RU2754140C1 - Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen - Google Patents

Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen Download PDF

Info

Publication number
RU2754140C1
RU2754140C1 RU2021102352A RU2021102352A RU2754140C1 RU 2754140 C1 RU2754140 C1 RU 2754140C1 RU 2021102352 A RU2021102352 A RU 2021102352A RU 2021102352 A RU2021102352 A RU 2021102352A RU 2754140 C1 RU2754140 C1 RU 2754140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
steam
production
injection
wells
Prior art date
Application number
RU2021102352A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Евгеньевич Щесняк
Андрей Валерьевич Осипов
Анатолий Павлович Рыжков
Александр Александрович Варга
Марс Магруфович СУФИЯРОВ
Иосиф Семенович Ледович
Александр Георгиевич Соломатин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority to RU2021102352A priority Critical patent/RU2754140C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754140C1 publication Critical patent/RU2754140C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry, in particular to steam-thermal methods for the production of high-viscosity oil and natural bitumen. The method includes drilling a horizontal production well near the bottom of the formation, drilling a horizontal injection well above a horizontal production well parallel to it in a vertical plane at a minimum distance from the roof of the formation, pumping steam into the injection well and taking liquid from the production well. To create a hydrodynamic connection between the producing and injection wells, steam-cyclic well treatments are carried out. When steam is injected into the upper well, liquid is taken from the lower well, and when liquid is taken from the upper well, steam is injected into the lower well, the moment of establishing a hydrodynamic connection between the injection and production wells is fixed, and steam is continuously pumped into the upper injection well and products are taken from the lower production well until the end of the period of production of the displacement element.
EFFECT: oil production increases, the amount of produced water decreases, the steam-oil ratio decreases during the development of deposits, the rate of production of deposits increases.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и направлено на увеличение технологической эффективности разработки залежей тяжелой нефти или природного битума путем нагнетания в залежь водяного пара.The invention relates to the oil industry and is aimed at increasing the technological efficiency of the development of deposits of heavy oil or natural bitumen by injecting water vapor into the deposit.

Известен способ разработки залежей тяжелой нефти или природного битума, включающий бурение горизонтальной добывающей скважины вблизи подошвы пласта, бурение выше нее в той же вертикальной плоскости параллельно добывающей скважине нагнетательной горизонтальной скважины на расстоянии, обеспечивающем возможность создания гидродинамической связи между скважинами для инициирования процесса дренирования, закачку пара в нагнетательную скважину и отбор жидкости из добывающей скважины (RU 2643056 С1, опубл. 30.01.2018). В способе также бурят дополнительную нагнетательную скважину над горизонтальной нагнетательной скважиной параллельно ей в вертикальной плоскости на минимальном расстоянии от кровли пласта с учетом технической возможности выдержать траекторию скважины без проходки по вышележащим породам, фиксируют момент установления гидродинамической связи между верхней нагнетательной и добывающей скважинами, после чего прекращают закачку пара в нижнюю нагнетательную скважину и начинают закачивать пар в верхнюю нагнетательную скважину до завершения периода выработки элемента вытеснения.There is a known method for the development of heavy oil or natural bitumen deposits, including drilling a horizontal production well near the bottom of the formation, drilling above it in the same vertical plane parallel to the production well of an injection horizontal well at a distance that makes it possible to create a hydrodynamic connection between the wells to initiate the drainage process, steam injection into the injection well and withdrawal of fluid from the production well (RU 2643056 C1, publ. 30.01.2018). The method also drills an additional injection well above the horizontal injection well parallel to it in the vertical plane at a minimum distance from the formation top, taking into account the technical ability to maintain the well trajectory without drilling through the overlying rocks, fix the moment of establishing a hydrodynamic connection between the upper injection and production wells, and then stop steam injection into the lower injection well and start to pump steam into the upper injection well before the completion of the period of the expulsion element.

Недостатком данного способа является бурение дополнительной скважины, сопровождающееся значительным увеличением капитальных и операционных затрат, значительными временными затратами для создания гидродинамической связи между нижними добывающей и нагнетательной скважинами посредством прогрева пласта. Кроме этого, нижняя пара скважин (добывающая и нагнетательная) находятся на предельно малом расстоянии порядка 5 м друг от друга, поскольку при большем расстоянии между скважинами период установления первичной гидродинамической связи существенно удлиняется. На фиг. 2 показана зависимость времени прогрева кондуктивным теплопереносом посредством циркуляции водяного пара по стволам добывающей и нижней нагнетательной скважин, из которого видно, что при расстоянии 5 м требуется 6 месяцев для установления гидродинамической связи, при расстоянии между скважинами 10 м время установления гидродинамической связи составляет уже 3.3 года, а при 20 м - 19.4 года. Поэтому обычно на практике расстояние между добывающей и нагнетательной скважинами при парогравитационном дренировании пласта не превышает 5-6 м, что приводит к невозможности создания значительной репрессии на пласт и достижения высокого значения приемистости нагнетательных скважин из-за риска прямого прорыва нагнетаемого пара в нижнюю добывающую скважину. В связи с этим создание гидродинамической связи между верхней нагнетательной и нижней добывающей скважинами занимает значительное время, что приводит к увеличению сроков разработки элемента пласта.The disadvantage of this method is the drilling of an additional well, accompanied by a significant increase in capital and operating costs, significant time costs for creating a hydrodynamic connection between the lower production and injection wells by heating the formation. In addition, the lower pair of wells (production and injection) are located at an extremely small distance of about 5 m from each other, since with a greater distance between the wells, the period of establishing the primary hydrodynamic connection is significantly lengthened. FIG. 2 shows the dependence of the heating time by conductive heat transfer through the circulation of water vapor along the shafts of the production and lower injection wells, from which it can be seen that at a distance of 5 m it takes 6 months to establish a hydrodynamic connection, with a distance between wells of 10 m, the time of establishing a hydrodynamic connection is already 3.3 years , and at 20 m - 19.4 years. Therefore, in practice, in practice, the distance between the production and injection wells during steam-gravity drainage of the formation does not exceed 5-6 m, which leads to the impossibility of creating significant repression on the formation and achieving a high value of injection wells injectivity due to the risk of direct breakthrough of the injected steam into the lower production well. In this regard, the creation of a hydrodynamic connection between the upper injection and lower production wells takes a significant amount of time, which leads to an increase in the development time of a reservoir element.

Известен способ разработки залежи высоковязких нефтей и битумов, включающий строительство добывающей скважины с вскрытым горизонтальным участком в продуктивном пласте и нагнетательной скважины с профилем, параллельным и аналогичным профилю добывающей скважины, но расположенным над ней в том же продуктивном пласте, закачку теплоносителя в нагнетательную скважину и отбор продукции пласта из добывающей скважины, отличающийся тем, что на расстоянии 180-200 м в продуктивном пласте бурят аналогичную и параллельную пару горизонтальных скважин, причем между добывающими горизонтальными скважинами равномерно располагают две нижние добывающие скважины с горизонтальными участками, параллельными горизонтальным участкам добывающих скважин, а между нагнетательными - одну верхнюю добывающую скважину с горизонтальным участком, параллельным горизонтальным участкам нагнетательных скважин, после чего все скважины используют под закачку теплоносителя в виде перегретого пара до создания парогазовой камеры над нагнетательными скважинами, после чего добывающие нижние и верхнюю скважины переводят под отбор нагретой продукции. RU 2439305 С1, опубл. 10.01.2012.There is a known method for the development of a deposit of high-viscosity oils and bitumen, including the construction of a production well with an opened horizontal section in the productive formation and an injection well with a profile parallel and similar to the profile of the production well, but located above it in the same productive formation, pumping a coolant into the injection well and withdrawing production from a production well, characterized in that a similar and parallel pair of horizontal wells are drilled at a distance of 180-200 m in the productive formation, and two lower production wells are evenly spaced between the horizontal production wells with horizontal sections parallel to the horizontal sections of the production wells, and between injection - one upper production well with a horizontal section parallel to the horizontal sections of injection wells, after which all wells are used for pumping a coolant in the form of superheated steam until a steam-gas chamber is created. ad by injection wells, after which the producing lower and upper wells are transferred to the selection of heated products. RU 2439305 C1, publ. 10.01.2012.

Основным недостатком данного способа является невозможность создания гидродинамической связи между скважинами путем одновременной закачки во все скважины, поскольку при одновременной закачке без отбора продукции давление в залежи быстро повышается, уменьшается репрессия на пласт и приемистость скважин уменьшается до нулевых значений. Кроме этого, недостатком данного способа является бурение дополнительных скважин, сопровождающееся значительным увеличением капитальных и операционных затрат при их эксплуатации.The main disadvantage of this method is the impossibility of creating a hydrodynamic connection between the wells by simultaneous injection into all wells, since with simultaneous injection without product withdrawal, the pressure in the reservoir rises rapidly, the repression to the reservoir decreases and the injectivity of the wells decreases to zero values. In addition, the disadvantage of this method is the drilling of additional wells, accompanied by a significant increase in capital and operating costs during their operation.

Ближайшим по технической сути аналогом предлагаемого способа является способ разработки вязкого углеводородного сырья, который предусматривает бурение в залежи двух параллельных горизонтальных скважин, расположенных в одной вертикальной плоскости на небольшом расстоянии, и вытеснение нефти паром за счет механизма гравитационного дренирования. Причем верхняя горизонтальная скважина используется для нагнетания пара, а нижняя скважина используется для откачки жидкости, содержащей нефть. US 4344485 А, опубл. 17.08.1982. - прототип.The closest technical analogue of the proposed method is a method of developing a viscous hydrocarbon feedstock, which involves drilling two parallel horizontal wells in the reservoir, located in the same vertical plane at a short distance, and displacing oil with steam due to the gravity drainage mechanism. Moreover, the upper horizontal well is used for steam injection, and the lower well is used for pumping out a liquid containing oil. US 4344485 A, publ. 08/17/1982. - prototype.

Существенным недостатком ближайшего аналога является то, что при его применении на залежах тяжелой нефти или природного битума требуется проводка нагнетательной и добывающей скважин на предельно малом расстоянии порядка 5 м друг от друга, как рекомендует в своей монографии автор патента (Butler R.M. Thermal recovery of oil and bitumen. - Prentice Hall, 1991, или P.M. Батлер. «Горизонтальные скважины для добычи нефти, газа и битумов». - М. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010. - 536 с.), а также другие авторы (Антониади Д.Г. «Настольная книга по термическим методам добычи нефти», Краснодар: «Советская Кубань», 2000; Зарипов А.Т. «Создание исследование комплекса технологий для эффективной разработки мелкозалегающих залежей тяжелой нефти с применением термического воздействия на продуктивный пласт», диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Бугульма, 2015; Ибатуллин Т.Р. «Повышение эффективности технологии парогравитационного воздействия и оптимизация ее параметров на основе управления компонентным составом закачиваемого флюида», диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2010), при этом снижается величина допустимой репрессии и приемистости нагнетательной скважины из-за риска прямого прорыва нагнетаемого пара в добывающую скважину. Особенно это проявляется в трещиноватых коллекторах, где прорывы пара по трещинам увеличивают паронефтяной фактор и вызывают необходимость снижать темпы закачки пара, тем самым снижая темпы разработки месторождения.A significant drawback of the closest analogue is that when it is used on deposits of heavy oil or natural bitumen, it is required to drill injection and production wells at an extremely small distance of about 5 m from each other, as the author of the patent (Butler RM Thermal recovery of oil and bitumen. - Prentice Hall, 1991, or PM Butler. "Horizontal wells for the production of oil, gas and bitumen." - M. - Izhevsk: Institute of Computer Research, Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", 2010. - 536 p.), as well as other authors (Antoniadi D.G. "Handbook on thermal methods of oil production", Krasnodar: "Soviet Kuban", 2000; Zaripov A.T. on a productive reservoir ", dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences, Bugulma, 2015; Ibatullin T.R." Increasing the efficiency of steam technology gravitational action and optimization of its parameters based on the control of the component composition of the injected fluid ", dissertation for the degree of candidate of technical sciences, Moscow, 2010), while the value of the permissible repression and injectivity of the injection well decreases due to the risk of direct breakthrough of the injected steam into the production well ... This is especially evident in fractured reservoirs, where steam breakthrough through fractures increases the steam-oil ratio and makes it necessary to reduce the rate of steam injection, thereby reducing the rate of field development.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение энергетической эффективности разработки залежей тяжелой нефти или природного битума паром, увеличение добычи нефти, снижение объемов попутно добываемой воды, снижение паронефтяного отношения, увеличение темпа выработки залежей тяжелой нефти или природного битума.The technical result of the proposed invention is to increase the energy efficiency of the development of deposits of heavy oil or natural bitumen with steam, increase oil production, reduce the volume of produced water, decrease the steam-oil ratio, increase the rate of production of deposits of heavy oil or natural bitumen.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе разработки залежей тяжелой нефти или природного битума, предусматривающем бурение горизонтальной добывающей скважины, бурение горизонтальной нагнетательной скважины над горизонтальной добывающей скважиной параллельно ей в вертикальной плоскости, закачку пара в нагнетательную скважину и отбор жидкости из добывающей скважины, согласно изобретению нагнетательную скважину размещают вблизи кровли пласта, добывающую - в подошве пласта, а гидродинамическую связь между добывающей и нагнетательной скважинами создают посредством пароциклических обработок скважин (ПЦОС), причем при проведении пароциклических обработок закачку и отбор в верхнюю скважину производят в противофазе с нижней скважиной, т.е. при закачке пара в верхнюю скважину производят отбор жидкости из нижней скважины, а при отборе жидкости из верхней скважины производят закачку пара в нижнюю скважину, прекращают пароциклические обработки скважин после установления гидродинамической связи между нагнетательной и добывающей скважинами и начинают непрерывно закачивать пар в верхнюю нагнетательную скважину и отбирать продукцию из нижней добывающей скважины до завершения периода выработки элемента разработки. При проведении пароциклических обработок для ускорения создания гидродинамической связи между скважинами в верхнюю скважину можно закачивать горячую воду, а в нижнюю скважину - пар с максимальной степенью сухости. Кроме этого, при проведении пароциклических обработок темп закачки теплоносителя в нижнюю скважину может превышать темп закачки теплоносителя в верхнюю скважину, также совместно с паром в нижнюю скважину можно закачивать инертный или углеводородный газ.The claimed technical result is achieved by the fact that in a method for the development of deposits of heavy oil or natural bitumen, which involves drilling a horizontal production well, drilling a horizontal injection well above a horizontal production well parallel to it in the vertical plane, injecting steam into the injection well and withdrawing fluid from the production well, according to According to the invention, the injection well is placed near the top of the formation, the production well is at the bottom of the formation, and the hydrodynamic connection between the production and injection wells is created by means of cyclic steam treatment of wells (PCOS), and when carrying out cyclic steam treatments, injection and withdrawal into the upper well is performed in antiphase with the lower well, t .e. when injecting steam into the upper well, fluid is withdrawn from the lower well, and when fluid is withdrawn from the upper well, steam is injected into the lower well, the cyclic steam treatment of the wells is stopped after the establishment of a hydrodynamic connection between the injection and production wells and steam is continuously injected into the upper injection well and withdraw products from the lower production well before the end of the development period. When carrying out cyclic steam treatments, to accelerate the creation of a hydrodynamic connection between wells, hot water can be pumped into the upper well, and steam with a maximum degree of dryness can be pumped into the lower well. In addition, when carrying out cyclic steam treatments, the rate of injection of the coolant into the lower well may exceed the rate of injection of the coolant into the upper well, and inert or hydrocarbon gas can also be injected into the lower well together with steam.

Существенным является то, что нагнетательную скважину располагают вблизи кровли пласта, добывающую - в подошве пласта, а гидродинамическую связь между скважинами создают посредством ПЦОС, причем при проведении ПЦОС закачку и отбор в верхнюю скважину производят в противофазе с нижней скважиной, т.е. при закачке пара в верхнюю скважину производят отбор жидкости из нижней скважины, а при отборе жидкости из верхней скважины производят закачку пара в нижнюю скважину.It is essential that the injection well is located near the top of the formation, the production well is at the bottom of the formation, and the hydrodynamic connection between the wells is created by means of a DSP, and during DSP, injection and withdrawal into the upper well is performed in antiphase with the lower well, i.e. when injecting steam into the upper well, the liquid is withdrawn from the lower well, and when the liquid is withdrawn from the upper well, steam is injected into the lower well.

Также существенным является то, что при проведении ПЦОС темп закачки теплоносителя в нижнюю скважину превышает темп закачки теплоносителя в верхнюю скважину.It is also significant that when conducting the DSP, the rate of injection of the coolant into the lower well exceeds the rate of injection of the coolant into the upper well.

Также существенным является то, что при проведении пароциклических обработок для ускорения создания гидродинамической связи между скважинами в верхнюю скважину закачивают горячую воду, а в нижнюю скважину закачивают пар с максимальной степенью сухости.It is also essential that when carrying out cyclic steam treatments, to accelerate the creation of a hydrodynamic connection between the wells, hot water is pumped into the upper well, and steam is pumped into the lower well with the maximum degree of dryness.

Также существенным является то, что для ускорения создания гидродинамической связи совместно с паром в нижнюю скважину закачивают инертный или углеводородный газ.It is also essential that to accelerate the creation of a hydrodynamic connection, together with steam, an inert or hydrocarbon gas is injected into the lower well.

Краткое описание схем и чертежейBrief description of diagrams and drawings

Фиг. 1. - схема, показывающая принцип изобретения и размещения скважин.FIG. 1. is a diagram showing the principle of the invention and well placement.

Фиг. 2. - зависимость времени прогрева кондуктивным теплопереносом посредством циркуляции водяного пара по стволам добывающей и нижней нагнетательной скважин.FIG. 2. - the dependence of the heating time by conductive heat transfer through the circulation of water vapor along the shafts of the production and lower injection wells.

Фиг. 3. - динамика накопленной добычи нефти во времени для прототипа и предлагаемого способа.FIG. 3. - dynamics of cumulative oil production over time for the prototype and the proposed method.

Предлагаемый способ разработки залежей высоковязкой нефти поясняется с помощью фиг. 1.The proposed method for the development of high-viscosity oil deposits is illustrated using Fig. 1.

Способ может быть реализован следующим образом: в залежи тяжелой нефти или природного битума бурятся две параллельные горизонтальные скважины, расположенные одна над другой: добывающая 1, нагнетательная 2. Добывающая скважина бурится на расстоянии 2 м выше подошвы пласта 3. Нагнетательная скважина бурится на расстоянии 2 м ниже кровли пласта 4.The method can be implemented as follows: in a heavy oil or natural bitumen deposit, two parallel horizontal wells are drilled, located one above the other: production 1, injection 2. A production well is drilled at a distance of 2 m above the bottom of the formation 3. An injection well is drilled at a distance of 2 m below the top of seam 4.

Между добывающей и нагнетательной скважинами создается гидродинамическая связь путем проведения пароциклических обработок скважин, причем при проведении ПЦОС закачку и отбор в верхнюю скважину производят в противофазе с нижней скважиной, т.е. при закачке пара в верхнюю скважину производят отбор жидкости из нижней скважины, а при отборе жидкости из верхней скважины производят закачку пара в нижнюю скважину. При этом темп закачки теплоносителя в нижнюю скважину превышает темп закачки теплоносителя в верхнюю скважину. При проведении пароциклических обработок для создания гидродинамической связи между скважинами в верхнюю скважину закачивают горячую воду, а в нижнюю скважину закачивают пар с максимальной степенью сухости. Для ускорения создания гидродинамической связи между скважинами при проведении ПТОС совместно с паром в нижнюю скважину закачивают инертный или углеводородный газ.A hydrodynamic connection is created between the production and injection wells by means of cyclic steam treatment of the wells; moreover, during the DSP, injection and withdrawal into the upper well is performed in antiphase with the lower well, i.e. when injecting steam into the upper well, the liquid is withdrawn from the lower well, and when the liquid is withdrawn from the upper well, steam is injected into the lower well. In this case, the rate of injection of the coolant into the lower well exceeds the rate of injection of the coolant into the upper well. When carrying out cyclic steam treatments to create a hydrodynamic connection between the wells, hot water is pumped into the upper well, and steam is pumped into the lower well with the maximum degree of dryness. In order to accelerate the creation of a hydrodynamic connection between the wells during the PTOS, an inert or hydrocarbon gas is injected into the lower well together with steam.

Вследствие высоких темпов закачки пара при проведении ПЦОС, последние позволяют быстрее устанавливать гидродинамическую связь между скважинами. Также установление гидродинамической связи между верхней нагнетательной и нижней добывающей посредством ПЦОС происходит быстрее и по сравнению с нагнетанием пара в дополнительную нагнетательную скважину, расположенную в непосредственной близости от добывающей скважины (патент RU 2643056 С1, опубл. 30.01.2018), поскольку темп закачки пара в последнем случае ограничен из-за риска прямого прорыва нагнетаемого пара в добывающую скважину.Due to the high rates of steam injection during the DSP, the latter make it possible to quickly establish a hydrodynamic connection between wells. Also, the establishment of a hydrodynamic connection between the upper injection and lower production wells by means of the CSP is faster and in comparison with steam injection into an additional injection well located in the immediate vicinity of the production well (patent RU 2643056 C1, published on 01/30/2018), since the rate of steam injection into the latter case is limited due to the risk of direct breakthrough of the injected steam into the production well.

В результате проведения ПЦОС в объеме пласта возникает зона вытеснения 5, заполненная паром, паровым конденсатом и остаточной нефтью, которая со временем растет в объеме, при этом ее граница 6 приближается к кровле пласта, вблизи которой располагается верхняя нагнетательная скважина.As a result of the DSPP, a displacement zone 5 appears in the reservoir volume, filled with steam, steam condensate and residual oil, which grows in volume over time, while its boundary 6 approaches the reservoir top, near which the upper injection well is located.

После установления гидродинамической связи между нагнетательной скважиной и добывающей скважиной ПЦОС прекращается и начинается закачка пара в нагнетательную скважину. При этом увеличивается массовый расход закачиваемого пара.After the establishment of a hydrodynamic connection between the injection well and the production well, the CSP stops and steam injection into the injection well begins. This increases the mass flow rate of the injected steam.

За счет большего удаления нагнетательной скважины от добывающей скважины (по сравнению с прототипом) интенсивность перетока пара в добывающую скважину снижается, что позволяет увеличить темп закачки и ускорить выработку нефти из пласта.Due to the greater removal of the injection well from the production well (in comparison with the prototype), the intensity of steam flow into the production well is reduced, which makes it possible to increase the injection rate and accelerate the production of oil from the formation.

При этом пар за счет своей низкой плотности не стремится прорваться к добывающей скважине, а распространяется вдоль кровли пласта, обеспечивая равномерное вытеснение нефти от кровли к подошве. В результате, в отбираемой жидкости увеличивается доля нефти, снижается доля парового конденсата и, как следствие, увеличивается дебит по нефти и снижается отношение количества выносимой из пласта тепловой энергии к количеству добываемой нефти.At the same time, steam, due to its low density, does not tend to break through to the production well, but spreads along the top of the formation, ensuring uniform displacement of oil from the top to the bottom. As a result, the proportion of oil in the withdrawn fluid increases, the proportion of steam condensate decreases and, as a consequence, the oil production rate increases and the ratio of the amount of thermal energy removed from the reservoir to the amount of oil produced decreases.

Сказанное выше является одной из главных отличительных особенностей предлагаемого способа, т.к. при разнесении двух скважин по вертикали практически на всю толщину пласта (которая может достигать 30…50 и более метров), существенно нивелируется возможность развития канальной связи рассматриваемых двух скважин через трещины или высокопроницаемые разности пласта.The above is one of the main distinctive features of the proposed method, since when the two wells are vertically spaced practically over the entire thickness of the formation (which can reach 30 ... 50 and more meters), the possibility of the development of channel communication between the two wells under consideration through cracks or highly permeable formation differences is significantly leveled.

В подтверждение заявляемого технического результата приводится сопоставительный расчет технологических показателей реализации ближайшего по технической сути аналога (прототипа) и предлагаемого способа, выполненный с помощью специализированного гидродинамического симулятора CMG STARS.In support of the claimed technical result, a comparative calculation of technological indicators for the implementation of the closest analogue (prototype) in technical essence and the proposed method, performed using a specialized hydrodynamic simulator CMG STARS, is provided.

Геолого-гидродинамическая модель пласта соответствует характерным условиям битумной залежи. Вязкость нефти в пластовых условиях составляет 10 000 мПа⋅с. Толщина пласта составляет 36 м. Проницаемость пласта составляет 1 Дарси. Расчетный вариант ближайшего аналога предлагаемого способа предполагает расположение добывающей скважины длиной 400 м на расстоянии 2 м выше подошвы пласта и расположение нагнетательной скважины длиной 400 м в той же вертикальной плоскости на расстоянии 5 м выше добывающей скважины. В варианте прототипа устанавливают гидродинамическую связь между скважинами посредством прогрева межскважинного пространства за счет кондуктивного теплопереноса путем циркуляции водяного пара по стволам добывающей и нагнетательной скважин в течение 6 месяцев. После чего начинают непрерывно нагнетать пар в нагнетательную скважину и добывать продукцию из добывающей скважины до момента окончания разработки, который определяется падением дебита нефти ниже уровня 5 т/сут.The geological and hydrodynamic model of the formation corresponds to the characteristic conditions of the bitumen deposit. The viscosity of oil in reservoir conditions is 10,000 mPa⋅s. The thickness of the formation is 36 m. The permeability of the formation is 1 Darcy. The calculated version of the closest analogue of the proposed method assumes the location of a production well with a length of 400 m at a distance of 2 m above the bottom of the formation and the location of an injection well with a length of 400 m in the same vertical plane at a distance of 5 m above the production well. In the prototype version, a hydrodynamic connection is established between the wells by heating the interwell space due to conductive heat transfer by circulating water vapor through the shafts of the production and injection wells for 6 months. Then they start to continuously inject steam into the injection well and produce products from the production well until the end of development, which is determined by the drop in oil production below 5 tons / day.

Расчетный вариант предлагаемого способа предполагает наличие добывающей скважины, расположенной идентично добывающей скважине по варианту ближайшего аналога (прототипа) предлагаемого способа на расстоянии 2 м выше подошвы пласта длиной 400 м, и нагнетательной скважины длиной 400 м, расположенной в той же вертикальной плоскости на 2 м ниже кровли пласта.The calculated version of the proposed method assumes the presence of a production well located identically to the production well according to the version of the closest analogue (prototype) of the proposed method at a distance of 2 m above the bottom of the formation 400 m long, and an injection well 400 m long located in the same vertical plane 2 m below the top of the reservoir.

Расчеты показывают, что организация закачки пара в верхнюю нагнетательную скважину с отбором из нижней добывающей скважины для достижения требуемого технического результата без проведения ПЦОС на обоих скважинах не возможна из-за высоких фильтрационных сопротивлений пласта. Для достижения требуемого технического результата требуется проведение пароциклических обработок скважин с закачкой пара на обеих скважинах в противофазе (т.е. при закачке пара в верхнюю скважину производят отбор жидкости из нижней скважины, а при отборе жидкости из верхней скважины производят закачку пара в нижнюю скважину) в течение 6 месяцев.Calculations show that the organization of steam injection into the upper injection well with withdrawal from the lower production well in order to achieve the required technical result without performing the DSP in both wells is not possible due to the high filtration resistance of the formation. To achieve the required technical result, it is required to conduct cyclic steam treatments of wells with steam injection in both wells in antiphase (i.e., when steam is injected into the upper well, fluid is withdrawn from the lower well, and when fluid is withdrawn from the upper well, steam is injected into the lower well) within 6 months.

В том случае, если при проведении ПЦОС темп закачки пара в нижнюю скважину превышает темп закачки пара в верхнюю скважину превышает в 2 раза, то продолжительность установления гидродинамической связи между скважинами сокращается до 5 месяцев.In the event that the rate of steam injection into the lower well exceeds the rate of steam injection into the upper well by a factor of 2 during the QSP, the duration of establishing a hydrodynamic connection between the wells is reduced to 5 months.

В том случае, если при проведении ПЦОС в верхнюю скважину закачивается горячая вода, а в нижнюю скважину закачивается пар со степенью сухости 0.95 д.ед. с темпом в 2 раза большим, чем в верхнюю скважину, продолжительность установления гидродинамической связи между скважинами сокращается до 3.7 месяцев.In the event that hot water is pumped into the upper well during the QSP, and steam is pumped into the lower well with a dryness degree of 0.95 unit fraction. at a rate 2 times higher than in the upper well, the duration of establishing a hydrodynamic connection between the wells is reduced to 3.7 months.

В том случае, если при проведении ПЦОС в верхнюю скважину закачивается горячая вода, а в нижнюю скважину закачивается пар со степенью сухости 0.95 д.ед. совместно с метаном и темпом закачки парогазовой смеси в 2 раза большим, чем в верхнюю скважину, продолжительность установления гидродинамической связи между скважинами сокращается до 3.0 месяцев.In the event that hot water is pumped into the upper well during the QSP, and steam is pumped into the lower well with a dryness degree of 0.95 unit fraction. together with methane and the rate of injection of the steam-gas mixture is 2 times higher than in the upper well, the duration of establishing a hydrodynamic connection between the wells is reduced to 3.0 months.

После установления гидродинамической связи между скважинами ПЦОС прекращают и начинают непрерывно закачивать пар в верхнюю нагнетательную скважину, и отбирать продукцию из нижней добывающей скважины.After the establishment of a hydrodynamic connection between the wells, the CSPs are stopped and they begin to continuously pump steam into the upper injection well, and withdraw the product from the lower production well.

На фиг. 3 приведены динамика накопленной добычи нефти во времени для прототипа и предлагаемого способа.FIG. 3 shows the dynamics of cumulative oil production over time for the prototype and the proposed method.

Итоговая накопленная добыча предлагаемого способа составила 290.9 тыс. тонн, что на 7.1% больше аналогичного показателя ближайшего аналога (271.1 тыс. тонн). Накопленный объем попутно добытой воды в предлагаемом способе составил 788.8 тыс. тонн, что на 6.7% меньше аналогичного показателя при реализации ближайшего аналога, который составил 845.1 тыс. тонн. Паронефтяное отношение при реализации предлагаемого способа составило 2,7 т/т, что на 12.7% меньше аналогичного показателя при реализации ближайшего аналога, который составил 3,1 т/т. Период выработки элемента вытеснения при реализации предлагаемого способа составил 85.2 месяца, что на 13.4% меньше аналогичного показателя при реализации ближайшего аналога, который составил 98.4 месяцев. Таким образом подтвержден заявляемый технический результат.The total cumulative production of the proposed method amounted to 290.9 thousand tons, which is 7.1% more than the same indicator of the closest analogue (271.1 thousand tons). The accumulated volume of produced water in the proposed method amounted to 788.8 thousand tons, which is 6.7% less than the same indicator for the sale of the closest analogue, which amounted to 845.1 thousand tons. The steam-oil ratio in the implementation of the proposed method was 2.7 t / t, which is 12.7% less than in the implementation of the closest analogue, which amounted to 3.1 t / t. The period of development of the displacement element during the implementation of the proposed method was 85.2 months, which is 13.4% less than the same indicator for the implementation of the closest analogue, which was 98.4 months. Thus, the claimed technical result is confirmed.

Отметим, что рассматриваемый в примере пласт был практически однородным (не содержал вертикальных трещин или высокопроницаемых зон). При наличии таких зон в реальном пласте результаты предлагаемого способа будут еще более значительно превышать показатели способа-прототипа.Note that the reservoir considered in the example was practically homogeneous (did not contain vertical fractures or highly permeable zones). In the presence of such zones in a real reservoir, the results of the proposed method will even more significantly exceed the performance of the prototype method.

Объектами применения предлагаемого изобретения могут являться все залежи тяжелой нефти и природного битума с фильтрационными сопротивлениями пласта, препятствующими применению общераспространенных площадных тепловых методов воздействия.The objects of application of the proposed invention can be all deposits of heavy oil and natural bitumen with filtration resistances of the formation, which prevent the use of widespread areal thermal treatment methods.

Claims (4)

1. Способ разработки залежей тяжелой нефти или природного битума, предусматривающий бурение горизонтальной добывающей скважины, бурение горизонтальной нагнетательной скважины над горизонтальной добывающей скважиной параллельно ей в вертикальной плоскости, закачку пара в нагнетательную скважину и отбор жидкости из добывающей скважины, отличающийся тем, что добывающую скважину размещают вблизи подошвы пласта, нагнетательную скважину - вблизи кровли пласта, создают гидродинамическую связь между добывающей и нагнетательной скважинами посредством пароциклических обработок скважин, причем при проведении пароциклических обработок закачку и отбор в верхнюю скважину производят в противофазе с нижней скважиной, т.е. при закачке пара в верхнюю скважину производят отбор жидкости из нижней скважины, а при отборе жидкости из верхней скважины производят закачку пара в нижнюю скважину, прекращают пароциклические обработки скважин после установления гидродинамической связи между нагнетательной и добывающей скважинами и начинают непрерывно закачивать пар в верхнюю нагнетательную скважину и отбирать продукцию из нижней добывающей скважины до завершения периода выработки элемента вытеснения.1. A method of developing heavy oil or natural bitumen deposits, providing for drilling a horizontal production well, drilling a horizontal injection well above a horizontal production well parallel to it in a vertical plane, injecting steam into an injection well and withdrawing fluid from a production well, characterized in that the production well is located near the bottom of the formation, the injection well near the top of the formation, create a hydrodynamic connection between the production and injection wells by means of cyclic steam treatment of wells; when injecting steam into the upper well, fluid is withdrawn from the lower well, and when fluid is withdrawn from the upper well, steam is injected into the lower well, the cyclic steam treatment of the wells is stopped after the establishment of a hydrodynamic connection between the injection and production wells and steam is continuously injected into the upper injection well and withdraw products from the lower production well before the end of the displacement element production period. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при проведении пароциклических обработок для создания гидродинамической связи между скважинами в верхнюю скважину закачивают горячую воду, а в нижнюю скважину закачивают пар с максимальной степенью сухости.2. The method according to claim 1, characterized in that when carrying out cyclic steam treatments to create a hydrodynamic connection between the wells, hot water is pumped into the upper well, and steam is pumped into the lower well with a maximum degree of dryness. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при проведении пароциклических обработок темп закачки теплоносителя в нижнюю скважину превышает темп закачки теплоносителя в верхнюю скважину.3. The method according to claim 2, characterized in that when carrying out cyclic steam treatments, the rate of injection of the coolant into the lower well exceeds the rate of injection of the coolant into the upper well. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при проведении пароциклических обработок совместно с паром в нижнюю скважину закачивают инертный или углеводородный газ.4. The method according to claim. 2, characterized in that when carrying out cyclic steam treatments together with steam, an inert or hydrocarbon gas is pumped into the lower well.
RU2021102352A 2021-02-02 2021-02-02 Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen RU2754140C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102352A RU2754140C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102352A RU2754140C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754140C1 true RU2754140C1 (en) 2021-08-30

Family

ID=77669843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102352A RU2754140C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754140C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779868C1 (en) * 2022-03-25 2022-09-14 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for developing high-viscosity or bituminous oil deposits using paired horizontal wells

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4344485A (en) * 1979-07-10 1982-08-17 Exxon Production Research Company Method for continuously producing viscous hydrocarbons by gravity drainage while injecting heated fluids
RU2287677C1 (en) * 2005-12-16 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for extracting oil-bitumen deposit
RU2496979C1 (en) * 2012-05-03 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of deposit of high-viscosity oil and/or bitumen using method for steam pumping to formation
RU2610966C1 (en) * 2016-01-28 2017-02-17 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Highly viscous oil or bitumen field development method
RU2643056C1 (en) * 2016-11-16 2018-01-30 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" Method for development of pools of superheavy oil or natural bitumen
RU2652245C1 (en) * 2017-03-13 2018-04-25 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for developing the bituminous oil deposit
RU2724707C1 (en) * 2020-01-14 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for development of paired horizontal wells producing high-viscosity oil

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4344485A (en) * 1979-07-10 1982-08-17 Exxon Production Research Company Method for continuously producing viscous hydrocarbons by gravity drainage while injecting heated fluids
RU2287677C1 (en) * 2005-12-16 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for extracting oil-bitumen deposit
RU2496979C1 (en) * 2012-05-03 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of deposit of high-viscosity oil and/or bitumen using method for steam pumping to formation
RU2610966C1 (en) * 2016-01-28 2017-02-17 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Highly viscous oil or bitumen field development method
RU2643056C1 (en) * 2016-11-16 2018-01-30 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" Method for development of pools of superheavy oil or natural bitumen
RU2652245C1 (en) * 2017-03-13 2018-04-25 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for developing the bituminous oil deposit
RU2724707C1 (en) * 2020-01-14 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for development of paired horizontal wells producing high-viscosity oil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779868C1 (en) * 2022-03-25 2022-09-14 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for developing high-viscosity or bituminous oil deposits using paired horizontal wells
RU2810357C1 (en) * 2023-07-19 2023-12-27 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина Method for developing superviscous oil deposits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105649588B (en) Utilize the method for SAGD production of heavy oil reservoir
RU2379494C1 (en) Highly viscous oil fields production method
CA2342955C (en) Liquid addition to steam for enhancing recovery of cyclic steam stimulation or laser-css
RU2340768C2 (en) Method of development of heavy oil or bitumen deposit with implementation of two head horizontal wells
RU2531963C1 (en) Development of thick oil or bitumen deposits
CN101089362B (en) Improved steam oil production method
RU2368767C1 (en) High-viscous and heavy oil field development method with thermal action
CA2867873C (en) Methods and systems for downhole thermal energy for vertical wellbores
RU2663532C1 (en) Method for developing high-viscosity oil
CN104453805A (en) Rapid start method for heavy oil reservoir steam assisted gravity drainage
RU2582256C1 (en) Method for development of high-viscosity oil or bitumen
RU2387819C1 (en) Method to develop sticky oil and bitumen accumulation
CN104832141A (en) Solvent-assisted horizontal well interwell communication method
CN108131124A (en) A kind of method using solvent and superheated steam assisted gravity drainage
CN108119113A (en) The method of heavy crude producing
RU2675114C1 (en) Method of super-viscous oil field development
RU2343276C1 (en) Method of development of high viscous oil deposit
US9291042B2 (en) Water injection method for assisting in recovery of heavy oil
RU2754140C1 (en) Method for developing deposits of extra-heavy oil or natural bitumen
RU2643056C1 (en) Method for development of pools of superheavy oil or natural bitumen
RU2395676C1 (en) Method of bitumen deposit development
RU2555163C1 (en) Method of high-viscosity oil field production with horizontal wells
CN107558975A (en) A kind of method for improving SAGD later development using thinner
RU2310744C1 (en) Method for heavy and/or highly-viscous hydrocarbon production from underground deposit
RU2199657C2 (en) Underground-surface method of development of high- viscosity oil deposit