizing agent into the reservoir, days .;

L - характерная длина пласта, м;L is the characteristic length of the reservoir, m;

χ - средняя пьезопроводность пласта,χ is the average piezoelectricity of the reservoir,

χ=к/μ c m,χ = k / μ c m,

гдеWhere

μ - вязкость ВВН или битума, Па·с;μ is the viscosity of BBH or bitumen, Pa · s;

к - проницаемость пласта, мкм2;K is the permeability of the formation, μm 2 ;

m - пористость пласта, доли единицы;m — formation porosity, fractions of a unit;

с - коэффициент упругоемкости пласта, 1/МПа, (2÷5)·10-4.with - the coefficient of elastic capacity of the reservoir, 1 / MPa, (2 ÷ 5) · 10 -4 .

При этом амплитуду колебаний расхода нагнетаемого воздуха определяют как отношение превышения или снижения уровня нагнетания воздуха над средним объемом нагнетания при циклическом внутрипластовом горении к среднему уровню закачки воздуха при его стационарной закачке по формуле:In this case, the amplitude of fluctuations in the discharge air flow rate is defined as the ratio of the excess or decrease in the level of air injection over the average discharge volume during cyclic in-situ combustion to the average level of air injection during its stationary injection according to the formula:

B=(Qi3-Q03)/Q03,B = (Q i3 -Q 03 ) / Q 03 ,

гдеWhere

В - амплитуда колебаний расхода нагнетаемого воздуха.B is the amplitude of the fluctuations in the discharge air flow rate.

Q13 - максимальный или минимальный уровень закачки воздуха в зависимости от фазы цикла, при циклическом внутрипластовом горении (Q13 min=0), нм3/сут.;Q 13 - the maximum or minimum level of air injection depending on the phase of the cycle, with cyclic in-situ combustion (Q 13 min = 0), nm 3 / day .;

Q03 - средний уровень стационарной закачки воздуха (Q03=Q13/2), нм3/сут.;Q 03 - the average level of stationary air injection (Q 03 = Q 13/2 ), nm 3 / day .;

i - номер цикла (i=1, 2), i is the cycle number (i = 1, 2),

причем начало циклической закачки воздуха определяют по времени прорыва газа горения в эксплуатационную скважину при стационарной закачке воздуха по пропластку с большей проницаемостью, при этом периодически изменяют местоположение точек нагнетания воздуха и отбора ВВН или битума, а проявление эффекта от циклического воздействия определяют в виде дополнительной добычи ВВН или битума по устойчивым интегральным зависимостям объема извлеченных ВВН или битума и закачанного воздуха вида:moreover, the beginning of the cyclic air injection is determined by the time the combustion gas breaks into the production well during stationary injection of air through the interlayer with higher permeability, the location of the air injection points and the extraction of explosives or bitumen are periodically changed, and the manifestation of the effect of cyclic exposure is determined as additional production of explosives or bitumen according to the stable integral dependences of the volume of recovered explosives or bitumen and injected air of the form:

Q(t)=f[Qвозд.(t)],Q (t) = f [Q air (t)],

гдеWhere

Q(t) - накопленный объем добытых ВВН или битума с участка к данному времени отслеживания, т;Q (t) is the accumulated volume of mined explosives or bitumen from the site by a given tracking time, t;

Qвозд.(t) - накопленный объем закачанного воздуха к данному моменту, м3.Q air (t) is the accumulated volume of injected air at a given moment, m 3 .

Предлагаемый способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума при внутрипластовом горении основан на сочетании теплового и гидродинамического воздействия на пласт. Гидродинамическое воздействие заключается в периодическом изменении объемов закачки воздуха и отборе жидкости. Тепловое воздействие при этом получается как следствие подачи воздуха как окислителя.The proposed method for the development of deposits of high viscosity oil or bitumen during in-situ combustion is based on a combination of thermal and hydrodynamic effects on the reservoir. The hydrodynamic effect consists in periodically changing the volume of air injection and the selection of liquid. The thermal effect is obtained as a result of air supply as an oxidizing agent.

При нестационарном режиме закачки воздуха между зонами пласта с различной проницаемостью и битумонасыщенностью создаются знакопеременные градиенты давлений, под воздействием которых увеличивается процесс капиллярной пропитки.In the unsteady mode of air injection between zones of the formation with different permeability and bitumen saturation, alternating pressure gradients are created, under the influence of which the process of capillary impregnation increases.

В связи с циклическим изменением объемов закачки воздуха и отбора ВВН или битума в элементе разработки наступают периоды повышения и снижения пластовых давлений, под действием которых увеличивается процесс капиллярной пропитки.In connection with the cyclic change in the volumes of air injection and the extraction of explosives or bitumen in the development element, periods of increase and decrease in reservoir pressure occur, under the influence of which the process of capillary impregnation increases.

В периоды увеличения объемов закачки темпы роста давления в газонасыщенных высокопроницаемых и смежных битумонасыщенных зонах будут отличаться за счет разницы их проводимости. При этом возникают положительные градиенты давлений, под действием которых поток ВВН или битума проходит из битумонасыщенных зон в газонасыщенные.During periods of increasing injection volumes, the growth rate of pressure in gas-saturated highly permeable and adjacent bitumen-saturated zones will differ due to the difference in their conductivity. In this case, positive pressure gradients arise, under the influence of which the flow of explosives or bitumen passes from bitumen-saturated zones to gas-saturated ones.

При последующем повышении давления ВВН или битум будет вытесняться к зонам отбора. Таким образом цикл повторяется. От цикла к циклу будет увеличиваться охват застойных зон и повышаться коэффициент битумоизвлечения.With a subsequent increase in pressure, the BBH or bitumen will be forced out to the extraction zones. Thus the cycle repeats. From cycle to cycle, coverage of stagnant zones will increase and bitumen recovery coefficient will increase.

Неоднократные скачки насыщенности, возникающие вследствие неравномерного вытеснения битума газами из неоднородных пластов, создают неравновесное состояние капиллярных сил на контакте зон с разной насыщенностью. Возникновение знакопеременных давлений между слоями разной насыщенности способствует ускорению капиллярной противоточной пропитки водой битумонасыщенных зон, внедрению газов в битумонасыщенные участки по мелким поровым каналам и перетоку ВВН или битума из разогретых зон по крупным поровым каналам. Изменение направления потоков газа ВВН или битума между скважинами усиливает процесс повышения охвата пласта внутрипластовым горением.Repeated saturation jumps arising as a result of uneven displacement of bitumen by gases from heterogeneous formations create an nonequilibrium state of capillary forces at the contact of zones with different saturations. The occurrence of alternating pressures between layers of different saturation promotes the acceleration of capillary countercurrent impregnation of bitumen-saturated zones with water, the introduction of gases into bitumen-saturated areas through small pore channels and the flow of explosives or bitumen from heated zones through large pore channels. A change in the direction of the VVN or bitumen gas flows between the wells enhances the process of increasing the coverage of the formation by in-situ combustion.

Процесс изменения направления фильтрационных потоков происходит достаточно длительное время. В зависимости от проницаемости пластов процесс стабилизации потоков может продолжаться от нескольких десятков суток до нескольких месяцев. Поэтому проявление эффекта от циклического воздействия происходит с некоторым запаздыванием. Эффект в виде дополнительной добычи определяется по интегральным показателям объема извлеченной ВВН или битума и закачанного воздуха - окислителя.The process of changing the direction of filtration flows takes quite a long time. Depending on the permeability of the layers, the process of stabilization of flows can last from several tens of days to several months. Therefore, the manifestation of the effect of cyclic exposure occurs with some delay. The effect in the form of additional production is determined by the integral indicators of the volume of recovered explosives or bitumen and the injected air - oxidizer.

Механизм внутрипластового горения в пласте предопределяет прямую связь между объемами нагнетания воздуха и добычи ВВН или битума. Дифференциальные зависимости между ними в связи с запаздыванием эффекта от нестационарности закачки воздуха непригодны. Поэтому необходимо использовать устойчивые интегральные зависимости между объемами закачки и отбором ВВН или битума.The in situ combustion mechanism in the formation determines a direct relationship between the volumes of air injection and the production of explosives or bitumen. Differential dependencies between them due to the delay in the effect of non-stationary air injection are unsuitable. Therefore, it is necessary to use stable integral relationships between injection volumes and the extraction of explosives or bitumen.

Совокупность отличительных признаков позволяет повысить эффективность разработки неоднородных залежей за счет регулирования процесса ВГ при помощи нестационарных режимов закачки окислителя и сочетания теплового и гидродинамического воздействия на пласт.The combination of distinctive features allows to increase the efficiency of the development of heterogeneous deposits due to the regulation of the SH process with the help of non-stationary modes of oxidizer injection and a combination of thermal and hydrodynamic effects on the formation.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам не известна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предложенный способ отвечает критерию изобретения "изобретательный уровень".From the available sources of patent and scientific and technical literature, we do not know the claimed combination of distinctive features. Therefore, the proposed method meets the criteria of the invention "inventive step".

Способ осуществляют в следующей последовательности (совмещен с примером конкретного выполнения).The method is carried out in the following sequence (combined with an example of a specific implementation).

На Мордово-Кармальском месторождении битумов выбирали ряд скважин для испытания предлагаемого способа разработки залежей. Скважины обустроили в соответствии с существующим проектом обустройства, дополнительно оборудовали исследовательской площадкой, манометром, термометром и устройством для отбора битума.A number of wells were selected at the Mordovo-Karmal bitumen deposit for testing the proposed method for developing deposits. Wells were equipped in accordance with the existing construction project, and were additionally equipped with a research site, a manometer, a thermometer and a device for sampling bitumen.

Начальная битумонасыщенность пласта составляла не менее 40% объема пор, при этом продуктивный пласт характеризуется следующими параметрами:The initial bitumen saturation of the formation was at least 40% of the pore volume, while the reservoir is characterized by the following parameters:

1) глубина залегания пласта, м - до 120;1) the depth of the bed, m - up to 120;

2) битумонасыщенная толщина, м - не менее 3;2) bitumen-saturated thickness, m - not less than 3;

3) проницаемость пласта, мкм2 - не менее 0,5;3) the permeability of the formation, μm 2 - not less than 0.5;

4) пористость, доли единиц - не менее 0,18;4) porosity, fraction of units - not less than 0.18;

5) динамическая вязкость битума в пластовых условиях, Па·с - 3-10;5) the dynamic viscosity of bitumen in reservoir conditions, Pa · s - 3-10;

6) коэффициент упругоемкости пласта, зависящий от насыщения пласта битумом и газами, и характеризует степень сжимаемости пласта на единицу давления, который изменяется в пределах - (2÷5)·10-4, 1/МПа, для нахождения оптимальных значений с точки зрения достижения поставленной технической задачи.6) the coefficient of elastic capacity of the formation, depending on the saturation of the formation with bitumen and gases, and characterizes the degree of compressibility of the formation per unit pressure, which varies in the range - (2 ÷ 5) · 10 -4 , 1 / MPa, to find the optimal values from the point of view of achieving set technical task.

В процессе эксплуатации месторождения предлагаемым способом давление нагнетания теплоносителя в пласт составляло не более 4 МПа, температура теплоносителя не выше 250°С.During the operation of the field by the proposed method, the pressure of the coolant injection into the formation was not more than 4 MPa, the coolant temperature was not higher than 250 ° C.

При испытании предлагаемого способа разработки залежей ВВН и природных битумов использовали оборудование, применяемое в нефтяной промышленности:When testing the proposed method for the development of deposits of VVN and natural bitumen used equipment used in the oil industry:

- стационарные компрессоры типа ОВГ-75-70 У;- stationary compressors type OVG-75-70 U;

- передвижные каротажные станции типа СКТ-1 и СКТ-2;- mobile logging stations of type SKT-1 and SKT-2;

Контроль за давлением нагнетания осуществлялся по показаниям манометров, установленных до и после штуцера на линиях нагнетания.The control of the discharge pressure was carried out according to the readings of pressure gauges installed before and after the fitting on the discharge lines.

Учет объемов закачки производился расчетным путем в зависимости от влажности воздуха и давления закачки на единицу объема пласта (140-160 нм33).Accounting for injection volumes was carried out by calculation, depending on air humidity and injection pressure per unit volume of the reservoir (140-160 nm 3 / m 3 ).

При разработке битумонасыщенных пластов или пластов с ВВН методом ВГ технология обеспечивает устойчивый прогрев пласта, оптимальную температуру на фронте горения не выше температуры воспламенения пласта (не выше 250°С).When developing bitumen-saturated formations or formations with VVN by the SH method, the technology provides stable formation heating, the optimum temperature at the combustion front is not higher than the ignition temperature of the formation (not higher than 250 ° C).

Перед началом работ производили ревизию устьевого оборудования скважин на герметичность, устанавливали манометры и термометры.Before starting work, the wellhead equipment was inspected for leaks, pressure gauges and thermometers were installed.

Снимали контрольные замеры дебита, пластовой температуры, статического уровня, отбирали пробы газа и жидкости реагирующих скважин.Control measurements of flow rate, formation temperature, static level were taken, gas and liquid samples from reacting wells were taken.

Назначение нагнетания воздуха заключается в поддержании очага горения в битуминозном пласте.The purpose of the air injection is to maintain the focus of combustion in the bituminous formation.

Суть изменения режима нагнетания воздуха заключается в регулировании процесса горения битума в пласте и его продвижения к добывающей скважине при более полном охвате тепловым воздействием разрабатываемого участка пласта.The essence of changing the air injection mode is to regulate the combustion process of bitumen in the formation and its movement to the producing well with a more complete coverage of the developed section of the formation with the thermal effect.

Расчетный объем воздуха определяли исходя из условий конкретной скважины (элемента). Максимальный темп закачки в одну скважину 30-40 тыс. нм3/сут. (фактический).The estimated air volume was determined based on the conditions of a particular well (element). The maximum rate of injection into one well is 30-40 thousand nm 3 / day. (actual).

Пускали скважину под закачку воздуха с измененным объемом.The well was launched for the injection of air with a modified volume.

Амплитуду колебаний расхода нагнетаемого воздуха определяют как отношение превышения или снижения уровня нагнетания воздуха над средним объемом нагнетания, при циклическом внутрипластовом горении к среднему уровню закачки воздуха при его стационарной закачке по формулеThe amplitude of the fluctuations in the flow rate of the injected air is defined as the ratio of the excess or decrease in the level of air injection over the average injection volume during cyclic in-situ combustion to the average level of air injection during its stationary injection according to the formula

B=(Qi3-Q03)/Q03,B = (Q i3 -Q 03 ) / Q 03 ,

где В - амплитуда колебания расхода нагнетаемого воздуха;where In - the amplitude of the fluctuations in the flow rate of injected air;

Q13 - максимальный (или минимальный) уровень закачки (в зависимости от фазы цикла) при циклическом ВГ, нм3/сут.;Q 13 - the maximum (or minimum) level of injection (depending on the phase of the cycle) with cyclic SH, nm 3 / day .;

Q03 - средний уровень стационарной закачки воздуха, нм3/сут.;Q 03 - the average level of stationary air injection, nm 3 / day .;

(Q13 min=0; Q13=2Q03); i - номер цикла (i=1, 2).(Q 13 min = 0; Q 13 = 2Q 03 ); i is the number of the cycle (i = 1, 2).

При условии необходимости сохранения среднего объема циклической закачки воздуха равным объему при стационарной закачке "В" не может быть более 1. Это означает, что в полупериод повышения давления нагнетания объем закачки воздуха должен увеличиться в два раза и в полупериод снижения давления сократиться до 0 в результате отключения нагнетательных скважин. Замеряли температуру призабойной зоны нагнетательной скважины. В случае применения способа на элементе уменьшали объем или прекращали закачку воздуха в нагнетательные скважины в течение 10-30 суток, продолжая отбор битума из добывающих скважин в прежнем режиме. Оптимальная частота циклов, полученная из гидродинамических расчетов, определяется по формулеProvided that it is necessary to keep the average volume of cyclic air injection equal to the volume during stationary injection "B", it cannot be more than 1. This means that in the half-period of increasing the discharge pressure, the volume of air injection should double and in the half-period of decreasing pressure should be reduced to 0 shutdown of injection wells. We measured the temperature of the bottom-hole zone of the injection well. In the case of application of the method on the element, the volume was reduced or the air injection into injection wells was stopped for 10-30 days, continuing the selection of bitumen from production wells in the previous mode. The optimal cycle frequency obtained from hydrodynamic calculations is determined by the formula

t1/2 ц=L2/2χ,t 1/2 c = L 2 / 2χ,

гдеWhere

t1/2 ц - длительность полуцикла закачки окислителя в пласт, сут.;t 1/2 c - the duration of the half-cycle of injection of the oxidizing agent into the reservoir, days .;

L - характерная длина пласта, м;L is the characteristic length of the reservoir, m;

χ - средняя пьезопроводность пласта,χ is the average piezoelectricity of the reservoir,

χ=к/μ с m,χ = k / μ s m,

гдеWhere

μ - вязкость битума, Па·с;μ is the viscosity of bitumen, Pa · s;

к - проницаемость пласта, мкм2;K is the permeability of the formation, μm 2 ;

m - пористость пласта, доли единицы;m — formation porosity, fractions of a unit;

с - коэффициент упругоемкости пласта, 1/МПа.C is the coefficient of elastic capacity of the reservoir, 1 / MPa.

Для Мордово-Кармальского месторождения t1/2 ц=30 сут. На третьи сутки от начала закачки, далее периодически - один раз в неделю, проводили замеры пластовой температуры, уровней, отбирали пробы газа и битума по реагирующим скважинам.For the Mordovian-Karmal deposit t 1/2 c = 30 days. On the third day from the start of injection, then periodically - once a week, measurements of formation temperature, levels were carried out, gas and bitumen samples were taken from the reacting wells.

Восстанавливали закачку воздуха с увеличенным до двух раз объемом в нагнетательную скважину (с суточным расходом 30-40 тыс. нм3/сут) в течение 10-20 суток, одновременно прекращая отбор битума из добывающих скважин в течение 5-10 суток. (В связи с запаздыванием по времени проявления эффекта от циклического воздействия по наблюдениям примерно в два раза время прекращения отбора изменялось соответствующе).Restored air injection with a volume increased to two times in the injection well (with a daily flow rate of 30-40 thousand nm 3 / day) for 10-20 days, while stopping the selection of bitumen from producing wells for 5-10 days. (Due to the delay in the time of manifestation of the effect of the cyclic effect according to observations, the time of termination of selection changed approximately twice as appropriate).

Если дебиты скважин по битуму не превышали дебиты до закачки воздуха, то осуществляли следующий цикл по закачке воздуха, начиная с пуска скважины под закачку воздуха с измененным объемом. При превышении дебита реагирующих скважин после закачки воздуха продолжали эксплуатацию пласта до прекращения поступления битума в реагирующие скважины.If the bitumen production rates of the wells did not exceed the production rates before air injection, then the next cycle of air injection was carried out, starting from the start of the well for the injection of air with a changed volume. If the flow rate of the reacting wells was exceeded after air injection, the formation continued to operate until the flow of bitumen into the reacting wells ceased.

При отсутствии влияния закачки воздуха на пласт подбирали и подготавливали другую скважину под закачку воздуха.In the absence of the effect of air injection on the reservoir, another well was selected and prepared for air injection.

Закачку воздуха в другую скважину производили в режиме нагнетания в основную скважину.Air was injected into another well in the injection mode into the main well.

Смену места нагнетания и изменение объемов или давления закачки с целью изменения фильтрационных потоков производили на нескольких элементах одновременно.A change in the injection site and a change in the volume or pressure of the injection in order to change the filtration flows were carried out on several elements simultaneously.

Оценку эффективности предлагаемого способа производили путем сравнения дебита и обводненности реагирующих скважин до и после циклирования или построением характеристики вытеснения (фиг.1-2).Evaluation of the effectiveness of the proposed method was made by comparing the flow rate and watering of the reacting wells before and after cycling or by constructing the displacement characteristics (Fig.1-2).

На фиг.1 показана накопленная добыча битума по прототипу. На фиг.2 показана накопленная добыча битума по предлагаемому способу разработки залежей ВВН или битума в виде заштрихованной площади, находящейся над линией прямолинейной экстраполяции зависимости между Qб(t) и Qвозд.(t).Figure 1 shows the accumulated bitumen production of the prototype. Figure 2 shows the accumulated production of bitumen by the proposed method for the development of deposits of VVN or bitumen in the form of a hatched area, located above the line of straight-line extrapolation of the relationship between Q b (t) and Q air. (t).

Для циклической закачки воздуха подбирали скважины элементов, на которых текущая выработка пласта составляла 10-30%.Wells of elements were selected for cyclic air injection, at which the current formation output was 10-30%.

Показатели прироста добычи битума за рассматриваемый период по каждому элементу месторождения, где проводилась циклическая закачка воздуха, сведены в таблицу.The growth rates of bitumen production for the period under review for each element of the field where cyclic air injection was carried out are summarized in the table.

ТаблицаTable № элементаItem no. Прирост добычи за рассматриваемый период, тыс.тThe increase in production for the period under review, thousand tons 13thirteen 0,030,03 306306 0,150.15 303303 0,20.2 320320 0,330.33 342342 0,670.67 345345 0,030,03 362362 0,190.19 381381 0,070,07 401401 0,0040.004 404404 0,130.13 ИтогоTotal 1,8041,804

Анализ разработки элементов показал, что эффективность от нестационарной закачки воздуха на Мордово-Кармальском месторождении природных битумов в виде дополнительной добычи в разной степени наблюдалась по всем рассматриваемым элементам, которая составляет от 0,03 до 0,67 тыс.т., а накопленная добыча битума по предлагаемому способу в целом составляет 144 тыс. тонн против 142,2 тыс. тонн по прототипу.An analysis of the development of elements showed that the efficiency of non-stationary air injection at the Mordovo-Karmal deposit of natural bitumen in the form of additional production was observed to varying degrees for all considered elements, which ranges from 0.03 to 0.67 thousand tons, and the cumulative production of bitumen according to the proposed method as a whole is 144 thousand tons against 142.2 thousand tons of the prototype.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа складывается за счет повышения эффективности разработки неоднородных залежей путем регулирования процесса внутрипластового горения при помощи нестационарных режимов закачки воздуха как окислителя в сочетании теплового и гидродинамического воздействия на пласт.The technical and economic efficiency of the proposed method consists of increasing the efficiency of developing heterogeneous deposits by regulating the in-situ combustion process using non-stationary modes of air injection as an oxidizing agent in combination with thermal and hydrodynamic effects on the formation.

В сумме дополнительная добыча за весь период опытной разработки составила 1,8 тыс. тонн.In total, additional production for the entire period of pilot development amounted to 1.8 thousand tons.

Claims (1)

Способ разработки залежей высоковязкой нефти или битума путем создания внутрипластового очага горения, включающий циклическую закачку воздуха как окислителя с изменением темпа его закачки через нагнетательные скважины и отбор высоковязкой нефти (ВВН) или битума через добывающие скважины, отличающийся тем, что оптимальную частоту циклов закачки окислителя определяют по формуле:A method for developing deposits of highly viscous oil or bitumen by creating an in-situ burning zone, including cyclic injection of air as an oxidizing agent with a change in its rate of injection through injection wells and selection of highly viscous oil (BBH) or bitumen through production wells, characterized in that the optimal frequency of oxidant injection cycles is determined according to the formula: t1/2ц=L2/2χ,t 1 / 2c = L 2 / 2χ, где t1/2ц - длительность полуцикла закачки воздуха в пласт, сут.;where t 1 / 2c - the duration of the half-cycle of air injection into the reservoir, days .; L - характерная длина пласта, м;L is the characteristic length of the reservoir, m; χ - средняя пьезопроводность пласта,χ is the average piezoelectricity of the reservoir, χ=к/μсm, гдеχ = k / μсm, where μ - вязкость ВВН или битума, Па·с;μ is the viscosity of BBH or bitumen, Pa · s; к - проницаемость пласта, мкм2;K is the permeability of the formation, μm 2 ; m - пористость пласта, доли единицы;m — formation porosity, fractions of a unit; с - коэффициент упругоемкости пласта, 1/МПа,C is the coefficient of elastic capacity of the reservoir, 1 / MPa, при этом амплитуду колебаний расхода нагнетаемого воздуха определяют как отношение превышения или снижения уровня нагнетания воздуха над средним объемом нагнетания при циклическом внутрипластовом горении к среднему уровню закачки воздуха при его стационарной закачке по формулеthe amplitude of the fluctuations in the flow rate of the injected air is defined as the ratio of the excess or decrease in the level of air injection over the average discharge volume during cyclic in-situ combustion to the average level of air injection during its stationary injection according to the formula B=(Qi3-Q03)/Q03,B = (Q i3 -Q 03 ) / Q 03 , где В - амплитуда колебаний расхода нагнетаемого воздуха;where B is the amplitude of the fluctuations in the discharge air flow rate; Qi3 - максимальный или минимальный уровень закачки воздуха в зависимости от фазы цикла при циклическом внутрипластовом горении (Qi3min=0), нм3/сут.;Q i3 - the maximum or minimum level of air injection depending on the phase of the cycle during cyclic in-situ combustion (Q i3min = 0), nm 3 / day .; Q03 - средний уровень стационарной закачки воздуха (Q03=Qi3/2), нм3/сут.;Q 03 - the average level of stationary air injection (Q 03 = Q i3 / 2), nm 3 / day .; i - номер цикла (i=1,2),i is the cycle number (i = 1,2), причем начало циклической закачки воздуха определяют по времени прорыва газа горения в эксплуатационную скважину при стационарной закачке окислителя по пропластку с большей проницаемостью, при этом периодически изменяют местоположение точек нагнетания воздуха и отбора ВВН или битума, а проявление эффекта от циклического воздействия определяют в виде дополнительной добычи по устойчивым интегральным зависимостям объема извлеченных ВВН или битума и закачанного воздуха вида:moreover, the beginning of the cyclic air injection is determined by the time the combustion gas breaks into the production well during stationary injection of the oxidizing agent through the interlayer with higher permeability, the location of the air injection points and the extraction of explosive or bitumen are periodically changed, and the manifestation of the effect of the cyclic effect is determined as additional production from stable integral dependences of the volume of recovered explosives or bitumen and injected air of the form: Q(t)=f[Qвозд(t)],Q (t) = f [Q air (t)], где Q(t) - накопленный объем добытых ВВН или битума с участка к данному времени отслеживания, т;where Q (t) is the accumulated volume of mined explosives or bitumen from the site by the given tracking time, t; Qвозд(t) - накопленный объем закачанного воздуха к данному моменту, м3.Q air (t) is the accumulated volume of injected air at a given moment, m 3 .
RU2003112253/03A 2003-04-29 2003-04-29 Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen RU2247830C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112253/03A RU2247830C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112253/03A RU2247830C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003112253A RU2003112253A (en) 2005-01-27
RU2247830C2 true RU2247830C2 (en) 2005-03-10

Family

ID=35138176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003112253/03A RU2247830C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247830C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564425C2 (en) * 2010-06-28 2015-09-27 Статойл Аса Interbedding combustion with reduced co2 emissions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХАЛИМОВ Э.М., Месторождение природных битумов, Москва, Недра, 1983, с. 164. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564425C2 (en) * 2010-06-28 2015-09-27 Статойл Аса Interbedding combustion with reduced co2 emissions
US9470077B2 (en) 2010-06-28 2016-10-18 Statoil Asa In situ combustion process with reduced CO2 emissions

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003112253A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gomaa Correlations for predicting oil recovery by steamflood
US5350014A (en) Control of flow and production of water and oil or bitumen from porous underground formations
US3412794A (en) Production of oil by steam flood
RU2494242C1 (en) Development method of high-viscosity oil deposit using in-situ combustion
RU2555713C1 (en) Development method of deposit of high-viscosity oil or bitumen
Butler et al. Steam and gas push (SAGP)-4; recent theoretical developments and laboratory results using layered models
Meldau et al. Cyclic gas/steam stimulation of heavy-oil wells
RU2247830C2 (en) Method for extraction of deposits of high-viscous oil and bitumen
RU2550635C1 (en) Development method for high-viscosity oil or bitumen field
Martin Results of a tertiary hot waterflood in a thin sand reservoir
Stright Jr et al. Carbon dioxide injection into bottom-water, undersaturated viscous oil reservoirs
Stefansson et al. Production characteristics of wells tapping two phase reservoirs at Krafla and Námafjall
RU2323331C1 (en) Method for stacked oil pool development with the use of simultaneous separate working agent injection
Khoshnevis et al. Injection of disposal water from a geothermal reservoir into a gas reservoir
RU2584467C1 (en) Method of developing high-viscosity oil field
Stewart et al. Pressure maintenance by inert gas injection in the high relief Elk Basin field
RU2603867C1 (en) Method for development of inhomogeneous oil deposit
RU2683458C1 (en) Highly viscous oil or bitumen deposit development method
RU2630318C1 (en) Development method of tight oil reservoirs by cyclic pumping of carbon dioxide
Prats et al. In situ combustion away from thin, horizontal gas channels
RU2299979C2 (en) Oil deposit development method
RU2813871C1 (en) Method for development of paired horizontal wells producing high-viscosity oil
RU2814219C1 (en) Oil extraction method
SU829898A1 (en) Method of determining bottom pressure variations in wells
Herbeck et al. Ten years of miscible displacement in Block 31 Field

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090430