Результат интеллектуальной деятельности: Способ разработки нефтяного месторождения с низкопроницаемыми коллекторами и высокопроницаемыми пропластками

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки неоднородного нефтяного пласта с применением заводнения.

На нефтяных месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами, в пределах которых присутствует высокопроницаемый прослой, с проницаемостью много большей, чем у основной части пласта, например, месторождения с коллектором, приуроченным к Баженовской свите, Талинское месторождение и другие, вода, закачиваемая в нагнетательные скважины, очень быстро прорывается к высокопроницаемому коллектору в добывающие скважины. Так как высокопроницаемые коллекторы, как правило, являются гидрофобными, вода движется внутри них и не происходит процесса капиллярной пропитки и вытеснения нефти из основной гидрофильной части пласта. Это приводит к понижению текущей добычи нефти и снижению коэффициента извлечения нефти (КИН).

Из уровня техники известен способ, согласно которому в коллекторы с гидрофобными трещинами и гидрофильной матрицей закачивают «умную воду» (патент РФ №2609031, опублик. 30.01.2017). Такая вода меняет смачиваемость поверхности трещин с гидрофобной на гидрофильную. В этом случае происходит капиллярная пропитка матрицы породы водой и достигается высокий КИН. Однако, этот способ не всегда доступен для осуществления, поскольку «умная вода» готовится на основе морской воды и способ можно использовать, в основном на, месторождениях континентального шельфа.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому способу является способ разработки нефтяного месторождения с неоднородными коллекторами и трудноизвлекаемыми запасами нефти (патент РФ №2215128, опублик. 27.10.2003). В представленном способе по данным геолого-промыслового анализа и результатам эксплуатации скважин выявляют низкопроницаемые зоны с трудноизвлекаемыми запасами нефти, формируют систему заводнения за счет закачки воды в низкопроницаемые зоны и вытеснения оттуда нефти в высокопроницаемые зоны, для чего большинство стволов нагнетательных скважин для закачки воды располагают в низкопроницаемых зонах путем бурения горизонтальных нагнетательных скважин или зарезки боковых горизонтальных стволов преимущественно из малодебитных вертикальных добывающих скважин.

Предлагаемый способ

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эффективности разработки неоднородного нефтяного пласта, увеличении дебита скважин по нефти, повышении коэффициента извлечения нефти.

При разработке способа было принято во внимание известное свойство низкопроницаемых коллекторов: высокие величины капиллярного давления, доходящие до десятков атмосфер. В связи с этим вода, поступающая из нагнетательных скважин, запустит механизм капиллярной пропитки и вытеснения нефти в высокопроницаемые пропластки, что будет способствовать увеличению дебитов скважин и повышению КИН.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки нефтяных месторождений с низкопроницаемыми коллекторами, содержащими высокопроницаемые пропластки, осуществляют выявление низкопроницаемых зон с трудноизвлекаемыми запасами нефти, формирование системы заводнения за счет закачки воды в низкопроницаемые зоны и вытеснения оттуда нефти в высокопроницаемые зоны путем капиллярной пропитки, для чего бурят стволы нагнетательных скважин для закачки воды в низкопроницаемые зоны и далее осуществляют закачку воды при расходе 1-10 м³/сут для поддержания давления на забое нагнетательной скважины на 0,1-0,5 МПа выше пластового.

Оптимальный расход закачиваемой воды для создания капиллярного эффекта при закачке в низкопроницаемый коллектор, а также необходимую разность значений между пластовым давлением и давлением на забое скважины для создания оптимального расхода, определяют путем гидродинамического моделирования.

Пример осуществления способа разработки нефтяного месторождения с пористым коллектором с низкой проницаемостью 0,01-10 мд и высокопроницаемыми пропластками описан ниже.

Нагнетательные скважины бурят для закачки воды в низкопроницаемые зоны вдали от высокопроницаемого пропластка (на расстоянии нескольких десятков метров от зон с высокой проницаемостью). Схема расположения как добывающих, так и нагнетательных скважин определяется проектом разработки месторождения. При этом нагнетательные скважины могут быть наклонными, горизонтальными, многоствольными, с гидроразрывом и без гидроразрыва пласта. Лучший результат можно получить, используя технологию Fishbones, позволяющую увеличить охват нефтенасыщенных участков. Далее выбирают участок пласта размером 2-3 км по длине и ширине. Для этого участка строится секторная геолого-гидродинамическая модель, которая настраивается на историю разработки участка. Если история разработки участка имеется, то есть ранее были определены фильтрационно-емкостные параметры пласта (включая фазовые проницаемости) и показатели разработки, в том числе добыча нефти и пластовой жидкости, значение пластового и забойного давлений, то используют эти параметры при построении геолого-гидродинамической модели. Если разрабатывается новый участок и истории разработки нет, то принимаются средние значения по участкам-аналогам. Далее на выбранной скважине моделируют закачку воды в зону с низкой проницаемостью. Воду закачивают при перепаде давления между пластовым и забойным в 0,1 или 0,3 или 0,5 или 0,7 или 1 или 1,5 или 2 МПА, при этом фиксируя расход закачиваемой в скважину жидкости для каждой разности в давлениях. На симуляторе рассчитывают, как меняется дебит окружающих добывающих скважин примерно за несколько лет в зависимости от выбранных условий закачки жидкости. Также осуществляют наблюдение за фронтом продвижения воды. По результатам наблюдений вносят коррективы и выбирают условия закачки жидкости в скважину, при которых достигается максимальная величина КИН.

Значения расхода нагнетаемой воды и давления в соответствии с проведенными исследованиями и их влияние на коэффициент извлечения нефти продемонстрированы в таблице 1.

Таблица 1

Как следует из приведенных данных, наилучшие результаты достигаются при низком расходе закачиваемой воды в пределах 1-10 м³/сут при давлении на забое нагнетательной скважины, обеспечивающим репрессию 0,2-0,5 МПа.

Таким образом, в результате комплексного подхода к проблемам добычи трудноизвлекаемых запасов нефти из неоднородных коллекторов разработан способ, позволяющий повысить эффективность вторичных способов разработки таких месторождений и повысить уровень текущей добычи нефти.