Способ добычи нефти

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(76) Подобед Виктор СергеевичМартынов Евгений Яковлевич(56)1677272 А 1, 15.09.19912122109 С 1,27.10.19972136859 С 1, 10.09.19992137916 С 1, 20.09.19992001252 С 1, 15.10.19932047746 С 1, 10.11.19952103486 С 1, 27.01.19983952800 , 27.04.19764049053 А,20.09.19775184678 , 09.02.1993 Сургучев М.Л. и др. Гидродинамическое, акустическое, тепловое и циклическое воздействие на нефтяные пласты(57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат изобретения - повышение нефтеотдачи пласта, интенсификация и стабильность дебита нефти, снижение себестоимости и вытеснение остаточной нефти. Для этого в способе добычи нефти, включающем вскрытие системой добывающих и нагнетательных скважин продуктивного пласта и воздействие на него колебаниями давления, возбуждаемыми погружными установкамиамплитудой, не превышающей усталостной прочности породы на растяжение, согласно изобретению, продуктивный пласт вскрывают на величину (50-80)его мощности, а колебания давления в виде акустического потока возбуждают в нефтяном пласте с помощью акустических скважинных устройств, которые погружают в нагнетательные скважины на глубину вскрытия пласта после того, как нагнетательные скважины заполнят нефтью и установят в них естественное пластовое давление, и которыми создают величину избыточного пластового давления, обеспечивающую расчетный дебит нефти и поддержание пластового давления на естественном уровне, при этом отбор нефти производят до падения давления не ниже давления насыщения, по мере проработки пласта, осуществляют постепенный подъем скважинного устройства, а восстановление пластового давления осуществляют закачкой сухого газа в газовую шапку, причем элементом системы размещения скважин является равносторонний треугольник, в центре которого размещают добывающую, а по вершинам - нагнетательные скважины. 14473 Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для месторождений различных типов строения, а также для добычи истощенных и трудноизвлекаемых запасов нефти. Известны способы добычи нефти посредством вытеснения ее из продуктивного пласта нагнетанием в залежь воды, например, . .1527990,1994. Недостатком этого широко применяемого способа воздействия на пласт является нарастание обводненности нефтяных пластов, достигающей за несколько лет эксплуатации 90 , одновременно с этим происходит трансформация нефти в газовую шапку, величина которой достигает (40-50), эти факторы переводят скважины в разряд низкодебитных, а извлечение нефти может составить (20-30) начальных запасов. Известен способ добычи нефти из слоистой нефтеводоносной залежи, . .1677272, 1991, в котором для цели нефтеизвлечения используют колебания давления, а средой для их передачи служит водоносный пласт, расположенный ниже нефтяного и имеющий по сравнению с ним повышенное пластовое давление. Амплитуда колебаний давления не превышает предела усталостной прочности породы на растяжение. Возбуждают колебания с помощью погружной электроцентробежной установки в процессе отбора жидкости. Недостатком этого способа является то, что он подходит не ко всем залежам, а только для конкретного типа месторождения, в частности, при наличии соседних нефтяного и водоносного пластов. Задачей предлагаемого способа является устранение таких недостатков как переформирование и обводненность нефтяных пластов, и вместе с тем повышение нефтеотдачи, интенсификация и стабильность дебита нефти, снижение себестоимости добычи, а также обеспечение вытеснения остаточной нефти на месторождениях с различной структурой запасов и в низкопродуктивных пластах. Поставленная задача решается за счет того, что в способе добычи нефти, включающем вскрытие нефтяного пласта системой добывающих и нагнетательных скважин, воздействие на продуктивный пласт колебаниями давления, возбуждаемых погружными установками, с амплитудой, не превышающей усталостной прочности породы на растяжение, продуктивный пласт вскрывают на величину(50-80) его мощности, а колебания давления в виде акустического потока возбуждают в нефтяном пласте с помощью погруженных в нагнетательные скважины на глубину вскрытия пласта акустических скважинных устройств, которые создают избыточное пластовое давление на величину, обеспечивающую оптимальный дебит нефти и поддержание пластового давления на естественном уровне, отбор нефти производят до падения давления в скважине не ниже давления насыщения, восстановление пластового давления осуществляют закачкой сухого газа в газовую шапку, а по мере проработки пласта осуществляют постепенный подъем скважинного 2 устройства, причем элементом системы размещения скважин является равносторонний треугольник, в центре которого размещают добывающую, а по вершинам нагнетательные скважины. Избыточное давление, создаваемое акустическим потоком, является дополнительной энергией для вытеснения нефти, способ может быть использован на любых типах месторождений с различными структурами запасов нефти и газа, не происходит ухода нефти в газовую шапку и насыщение ее водой. За счет использования акустических устройств способ экономичен и неэнергоемок, обеспечивает абсолютный выбор нефти из залежи по заранее рассчитанному дебиту, а система размещения добывающих (ДС) и нагнетательных (НС) скважин обеспечивает направление потоков нефти по кратчайшим путям из вершин равносторонних треугольников к их серединам, где равнодействующая фильтрационных скоростей равна нулю, что приводит к увеличению потенциальной энергии подъема, и нефть устремляется в ДС. Величина вскрытия пласта (50-80) его мощности выбрана из условия устранения вероятности прорыва газа или воды во время добычи. Продуктивный пласт вскрывают ДС перфорацией 75 мощности пласта, располагая участок с перфорацией симметрично по толщине пласта, затем пласт вскрывают НС под размещение в них скважинных акустических устройств перфорацией 80 мощности пласта, располагая ее аналогично симметрично. Элементом системы размещения скважин является равносторонний треугольник, в центре которого расположена ДС, а в его вершинах НС. Газовую шапку вскрывают скважиной для закачки сухого газа с целью компенсации отбора продукта и поддержания пластового давления , до уровня не ниже давления насыщения нефти газом в период эксплуатации газонефтяной залежи (ГНЗ). После того как НС заполнятся нефтью и установится естественное пластовое давление, в них опускают акустические скважинные устройства, включают их на определенную частоту и мощность, рассчитанную для обеспечения необходимого дебита нефти и начинают добычу. По мере снижения давления в скважинах его повышают закачкой сухого газа через НС в газовую шапку. Критерием для корректировки мощности акустического воздействия служит отклонение дебита от расчетного значения, а скважинные акустические устройства постепенно поднимают по мере проработки пластов. До прекращения нефтедобычи газ из НЗ не отбирают для предотвращения трансформации нефтяного пласта в газовую шапку. Особенностью предлагаемого способа является осуществление эксплуатации ГНЗ при естественном дренировании за счет упругой энергии аккумулированной пластовым флюидом и коллекторами и поддержание упругой энергии в процессе добычи нефти за счет закачки газа и дополнительной энергии, вводимой в нефтяной пласт акустической аппаратурой,размещенной в НС. Акустический поток, создаваемый комплексом акустической аппаратуры, несет в 14473 себе потенциальную энергию акустического давления, всегда избыточного по отношению к пластовому давлению среды, в которой он работает, и кинетическую энергию продольных и поперечных волн этой среды. По мере распространения акустического потока акустическое давление изменяется, что приводит к образованию градиента давления и созданию направленной фильтрации флюида от контура питания к ДС. Излучаемая в нефтяной пласт акустическая энергия повышает упругость системы. Пример конкретного выполнения способа. Давление акустического воздействия Р 0 в точках,удаленных от его источника, определяется по формуле 0/ 4 2 , где Р 0 - избыточное давление акустического воздействия (звука) на расстоянии от источника, Па Р - мощность источника акустического воздействия на среду, Вт с 144 х 104 (кГ сек/м 3) - акустическое сопротивление среды- расстояние от источника акустического воздействия, м. При мощности источника акустического воздействия на среду Р 1000 Вт, рассчитанные по формуле значения давление звука Р 0 в точках, расположенных на расстоянии г от него, приведены в таблице. Расстояние от источника акустического воздействия, г (м) Давление, создаваемое акустическим воздействием, Р 0 (Па) 100 107 150 71,3 200 53,5 350 30,5 Из таблицы видно, что с увеличением расстояния избыточное акустическое давление изменяется,что является главным условием течения флюида. Пример расчета мощности акустического излучателя для получения расчетного дебита 40 м 3/сутки при длине акустического устройства 2 м и характеристике перфоратора 10 см 2 перфорационных отверстий на 1 м перфорационного интервала. Скоростьпрохода (фильтрации) нефти 40 м 3/сутки через сечение перфорационных отверстий вычисляют по формуле 23,2 см/сек,8640086400 102 где- скорость прохода (фильтрации) нефти,см/сек- требуемый дебит нефти, м 3/сутки 86400 сек - количество секунд в сутках 10 см 2 - площадь перфорационных отверстий на 1 погонном метре 12 м - длина акустического скважинного устройства тогда гидравлический напор, соответствующий избыточному давлению Р 0, создающий скорость фильтрациичерез добывающую скважину, будет равен 2 23,2 2, отсюда 010 3 100,269 10 226,9 Па,гдегидравлический напор, создающий скорость фильтрации , м- скорость прохода (фильтрации) нефти,см/сек Р 0 - избыточное давление акустического воздействия, соответствующее гидравлическому напору,Па 103 кГ/м 3 плотность нефти (округленное значение) 10100 см/сек 2 - ускорение свободного падения. Таким образом Р 026,9 (Па) это избыточное давление акустического воздействия для требуемого дебита 40 м 3/сутки. Из таблицы видно, что мощность аппаратуры,равная Р 1000 Вт, создает избыточное давление в среде Р 030,5 (Па) на расстоянии 350 м, поэтому на этом расстоянии мощности аппаратуры будет достаточно для получения дебита 40 м 3/сутки на добывающей скважине с учетом потерь, находящейся в окружении нагнетательных скважин. Очевидно,что, изменяя сетку скважин в меньшую сторону или увеличивая мощность аппаратуры, можно соответственно получить увеличение дебита до необходимой величины. В обводненных пластах нефть смешана с водой,и чтобы получить дебит нефти 40 м 3/сутки в чистом виде при обводненности 80 , нужно увеличить добычу смеси до 200 м 3/сутки, а соответственно и мощность акустической аппаратуры, поэтому для обводненных пластов дебит чистой нефти снижается, однако в этом случае, эффективность использования способа заключается в том, что улучшается подвижность остаточной нефти и повышается процент ее окончательного выбора. За счет этого дополнительно повышается по сравнению с известными способами нефтеотдача, а также вместе с тем и интенсификация процесса - возбуждение пласта на расстоянии от 0,1 до 150 м происходит в зависимости от глубины нахождения акустического устройства от 2,5 мин до 6 часов. Акустическая аппаратура, помещенная в НС, не должна создавать акустическое давление, которое превышает 24104 МПа, т. е. в 20-30 раз должна быть меньше усталостной прочности пород на растяжение. Акустический поток, излучаемый в продуктивный слой, не только повышает упругость системы,3 14473 но и уменьшает вязкость флюида, разрушает асфальтены и парафины, увеличивает проницаемость и создает условия выхода нефти из пор. Восстанавливается подвижность остаточной нефти. Себестоимость способа снижается за счет более высокого КПД акустических установок по сравнению с существующими центробежными насосами(нагнетательными системами). Применение данного способа даст возможность забрать остаточную нефть из истощенных залежей,а также использовать его для трудноизвлекаемых запасов, которые в сумме составляют около 95 ,например, для Сургутского месторождения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи нефти, включающий вскрытие системой добывающих и нагнетательных скважин продуктивного пласта и воздействие на него колебаниями давления, возбуждаемыми погружными устройствами, с амплитудой, не превышающей усталостной прочности породы на растяжение, отличающийся тем, что продуктивный пласт покрывают на величину 50-80 его мощности, а колебания давления в виде акустического потока возбуждают в нефтяном пласте с помощью акустических скважинных устройств, которые погружают в нагнетательные скважины на глубину вскрытия пласта после того, как нагнетательные скважины заполнят нефтью и установят в них естественное пластовое давление, и которыми создают величину избыточного пластового давления, обеспечивающую расчетный дебит нефти и поддержание пластового давления на естественном уровне, при этом отбор нефти производят до падения давления не ниже давления насыщения, по мере проработки пласта осуществляют постепенный подъем скважинного устройства, а восстановление пластового давления осуществляют закачкой сухого газа в газовую шапку. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементом системы размещения скважин является равносторонний треугольник, в центре которого размещают добывающую, а по краям нагнетательные скважины.