Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ, ПОДСТИЛАЕМОЙ ВОДОЙ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве и эксплуатации добывающих горизонтальных скважин на нефтяных залежах с подошвенной водой.

Известен способ изоляции пластовых вод в горизонтальных нефтяных скважинах, включающий бурение многозабойной нефтяной скважины с горизонтальными стволами в одной вертикальной плоскости, из которых один горизонтальный ствол располагают в нефтенасыщенной части пласта, второй горизонтальный ствол - в водонасыщенной части ниже водонефтяного контакта, производят зарезку третьего горизонтального ствола на уровень водонефтяного контакта между имеющимися стволами, при этом воронка депрессии, создаваемая каждым стволом, не достигает близлежащего ствола (патент РФ №2182965, кл. Е21В 43/32, Е21В 33/13, опубл. 27.05.2002).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ изоляции пластовых вод в нефтяных скважинах, включающий размещение горизонтального канала в нефтенасыщенной части пласта в одной вертикальной плоскости с горизонтальным каналом в водонасыщенной части на расстоянии от водонефтяного контакта, определяемом в зависимости от расстояния между каналами, значений вязкости отбираемых из пласта жидкостей и геометрических параметров профиля скважины (патент РФ №2145665, кл. Е21В 43/32, опубл. 20.02.2000 - прототип).

Общим недостатком известных способов является необходимость отбора из горизонтальных стволов, размещенных в водонасыщенном пласте, огромного количества пластовой воды, что на заключительных стадиях разработки нефтяной залежи становится нерентабельным.

В предложенном изобретении решается задача сокращения объемов добываемой попутной пластовой воды, снижения обводненности добываемой продукции.

Задача решается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, подстилаемой водой, включающем закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, отбор пластовой продукции через добывающие скважины, проводку горизонтальных стволов нефтедобывающей скважины в одной вертикальной плоскости и отбор добываемой продукции через горизонтальные стволы, согласно изобретению, проводку первого горизонтального ствола выполняют в нефтенасыщенном пласте вблизи от водонефтяного контакта и второго горизонтального ствола в верхней части нефтенасыщенного пласта длиной, меньшей длины первого горизонтального ствола, перфорацию первого горизонтального ствола в горизонтальной плоскости, закачку в первый горизонтальный ствол водоизолирующего материала, имеющего плотность больше плотности нефти и меньше плотности пластовой воды и создающего барьер для протекания пластовой воды при контакте с пластовой водой, и одновременную закачку во второй горизонтальный ствол нефти с одинаковым давлением и расходом, при которых закачивают водоизолирующий материал, до начала схватывания водоизолирующего материала, прекращение закачки и проведение технологической выдержки и отбор нефти через второй горизонтальный ствол скважины.

Сущность изобретения

При разработке нефтяной залежи при отборе нефти горизонтальной добывающей скважиной происходит неизбежное обводнение добываемой продукции за счет образования конусов обводнения. Существующие способы борьбы с конусами обводнения горизонтальных добывающих скважин построены, в основном, на отборе из зоны ниже водонефтяного контакта объема пластовой воды, образующей конус обводнения. Способы хорошо работают на начальном этапе разработки, когда обводненность всего продуктивного пласта невелика. По мере обводнения продуктивного пласта объемы попутно добываемой воды становятся все значительнее и в конце концов превышают объемы добываемой нефти настолько, что разработка становится нерентабельной. В предложенном изобретении решается задача сокращения объемов добываемой попутной пластовой воды при разработке нефтяной залежи горизонтальными добывающими скважинами. Задача решается следующим образом.

При разработке нефтяной залежи, подстилаемой водой, выполняют закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, отбор пластовой продукции через добывающие скважины. В горизонтальной добывающей скважине осуществляют проводку горизонтальных стволов нефтедобывающей скважины в одной вертикальной плоскости. Проводку первого горизонтального ствола выполняют в нефтенасыщенном пласте вблизи от водонефтяного контакта и второго горизонтального ствола в верхней части нефтенасыщенного пласта длиной, меньшей длины первого горизонтального ствола, как правило на 30-50 м. Обсаженный или не обсаженный первый горизонтальный ствол подвергают перфорации в горизонтальной плоскости. Вариантами перфорации в горизонтальной плоскости могут быть нарезание щелей пескоструйным воздействием через форсунки для щелевой перфорации, обычная перфорация перфораторами, ориентированными кумулятивными зарядами в горизонтальной плоскости и т.п. В подготовленный таким образом горизонтальный ствол закачивают водоизолирующий материал, имеющий плотность больше плотности нефти и меньше плотности пластовой воды и создающий барьер для протекания пластовой воды при контакте с пластовой водой. Одновременно закачивают во второй горизонтальный ствол нефть с одинаковым давлением и расходом до начала проявления водоизолирующих свойств водоизолирующим материалом. Прекращают закачки и проводят технологическую выдержку для реализации водоизолирующих свойств водоизолирующим материалом. Выполняют отбор нефти через второй горизонтальный ствол скважины.

За счет того, что водоизолирующий материал имеет плотность больше плотности нефти и меньше плотности пластовой воды он после закачки в нефтяную зону, близкую к водонефтяному контакту, опускается вниз к водяной зоне, но не тонет в ней, а распределяется слоем на границе нефти и воды, т.е. строго по водонефтяному контакту. За счет того, что водоизолирующий материал взаимодействие только с пластовой водой, а не с нефтью, закачка в нижнюю часть нефтяной зоны препятствует раннему взаимодействию водоизолирующего материала с пластовой водой и преждевременному проявлению водоизолирующих свойств, т.е. набору вязкости, схватыванию и твердению материала. При порционной закачке изолирующего материала новые порции продвигаются над уже закаченными порциями по нефтяной зоне без контакта с пластовой водой до окончания распространения первых порций и взаимодействуют с пластовой водой только за зоной распространения первых порций водоизолирующего материала. За счет этого удается создать водоизолирующий барьер небольшой толщины, но большой площади.

Одновременная закачка во второй горизонтальный ствол, расположенный в нефтенасыщенном пласте, нефти с одинаковым давлением и расходом, при котором закачивают водоизолирующий материал, до начала проявления водоизолирующих свойств водоизолирующим материалом способствует растеканию водоизолирующего материала в горизонтальной плоскости в виде «блина», что увеличивает площадь распространения водоизоляционного экрана.

После прекращения закачки и проведения технологической выдержки для реализации водоизолирующих свойств водоизолирующим материалом отбирают нефть через второй горизонтальный ствол скважины. Меньшая длина второго горизонтального ствола способствует большему времени безводной добычи нефти из-за большей длины для образования конуса обводнения с торца горизонтального ствола скважины.

В качестве водоизолирующего материала используют водонабухающие полимеры, закачиваемые в виде водной дисперсии тонкого помола, силикатные материалы, способные гидролизоваться в воде, полимерные материалы м функциональными группами, реагирующими в воде с образованием сшитых полимерных систем и т.п. Плотность водоизолирующего материала как правило находится между плотностью нефти и плотностью пластовой воды, однако для регулирования плотности используют наполнители типа цемента, гипса, солей и пр.

В результате нефтеодача залежи возрастает, а объем добываемой попутной пластовой воды уменьшается.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Разрабатывается нефтяную залежь с подошвенной водой горизонтальными и вертикальными скважинами в карбонатных коллекторах, залегающих на глубине 1200 м, в отложениях кизеловского горизонта турнейского яруса нижнего карбона. На участке разработки пробурено 3 вертикальные добывающие скважины, 2 горизонтальные добывающие скважины и 2 вертикальные нагнетательные скважины. Отбирают продукцию через добывающие скважины и закачивают рабочий агент - пластовую воду через нагнетательные скважины. Весь разрез кизеловского горизонта продуктивный со средними коллекторскими свойствами: коэффициент пористости 13-15%, коэффициент продуктивности более 50*10-3, толщинпродуктивного пласта 14 м. Максимальная нефтенасыщенная толщина составляет 12 м. В нижней части пачки определен водонефтяной контакт, ниже которого залегают одновозрастные водоносные карбонатные породы. Плотность нефти составляет 0,9 г/см³, плотность пластовой воды составляет 1,18 г/см³. Проблемным моментом разработки залежей с подошвенной водой является малый период безводной эксплуатации скважин.

Из вертикальной добывающей скважины осуществляют проводку горизонтальных стволов в одной вертикальной плоскости. Проводку первого горизонтального ствола выполняют в нефтенасыщенном пласте выше водонефтяного контакта на 1 м длиной 100 м. Второй горизонтальный ствол проводят в верхней части нефтенасыщенного пласта длиной 70 м. Первый горизонтальный ствол не обсажен. Выполняют щелевую перфорацию в первом горизонтальном стволе, нарезают щели пескоструйной обработкой в горизонтальной плоскости. В подготовленный таким образом горизонтальный ствол закачивают водоизолирующий материал - водную дисперсию водонабухающего полимера - каучука бутадиен-нитрильного марки БНКС-28 АМН, в пластовой воде, имеющий плотность 1,15, т.е. несколько меньше плотности пластовой воды и создающий барьер для протекания пластовой воды при контакте с пластовой водой. Одновременно закачивают во второй горизонтальный ствол нефть. Закачку ведут с одинаковым давлением 10 МПа и расходом 3 л/с до начала проявления водоизолирующих свойств водоизолирующим материалом, т.е. в течение 1 суток. Прекращают закачки и проводят технологическую выдержку в течение 5 суток для набухания полимера. Выполняют отбор нефти через второй горизонтальный ствол скважины.

Пример 2. Выполняют как пример 1. В качестве водоизолирующего материала используют раствор алкоксихлорсилоксана в этиловом спирте.

Пример 3. Выполняют как пример 1. В качестве водоизолирующего материала используют раствор тетраэтоксисилана в диэтиленгликоле.

В результате безводный период эксплуатации добывающей скважины увеличивается с 5 месяцев до 2 лет.

Применение предложенного способа позволит решить задачу сокращения объемов добываемой попутной пластовой воды, снижения обводненности добываемой продукции.