RU2720338C1 - Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов - Google Patents
Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720338C1 RU2720338C1 RU2019111121A RU2019111121A RU2720338C1 RU 2720338 C1 RU2720338 C1 RU 2720338C1 RU 2019111121 A RU2019111121 A RU 2019111121A RU 2019111121 A RU2019111121 A RU 2019111121A RU 2720338 C1 RU2720338 C1 RU 2720338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formation
- oil
- production
- deposits
- development
- Prior art date
Links
- 239000003921 oil Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims abstract description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов. Для осуществления способа разработки залежей тяжелых нефтей проводят вскрытие пласта по меньшей мере одной нагнетательной скважиной и вокруг нее по одинаковому радиусу несколькими эксплуатационными (добывающими) скважинами. Сначала добывающие скважины переводят в режим нагнетания путем подключения к верхнему концу обсадной трубы через фидерное устройство выход СВЧ-генератора. Проводят СВЧ-воздействие на пласт с одновременным медленным вращением обсадной трубы вместе с СВЧ-генератором на 360 градусов. Затем быстро возвращают обсадную трубу с СВЧ-генератом обратно и начинают новый цикл. Период медленного вращения определяют из условия ограничения температуры вблизи излучателей во избежание коксования пласта. Количество циклов определяют, исходя из суммарного времени, необходимого для достижения заданной температуры пласта. После достижения заданной температуры пласта добывающие скважины переводят в режим добычи и осуществляют отбор нефти из пласта. Нагнетательную скважину оставляют работать в режиме СВЧ-воздействия. Достигается технический результат - повышение эффективности и рентабельности разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов, за счет равномерного циклического теплового воздействия. 13 ил.
Description
Предлагаемый способ относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов.
Известен способ, включающий вскрытие пласта, закачку растворителя с одновременной обработкой пласта высокочастотным электромагнитным полем, передаваемым от генератора к забойному излучателю (патент РФ 2454532). Вскрытие пласта проводят, по меньшей мере, одной скважиной. Электромагнитную энергию передают посредством фидера и коротко замыкающей металлической планшайбы, на которую подвешивают колонну насосно-компрессорной трубы, центрирующей диэлектрической шайбы, замкнутого к насосно-компрессорной трубе на расстоянии четверти длины волны металлического штока, являющегося продолжением внутреннего проводника фидера, диэлектрических шайб. Скважину сначала переводят в режим нагнетания. Затем осуществляют выдержку скважины без какого-либо воздействия. Затем скважину переводят в режим добычи и осуществляют отбор смеси нефти с растворителем из пласта без высокочастотного электромагнитного воздействия. Все работы повторяют циклически после снижения температуры на забое скважины не ниже первоначальной пластовой температуры. Известны также ВЧ- и СВЧ-способы разработки нефтеносных пластов патент РФ №2555731, авторское свидетельство СССР 1723314, кл. E21B 43/24, 43/22, патент США № 2757738, Е21В 43/00.
Недостатком этих способов-аналогов является небольшая глубина проникновения электромагнитных волн, и, следовательно, ограниченный охват пласта нагревом. Объясняется это следующими обстоятельствами: во-первых, любая антенна имеет узкую диаграмму направленности, во-вторых, мощность, поглощаемая пластом на расстоянии l от антенны, уменьшается до величины ,
где P п , P 0 - поглощенная и излучаемая антенной мощность, Вт; l - расстояние от антенны, м; α - коэффициент поглощения, зависящий от длины волны и диэлектрических характеристик пласта, 1/м (Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот. Перевод с англ. М., «Энергия», 1968, стр. 109). В рассматриваемых способах антенной является открытый (для ВЧ- и СВЧ-волн) конец коаксиального волновода, либо щелевые антенны. При этом вблизи от излучателя в зависимости от длины волны температура может стать недопустимо высокой, что может привести к коксованию пласта. При циклических ВЧ- или СВЧ-воздействиях пласт будет нагреваться в одном и том же месте. Поэтому при разработке залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов эти способы неэффективны.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, предусматривающий воздействие на пласт высокочастотным электромагнитным полем с одновременной закачкой смешивающегося агента - растворителя (патент РФ №1824983, Способ добычи полезных ископаемых). Способ предполагает воздействие высокочастотным электромагнитным полем с одновременной закачкой маловязкого агента (растворителя) в нагнетательной скважине. Из окружающих добывающих скважин извлекается смесь нефти и растворителя. Предварительно в добывающих скважинах также ведется обработка высокочастотным электромагнитным полем.
Способ осуществляют следующим образом. Битуминозный пласт разбуривают по меньшей мере двумя скважинами одной нагнетательной (НС) и одной и более эксплуатационными (ЭС), создают ВЧ ЭМП в ближайших ЭС с помощью расположенного в НС (или поверхностного) излучателя в широком диапазоне частот от 500 до 3 ГГц. Одновременно осуществляют отбор продукта до получения его стабильного притока. Стабильность притока в ЭС поддерживают возобновлением воздействия ВЧ ЭМП по мере снижения дебитов в них. Приводится пример. Продуктивный пласт, содержащий высоковязкую нефть с вязкостью при пластовой температуре 8°C в пределах 7-10 Па с, разбуривали по обращенной пятиточечной схеме с расстоянием между нагнетательной и эксплуатационными скважинами 50 м. Эффективная толщина пласта 6-8 м, глубина залегания 80-100 м, Используя ВЧ-генератор мощностью 30-60 кВт, подвергали воздействию ВЧ ЭМП эксплуатационные скважины при частоте 13,56 МГц, одновременно осуществляя отбор продукта. Через 20 ч с начала обработки дебит скважины начал увеличиваться с 1,2 10-6 м3/с до 3 10-6 м3/с в течение 5 суток.
Недостатком этого способа также является ограниченный охват пласта нагревом. Покажем это.
Нами разработана математическая модель, позволяющая исследовать время нагрева пласта для разных значений состава и характеристик пласта и параметров СВЧ-излучения, а также рассчитать температуру пласта в циклическом режиме СВЧ-нагрева, обеспечивающем допустимую температуру пласта вблизи излучателя. При включенном СВЧ-генераторе температура определяется с учетом СВЧ-нагрева и теплопереноса, а при выключенном рассчитывается распределение температуры только за счет теплопереноса. В данной модели решена задача определения температурного поля в диэлектрике с постоянными параметрами, на границу которого нормально падает плоская электромагнитная волна. (Саитов Р.И., Хасанова А.Ф., Абдеев Р.Г., Абдеев Э.Р., Рукомойников А.А. Математическая модель процесса электромагнитного нагрева многофазного многокомпонентного пласта тяжелой нефти. Вестник Академии наук Республики Башкортостан., Уфа, 2018. Том: 29 Номер: 4(92) Стр. 73-79).
Рассчитаем на данной модели температуру пласта за 5 суток нагрева при вышеприведенных в примере параметрах при двухстороннем нагреве (Фиг. 1). Если направления излучения лежат на прямой, соединяющей центры встречных излучений, то на этой линии за 5 суток пласт нагреется до 100 градусов. Однако, по другим направлениям нагрев будет происходить в основном за счет теплопереноса (Фиг. 2). Остальные нагреватели будут работать в одностороннем порядке (пунктирная линия на Фиг. 1) и также нагревать только в направлении диаграммы излучения. Для проверки адекватности модели нами была создана установка (Фиг. 3), с размерами емкости, в 6 раз превышающей длину волны излучения, равной 0,12 м, со сменными щелевой антенной (Фиг. 4, слева), штыревой - (Фиг. 4, справа), и рупорной - (Фиг. 5). Мощность генератора 5 кВТ, длина круглого волновода 35 м, диаметр 219 мм. (Сахабутдинов К.Г., Талыпов Ш.М., Газизов В.Б., Абдеев Р.Г., Саитов Р.И. Разработка технологии и технических средств для разогрева нефтешламов электромагнитными волнами СВЧ диапазона // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2012. № 6. С. 35-37).
Температура контролировалась на 3-х уровнях по 12 датчиков температуры.
Результаты экспериментов для разных антенн приведены на Фиг. 6 - Фиг. 9. Т.к. расстояние между щелями и штырями составляет половину длины волны (0,06 м) (Фиг. 11) влияние соседних излучателей по вертикали сказываются на картине температурного поля.
Рассчитанное по математической модели температурное поле в направлении диаграммы излучателя (Фиг. 10) отличается от температурного поля на фиг. 9 при тех же условиях не более, чем на 20%. Обратим внимание на то, что ширина диаграммы направленности штыревой антенны составляет 60°, а щелевой - 30°, т.е. π/3 и π/6 соответственно.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и рентабельности разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов.
Технический результат достигается тем, что в способе, в котором проводят вскрытие пласта по меньшей мере одной нагнетательной скважиной и вокруг нее по одинаковому радиусу несколькими эксплуатационными (добывающими) скважинами, сначала добывающие скважины переводят в режим нагнетания путем подключения к верхнему концу обсадной трубы через фидерное устройство выход СВЧ-генератора и проводят СВЧ-воздействие на пласт, при этом обсадную трубу вместе с СВЧ-генератором медленно вращают на 360 градусов, затем быстро возвращают обратно и начинают новый цикл, период медленного вращения определяют из условия ограничения температуры вблизи излучателей во избежание коксования пласта, а количество циклов определяют, исходя из суммарного времени, необходимой для достижения заданной температуры пласта, при достижении которой добывающие скважины переводят в режим добычи и осуществляют отбор нефти из пласта, а нагнетательную скважину оставляют работать в режиме СВЧ-воздействия.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При медленном вращении антенны каждый сектор с учетом ширины диаграммы направленности антенны нагревается как бы циклически, время нагрева равно времени нахождения излучения в данном секторе, период обращения находят по формуле
Т = tнагрева 360/ΔΦ,
где ΔΦ - угол сектора в градусах.
Таким образом временная цикличность превращается в пространственную цикличность - с переходом излучения в соседний сектор, нагрев в предыдущем секторе прекращается и начинается релаксация до возвращения излучения, т.е. время релаксации равно времени периода обращения, а общее время нагрева пласта равна tобщее = Т×n, где n - количество обращений.
На фиг. 12 представлена обращенная пятиточечная схема разбуривания пласта с расстоянием между нагнетательной и эксплуатационными скважинами 50 м, толщина нефтяного пласта 6-8 м, глубина залегания 80-100 м. Окружностями вокруг скважин показаны зоны влияния антенн. Рассчитанная температура пласта по вышеупомянутой модели приведена на фиг. 13 для частоты 0,3 ГГц и мощности генератора 50 кВт, состав пласта 30% воды, 50% нефти и 20% песка. Время нагрева в секторе равно tнагрева = 1 час, Δϕ =12 град., n= 80, тогда Т=1*360/12 = 30 часов, tобщее = 30*80= 2400 часов, или 3,3 месяца.
Таким образом, благодаря вращению антенн, минимальная температура пласта составит 60°С, на площади 15000 м2.
Claims (1)
- Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов, в котором проводят вскрытие пласта по меньшей мере одной нагнетательной скважиной и вокруг нее по одинаковому радиусу несколькими эксплуатационными (добывающими) скважинами, сначала добывающие скважины переводят в режим нагнетания путем подключения к верхнему концу обсадной трубы через фидерное устройство выход СВЧ-генератора и проводят СВЧ-воздействие на пласт, отличающийся тем, что при этом обсадную трубу вместе с СВЧ-генератором медленно вращают на 360 градусов, затем быстро возвращают обратно и начинают новый цикл, период медленного вращения определяют из условия ограничения температуры вблизи излучателей во избежание коксования пласта, а количество циклов определяют исходя из суммарного времени, необходимого для достижения заданной температуры пласта, при достижении которой добывающие скважины переводят в режим добычи и осуществляют отбор нефти из пласта, а нагнетательную скважину оставляют работать в режиме СВЧ-воздействия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111121A RU2720338C1 (ru) | 2019-04-13 | 2019-04-13 | Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111121A RU2720338C1 (ru) | 2019-04-13 | 2019-04-13 | Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2720338C1 true RU2720338C1 (ru) | 2020-04-29 |
Family
ID=70553105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019111121A RU2720338C1 (ru) | 2019-04-13 | 2019-04-13 | Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2720338C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4412585A (en) * | 1982-05-03 | 1983-11-01 | Cities Service Company | Electrothermal process for recovering hydrocarbons |
RU2049912C1 (ru) * | 1991-06-17 | 1995-12-10 | Институт горного дела СО РАН | Способ разработки нефтяного и газоконденсатного месторождения и оборудование для его осуществления |
SU1824983A1 (ru) * | 1989-12-14 | 1996-12-10 | Башкирский государственный университет им.40-летия Октября | Способ добычи полезных ископаемых |
RU2454532C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", ГОУ ВПО БашГУ | Способ разработки залежи высоковязкой нефти |
RU2555731C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Способ разработки обводненных залежей нефти свч электромагнитным воздействием (варианты) |
RU2648411C1 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ повышения коэффициента извлечения нефти на трудноизвлекаемых и истощенных месторождениях |
-
2019
- 2019-04-13 RU RU2019111121A patent/RU2720338C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4412585A (en) * | 1982-05-03 | 1983-11-01 | Cities Service Company | Electrothermal process for recovering hydrocarbons |
SU1824983A1 (ru) * | 1989-12-14 | 1996-12-10 | Башкирский государственный университет им.40-летия Октября | Способ добычи полезных ископаемых |
RU2049912C1 (ru) * | 1991-06-17 | 1995-12-10 | Институт горного дела СО РАН | Способ разработки нефтяного и газоконденсатного месторождения и оборудование для его осуществления |
RU2454532C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", ГОУ ВПО БашГУ | Способ разработки залежи высоковязкой нефти |
RU2555731C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Способ разработки обводненных залежей нефти свч электромагнитным воздействием (варианты) |
RU2648411C1 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ повышения коэффициента извлечения нефти на трудноизвлекаемых и истощенных месторождениях |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2943134C (en) | Thermal conditioning of fishbones | |
US10760396B2 (en) | Using radio waves to fracture rocks in a hydrocarbon reservoir | |
Mukhametshina et al. | Electromagnetic heating of heavy oil and bitumen: a review of experimental studies and field applications | |
CA2892754C (en) | Stimulating production from oil wells using an rf dipole antenna | |
US9297240B2 (en) | Cyclic radio frequency stimulation | |
US10669829B2 (en) | Using electromagnetic waves to remove near wellbore damages in a hydrocarbon reservoir | |
CA2855323C (en) | Hydrocarbon resource heating system including rf antennas driven at different phases and related methods | |
CN101142372A (zh) | 通过选择性能量吸收的重原油井下物理改良 | |
Saeedfar et al. | Directional RF heating for heavy oil recovery using antenna array beam-forming | |
CA3011861C (en) | Accelerated interval communication using open-holes | |
Ali et al. | Electrical Heating—Doing the Same Thing Over and Over Again… | |
RU2720338C1 (ru) | Способ разработки залежей тяжелых нефтей, нефтяных песков и битумов | |
WO2007147053A2 (en) | In-situ radiofrequency heating of oil shale | |
Da Mata et al. | An overview of the RF heating process in the petroleum industry | |
US10920556B2 (en) | Using radio waves to fracture rocks in a hydrocarbon reservoir | |
RU2555731C1 (ru) | Способ разработки обводненных залежей нефти свч электромагнитным воздействием (варианты) | |
CA3059145C (en) | Method of producing hydrocarbon resources using an upper rf heating well and a lower producer/injection well and associated apparatus | |
WO2021242673A1 (en) | Using radio waves to fracture rocks in a hydrocarbon reservoir | |
SU883356A1 (ru) | Способ разработки углеводородной залежи | |
US8960285B2 (en) | Method of processing a hydrocarbon resource including supplying RF energy using an extended well portion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210414 |