RU2431746C1

RU2431746C1 - Method for development of deposit of heavy oil or bitumen with implementation of double well head horizontal wells

Info

Publication number: RU2431746C1
Application number: RU2010117144/03A
Authority: RU
Inventors: Илфат Нагимович Файзуллин (RU); Илфат Нагимович Файзуллин; Марат Инкилапович Амерханов (RU); Марат Инкилапович Амерханов; Игорь Владимирович Бакалов (RU); Игорь Владимирович Бакалов; Радик Зяузятович Зиятдинов (RU); Радик Зяузятович Зиятдинов; Владимир Борисович Оснос (RU); Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: method consists in construction of double well head upper pressure and lower producing wells with horizontal sections positioned one above another and in heat carrier pumping. Superheated steam mixed with fuel combustion products is used a heat carrier pumped through one of the well heads of a pressure string. Also, moisture condensed on internal surface of the pressure well is withdrawn through another well head. With decrease of collecting properties and/or reduction of summary withdrawal of reservoir production more, than twice for a period not over three months one of the well heads of the producing well is sealed, and oil-sealer emulsion is pumped at volume not less, than twice exceeding volume of the horizontal borehole of the producing string. Upon process conditioning heat carrier pumping and production withdrawal are carried out under a normal mode. Pressure of pumping is chosen depending on penetrability of the payout reservoir and volume of pumped heat carrier is determined depending on efficient oil-saturated thickness of the payout reservoir. Also, there is created a steam chamber for payout reservoir heating. Heated heavy oil or bitumen are withdrawn by means of immersed pumps. Heated heavy oil or bitumen are further supplied from the payout reservoir into a slit filter of a horizontal section of the double well head producing well.

EFFECT: reduced financial and material expenditures at implementation of method of thermal-gas-chemical influence on oil reservoir in interval of horizontal section.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке тяжелой нефти или битума.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the development of heavy oil or bitumen.

Известен способ добычи вязкой нефти при тепловом воздействии на пласт (Патент RU №2211318, МПК 7 E21B 43/24, опубл. в бюл. №24 от 27.08.2003), включающий бурение непрерывной, двухустьевой скважины с образованием ее выходного участка вверх с наклоном от продуктивного пласта до дневной поверхности, установку и цементаж обсадной колонны по всей длине, перфорирование обсадной колонны в горизонтальном участке, установку внутри обсадной колонны насосно-компрессорных труб с центраторами, подачу теплоносителя по колонне насосно-компрессорных труб с входного и выходного участков, отбор разжиженной нефти по выходному участку при продолжении закачки теплоносителя по входному участку.A known method of producing viscous oil during thermal exposure to the reservoir (Patent RU No. 2211318, IPC 7 E21B 43/24, published in Bulletin No. 24 of 08/27/2003), including drilling a continuous, double-well well with the formation of its output section upward with an inclination from the reservoir to the surface, installation and cementing of the casing along the entire length, perforation of the casing in a horizontal section, installation of tubing with centralizers inside the casing, supply of coolant through the tubing from the input and output sections, the selection of liquefied oil in the output section while continuing to pump coolant in the input section.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность нефтеизвлечения, так как при закачке пара и одновременном отборе нефти из скважины происходят прорывы пара, а также охлаждение пара и конденсация в виде воды в нижних, горизонтальных участках скважины.The disadvantage of this method is the lack of oil recovery efficiency, since steam injection and simultaneous extraction of oil from the well cause steam breakouts, as well as steam cooling and condensation in the form of water in the lower horizontal sections of the well.

Известен способ разработки неоднородной нефтебитумной залежи (Патент RU №2287678, E21B 43/24, 33/13, опубл. в бюл. №32 от 20.11.2006), включающий строительство добывающей двухустьевой горизонтальной скважины и отбор продукции, притом что выше добывающей двухустьевой горизонтальной скважины, создавая тем самым пару двухустьевых горизонтальных скважин, на соседнем участке залежи строят аналогичную пару двухустьевых горизонтальных скважин, пары двухустьевых горизонтальных скважин проводят отдельно, охватывая наиболее продуктивные зоны залежи, режимы работы пар двухустьевых горизонтальных скважин по закачке устанавливают с учетом особенностей каждого участка залежи, закачку теплоносителя осуществляют в верхние нагнетательные двухустьевые горизонтальные скважины с обоих устьев, отбор продукции из добывающих двухустьевых горизонтальных скважин производят свабным насосом, причем свабные насосы соседних добывающих двухустьевых горизонтальных скважин связывают друг с другом.A known method of developing a heterogeneous oil bitumen reservoir (Patent RU No. 2287678, E21B 43/24, 33/13, published in Bulletin No. 32 of 11/20/2006), including the construction of a producing double-well horizontal well and selection of products, while higher than the producing double-well horizontal wells, thereby creating a pair of double-well horizontal wells, a similar pair of double-well horizontal wells is being built in the adjacent section of the reservoir, pairs of double-well horizontal wells are carried out separately, covering the most productive zones of the reservoir, operating modes bots of pairs of double-mouth horizontal wells for injection are set taking into account the characteristics of each section of the reservoir, the coolant is pumped into the upper injection double-mouth horizontal wells from both mouths, the selection of products from producing double-mouth horizontal wells is carried out with a swab pump, and the swab pumps of adjacent producing double-mouth horizontal wells are connected friend.

Недостатком данного способа является ограниченность применения, осуществление его возможно только при наличии рядом расположенных пар двухустьевых нагнетательных и добывающих скважин.The disadvantage of this method is the limited application, its implementation is possible only if there are adjacent pairs of dual-well injection and production wells.

Наиболее близким техническим решением является способ разработки месторождения тяжелой нефти или битума с использованием двухустьевых горизонтальных скважин (Патент RU №2340768, МПК 8 E21B 43/24, опубл. в бюл. №32 от 10.12.2008 г.), включающий закачку теплоносителя через двухустьевую горизонтальную нагнетательную скважину, прогрев продуктивного пласта с созданием паровой камеры и отбор продукции через двухустьевую горизонтальную добывающую скважину, отличающийся тем, что прогрев продуктивного пласта начинают с закачки пара в обе скважины, разогревают межскважинную зону пласта, снижают вязкость нефти или битума, а паровую камеру создают закачкой теплоносителя с возможностью пробивания последнего к верхней части продуктивного пласта и увеличения размеров паровой камеры в процессе отбора продукции, при котором снимают термограммы паровой камеры, анализируют состояние ее прогрева на равномерность прогрева и наличие температурных пиков и с учетом полученных термограмм осуществляют равномерный прогрев паровой камеры путем смены направления фильтрации и/или режимов закачки теплоносителя и отбора продукции, при этом объем закачки теплоносителя через устья нагнетательной скважины и/или отбор продукции через устья добывающей скважины изменяют в соотношении, %: (10-90):(90-10).The closest technical solution is a method of developing a heavy oil or bitumen field using double-well horizontal wells (Patent RU No. 2340768, IPC 8 E21B 43/24, published in Bulletin No. 32 of December 10, 2008), including the injection of coolant through the double well horizontal injection well, heating the producing formation with the creation of a steam chamber and selecting products through a two-mouth horizontal production well, characterized in that heating of the producing formation begins with steam injection into both wells, heating they cut the cross-hole zone of the formation, reduce the viscosity of oil or bitumen, and create a steam chamber by pumping the coolant with the possibility of punching the latter to the top of the reservoir and increasing the size of the steam chamber during production selection, in which thermograms of the steam chamber are taken, and the state of its heating for uniformity of heating is analyzed and the presence of temperature peaks, and taking into account the obtained thermograms, they uniformly heat the steam chamber by changing the direction of filtration and / or the heat injection modes carrier and product selection, while the volume of coolant pumped through the mouth of the injection well and / or product selection through the mouth of the producing well is changed in the ratio,%: (10-90) :( 90-10).

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- во-первых, большие финансовые и материальные затраты на осуществление способа, связанные с тем, что термодатчики на кабеле размещены по всей длине стволов двухустьевых скважин;- firstly, the large financial and material costs of implementing the method associated with the fact that the temperature sensors on the cable are placed along the entire length of the shafts of the double-well wells;

- во-вторых, в процессе осуществления способа необходим постоянный контроль за температурным режимом в паровой камере, так как о прорыве теплоносителя в горизонтальный участок добывающей скважины судят по показаниям термодатчиков, на основе которых строят термограммы паровой камеры, производят их анализ, на основании которого изменяют направление фильтрации и/или режимов закачки теплоносителя и отбора продукции.- secondly, during the implementation of the method, constant monitoring of the temperature regime in the steam chamber is necessary, since the breakthrough of the coolant in the horizontal section of the producing well is judged by the readings of the temperature sensors, based on which the thermograms of the steam chamber are built, their analysis is made, based on which direction of filtration and / or modes of coolant injection and product selection.

Задачами изобретения являются сокращение финансовых и материальных затрат на осуществление способа с возможностью термогазохимического воздействия на нефтяной пласт в интервале горизонтального участка.The objectives of the invention are to reduce financial and material costs for the implementation of the method with the possibility of thermogasochemical effects on the oil reservoir in the interval of the horizontal section.

Поставленная техническая задача решается способом разработки месторождения тяжелой нефти или битума с использованием двухустьевых горизонтальных скважин, включающим строительство двухустьевых верхней нагнетательной и нижней добывающей скважин с горизонтальными участками, расположенными друг над другом, закачку парогазогенератора (продукты сгорания жидкого топлива с присутствием водяного пара) через нагнетательную скважину с прогревом пласта и отбор продукции через щелевой фильтр добывающей скважины.The stated technical problem is solved by the method of developing a heavy oil or bitumen deposit using horizontal double-well wells, including the construction of double-well upper injection and lower production wells with horizontal sections located one above the other, injection of a gas and steam generator (liquid fuel combustion products with the presence of water vapor) through an injection well with heating of the reservoir and selection of products through the slit filter of the producing well.

Новым является то, что в качестве теплоносителя используется перегретый пар, смешанный с продуктами сгорания горючего топлива, который закачивают через одно из устьев нагнетательной колонны, при этом осуществляют отбор сконденсировавшейся на внутренней поверхности нагнетательной колонны влаги через другое устье.What is new is that superheated steam mixed with the products of combustion of combustible fuel, which is pumped through one of the mouths of the injection column, is used as a coolant, while moisture condensed on the inner surface of the injection column is taken through another mouth.

Новым является также то, что при снижении суммарного отбора продукции пласта более чем в два раза, за период не более трех месяцев, одно из устьев добывающей скважины герметизируют, а через другое устье закачивают нефтесилорную эмульсию в объеме, превышающем не менее чем в два раза объем горизонтального ствола добывающей колонны, после технологической выдержки закачку теплоносителя и отбор продукции осуществляют в обычном режиме.Also new is the fact that when the total production selection is reduced by more than two times, for a period of not more than three months, one of the mouths of the producing well is sealed, and oil-emulsion emulsion is pumped through the other mouth in a volume exceeding at least two times the volume horizontal barrel of the production column, after technological exposure, the coolant is injected and the products are selected in the usual mode.

На чертеже схематично представлен предлагаемый способ.The drawing schematically shows the proposed method.

По мере ухудшения коллекторских свойств призабойной зоны и (или) засорения фильтра с левой стороны добывающая скважина до горизонтального участка герметизируется, например устанавливается пакер, а с правой стороны добывающей скважины через щелевой фильтр закачивается нефтесилорная эмульсия, которая очищает изнутри щели фильтра, сцепляет песок и прочие механические примеси за фильтром в призабойной зоне, присутствующая в нефтесилорной эмульсии нефть создает в однородной среде поровые каналы, тем самым улучшает коллекторские свойства пласта в призабойной зоне. Предложенный способ осуществляется следующим образом.As the collector properties of the bottom-hole zone deteriorate and (or) the filter becomes clogged, the production well is sealed to the horizontal section, for example, a packer is installed, and an oil-emulsion emulsion is pumped through the slotted filter on the right side of the production well, which cleans the filter slots from the inside, interlocks sand and others mechanical impurities behind the filter in the bottom-hole zone, oil present in the oil-emulsion emulsion creates pore channels in a homogeneous medium, thereby improving reservoir properties formation in the bottomhole zone. The proposed method is as follows.

Сначала производят строительство верхней двухустьевой нагнетательной скважины 1 и нижней двухустьевой добывающей скважины 2 с горизонтальными участками 3 и 4 соответственно, расположенными друг над другом и вскрывающими продуктивный пласт 5 с тяжелой нефтью или битумом. При строительстве двухустьевой нагнетательной скважины 1 ее горизонтальный участок 3 выполняют в виде перфорированной обсадной колонны 6.First, the construction of the upper double-well injection well 1 and the lower double-well production well 2 with horizontal sections 3 and 4, respectively, located one above the other and opening the producing formation 5 with heavy oil or bitumen is carried out. During the construction of a double-well injection well 1, its horizontal section 3 is made in the form of a perforated casing 6.

При строительстве двухустьевой добывающей скважины 2 на поверхности ее обвязывают с парогазогенераторной установкой 15, а горизонтальный участок скважины 4 оборудуют секциями скважинных щелевых фильтров 7.During the construction of a two-wellhead producing well 2 on the surface, it is tied with a steam and gas generating unit 15, and the horizontal section of the well 4 is equipped with sections of well filter 7.

Скважинный щелевой фильтр 7, например в 168 мм, представляет собой цилиндрическую конструкцию, изготовленную из профилированных проволочных элементов. Проволочные элементы треугольного сечения в точках соприкосновения расположены по всей длине зоны перфорации трубы. Основу скважинного щелевого фильтра 7 составляют фильтроэлементы 8, выполненные из высокоточной V-образной конструкции, выполненной из нержавеющей стали марок AISI 304, AISI 316, чтобы исключить любую вероятность возникновения коррозии в фильтре.The downhole slotted filter 7, for example in 168 mm, is a cylindrical structure made of profiled wire elements. The wire elements of a triangular section at the points of contact are located along the entire length of the perforation zone of the pipe. The basis of the downhole slit filter 7 is composed of filter elements 8 made of a high-precision V-shaped structure made of AISI 304, AISI 316 stainless steel to eliminate any possibility of corrosion in the filter.

Степень фильтрации определяется опытным путем, поэтому размер щели фильтроэлемента 8 составляет 0,15 мм. Размер щели фильтроэлемента 8 позволяет проникать нефтяному флюиду, не ухудшая работу скважинного оборудования. Количество фильтроэлементов 8 фильтра 7 зависит от длины горизонтального участка 4 двухустьевой добывающей скважины.The degree of filtration is determined empirically, therefore, the size of the slit of the filter element 8 is 0.15 mm The size of the slit of the filter element 8 allows you to penetrate the oil fluid without affecting the operation of the downhole equipment. The number of filter elements 8 of the filter 7 depends on the length of the horizontal section 4 of the double-well production well.

Далее двухустьевую нагнетательную скважину 1 снабжают колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) 9 с пакерами 10 и 10' и горизонтальным перфорированным участком 11.Next, the double-well injection well 1 is equipped with a tubing string 9 with packers 10 and 10 'and a horizontal perforated section 11.

Двухустьевая нагнетательная скважина 1 используется для закачки теплоносителя в продуктивный пласт 5, а двухустьевая добывающая скважина 2 используется для добычи тяжелой нефти или битума из продуктивного пласта 5.The double-well injection well 1 is used to pump the coolant into the producing formation 5, and the double-well producing well 2 is used to produce heavy oil or bitumen from the producing formation 5.

В двухустьевую добывающую скважину 2 с каждой из сторон спускают соответственно колонну НКТ 12 и 12' с пакером 13 и 13' погружным насосом 14 и 14' на конце. Погружные насосы 14 и 14', например, могут быть винтовыми.A tubing string 12 and 12 'with a packer 13 and 13' with a submersible pump 14 and 14 'at the end, respectively, is lowered into a two-well production well 2 from each side. Submersible pumps 14 and 14 ', for example, can be screw.

Далее начинают осуществлять закачку теплоносителя (продукты сгорания горючего топлива и перегретый пар) от парогазогенератора 15 в продуктивный пласт 5 по колонне НКТ 9 через его горизонтальный перфорированный участок 11 и горизонтальный участок 3 двухустьевой нагнетательной скважины 1, выполненный в виде перфорированной обсадной колонны 6.Next, they begin to pump the coolant (products of combustion of combustible fuel and superheated steam) from the steam generator 15 into the reservoir 5 through the tubing string 9 through its horizontal perforated section 11 and horizontal section 3 of the double-well injection well 1, made in the form of a perforated casing string 6.

В зависимости от проницаемости продуктивного пласта 5 подбирают давление нагнетания и в зависимости от эффективной нефтенасыщенной толщины продуктивного пласта 5 определяют объем нагнетаемого теплоносителя, при этом происходит прогревание продуктивного пласта 5 с созданием паровой камеры (на чертеже не показана).Depending on the permeability of the reservoir 5, the injection pressure is selected and, depending on the effective oil-saturated thickness of the reservoir 5, the volume of pumped coolant is determined, and the reservoir 5 is heated to create a vapor chamber (not shown in the drawing).

Отбор разогретой тяжелой нефти или битума осуществляют с помощью погружных насосов 14 и 14', причем разогретая тяжелая нефть или битум из продуктивного пласта 5 попадает в щелевой фильтр 7 горизонтального участка 4 двухустьевой добывающей скважины 2. Разогретая тяжелая нефть или битум, попав в щелевой фильтр 7, протекает между витками фильтроэлемента 8 и через перфорированную трубу меньшего диаметра попадает сначала внутрь фильтра 7 горизонтального участка 4 двухустьевой добывающей скважины 2 и далее на прием погружных насосов 14 и 14', которые перекачивают тяжелую нефть или битум на дневную поверхность.The selection of heated heavy oil or bitumen is carried out using submersible pumps 14 and 14 ', and the heated heavy oil or bitumen from the reservoir 5 enters the slotted filter 7 of the horizontal section 4 of the dual well production well 2. The heated heavy oil or bitumen falls into the slotted filter 7 flows between the coils of the filter element 8 and through a perforated pipe of a smaller diameter first gets inside the filter 7 of the horizontal section 4 of the dual well production well 2 and then to the reception of submersible pumps 14 and 14 ', which erekachivayut heavy oil or bitumen to the surface.

По мере ухудшения коллекторских свойств призабойной зоны и (или) засорения фильтра с левой стороны добывающей скважины до горизонтального участка спускается и устанавливается пакер 13, а с правовой стороны добывающей скважины по НКТ через щелевой фильтр 7 закачивается нефтесилорная эмульсия 14 и полуторным объемом перепродавливается в пласт 5 пластовой водой или нефтью.As the reservoir properties of the bottomhole zone deteriorate and (or) the filter becomes clogged, the packer 13 is lowered to the horizontal section on the left side of the production well and the oil-emulsion emulsion 14 is pumped through the tubing through the slotted filter 7 through the tubing filter 7 and re-emptied into the reservoir 5 formation water or oil.

Перепродавливаемая нефтесилорная эмульсия 14 очищает изнутри щели фильтра 7, сцепляет песок и прочие механические примеси за фильтром 7 в призабойной зоне. Присутствующая в составе нефтесилорной эмульсии нефть создает поровые каналы в однородном нефтеносном пласте, тем самым улучшает коллекторские свойства пласта в призабойной зоне.A resellable oil-emulsion emulsion 14 cleans the gaps of the filter 7 from the inside, adheres sand and other mechanical impurities to the filter 7 in the bottomhole zone. The oil present in the oil-syloric emulsion creates pore channels in a homogeneous oil-bearing formation, thereby improving the reservoir properties of the formation in the bottomhole zone.

После обработки и технологической выдержки нефтеносного пласта 5, добыча осуществляется в обычном режиме.After processing and technological exposure of the oil reservoir 5, production is carried out in the normal mode.

Предлагаемый способ позволяет продлить межремонтный период погружного насоса, что позволяет повысить надежность работы устройства.The proposed method allows to extend the overhaul period of a submersible pump, which improves the reliability of the device.

Claims

A method of developing a heavy oil or bitumen field using horizontal double-well wells, including the construction of a double-well upper injection and lower production wells with horizontal sections located one above the other, pumping a heat carrier, for example, superheated steam through an injection well with formation heating, creating a steam chamber and selecting products through production well, characterized in that superheated steam mixed with combustion products is used as a heat carrier flammable fuel, which is pumped through one of the mouths of the injection column, while the moisture condensed on the inner surface of the injection column is sampled through the other mouth, and if the reservoir properties deteriorate and / or the total formation production selection decreases by more than two times in a period of no more three months, one of the mouths of the producing well is sealed, and oil-emulsion emulsion is pumped through the other in a volume exceeding at least two times the volume of the horizontal well of the producing well us after exposure download of technological coolant and product selection is performed in the normal mode.