RU2594027C1

RU2594027C1 - Method of well development of oil reservoir area

Info

Publication number: RU2594027C1
Application number: RU2015127344/03A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Зафирович Денисламов; Александр Иосифович Пономарев; Ильфир Зуфарович Исаев; Гульнур Ильдаровна Денисламова
Original assignee: Ильдар Зафирович Денисламов; Александр Иосифович Пономарев; Ильфир Зуфарович Исаев
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: invention relates to development of oil reservoirs by means of oil producing and injection wells. Method can be used at oil deposits, where oil production from reservoirs is carried out by oil displacement by uploaded agent, in particular - water. According to the method, a well is built, in which horizontal part of casing string is located directly in the area of oil formation with uniform properties. C-like shape of the well is provided. First and third area of the well casing string have equal length, the required density of perforation holes and parallel to each other arrangement. Second area connects the above sections in single casing string. Space between casing string of the second area and rock of the reservoir is filled with cement mortar. Tubing string or coiled tubing is lowered into the well to the boundary of the second and third areas of casing string. Annular space in boundary zone between the casing string and this string is sealed by packer. Plane-parallel filtration of displacement agent and crude oil is organized by pumping of displacement agent to the reservoir by means of the tubing string or coiled tubing pipes through perforation holes of the end-third of horizontal area of casing string in the area of oil reservoir. Oil extraction from the reservoir is performed through perforation holes of the first horizontal area of casing string with the help of fountain or powered well operation. Oil lifting to the mouth is performed along the ring-annular space of well. For organization of monitoring in real time for pumping of displacement agent and crude oil extraction, the well is equipped with pressure and temperature sensors in zones of the first and third areas of casing string.

EFFECT: technical result is increase of the efficiency of development due to arrangement of plane-parallel filtration of reservoir fluid by means of one well with exclusion of possibility of formation of stagnant zones in the limited area of formation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов с помощью нефтедобывающих и нагнетательных скважин. Разработанный способ может быть использован на нефтяных месторождениях, где добыча нефти из пластов ведется методом вытеснения нефти закачиваемым агентом, в частности - водой.The invention relates to technologies for the development of oil reservoirs using oil producing and injection wells. The developed method can be used in oil fields, where oil is extracted from reservoirs by the method of oil displacement by an injected agent, in particular, water.

Разработка нефтяного пласта путем вытеснения нефти водой из порового пространства ведется на большинстве нефтяных месторождений России и на многих месторождениях мира. Обычно в нагнетательные скважины через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) закачивают воду или другой вытесняющий агент, а из других скважин - нефтедобывающих - добывают нефть приемлемым способом: фонтанным или механизированным способом. Таким образом, для эффективной разработки участка нефтяного пласта необходимо минимум две скважины - нагнетательная скважина и добывающая. Такая очаговая система разработки нефтяного пласта в доступной форме описана в книге группы авторов: Сборник задач по разработке нефтяных месторождений: Учеб. пособие для вузов / Ю.П. Желтов, И.Н. Стрижов, А.Б. Золотухин, В.М. Зайцев - М.: Недра, 1985. - 296 с. (на стр. 76). Схемы расположения добывающих и нагнетательных скважин в объеме нефтяного пласта приведены на страницах 90-91 источника: Справочная книга по добыче нефти. Под ред. д-ра техн. наук Ш.К. Гиматудинова. - М.: Недра, 1974. - 704 с. Эти схемы показывают, что соотношение количества нагнетательных скважин к нефтедобывающим в зависимости от системы заводнения может самым разным, но все системы объединяет постулат о том, что разработка нефтяного пласта (объекта разработки) основана на наличии на объекте разработки нагнетательных и добывающих скважин.The development of the oil reservoir by displacing oil with water from the pore space is carried out at most oil fields in Russia and at many fields in the world. Typically, water or another displacing agent is pumped into injection wells through a tubing string (tubing), and oil is extracted from other wells, oil producing ones, in an acceptable way: in a fountain or mechanized way. Thus, for the effective development of the oil reservoir section, at least two wells are necessary - an injection well and an oil well. Such a focal system for the development of an oil reservoir in an accessible form is described in the book of a group of authors: Collection of tasks for the development of oil fields: Textbook. manual for universities / Yu.P. Zheltov, I.N. Strizhov, A.B. Zolotukhin, V.M. Zaitsev - M .: Nedra, 1985 .-- 296 p. (on page 76). Layouts of production and injection wells in the volume of the oil reservoir are given on pages 90-91 of the source: Oil production reference book. Ed. Dr. tech. sciences Sh.K. Gimatudinova. - M .: Nedra, 1974.- 704 p. These schemes show that the ratio of the number of injection wells to oil producers depending on the waterflooding system can be very different, but all systems are united by the postulate that the development of an oil reservoir (development object) is based on the presence of injection and production wells at the development object.

Скважины с горизонтальным окончанием ствола (ГС) в продуктивном пласте (как правило, выполненным в виде перфорированного хвостовика) имеют дебит по нефти в два и более раз выше, чем традиционные вертикальные скважины, поэтому многие нефтяные компании строят их для интенсификации разработки нефтяных пластов. В статье ученых нефтяников республики Татарстан приведен пример размещения ГС в трехрядной системе разработки объекта нефтедобычи (стр. 208 сборника статей: Приоритетные методы увеличения нефтеотдачи пластов и роль супертехнологий. Труды научно-практической конференции, посвященной 50-летию открытия девонской нефти Ромашкинского месторождения. - Казань: Новое Знание, 1998. - 360 с.). По схеме видно, что между двумя линейно расположенными цепочками (последовательностями) нагнетательных скважин расположены три ряда нефтедобывающих скважин, некоторые из которых выполнены в горизонтальном исполнении. Из этой схемы следует, что в нефтяном пласте радиальная фильтрация жидкости сопряжена с плоско-параллельной фильтрацией. Однако при такой геометрии фильтрационных потоков неизбежно образование застойных зон значительных размеров, невовлеченных в разработку.Wells with horizontal completion of the wellbore (HW) in the reservoir (usually made in the form of a perforated liner) have an oil production rate two or more times higher than traditional vertical wells, so many oil companies build them to intensify the development of oil reservoirs. An article by scientists of the oil industry of the Republic of Tatarstan provides an example of placing a gas station in a three-row system for developing an oil production facility (p. 208 of the collection of articles: Priority methods for increasing oil recovery and the role of supertechnologies. Proceedings of the scientific and practical conference dedicated to the 50th anniversary of the discovery of Devonian oil of the Romashkinskoye field. - Kazan : New Knowledge, 1998 .-- 360 p.). The diagram shows that between two linearly arranged chains (sequences) of injection wells there are three rows of oil producing wells, some of which are made in horizontal design. From this diagram it follows that in an oil reservoir, radial fluid filtration is associated with plane-parallel filtration. However, with such a geometry of filtration flows, the formation of stagnant zones of significant sizes, not involved in development, is inevitable.

Наиболее близким по достигнутому техническому результату и сущности заявляемого изобретения является способ разработки нефтяной залежи по патенту РФ на изобретение №2524580 (опубл. 27.07.2014), по которому организуется линейная фильтрация нефти от горизонтальной нагнетательной скважины к аналогичной горизонтальной части нефтедобывающей скважины, расположенной на расстоянии не менее 150 м. Такая схема эксплуатации участка нефтяной залежи практически исключает образование застойных зон. Недостатком взятой в качестве прототипа технологии является сложность в ее осуществлении, объясняемая необходимостью бурения двух горизонтальных скважин - нагнетательной и добывающей.The closest to the achieved technical result and the essence of the claimed invention is a method of developing an oil deposit according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2524580 (publ. 07/27/2014), which organizes linear oil filtration from a horizontal injection well to a similar horizontal part of an oil producing well located at a distance not less than 150 m. Such a scheme of exploitation of an oil deposit almost eliminates the formation of stagnant zones. The disadvantage of the technology taken as a prototype is the difficulty in its implementation, due to the need to drill two horizontal wells - injection and production.

Технической задачей по изобретению является организация в ограниченной зоне пласта плоско-параллельной фильтрации пластовой жидкости с помощью одной скважины с тем, чтобы исключить возможность образования застойных зон.The technical task according to the invention is the organization in a limited zone of the formation of plane-parallel filtration of the formation fluid using a single well in order to exclude the possibility of formation of stagnant zones.

Поставленная задача выполняется тем, что по способу скважинной разработки участка нефтяного пласта, который состоит в закачке в пласт вытесняющего агента и отборе пластовой нефти, строят скважину, в которой горизонтальная часть обсадной колонны расположена непосредственно в участке нефтяного пласта с однородными свойствами и имеет «С»-образный вид, в котором последовательно первый и третий участки обсадной колонны (ОК) имеют одинаковую длину и необходимую плотность перфорационных отверстий и расположены параллельно друг другу, а второй участок их соединяет в единую обсадную колонну, причем пространство между ОК второго участка и горной породой пласта заполняют цементным раствором, в скважину спускают колонну насосно-компрессорных или колтюбинговых труб до границы второго и третьего участков ОК, а кольцевое пространство в этой граничной зоне между ОК и данной колонной труб герметизируют с помощью пакера, на участке нефтяного пласта организуют плоско-параллельную фильтрацию вытесняющего агента и пластовой нефти путем закачки вытесняющего агента в пласт с помощью колонны НКТ или колтюбинговой трубы через перфорационные отверстия конечного - третьего горизонтального участка обсадной колонны, а отбор нефти из пласта производят через перфорационные отверстия первого горизонтального участка обсадной колонны с помощью фонтанной или механизированной эксплуатации скважины, при которых подъем нефти до устья осуществляется по кольцевому - межтрубному пространству скважины. Для организации наблюдения в режиме реального времени за закачкой вытесняющего агента и отбором пластовой нефти скважину в зонах первого и третьего участков оборудуют датчиками давления и температуры.The task is carried out by the fact that according to the method of borehole development of a section of an oil reservoir, which consists in pumping a displacing agent into the reservoir and selecting reservoir oil, a well is constructed in which the horizontal part of the casing string is located directly in the portion of the oil reservoir with uniform properties and has “C” -shaped view, in which the first and third sections of the casing (OK) are successively the same length and the required density of perforations and are parallel to each other, and the second the second section connects them into a single casing string, the space between the OK of the second section and the formation rock is filled with cement mortar, the tubing or coiled tubing string is lowered to the boundary of the second and third sections of the OK, and the annular space in this boundary zone between the OK and this pipe string is sealed with a packer, flat-parallel filtration of the displacing agent and reservoir oil is organized at the site of the oil reservoir by pumping the displacing agent into the reservoir using tubing strings or coiled tubing through the perforations of the final - third horizontal section of the casing, and oil is extracted from the formation through the perforations of the first horizontal section of the casing using fountain or mechanized operation of the well, in which the oil is lifted to the mouth through the annular - annular space wells. To organize real-time monitoring of the injection of the displacing agent and the selection of reservoir oil, the well in the zones of the first and third sections is equipped with pressure and temperature sensors.

Схема участка нефтяного пласта приведена на рисунке, где цифрами обозначены: 1 - горизонтальный участок обсадной колонны для отбора нефти, 3 - горизонтальный участок ОК для закачки вытесняющего агента, 2 - участок ОК, соединяющий участки ОК 1 и 3, 4 - вертикальный участок ОК, 5 - колонна для нагнетания вытесняющего агента (ВА), 6 - пакер, 7 - цементный камень, 8 - направление движения вытесняющего агента, 9 - направление движения нефти по межтрубному пространству скважины, 10 - участок нефтяного пласта.The scheme of the oil reservoir section is shown in the figure, where the numbers denote: 1 - the horizontal section of the casing string for oil extraction, 3 - the horizontal section OK for pumping the displacing agent, 2 - the section OK connecting the sections OK 1 and 3, 4 - the vertical section OK, 5 - column for injection displacing agent (VA), 6 - packer, 7 - cement stone, 8 - direction of movement of the displacing agent, 9 - direction of oil movement along the annulus of the well, 10 - section of the oil reservoir.

Подготовка к разработке и собственно разработка участка нефтяного пласта выполняется в следующем порядке.Preparation for development and the actual development of the oil reservoir section is carried out in the following order.

1. В продуктивном нефтяном пласте выбирается участок пласта с хорошей выдержанностью и высокой однородностью по пористости и проницаемости пласта.1. In a productive oil reservoir, a section of the reservoir with good maturity and high uniformity in porosity and permeability of the reservoir is selected.

2. Буровой организацией строится одна скважина с горизонтальным окончанием в нефтяном пласте (далее ГС), которая состоит из трех частей: первая (начальная, позиция 1 по рисунку) и третья (конечная, позиция 3) части имеют одинаковую длину и расположены в нефтяном пласте на необходимом расстоянии и параллельно друг другу, а вторая часть (промежуточная, позиция 2) их соединяет.2. The drilling organization builds one well with a horizontal end in the oil reservoir (hereinafter GS), which consists of three parts: the first (initial, position 1 in the figure) and the third (final, position 3) parts are the same length and are located in the oil reservoir at the required distance and parallel to each other, and the second part (intermediate, position 2) connects them.

3. Осуществляется поинтервальная закачка в кольцевое пространство между ОК и горной породой цементного или аналогичного по свойствам раствора в горизонтальный промежуточный участок 2 обсадной колонны и в вертикальный участок 4 обсадной колонны.3. Interval injection is carried out into the annular space between the OK and rock of cement or mortar similar in properties to the horizontal intermediate section 2 of the casing string and to the vertical section 4 of the casing string.

4. В скважину спускают до границы второй и третьей участков ОК нагнетательную колонну 5 из труб меньшего диаметра, чем обсадная колонна, а кольцевое пространство в нижней части нагнетательной линии герметизируют пакером 6.4. The injection string 5 from pipes of a smaller diameter than the casing is lowered to the boundary of the second and third sections OK, and the annular space in the lower part of the injection line is sealed with a packer 6.

5. В нагнетательную колонну 5 закачивают под давлением вытесняющий агент, например сточную воду. Эта вода попадает в перфорированный конечный участок обсадной колонны (позиция 3) и далее - в нефтяной пласт.5. A displacement agent, such as wastewater, is pumped into the injection column 5 under pressure. This water enters the perforated end section of the casing (position 3) and then into the oil reservoir.

6. Благодаря повышенному давлению в зоне конечного участка ОК и пониженному давлению в зоне первого участка ОК на рассматриваемом участке нефтяного пласта организуется плоско-параллельная фильтрация пластовой нефти и вытесняющего агента.6. Due to the increased pressure in the zone of the final OK section and the reduced pressure in the zone of the first OK section, in the considered section of the oil reservoir, plane-parallel filtration of the reservoir oil and the displacing agent is organized.

7. Нефть через перфорационные отверстия первого участка обсадной колонны поступает в полость скважины и поднимается до устья скважины одним из экономически приемлемых способов.7. Oil through the perforations of the first section of the casing enters the well cavity and rises to the wellhead by one of the economically acceptable methods.

Разработка участка пласта по предложенному способу позволяет получить в сравнении с прототипом положительный технический результат - участок пласта эффективно эксплуатируется одной многофункциональной скважиной, горизонтальная часть которой состоит как из нагнетательной, так и из нефтедобывающей частей. Положительные стороны достигаемого технического результата состоят из экономии финансовых средств на строительство и дальнейшую эксплуатацию скважинной добычи нефти. На наш взгляд, новым в предложенной конструкции скважины, подземного оборудования и обслуживания скважины является и то, что в одной скважине можно будет в режиме реального времени наблюдать и фиксировать характеристики таких процессов, как закачка вытесняющего агента, так и отбор пластовой нефти. В частности, оборудование скважины в зоне участков обсадной колонны 1 и 3 датчиками давления и температуры даст возможность судить о степени равномерности закачки и отбора жидкости в перфорированных участках ОК, а также судить о степени гидродинамической связи участков пласта, находящихся в зонах обсадной колонны, ответственных за закачку и отбор жидкости. Если в прототипе для достижения этой цели необходимо проводить спускоподъемные операции в двух скважинах: возмущающей и реагирующей, то в предложенной скважине можно получить искомые результаты за один спуск и подъем комплексного исследовательского прибора или нескольких измерительных приборов на одном геофизическом кабеле или колтюбинговой трубе соответствующего диаметра.The development of the reservoir section according to the proposed method allows to obtain a positive technical result in comparison with the prototype - the reservoir section is effectively operated by one multifunctional well, the horizontal part of which consists of both injection and oil producing parts. The positive aspects of the achieved technical result consist in saving financial resources for the construction and further operation of downhole oil production. In our opinion, new in the proposed well design, underground equipment and well maintenance is the fact that in one well it will be possible to observe and record in real time the characteristics of such processes as injection of a displacing agent and production of formation oil. In particular, the equipment of the well in the zone of sections of the casing 1 and 3 with pressure and temperature sensors will make it possible to judge the degree of uniformity of fluid injection and withdrawal in the perforated sections of the OK, as well as to judge the degree of hydrodynamic connection of the formation sections located in the zones of the casing responsible for fluid injection and withdrawal. If in the prototype to achieve this goal it is necessary to carry out tripping operations in two wells: disturbing and reacting, then in the proposed well you can get the desired results for one descent and lifting of an integrated research instrument or several measuring instruments on one geophysical cable or coiled tubing of the corresponding diameter.

Claims

The method of borehole development of a section of an oil reservoir, which consists of injecting a displacing agent into the reservoir and selecting reservoir oil, characterized in that a well is constructed in which the horizontal part of the casing string is located directly in the section of the oil reservoir with uniform properties and has a C-shape, where the first and third sections of the casing have the same length and the required density of perforations and are parallel to each other, and the second section connects them into a single casing the casing string, the space between the casing of the second section and the rock of the formation being filled with cement mortar, the tubing string — tubing or coiled tubing — is lowered to the boundary of the second and third sections of the casing, and the annular space in this boundary zone between the casing and this pipe string is sealed with a packer, in the area of the oil reservoir, parallel-parallel filtration of the displacing agent and reservoir oil is organized by pumping the displacing agent into the reservoir using the tubing string or coiled tubing through the perforations of the final - third horizontal section of the casing, and oil is extracted from the formation through the perforations of the first horizontal section of the casing using fountain or mechanized operation of the well, in which the oil is lifted to the mouth along the annular - annular well space, and for organizing real-time monitoring of injection of the displacing agent and the selection of reservoir oil with Vazhiny areas in the first and third portions of the casing equipped with pressure and temperature sensors.