Результат интеллектуальной деятельности: Способ аккумуляции холода в пласте

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтегазоконденсатных месторождений.

Вблизи добывающих нефтяных скважин, разрабатывающих подгазовые зоны, образуются зоны пониженных давлений, что приводит к образованию конусов газа. Для предотвращения прорыва газа в условиях пластов с низкой температурой может быть использовано создание гидратного барьера. Однако разработка таких залежей в большинстве случаев происходит на естественном режиме, что приводит к постепенному снижению давления в пласте и призабойной зоне даже при одинаковой депрессии. Таким образом, при постоянстве температуры и снижении давления перестают выполняться условия гидратообразования для газа, что требует дополнительного охлаждения продуктивных пластов без остановки процесса добычи нефти с целью поддержания стабильности гидратного барьера.

Известен способ аккумуляции холода в грунте [Способ аккумуляции холода в грунте, патент №2039861, опубликован 20.07.1995], включающий активное и пассивное замораживание грунта путем циркуляции хладагента в заглубленных в грунт колонках с осуществлением при активном замораживании принудительной циркуляции в двухтрубных колонках, замораживающие и питающие трубы которых предварительно соединяют соответственно с коллектором и распределителем, а коллектор подключают к насосу и охлаждающему устройству.

Недостатком данного способа является то, что данный способ предназначен для охлаждения грунта на небольших глубинах и не может быть использован в нефтедобывающих скважинах для охлаждения нефтегазоконденсатных пластов.

Известен способ предотвращения растепления [Способ предотвращения растепления околоствольного пространства скважины в зоне мерзлоты, патент №2170810, опубликован 20.07.2001], включающий добычу пластового газа из скважины, разделение его на два потока, больший из которых направляют в газопровод, а меньший охлаждают и возвращают в газопровод.

Недостатком данного способа являются невозможность применения данного способа при добыче нефти.

Преимуществом предлагаемого решения является то, что способ применим при добыче нефти из скважин, в том числе горизонтальных, вскрывающих продуктивные нефтегазоконденсатные пласты. Охлаждение пласта может быть необходимо при реализации способа разработки, основанного на создании гидратного барьера [Способ разработки месторождений нефти с газовой шапкой и низкой пластовой температурой, патент №2537721, опубликован 10.01.2015].

Сущность изобретения заключается в аккумуляции холода в газонасыщенной части пласта с целью создания гидратного барьера на границе газонефтяного контакта, либо поддержания необходимой температуры для выполнения условий гидратообразования при разработке нефтегазоконденсатных залежей с применением горизонтальных скважин.

Для аккумуляции холода в пласте используется двухтрубная компоновка в двуствольной горизонтальной скважине. Первая лифтовая труба предназначена непосредственно для добычи нефти из основного горизонтального ствола, вторая лифтовая труба предназначена для подачи на забой вспомогательного ствола хладагента, подъем которого в дальнейшем будет осуществляться по затрубному пространству.

Технический результат - повышение нефтеотдачи нефтегазоконденсатных месторождений за счет наличия гидратного барьера на границе контакта газа и нефти.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что происходит постепенное охлаждение пласта за счет циркуляции хладагента по трубному и затрубному пространству, что позволяет поддерживать условия гидратообразования при снижении давления.

На фиг. 1 изображено: 1 - лифтовая труба, предназначенная для добычи нефти, 2 - лифтовая труба, предназначенная для закачки хладагента, 3 - расходомер, 4 - насос, 5 - емкость, 6 – теплообменник, 7 - эксплуатационная колонна, 8 - пакер, 9 - основной горизонтальный ствол, расположенный в нефтенасыщенной части пласта, 10 - вспомогательный горизонтальный ствол, расположенный в газонасыщенной части пласта вблизи газонефтяного контакта, 11 - нагретый хладагент, 12 - охлажденный хладагент.

Способ аккумуляции холода в пласте осуществляется следующим образом: в двуствольную горизонтальную скважину, в которой основной ствол 9 расположен в нефтенасыщенной части пласта, а вспомогательный ствол 10 расположен в газонасыщенной части вблизи газонефтяного контакта, спускается лифтовая труба 1, которая изолируется от затрубного пространства пакером 8. Затем спускается вторая лифтовая труба меньшего диаметра 2. По лифтовой трубе 1 ведется добыча нефти, в то время как в лифтовую трубу 2 происходит закачка охлажденного хладагента 12. После поступления на забой вспомогательного ствола 10 происходит теплообмен между хладагентом и породой, в результате нагретый хладагент 11 возвращается по эксплуатационной колонне 7 на устье скважины. На поверхности с устья скважины хладагент попадает сначала в теплообменник 6, где происходит теплообмен с окружающей средой и охлаждение хладагента. После этого хладагент следует в емкость 5, откуда посредством насоса 4 откачивается, проходит через расходомер 3 и поступает обратно в лифтовую колонну 2.

Циркуляция хладагента продолжается до тех пор, пока технологически и экономически эффективно добывать нефть посредством данной скважины, либо пока возможно поддерживать температуру гидратообразования на забое скважины.