RU2710571C1

RU2710571C1 - Steam injection well

Info

Publication number: RU2710571C1
Application number: RU2018143984A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Чигряй; Владимир Прокофьевич Родак; Алексей Георгиевич Ишутин; Анатолий Михайлович Пашков
Original assignee: Владимир Александрович Чигряй
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2019-12-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil industry, in particular, to development of viscous oil or bitumen deposits during steam-thermal action on formation through injection horizontal bores. Steam-injection well is equipped with filtering elements with a shank located inside, broken into sections equipped with perforated holes at each section. Filtration elements fitted on shank sections with perforated holes are slot-like in the form of cylindrical spiral made of high-precision V-shaped profile creating rigid screen with annular slits with size from 50 to 1,000 mcm and with allowance for slit width up to 15 mcm. Perforated holes are made with taper countersink to widen the area of steam impact on the slotted grid of the filter elements. To ensure the same amount of steam heat released at each section of the shank creating the conditions for uniform heating of the oil-containing formation throughout the entire area of the production well location, the number of perforations is increased at each section as far as from the wellhead.

EFFECT: higher efficiency of formation heating.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области разработки нефтяного месторождения, а именно к устройствам для разработки месторождений вязкой нефти или битума при паротепловом воздействии на пласт через нагнетательные горизонтальные стволы.The invention relates to the oil industry, in particular to the field of oil field development, and in particular to devices for the development of viscous oil or bitumen deposits with heat and steam exposure to the formation through horizontal injection trunks.

Известно устройство, реализуемое в способе теплового вытеснения из горизонтальной скважины, включающее в себя зацементированную до горизонтального ствола обсадную колонну с перфорацией по кольцевым образующим в оконечной части и вначале горизонтального участка непосредственно за зацементированным затрубным пространством, технологическую колонну, размещенную внутри обсадной колонны, и пакер, герметизирующий межтрубное пространство перед кольцевой образующей перфорации в оконечной части. Патент RU №2067168, Е21В 43/24, опубл. 27.09.1996. Недостатками данного устройства является низкая эффективность прогревания продуктивного пласта, связанная с тем, что при одновременной закачке теплоносителя и отборе продукции из горизонтальной скважины большая часть тепловой энергии от закачиваемого теплоносителя передается в отбираемую продукцию, поднимаемую насосом на поверхность.A device is known that is implemented in a method of thermal displacement from a horizontal well, including a casing cemented to a horizontal wellbore with perforations along the annular generators in the end part and at the beginning of the horizontal section directly behind the cemented annular space, a technological column placed inside the casing, and a packer, sealing the annulus before the annular generatrix of perforation in the end part. Patent RU No. 2067168, ЕВВ 43/24, publ. 09/27/1996. The disadvantages of this device is the low efficiency of heating the reservoir, due to the fact that with the simultaneous injection of the coolant and the selection of products from a horizontal well, most of the thermal energy from the injected coolant is transferred to the selected product, which is lifted by the pump to the surface.

Известно устройство, описанное в способе разработки месторождения тяжелой нефти или битума с регулированием закачки теплоносителя в скважину, включающее нагнетательную скважину, оборудованную фильтрами, внутри которых размещают хвостовик, снабженный отверстиями, разбивающими фильтр на зоны нагревания теплоносителем, при этом расстояние между отверстиями на всем протяжении хвостовика подбирают опытным путем.A device is known that is described in a method for developing a heavy oil or bitumen deposit with regulation of coolant injection into a well, including an injection well equipped with filters, inside of which there is a shank provided with holes that break the filter into heating medium coolant, while the distance between the holes throughout the entire shank selected experimentally.

Патент РФ №2418159, МПК 8 Е21В 43/24, опубл. 10.05.2011 г. Недостатком способа является то, что при разработке месторождений с высоковязкой нефтью, трудно обеспечить расположение отверстий хвостовика в определенных местах пласта, что повышает затраты и снижает эффективность способа.RF patent №2418159, IPC 8 ЕВВ 43/24, publ. 05/10/2011, the disadvantage of this method is that when developing fields with highly viscous oil, it is difficult to ensure the location of the shank holes in certain places of the formation, which increases costs and reduces the effectiveness of the method.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего повысить эффективность прогревания пласта за счет увеличения площади охвата прогревом при закачке теплоносителя и увеличить отбор высоковязкой нефти из пластов с низким пластовым давлением.The objective of the invention is to provide a device that allows to increase the efficiency of heating the formation by increasing the area covered by heating during the injection of coolant and to increase the selection of highly viscous oil from formations with low reservoir pressure.

Данная задача решается за счет того что в паронагнетательной скважине оборудованной фильтрующими элементами с расположенным внутри хвостовиком, разбитым на участки, снабженным перфорационными отверстиями на каждом участке, фильтрующие элементы надетые на участки хвостовика с перфорационными отверстиями выполнены щелевыми в виде цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы, создающими жесткий экран с кольцевыми щелями размером от 50 до 1000 мкм и с допуском на ширину щели до 15 мкм, перфорационные отверстия выполнены с коническими зенковками, позволяющими расширить зону воздействия пара на щелевую решетку фильтрующих элементов, а для обеспечения одинакового количества теплоты пара, выделяемого на каждом участке хвостовика, создающего условия для равномерного прогрева нефтесодержащего пласта на протяжении всей области расположения добывающей скважины, количество перфорационных отверстий увеличено на каждом участке по мере удаления от устья скважины. Изобретение поясняется чертежами.This problem is solved due to the fact that in a steam injection well equipped with filter elements located inside the shank, divided into sections, equipped with perforations in each section, the filter elements worn on sections of the shank with perforations are made slotted in the form of a cylindrical spiral of a V-shaped high-precision profile forms that create a rigid screen with annular slits ranging in size from 50 to 1000 microns and with a tolerance for a slit width of up to 15 microns, perforations are made conical countersinks, allowing to expand the steam exposure zone on the slotted grating of the filter elements, and to ensure the same amount of heat of steam released in each section of the liner, creating conditions for uniform heating of the oil-containing formation throughout the entire area of the production well, the number of perforations is increased in each section as you move away from the wellhead. The invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - схема разработки месторождения тяжелой нефти или битума при горизонтальном расположении паронагнетательной и добывающей скважин.FIG. 1 is a diagram of the development of a heavy oil or bitumen field with a horizontal arrangement of steam injection and production wells.

Фиг. 2 - хвостовик паронагнетательной скважиныFIG. 2 - shank of a steam injection well

Фиг. 3 - участок хвостовика паронагнетательной скважиныFIG. 3 - section of the shank of a steam injection well

Фиг. 4 - отверстия перфорации хвостовика с коническими зенковками.FIG. 4 - perforation holes of the shank with conical countersinks.

Паронагнетательная скважина 1 с горизонтальным участком 2 расположена над добывающей скважиной 3 с горизонтальным участком 4 в продуктивном пласте 5 с тяжелой нефтью или битумом. Горизонтальный участок 2 паронагнетательной скважины 1 оборудован щелевыми фильтрующими элементами 6, выполненными в виде цилиндрической спирали 7 из высокоточного профиля V-образной формы, создающими жесткий экран с кольцевыми щелями размером от 50 до 1000 мкм и с допуском на ширину щели до 15 мкм, внутри которых размещен хвостовик 8, разбитый на участки, снабженные перфорационными отверстиями 9. Количество теплоты пара Q, выходящего из перфорационных отверстий хвостовика на каждом участке N, одинаково.A steam injection well 1 with a horizontal section 2 is located above the production well 3 with a horizontal section 4 in the reservoir 5 with heavy oil or bitumen. The horizontal section 2 of the steam injection well 1 is equipped with slotted filter elements 6 made in the form of a cylindrical spiral 7 of a V-shaped high-precision profile, creating a rigid screen with annular slits from 50 to 1000 μm in size and with a tolerance of a gap width of up to 15 μm, inside of which a shank 8 is arranged, divided into sections provided with perforations 9. The amount of heat of steam Q leaving the perforations of the shank in each section N is the same.

Q_общ/N=Q₁=Q₂=Q₃=…=Q_N, гдеQ _total / N = Q ₁ = Q ₂ = Q ₃ = ... = Q _N , where

Q_общ общее количество теплоты пара в паронагнетательной скважине;Q _total total heat of steam in a steam injection well;

N - количество участков хвостовика;N is the number of sections of the shank;

Q₁, Q₂, Q₃, … Q_N - количество теплоты пара в паронагнетательной скважине выделяющееся из хвостовика на каждом участке.Q ₁ , Q ₂ , Q ₃ , ... Q _N - the amount of heat of steam in a steam injection well released from the liner in each section.

Для обеспечения одинакового количества теплоты пара, выделяемого на каждом участке хвостовика 8, создающего условия для равномерного прогрева нефтесодержащего пласта на протяжении всей области расположения добывающей скважины, количество перфорационных отверстий увеличено на каждом участке по мере удаления от устья скважины (рис. 2)To ensure the same amount of heat of steam generated in each section of the liner 8, creating conditions for uniform heating of the oil-containing formation throughout the entire area of the location of the producing well, the number of perforations in each section is increased with distance from the wellhead (Fig. 2)

Наличие щелевых фильтрующих элементов 6, надетых на участки хвостовика 8 с перфорационными отверстиями 9, создает более равномерное распределение пара по всей длине паронагнетательной скважины 1.The presence of slit filter elements 6, worn on sections of the shank 8 with perforations 9, creates a more uniform distribution of steam along the entire length of the steam injection well 1.

Для уменьшения неблагоприятного воздействия на щелевую решетку фильтрующих элементов 6 температуры, давления и скорости выходящего из перфорационных отверстий 9 пара и для равномерного распределения пара по длине хвостовика 8 в них выполнены конические зенковки 10, позволяющие расширить зону воздействия пара на щелевую решетку фильтрующих элементов 6. Устройство работает следующим образом. Дебит скважины зависит от геологических, технологических и технических факторов, без учета которых не может быть определена оптимальная конструкция паронагнетательной и добывающей скважин. В зависимости от проницаемости продуктивного пласта 5 подбирают давление нагнетания, определяют объем нагнетаемого пара, который подается во внутренний пространство хвостовика 8 и равномерно распределяется по его длине, через перфорационные отверстия 9 с выполненными коническими зенковками 10, позволяющими расширить зону прогрева, и щелевые фильтрующие элементы 6 попадает в продуктивный пласт 5, при этом происходит прогревание продуктивного пласта 5 с созданием паровой камеры.To reduce the adverse effect on the slotted grating of the filtering elements 6 of the temperature, pressure and speed of the steam leaving the perforation holes 9 and to evenly distribute the steam along the length of the shank 8, conical countersinks 10 are made in them, allowing to expand the area of steam exposure to the slotted grating of the filtering elements 6. Device works as follows. The production rate of a well depends on geological, technological and technical factors, without which the optimal design of a steam injection and production well cannot be determined. Depending on the permeability of the productive formation 5, the injection pressure is selected, the volume of injected steam is determined, which is supplied to the inner space of the liner 8 and evenly distributed along its length, through perforations 9 with conical countersinks 10, which allow to expand the heating zone, and slotted filter elements 6 enters the reservoir 5, while the heating of the reservoir 5 with the creation of a steam chamber.

Разогретая в паровой камере тяжелая нефть или битум из продуктивного пласта 5 сначала через щелевые фильтрующими элементы добывающей скважины (на фиг. не обозначены) попадает в горизонтальный участок 4 добывающей скважины 2.Heated in the steam chamber, heavy oil or bitumen from the reservoir 5 first through the slotted filter elements of the producing well (not shown in FIG.) Enters the horizontal section 4 of the producing well 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить эффективность паротеплового воздействия на пласт, сохранить высокий дебит нефти в реальных условиях неоднородного пласта, а также обеспечить высокий охват пласта паротепловым воздействием, что приводит к повышению нефтеотдачи продуктивного пласта.Thus, the proposed method allows to increase the efficiency of the steam and thermal effects on the formation, to maintain a high oil flow rate under the actual conditions of a heterogeneous formation, and also to provide high coverage of the formation with the steam and thermal effects, which leads to an increase in oil recovery of the productive formation.

Claims

A steam injection well equipped with filter elements with a liner inside, divided into sections, provided with perforations in each section, characterized in that the filter elements worn on sections of the liner with perforations are slotted in the form of a cylindrical spiral of a V-shaped high-precision profile creating a rigid screen with annular slits ranging in size from 50 to 1000 microns and with a tolerance for a slit width of up to 15 microns, perforations are made with conical countersinks with sheep, allowing to expand the steam exposure zone on the slotted grating of the filter elements, and to ensure the same amount of steam heat generated in each section of the liner, creating conditions for uniform heating of the oil-containing formation throughout the entire location of the production well, the number of perforations in each section is increased by the distance from the wellhead.