способ разработки нефтяной залежи

Формула изобретения

1. Способ разработки нефтяной залежи, включающий электрический прогрев продуктивного пласта и отбор нефти скважинами, отличающийся тем, что в скважине организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале продуктивного пласта и остальными частями обсадной колонны, межтрубное пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной заполняют диэлектрической жидкостью, организуют изоляцию колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны, обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной в интервале продуктивного пласта, к колонне насосно-компрессорных труб подводят электрический ток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале скважины, в котором необходимо произвести прогрев, в частности, где происходит отложение асфальтосмолопарафиновых соединений, и остальными частями обсадной колонны, а при протяженности данного интервала более 100 м организуют разрыв электрической связи между частями обсадной колонны в данном интервале скважины с протяженностью каждой части не более 100 м, при этом обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и всеми частями обсадной колонны в данном интервале.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи с высоковязкой нефтью или битумом.

Известен способ воздействия на нефтяной пласт, заключающийся в пропускании постоянного электрического тока напряжением 150-450 В, плотностью тока 0,1-10 А/см² через пластовую многокомпонентную смесь скважины. В качестве катода - обсадная труба скважины. В качестве анода в зоне ее перфорации устанавливают электрод. Осуществляют непрерывную закачку минерализованной воды с устья скважины (Патент РФ №2163662, опубл. 2001.02.27).

Способ позволяет расплавить плавкие отложения в скважине и в ближайшей к скважине зоне пласта, но в продуктивном пласте на достаточно большом расстоянии от скважины эффект разогрева резко снижается, что приводит к низкой эффективности способа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ воздействия на нефтяной пласт, заключающийся в следующем. В одну из скважин в зону ее перфорации спускают положительный электрод-анод на насосно-компрессорных трубах с подсоединением силового погруженного кабеля. Обсадная колонна другой скважины или колонны группы других скважин одного и того же горизонта - отрицательный электрод-катод. Скважины группы скважин имеют гидродинамическую связь. Осуществляют процесс пропускания постоянного электрического тока напряжением 150-450 В и плотностью тока 0,1-100 А/м². Протекание тока через пластовую многокомпонентную смесь приводит к интенсивному нагреву ее. Температура тем больше, чем больше плотность тока. Растворенные твердые минеральные сгустки, которые за счет депрессии, создаваемой во всех скважинах насосами, выносятся из пласта, улучшая коллекторские свойства. Наличие высокой температуры приводит к изменению вязкости нефти, улучшает ее текучесть и вытеснение агентом (Патент РФ №2215872, опубл. 2003.11.10 - прототип).

Известный способ обладает недостаточной эффективностью прогрева призабойной зоны скважины.

В изобретении решается задача повышения эффективности прогрева призабойной зоны скважины, за счет этого снижения вязкости нефти и увеличения нефтеотдачи залежи.

Задача решается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, включающем электрический прогрев продуктивного пласта и отбор нефти скважинами, согласно изобретению в скважине организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале продуктивного пласта и остальными частями обсадной колонны, межтрубное пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной заполняют диэлектрической жидкостью, организуют изоляцию колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны, обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной в интервале продуктивного пласта, к колонне насосно-компрессорных труб подводят электрический ток.

Задача также решается тем, что организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале скважины, в котором необходимо произвести прогрев, в частности, где происходит отложение асфальтосмолопарафиновых и прочих соединений, и остальными частями обсадной колонны, а при протяженности данного интервала более 100 м организуют разрыв электрической связи между частями обсадной колонны в данном интервале скважины с протяженностью каждой части не более 100 м, при этом обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и всеми частями обсадной колонны в данном интервале.

Признаками изобретения являются:

1. электрический прогрев продуктивного пласта;

2. отбор нефти скважинами;

3. организация в скважине разрыва электрической связи между частью обсадной колонны в интервале продуктивного пласта и остальными частями обсадной колонны;

4. заполнение межтрубного пространства между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной диэлектрической жидкостью;

5. организация изоляции колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны;

6. обеспечение электрического контакта между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной в интервале продуктивного пласта;

7. подведение к колонне насосно-компрессорных труб электрического тока;

8. организация разрыва электрической связи между частью обсадной колонны в интервале скважины, в котором необходимо произвести прогрев, в частности, где происходит отложение асфальтосмолопарафиновых и прочих соединений, и остальными частями обсадной колонны, а при протяженности данного интервала более 100 м организация разрыва электрической связи между частями обсадной колонны в данном интервале скважины с протяженностью каждой части не более 100 м;

9. обеспечение электрического контакта между колонной насосно-компрессорных труб и всеми частями обсадной колонны в данном интервале.

Признаки 1, 2 являются общими с прототипом, признаки 3-7 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 8 и 9 являются частными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При электрическом прогреве продуктивного пласта применение постоянного тока и наличие значительных потерь тока на утечки по обсадной колонне приводит к низкой эффективности прогрева, значительным потерям энергии и нерациональному ее использованию. В результате вязкость нефти снижается незначительно, а нефтеотдача залежи остается на невысоком уровне. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности прогрева призабойной зоны скважины, за счет этого снижения вязкости нефти и увеличения нефтеотдачи залежи. Задача решается следующим образом.

При разработке залежи высоковязкой нефти или битума прогревают пласт и проводят отбор нефти скважинами. В скважине организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале продуктивного пласта и верхней частью обсадной колонны. Для этого на новых строящихся скважинах предусматривают диэлектрические вставки между трубами обсадной колонны. На существующих скважинах вырезают часть трубы обсадной колонны скважины, а в образовавшееся кольцо закачивают цементный раствор или другой скрепляющий материал, например материал на основе твердеющего жидкого стекла и т.п. При этом токи утечки по обсадной колонне исключаются. При наличии необсаженного интервала продуктивного пласта в скважину в интервал продуктивного пласта спускают гофрированную трубу и расширяют ее диаметр до прижатия ее к породе. При этом обеспечивают отсутствие контакта гофрированной трубы и находящейся сверху над продуктивным пластом обсадной колонны.

Межтрубное пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной заполняют диэлектрической жидкостью, например обезвоженной нефтью, дистиллятом, широкой фракцией легких углеводородов и т.п. Весьма полезно над интервалом продуктивного пласта поставить пакер. Организуют изоляцию колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны. Для этого возможно нанесение на контактирующие на устье участки труб окиси алюминия, нанесение полимерных покрытий, лакокрасочных покрытий. Этому же способствуют диэлектрические вставки между трубами. В скважине на колонне насосно-компрессорных труб размещают диэлектрические центраторы.

Обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной в интервале продуктивного пласта постановкой на нижней трубе колонны насосно-компрессорных труб электропроводящих цетраторов.

В интервале скважины, в котором необходимо произвести прогрев, в частности, где происходит отложение асфальтосмолопарафиновых и прочих соединений, организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в данном интервале и остальными частями обсадной колонны, а при протяженности данного интервала более 100 м организуют разрыв электрической связи между частями обсадной колонны в данном интервале скважины с протяженностью каждой части не более 100 м. Обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и всеми частями обсадной колонны в данном интервале.

К колонне насосно-компрессорных труб на устье скважины подводят электрический ток напряжением 150-450 В и плотностью 10-100 А/м². Колонна насосно-компрессорных труб служит проводником электрического тока от источника к нижней части обсадной колонны в интервале продуктивного пласта. В качестве электрического тока может быть использован переменный или постоянный ток. При применении постоянного тока отрицательный полюс соединяют с колонной насосно-компрессорных труб и далее с частями обсадной колонны скважины. Положительный полюс подключают к отдельному заземлению, обсадной колонне на устье данной скважины или соседней скважины.

За счет стекания электрического тока в околоскважинное пространство прогревается нижняя часть обсадной колонны, порода и высоковязкая нефть или битум. Отбор нефти по колонне насосно-компрессорных труб данной скважины устанавливают соответствующим скорости прогрева отбираемого объема нефти за единицу времени.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Разрабатывают залежь высоковязкой нефти со следующими характеристиками: глубина 90 м, толщина продуктивного пласта 20-30 м с температурой 8°С, давлением 0,5 МПа, нефтенасыщенностью 0,70 д.ед., пористостью 30%, проницаемостью 0,265 мкм ², с нефтью, имеющей плотность 956 кг/м ³ и вязкость 12206 мПа·с.

Бурят скважину до подошвы продуктивного пласта и обсаживают обсадной колонной с диэлектрической вставкой выше продуктивного пласта на 3 м. Межтрубное пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной заполняют обезвоженной нефтью. Организуют изоляцию колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны. Обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонны в интервале продуктивного пласта. К колонне насосно-компрессорных труб подводят переменный электрический ток с частотой 50 Гц, напряжением 380 В, и плотностью 80 А/м² .

Пример 2. Выполняют как пример 1. К колонне насосно-компрессорных труб подводят постоянный электрический ток (отрицательный полюс) напряжением 380 В и плотностью 80 А/м². Положительный полюс подводят к обсадной колонне соседней скважины, выведенной из разработки.

Пример 3. Выполняют как пример 2. Организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале скважины длиной 300 м, в котором происходит отложение асфальтосмолопарафиновых и прочих соединений, и остальными частями обсадной колонны. При этом организуют разрыв электрической связи между частями обсадной колонны в данном интервале скважины с протяженностью каждой части не более 100 м. Обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и всеми частями обсадной колонны в данном интервале.

В результате удается добиться дебита скважины 4 м³/сут, в то время как по прототипу в тех же условиях дебит скважины не превышал 0,5 м³/сут.

Применение предложенного способа позволит добиться повышения эффективности прогрева призабойной зоны скважины, за счет этого снижения вязкости нефти и увеличения нефтеотдачи залежи.