способ строительства скважины для эксплуатации продуктивного пласта нефтяного или газового месторождения

Формула изобретения

1. Способ строительства скважины для эксплуатации продуктивного пласта нефтяного или газового месторождения, включающий бурение эксплуатационной скважины, формирование в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины, по крайней мере, одного яруса основной дренажной системы путем забуривания из эксплуатационной скважины выше продуктивного пласта горизонтальных стволов и проводки последних в радиальном направлении, отличающийся тем, что для предотвращения быстрого обводнения скважины перед началом ее эксплуатации полости горизонтальных стволов изолируют от полости эксплуатационной скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины на одном уровне с основной дренажной системой формируют, по крайней мере, одну дополнительную дренажную систему.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины формируют, по крайней мере, один дополнительный ярус основной и/или дополнительной дренажных систем.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полости эксплуатационной скважины и горизонтальных стволов в продуктивном пласте дополнительно связывают путем гидравлического разрыва пласта.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед изоляцией полости эксплуатационной скважины от полости горизонтальных стволов в последних устанавливают фильтр.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед изоляцией полости эксплуатационной скважины от полости горизонтальных стволов в последних размещают пористый олеофильный гидрофобный материал.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разработки месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых путем бурения эксплуатационных и горизонтальных скважин в продуктивном пласте.

Известен способ строительства скважины для эксплуатации продуктивного горизонта нефтяного или газового месторождения, включающий бурение эксплуатационной скважины с радиальными ответвлениями в продуктивном пласте (см., например, патент США №4519463, Е 21 В 7/08, опубл. 1985 г.).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что оно не может быть использовано для эксплуатации продуктивных пластов, содержащих подошвенную воду, так как последняя, обладая меньшей вязкостью по сравнению с нефтью, будет собираться в эксплуатационной колонне, в результате чего вместо нефти в скважине будет вода.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ разработки залежи нефти, в котором раскрыт способ строительства скважины, включающий бурение эксплуатационной скважины, забуривание из ее полости системы горизонтальных дренажных стволов и проводку их в продуктивном пласте, по крайней мере, на одном уровне (см., например, Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодкий К.М., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. - М.: Недра, 1997 г., с.150-152, фиг.4.10).

В известном способе в процессе эксплуатации дренажные стволы гидравлически связаны с основным стволом эксплуатационной скважины. При этом максимальная депрессия в пласте создается в области, непосредственно примыкающей к дренажным стволам. Поэтому наличие подошвенной воды приведет к быстрому обводнению дренажных стволов и отсечению области питания основного ствола эксплуатационной скважины от нефтяного контура.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и долговечности работы скважины, а также интенсивности извлечения нефти из пласта за счет увеличения контура питания скважины и предупреждения обводнения скважины.

Поставленная задача решается в способе строительства скважины для эксплуатации продуктивного пласта нефтяного или газового месторождения, включающем бурение эксплуатационной скважины, формирование в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины, по крайней мере, одного яруса основной дренажной системы путем забуривания из эксплуатационной скважины выше продуктивного пласта горизонтальных стволов и проводки последних в радиальном направлении за счет того, что для предотвращения быстрого обводнения скважины перед началом ее эксплуатации полости горизонтальных стволов изолируют от полости эксплуатационной скважины.

А также за счет того, что в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины на одном уровне с основной дренажной системой формируют, по крайней мере, одну дополнительную дренажную систему.

А также за счет того, что в продуктивном пласте в контуре питания эксплуатационной скважины формируют, по крайней мере, один дополнительный ярус основной и/или дополнительной дренажных систем.

А также за счет того, что полости эксплуатационной скважины и горизонтальных стволов основной и/или дополнительной дренажных систем в продуктивном пласте дополнительно связывают путем гидравлического разрыва пласта.

А также за счет того, что перед изоляцией полости эксплуатационной скважины от полости горизонтальных стволов в последних устанавливают фильтр.

А также за счет того, что перед изоляцией полости эксплуатационной скважины от полости горизонтальных стволов в последних размещают пористый олеофильный гидрофобный материал.

На фиг.1 и 2 показаны примеры осуществления предлагаемого способа строительства скважины.

Способ строительства скважины для эксплуатации продуктивного пласта нефтяного или газового месторождения осуществляется следующим образом.

С основания 1 бурят эксплуатационную скважину 2 в продуктивный пласт 3. Затем из эксплуатационной скважины 2 на уровне выше продуктивного пласта 3 последовательно забуривают горизонтальные стволы 4 и проводят их в продуктивный пласт 3, формируя в нем основную дренажную систему на одном уровне. Длина горизонтальных стволов 4 в продуктивном пласте является величиной расчетной. Расположение горизонтальных стволов 4 на одном уровне может быть различным. Например, вокруг эксплуатационной скважины 2.

В зависимости от конкретных условий в продуктивном пласте 3 может быть сформировано несколько дополнительных дренажных систем, расположение которых является расчетным. Причем дренажные системы, как основная, так и дополнительная, могут быть расположены в продуктивном пласте как в одной плоскости, то есть на одном уровне, так и на разных уровнях. В этом случае образуется так называемые ярусы. Причем по результатам расчета в продуктивном пласте может быть сформировано необходимое количество ярусов дренажных систем.

Горизонтальные стволы 4 формируют двухъярусную дренажную систему, причем для повышения эффективности нефтеотдачи продуктивного пласта 3 на этом же уровне может быть сформирована, по крайней мере, одна дополнительная дренажная система, которая образуется путем забуривания из эксплуатационной скважины горизонтальных стволов 5 (фиг.1) и проводки их в продуктивный пласт 3 вне зоны расположения основной дренажной системы, образованной горизонтальными стволами 4. Например, как показано на фиг.2.

Дополнительная дренажная система расположена на расчетном расстоянии от основной дренажной системы и имеет в продуктивном пласте, по крайней мере, два яруса горизонтальных стволов 5. Перед началом эксплуатации скважины 2 полости горизонтальных стволов 4, 5 выше продуктивного пласта 3 изолируют от полости эксплуатационной скважины 2 любым известным средством, в качестве которого могут быть использованы пробки 6 и заглушки любых известных конструкций, в том числе, например, съемные или разрушаемые.

Бурение эксплуатационной скважины 2 может быть приостановлено на уровне выше продуктивного пласта 3. Затем по описанной выше технологии путем бурения горизонтальных стволов 4 и 5 формируют основную и дополнительную дренажные системы, изолируют полости горизонтальных стволов 4 и 5 от полости эксплуатационной скважины 2, после чего эксплуатационную скважину 2 углубляют (бурят) до вскрытия продуктивного пласта 3.

Полости горизонтальных стволов 4, 5 и полость эксплуатационной скважины 2 в зоне продуктивного пласта 3 в случае необходимости дополнительно могут быть гидравлически связаны путем гидроразрыва пласта.

В полости горизонтальных стволов 4, 5, расположенных в продуктивном пласте 3, могут быть установлены фильтры или может быть размещен пористый олеофильный гидрофобный материал (на чертеже не показано).

Поскольку горизонтальные стволы 4, 5 забурены над продуктивным пластом 3 и перекрыты от полости эксплуатационной скважины 2, их рабочая часть располагается в зоне отбора нефти эксплуатационной скважиной 2 и перекрывает всю близлежащую толщу продуктивного пласта 3. По горизонтальным стволам 4, 5 осуществляется подвод нефти к контуру питания эксплуатационной скважины 2. За счет этого обеспечивается эффективное и равномерное извлечение нефти из всей толщи продуктивного пласта 3.

Пример осуществления способа

Нефтяной пласт 3 мощностью 30 м расположен на глубине 2000 м. Коллектор пласта 3 представлен песчаниками. Водонефтяной контакт находится на глубине 2020 м, газа в пласте нет. С основания 1 осуществляют бурение вертикальной эксплуатационной скважины 2 до глубины 2015 м. В скважину спускают эксплуатационную колонну с известной системой окон.

Такие системы изготавливаются из стандартных обсадных труб. В трубе вырезается окно, в котором устанавливается подвижная заслонка.

Секцию обсадной трубы с окном покрывают композитным материалом, обеспечивающим герметичность обсадной колонны. Композитный материал легко разбуривается, позволяя без затруднений забуривать боковой ствол без предварительного фрезерования обсадной трубы. В эксплуатационной колонне может быть установлено любое количество окон, что обеспечивает забуривание боковых стволов на расчетной глубине. Система позволяет производить установку, ориентирование клина-отклонителя и доступ в боковые стволы или в участок эксплуатационной скважины, расположенный ниже. Ориентирование окон относительно друг друга осуществляется с помощью специального переводника при установке основной эксплуатационной колонны. Для определения взаимного ориентирования окон перед началом установки системы проводится каротаж.

Первый горизонтальный ствол 4 основной дренажной системы забуривают с глубины 1970 м по радиусу 40 м. После достижения зенитного угла 90 град. осуществляют проводку 100 м ствола по пласту 3. Забуривание следующего горизонтального ствола осуществляют со смещением в окружном направлении на 90 град. и выше первого на 8 м по стволу эксплуатационной скважины 2. Бурение искривленного интервала второго горизонтального ствола 4 производят по радиусу 48 м. Таким образом, формируют основную одноярусную дренажную систему, состоящую из 4 горизонтальных стволов 4. Каждый горизонтальный ствол 4 основной дренажной системы смещен относительно соседнего на 90 град. и имеет горизонтальный интервал длиной 100 м.

Дополнительная дренажная система также состоит из 4-х взаимно перпендикулярных стволов 5, расположенных на одном уровне, причем каждый из которых имеет горизонтальный интервал длиной 100 м.

Горизонтальные стволы 4, 5 дополнительной и основной дренажной системы смещены в окружном направлении относительно друг друга на 45 град.

Забуривание первого горизонтального ствола 5 дополнительной дренажной системы осуществляют на глубине 1862 м. По радиусу 50 производят искривление ствола до получения зенитного угла 50 град. После чего осуществляют проводку тангенциального интервала длиной 24 м, который необходим для достижения расчетной точки в продуктивном пласте 3. Вскрытие продуктивного пласта 3 производят по радиусу 300 м. На расстоянии 240 м от эксплуатационной скважины 2 переходят к бурению горизонтального интервала длиной 100 м. Аналогично по расчетной траектории осуществляют проводку остальных горизонтальных стволов 5 дополнительной дренажной системы.

После завершения бурения каждого горизонтального ствола последний обсаживается хвостовиком с фильтром. Причем в каждом горизонтальном стволе выше продуктивного пласта устанавливают пакер 6 с управляемым клапаном, который позволяет в процессе эксплуатации скважины осуществлять управление потоком пластового флюида по основной и дополнительной дренажным системам к контуру питания эксплуатационной скважины 2. Открывая или закрывая клапаны, можно отсекать обводненные горизонтальные стволы. На определенном этапе эксплуатации скважины через некоторые горизонтальные стволы можно нагнетать жидкость для повышения давления в пласте и вытеснения нефти из коллектора. При необходимости можно путем гидроразрыва пласта 3 изменять гидродинамическую связь между дренажными системами.

Построенная по предлагаемому способу эксплуатационная скважина 2 позволит осуществлять эксплуатацию нефтяного пласта 3 при рациональном отборе нефти и существенно повысить нефтеотдачу коллектора.