RU2724729C1

RU2724729C1 - Development method of super-viscous oil deposit

Info

Publication number: RU2724729C1
Application number: RU2019132920A
Authority: RU
Inventors: Виталий Владимирович Емельянов; Вячеслав Николаевич Пашукевич; Ильдар Мехаматнурович Мухаметдинов
Original assignee: Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2020-06-25

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the oil-producing industry. Method of super-viscous oil deposit development includes construction of several parallel horizontal wells within one formation and separate well above parallel wells, located at approximately equal design distance from bottomhole of parallel wells, excluding heat carrier breakthrough, but allowing to create hydrodynamic connection with all wells – at a distance in plan 50±15 m to their faces. Additional wells are built parallel to separate well above horizontal shafts of parallel wells to mouth side, arranged in a row at a distance from each other, which allows uniform heating of the formation space above the parallel wells without the heat carrier breakthrough into each other. Production wells are equipped for constant monitoring of temperature sensors along the whole length. At bed heating pumping of heat carrier till formation of hydrodynamic connection is carried out to all wells through one in corresponding row, successively switching at reaching at least in one of production wells temperature close to temperature of heat carrier breakthrough. After hydrodynamic coupling is achieved, pumping of heat carrier is performed through all injection wells with periodic shutdown of injection in that well, in crossing with which at least in one of production wells temperature will be increased to temperature close to heat carrier breakthrough temperature. Pumping is resumed at temperature drop in this intersection to allowable one determined empirically.EFFECT: accelerated uniform rate of heating of productive formation without breakdown of heat carrier.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к термическим способам добычи сверхвязкой нефти и/или битума.The invention relates to the oil industry and, in particular, to thermal methods for the production of ultra-viscous oil and / or bitumen.

Известен способ разработки залежи высоковязкой нефти методом паротеплового воздействия на пласт с горизонтальными добывающими скважинами (патент RU № 2459940, МПК Е21В 43/24, опубл. 27.08.2012 в Бюл. № 24), включающий бурение горизонтальных добывающих скважин с фильтровальной (перфорированной) зоной над подошвой пласта и нагнетательных скважин, расположенных в шахматном порядке с двух сторон каждой соответствующей горизонтальной скважины, закачку теплоносителя через нагнетательные скважины и отбор продукции через добывающие скважины, причем нагнетательные скважины бурятся вертикально на расстоянии 60-80 м от горизонтальной скважины с шагом 100-200 м, причем первая от устья добывающей скважины нагнетательная скважина размещается на расстоянии 50-60 м от начала фильтровальной зоны горизонтальной скважины, при этом из каждой нагнетательной скважины методом радиального бурения бурятся длиной 100-150 м горизонтальные, равномерно расходящиеся в сторону добывающей скважины, парные перфорированные участки под углом 45-70° так, чтобы горизонтальные участки нагнетательных скважин располагались выше горизонтальной добывающей скважины на расстоянии 5-10 м, перед отбором продукции из добывающей скважины во все скважины производят закачку теплоносителя в объеме 3-5 т/м суммарной длины перфорированных участков и зоны, после перевода горизонтальной скважины под постоянный отбор продукции до перевода всех вертикальных скважин под постоянное нагнетание теплоносителя, вертикальные скважины переводят поочередно под циклические закачку пара и отбор продукции до выравнивания температуры по всей длине добывающей скважины.There is a method of developing a highly viscous oil deposit by the method of steam-thermal treatment of a formation with horizontal producing wells (patent RU No. 2459940, IPC ЕВВ 43/24, published on 08/27/2012 in Bull. No. 24), including drilling horizontal production wells with a filter (perforated) zone above the bottom of the formation and injection wells staggered on two sides of each respective horizontal well, pumping coolant through injection wells and taking products through production wells, and injection wells are drilled vertically at a distance of 60-80 m from a horizontal well in increments of 100-200 m, and the first injection well from the wellhead is located at a distance of 50-60 m from the beginning of the filter zone of a horizontal well, while from each injection well, 100-150 m long horizontal, evenly diverging towards the producing well are drilled paired perforated areas at an angle of 45-70 ° so that the horizontal sections of the injection wells are located above the horizontal production well at a distance of 5-10 m, before taking products from the production well into all wells, coolant is pumped in a volume of 3-5 t / m of the total length of perforated sections and zones, after transferring a horizontal well for continuous production selection before transferring all vertical wells for continuous injection of coolant, vertical wells are transferred alternately for cyclic steam injection and production selection until the temperature is equalized along the entire length of the producing well.

Недостатками этого способа являются узкая область применения из-за возможности использовать прогрев для одной добывающей скважины, так как наличие угла у горизонтальных стволов нагнетательных скважин для других горизонтальных скважин не обеспечивает равномерный прогрев, сложность реализации, так как бурение из одной вертикальной скважины двух горизонтальных стволов в определенном направлении и под определенным углом очень сложная и дорогостоящая операция, при этом радиальное бурение горизонтальных стволов методом радиального бурения трудно подается регулировке как по направлению так и по высоте, что значительно снижает эффективность и равномерность прогрева залежи над добывающей скважиной, а прогрев ведется без контроля температуры, что может привести к прорыву теплоносителя - пара в добывающую скважину.The disadvantages of this method are the narrow scope because of the ability to use heating for one production well, since the angle of the horizontal wells of injection wells for other horizontal wells does not provide uniform heating, the complexity of implementation, since drilling from two vertical wells from one vertical well in a certain direction and at a certain angle is a very complicated and expensive operation, while radial drilling of horizontal shafts by the method of radial drilling is difficult to adjust both in direction and height, which significantly reduces the efficiency and uniformity of heating the deposits above the producing well, and heating is carried out without temperature control , which can lead to a breakthrough of the coolant - steam into the producing well.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки залежи высоковязкой нефти (патент RU № 2695206, МПК Е21В 43/24, E21B 7/04, опубл. 22.07.2019 в Бюл. № 21), включающий строительство в пределах одного пласта параллельных горизонтальных скважин и отдельной скважины, расположенной на примерно равном расчетном расстоянии от забоев параллельных скважин, исключающем прорыв теплоносителя, но позволяющем создать гидродинамическую связь со всеми скважинами, закачку теплоносителя во все скважины с прогревом пласта и образование гидродинамической связи между параллельными скважинами и отдельной скважиной, перевод под закачку теплоносителя нагнетательных скважин и отбор продукции из добывающей скважины, причем отдельную скважину строят над параллельными скважинами на расстоянии в плане 50±15 м до их забоев, причем отдельную скважину оборудуют колонной с муфтами, размещаемыми в точках пересечений в плане с нижними горизонтальными скважинами, диаметр муфт подбирают исходя из потребностей закачки пара для нижних горизонтальных скважин, после прогрева пласта и создания гидродинамической связи параллельные скважины переводят в добывающие для отбора продукции, а отдельную скважину - в нагнетательную для закачки теплоносителя, причем закачку теплоносителя осуществляют на всех этапах при давлении, исключающем нарушение целостности породы залежи.The closest in technical essence is the method of developing a highly viscous oil reservoir (patent RU No. 2695206, IPC ЕВВ 43/24, E21B 7/04, published on July 22, 2019 in Bull. No. 21), including the construction of parallel horizontal wells within the same layer and a separate well located at an approximately equal calculated distance from the bottom of parallel wells, eliminating the breakthrough of the coolant, but allowing you to create a hydrodynamic connection with all the wells, pumping coolant into all the wells with heating the formation and the formation of a hydrodynamic connection between parallel wells and a separate well, transferring the coolant to be injected injection wells and selection of products from the producing well, and a separate well is built above parallel wells at a distance of 50 ± 15 m in plan to their bottoms, and a separate well is equipped with a column with couplings placed at the intersection points in the plan with lower horizontal wells, the diameter of the couplings is selected based on consumer steam injection for lower horizontal wells, after the formation is heated up and hydrodynamic connection is created, parallel wells are transferred to production wells for product selection, and a separate well is injected into the production wells for the coolant injection, and the coolant is injected at all stages at a pressure that eliminates the violation of the integrity of the reservoir rock.

Недостатками данного способа являются большие временные затраты на прогрев пласта залежи и выход на промышленную добычу, так как начальный прогрев ведется в основном параллельными скважинами, при этом сложно поддерживать равномерный прогрев по всей длине параллельных скважин во время добычи из-за малой площади перекрытия с отдельной перпендикулярной скважиной, являющейся нагнетательной, причем прогрев пласта через отдельную скважину ведется без контроля температуры, что может привести в прорыву теплоносителя в параллельные скважины.The disadvantages of this method are the large time costs for heating the reservoir and entering industrial production, since the initial heating is carried out mainly by parallel wells, while it is difficult to maintain uniform heating along the entire length of parallel wells during production due to the small overlap area with a separate perpendicular well, which is an injection well, and the formation is heated through a separate well without temperature control, which can lead to a breakthrough of the coolant in parallel wells.

Технической задачей является создание способа разработки залежи сверхвязкой нефти, позволяющего в ускоренном темпе и с контролем температуры в параллельных скважинах прогреть продуктивный пласт залежи за счет нескольких дополнительных - нагнетательных скважин, которые будут обеспечивать при отборе продукции параллельными скважинами равномерную температуру над этими скважными по всей длине.The technical task is to create a method for the development of a super-viscous oil deposit, which allows to heat up the reservoir at an accelerated pace and with temperature control in parallel wells due to several additional - injection wells, which will ensure uniform temperature over these wells over the entire length when selecting products in parallel wells.

Техническая задача решается способом разработки залежи сверхвязкой нефти, включающим строительство в пределах одного пласта залежи ряд параллельных горизонтальных скважин и отдельной скважины, расположенной на примерно равном расчетном расстоянии от забоев параллельных скважин, исключающем прорыв теплоносителя, но позволяющем создать гидродинамическую связь со всеми скважинами, закачку теплоносителя во все скважины с прогревом пласта и образование гидродинамической связи между параллельными скважинами и отдельной скважиной, после прогрева пласта и создания гидродинамической связи перевод под закачку теплоносителя нагнетательную - отдельную скважину и отбор продукции из добывающих - параллельных скважин, причем отдельную скважину строят над параллельными скважинами на расстоянии в плане 50±15 м до их забоев, причем закачку теплоносителя осуществляют на всех этапах при давлении, исключающем нарушение целостности породы залежи.The technical problem is solved by the method of developing an extra-viscous oil reservoir, including the construction of a number of parallel horizontal wells and a separate well within a single reservoir, located at approximately the same estimated distance from the bottom of the parallel wells, eliminating breakthrough of the coolant, but allowing to create a hydrodynamic connection with all wells, pumping coolant in all wells with heating the formation and the formation of a hydrodynamic connection between parallel wells and a separate well, after heating the formation and creating a hydrodynamic connection, transfer an injection well - a separate well and select products from production - parallel wells, with a separate well being built above parallel wells at a distance in the plan of 50 ± 15 m before their faces, moreover, the coolant is pumped at all stages at a pressure that excludes violation of the integrity of the reservoir rock.

Новым является то, что параллельно отдельной скважине над горизонтальными стволами параллельных скважин в сторону устья строят дополнительные нагнетательные скважины, располагаемые в ряд на расстоянии друг от друга, позволяющим равномерно прогревать пространство пласта над параллельными скважинами без прорыва теплоносителя друг в друга, при этом добывающие скважины оборудуют для постоянного контроля датчиками температуры по всей длине, при этом при прогреве пласта закачку теплоносителя до образования гидродинамической связи ведут во все скважины через одну в соответствующем ряду, последовательно переключая при достижении хотя бы в одной из добывающих скважин температуры, близкой к температуре прорыва теплоносителя, а после достижения гидродинамической связи закачку теплоносителя осуществляют через все нагнетательные скважины с периодическим отключением нагнетания в той скважине, в пересечении с которой хотя бы в одной их добывающих скважин температура повысится до близкой к температуре прорыва теплоносителя, и возобновлением закачки при снижении температуры в этом пересечении до допустимой, определяемой эмпирическим путем.New is that in parallel to a separate well above the horizontal boreholes of parallel wells towards the wellhead, additional injection wells are built, arranged in a row at a distance from each other, which allows uniformly warming up the space of the formation above parallel wells without breaking the coolant into each other, while producing wells are equipped for constant monitoring by temperature sensors along the entire length, in this case, during heating of the formation, the coolant is pumped to form a hydrodynamic connection to all wells through one in the corresponding row, sequentially switching when at least one of the producing wells reaches a temperature close to the coolant breakout temperature, and after reaching the hydrodynamic connection, the coolant is pumped through all injection wells with a periodic shutdown of injection in that well, at the intersection of which at least in one of the producing wells the temperature rises to close to the temperature a breakthrough of the coolant, and the resumption of injection with a decrease in temperature at this intersection to an acceptable, determined empirically.

Новым является также то, что при строительстве скважин в местах пересечения скважин в плане нагнетательные скважины и/или добывающие скважины оборудуют непроницаемыми для теплоносителя патрубками или участками обсадной колонны длиной, исключающий неконтролируемый прорыв при нагнетании теплоносителя в соответствующую скважину.Also new is the fact that during the construction of wells at the intersection of wells in plan, injection wells and / or production wells are equipped with nozzles or sections of casing that are impermeable to the coolant, excluding uncontrolled breakthrough when the coolant is injected into the corresponding well.

На фиг. 1 изображена схема расположения скважин, вид сверху (в плане).In FIG. 1 shows a diagram of the location of the wells, a top view (in plan).

На фиг. 2 изображена схема расположения скважины, вид сбоку.In FIG. 2 shows a well layout, side view.

Способ разработки залежи сверхвязкой нефти включает строительство в пределах одного пласта 1 (фиг. 2) залежи ряд параллельных горизонтальных скважин 2 (фиг. 1), 3, 4, 5, 6, 7 и 8 и отдельной скважины 9, расположенной на примерно равном расчетном расстоянии 50±15 м от забоев параллельных скважин 2-8 и выше их на расстоянии h (равным 5-15 м для месторождений РТ). Параллельные скважины 2-8 (фиг. 1) являются добывающими после прогрева пласта 1 и строятся на расстоянии друг от друга a (равным 100±20 м для месторождений Республики Татарстан - РТ). Параллельно отдельной скважине 9 над горизонтальными стволами параллельных скважин 2 - 8 в сторону устья строят дополнительные нагнетательные скважины 10 - 14, располагаемые в ряд на расстоянии друг от друга b (равным 250±50 м для месторождений РТ), позволяющим равномерно прогревать пространство пласта над параллельными скважинами 2-8 без прорыва теплоносителя (это перегретый до температуры 200°С пар для месторождений РТ) друг в друга. Скважины 2 - 14 строятся так, что позволяют добиться равномерного прогрев пласта 1 над скважинами 1 - 8 и позволяет создать гидродинамическую связь со всеми скважинами 2 - 14. При этом добывающие скважины 2 - 8 оборудуют для постоянного контроля датчиками температуры (не показаны) по всей длине. Теплоноситель для прогрева пласта 1 (фиг. 2) закачивают при давлении, исключающем нарушение целостности породы залежи, до образования гидродинамической связи во все скважины 2 (фиг. 1), 4, 6, 8 и 9, 11, 13 через одну в соответствующем ряду, последовательно переключая закачку на скважины 3, 5, 7 и 10, 12, 14 при достижении хотя бы в одной из добывающих скважин 2, 4, 6 или 8 (3, 5, или 7) температуры, близкой к температуре прорыва теплоносителя. После достижения гидродинамической связи между скважинами 2 - 14 закачку теплоносителя осуществляют через все нагнетательные скважины 9 - 14 с периодическим отключением нагнетания в той скважине 9, 10, 11, 12, 13 или 14, в пересечении 15 с которой хотя бы в одной их добывающих скважин 2, 3, 4, 5, 6, 7, или 8 температура повысится до близкой к температуре (равной 90 - 95°С для месторождений РТ) прорыва теплоносителя, и возобновлением закачки при снижении температуры (равной 65 - 75°С для месторождений РТ) в этом пересечении 15 до допустимой, определяемой эмпирическим путем.A method for developing a super-viscous oil reservoir involves the construction of a number of parallel horizontal wells 2 (FIG. 1), 3, 4, 5, 6, 7 and 8 and a separate well 9 located at approximately equal to the estimated a distance of 50 ± 15 m from the bottom of parallel wells 2-8 and above them at a distance h (equal to 5-15 m for RT deposits). Parallel wells 2-8 (Fig. 1) are producing wells after warming up the reservoir 1 and are built at a distance from each other a (equal to 100 ± 20 m for the deposits of the Republic of Tatarstan - RT). Parallel to a separate well 9 above the horizontal shafts of parallel wells 2-8, additional injection wells 10-14 are built towards the mouth, arranged in a row at a distance from each other b (equal to 250 ± 50 m for RT deposits), allowing uniform heating of the formation space above parallel wells 2-8 without a breakthrough of the coolant (this is steam overheated to a temperature of 200 ° C for deposits of the Republic of Tatarstan) into each other. Wells 2 - 14 are constructed in such a way that they allow uniform heating of formation 1 above wells 1 - 8 and allows you to create a hydrodynamic connection with all wells 2 - 14. At the same time, production wells 2 - 8 are equipped for constant monitoring by temperature sensors (not shown) throughout length. The coolant for heating the reservoir 1 (Fig. 2) is pumped at a pressure that eliminates the violation of the integrity of the rock of the reservoir until a hydrodynamic connection is formed in all wells 2 (Fig. 1), 4, 6, 8 and 9, 11, 13 through one in the corresponding row , sequentially switching the injection to wells 3, 5, 7 and 10, 12, 14 when at least one of the producing wells reaches 2, 4, 6 or 8 (3, 5, or 7) a temperature close to the breakthrough temperature of the coolant. After reaching the hydrodynamic connection between wells 2-14, the coolant is pumped through all injection wells 9-14 with a periodic shutdown of injection in that well 9, 10, 11, 12, 13, or 14, at the intersection of 15 with which at least one of their producing wells 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, the temperature rises to close to the temperature (equal to 90 - 95 ° C for RT deposits), the coolant breakthrough, and the resumption of injection with a decrease in temperature (equal to 65 - 75 ° C for RT deposits ) at this intersection 15 to the permissible, determined empirically.

В случаях очень близкого расположения нагнетательных скважин 9 - 14 над добывающими скважинами 2 - 8 при строительстве скважин 2 - 14 в местах пересечения 15 скважин 2 - 8 и 9 - 14 в плане нагнетательные скважины 9 - 14 и/или добывающие скважины 2 - 8 оборудуют непроницаемыми для теплоносителя патрубками или участками обсадной колонны длиной (равной 10 - 20 м для месторождений РТ, на фигурах не показаны), исключающий неконтролируемый прорыв при нагнетании теплоносителя в соответствующую скважину.In cases of very close proximity of injection wells 9 to 14 above production wells 2 to 8 during construction of wells 2 to 14 at the intersection of 15 wells 2 to 8 and 9 to 14 in plan, injection wells 9 to 14 and / or production wells 2 to 8 are equipped impermeable to the coolant pipes or sections of the casing string length (equal to 10 - 20 m for RT deposits, not shown in the figures), excluding uncontrolled breakthrough when the coolant is injected into the corresponding well.

Так как нагнетательные скважины 9 - 14 используются в количестве более одной и по всей длине добывающих скважин 2 - 8, то пропорционально количеству скважин 9 - 14 сокращается время прогрева пласта 1 (фиг. 2) залежи, что также позволяет поддерживать равномерную температуру по всей длине добывающий скважин 2 - 8, а постоянный контроль за температурой на всем протяжении горизонтальных стволов скважин 2 - 8 полностью исключает прорыв теплоносителя в эти скважины 2 - 8.Since injection wells 9-14 are used in an amount of more than one and along the entire length of production wells 2-8, then, in proportion to the number of wells 9-14, the heating time of reservoir 1 (Fig. 2) of the reservoir is reduced, which also allows maintaining a uniform temperature along the entire length producing wells 2-8, and constant temperature control throughout the horizontal boreholes 2-8 completely eliminates the breakthrough of the coolant in these wells 2-8.

Предлагаемый способ разработки залежи сверхвязкой нефти позволяет в ускоренном темпе и с контролем температуры в параллельных скважинах прогреть продуктивный пласт залежи за счет нескольких дополнительных - нагнетательных скважин, которые обеспечивают при отборе продукции параллельными скважинами равномерную температуру над этими скважными по всей длине без прорыва теплоносителя.The proposed method for the development of a super-viscous oil reservoir allows warming up the reservoir at an accelerated pace and with temperature control in parallel wells due to several additional injection wells, which ensure a uniform temperature over these wells during the selection of products in parallel wells over the entire length without breaking the coolant.

Claims

1. A method of developing a reservoir of super-viscous oil, including the construction within the same reservoir of a series of parallel horizontal wells and a separate well located at approximately the same estimated distance from the bottom of parallel wells, eliminating breakthrough of the coolant, but allowing to create a hydrodynamic connection with all wells, pumping coolant into all wells with heating the formation and the formation of a hydrodynamic connection between parallel wells and a separate well, after heating the formation and creating a hydrodynamic connection, transfer an injection-separate well to pump the coolant and select products from production-parallel wells, with a separate well being built above parallel wells at a distance of a plan of 50 ± 15 m before their faces, moreover, the coolant is pumped at all stages at a pressure that eliminates the violation of the integrity of the rock of the deposit, characterized in that in parallel to a separate well above horizontal trunks Additional injection wells are built towards the mouth of the wells, arranged in a row at a distance from each other, which allows the formation space to be warmed uniformly over parallel wells without breaking the coolant into each other, while the production wells are equipped for constant monitoring by temperature sensors along the entire length, when the formation is warming up, the coolant is pumped to form a hydrodynamic connection to all wells through one in the corresponding row, sequentially switching when at least one of the producing wells reaches a temperature close to the breakthrough temperature of the coolant, and after reaching the hydrodynamic connection, the coolant is pumped through all the injection wells with periodic shutdown of injection in that well, at the intersection with which at least in one of the producing wells the temperature rises to close to the temperature of the coolant breakthrough, and resumption of injection with a decrease in temperature at this intersection to acceptable, determined empirically.

2. A method for developing a super-viscous oil deposit according to claim 1, characterized in that when constructing wells at the intersection of the wells in plan, the injection wells and / or production wells are equipped with nozzles or sections of the casing string that are not permeable to the coolant, excluding uncontrolled breakthrough when the coolant is injected into the corresponding well.