Способ разработки скоплений газогидратов в криолитозоне

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке высоковязких нефтей. Цель - повышение эффективности способа за счет использования естественной трещиноватости в криолитозоне. Для этого до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема. Скважину бурят в зоне тектонических нарушений. Гидроразрыв проводят в криолитозоне незамерзающей жидкостью до выхода ее на дневную поверхность. В месте выхода гидроразрыва бурят дополнительные скважины. Циркуляцию осуществляют жидкостью с удельным весом меньше и/или больше удельного веса воды. При отсутствии свободного газа газогидраты разлагают принудительной циркуляцией жидкости. После возбуждения автоматической циркуляции и образования значительных объемов свободных пространств в мерзлоте и накоплении кристаллизационной воды переходят на циркуляцию раствором хлористого кальция. При отсутствии сообщения через плотные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скоплений газогидратов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) 5 . Е 21 В 43/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гидратов.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР

{21) 4432177/31-03 (22) 29, 03, 88 (46) 30.08,90. Бюл. Р 32 (71) Институт проблем освоения

Севера СО АН СССР (72) А.М, Культиков и В.П. Царев (53) 622 ° 276(088.8)

{56) Патент США Р 4424858, кл. Е 21 В 33/12, опублик. 1984. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СКОПЛЕНИЙ

ГАЗОГИДРАТОВ В КРИОЛИТОЗОНЕ (57 ) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке высоковязких нефтей. Цель — повышение эффективности способа за счет использования естественной трещиноватости в криолитоэоне. Для этого до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоИзобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности, предназначено для разработки скоплений углево» дородов в мерзлой и подмерэлотной зоне и может найти применение при разработке высоковязких нефтей.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет использования естественной трещиноватости в криолитозоне. .Обнаружение зон скоплений углеводородов в мерзлой толще под древними крупными исчезнувшими водоемами, приуроченными к разломам, которые являются каналами миграции углеводородов, позволяет заложить первые

„„Я0„„1588862 А 1

2 ема. Скважину бурят в зоне тектонических нарушений, Гидрораэрыв про— водят в криолитоэоне незамерзающей жидкостью до выхода ее на дневную поверхность. В месте выхода гидроразрыва бурят дополнительные скважины.

Циркуляцию осуществляют жидкостью с удельным весом меньше и/или больше удельного веса воды. При отсутствии свободного газа газогидраты разлагают принудительной циркуляцией жидкости. После возбуждения автоматич.ской циркуляции и образования э .ачительных объемов свободных пространств в мерзлоте и накоплениикристаллиэа-. ционной воды переходят на циркуляцию раствором хлористого кальция. При отсутствии сообщения через плотные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скоплений газоскважины на газогидратные залежи в зоне разломов и организовать газлифтный подъем продуктов на устье.

Скважины бурят по разлому в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема, гидроразрыв мерзлых пород ведут незамерзающей жидкостью до выхода ее на дневную поверхность, в месте выхода жидкости гидроразрыва бурят дополнительно скважины.

Гидрораэрыв осуществляют в пределах вскрытой перфорацией части осадочной толщи. В зависимости от глубины скважины дифференцируется и интервал гидрораэрыва пород.

Направление гидроразрыва обусловле1588862 но ориентацией трещин зоны нарушений, которые имеют преимущественно вертикальное направление ° Известно, что межраэломные блоки различных рангов неоднократно претерпевали подвижки в течение геологического времени и следует ожидать, что контакты между блоками — разломы и трещины — наиболее слабые элементы с точки зрения прочности. Наличие сквозного талика в прошлом под древним водоемом, промерэание которого происходило значительно позже, ослабляет мерзлую толщину. В зависимости от конфигурации сквозного талика возможно и существование внутримерзлотных водоносных горизонтов с криогенным давлением. Таким образом, мерзлая толща представляется не столь монолитной, однородной и непроницаемой.

Бурение дополнительных скважин в местах выхода жидкости гидрораэрыва на дневную поверхность обеспечивает сообщаемость между скважинами не только по трещине гидроразрыва, но и по системе естественных трещин, по которым осуществляют циркуляцию жидкости.

Циркуляцию жидкости осуществляют с удельным весом больше или меньше удельного веса воды. Циркуляцию осуществляют двумя жидкостями (двумя насосами ), которые после закачки автоматически разделяются. Легкая

t жидкость образует емкость над газогидратным пластом, а более тяжелая, опускаясь по системе трещин, омывает газогидратный пласт. Поскольку глубина скважин различна, то возвращение разделенных жидкостей возможно по разным скважинам на поверхность, где они снова закачиваются. Такая система циркуляции применяется при хорошей проницаемости трещин (в гаэо45 гидратном пласте и выше) .

Для разработки гаэогидратов в верхней (мерзлой ) части осадочной толщи циркуляцию осуществляют жидкос— тью с удельным весом меньше удельного веса воды, например нефтепродуктами (газоконденсат, дизтопливо ) с поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Нефтерастворимые ПАВ снижают температуру гидратообразования. После создания коллектора и разработки газогид-

}5 ратов в одной части осадочной толщи организуют циркуляцию жидкости с удельным весом больше удельного веса воды для омывания газогидратов по разломам ниже по разрезу, ниже забоя скважин. При применении жидкости на всдной основе в последнем случае жидкость увлекает в циркуляцию оттаявшую воду и воду кристаллогидратов и тем самым расширяет каналы для циркуляции жидкости и сбора газа. Циркулирующая жидкость разлагает гидраты эа счет своей температуры, ингибиторных свойств (добавок метанола, хлористого кальция и так далее), а также за счет понижения давления при оттаивании мерзлоты, примыкающей к разломам. Известно, что при фазовом превращении льда в воду, объем воды сни-. жается на 9 от объема льда. Последний эффект важен на первой стадии разработки газогидра.тов при незначительном газопроявлении, которое недостаточно для создания перепадов давлений между скважинами и автоматической циркуляции жидкости за счет газлифта. При отсутствии такого движения мерзлые породы оттаигают в условиях закрытой системы (при закрытых задвижках), которое идет с понижением давления. Это дополнительно ускоряет разложение газогидратов и накопление газа, необходимого для работы газлифта. После возбуждения организуют замкнутую на устье циркуляцию жидкости, смывающую пласты, с газоотделением и с дозированием необходимых добавок к ней на устье. Использование различных жидкостей для омывания газогидратов позволяет организовать их попеременную или одновременную циркуляцию, перевести часть скважин на откачку газа, часть на откачку кристаллизационной воды, например, за счет термолифта иэ более глубоких гopH30HTGB ° а часть скважин на циркуляцию омывающей газогидраты жидкости, Пример. При бурении скважин на месторождении отмечены газопроявления при бурении разведочных скважин с глубины 120 м. Мощность мерзлоты !

80-200 м. Гстественная температура пород (максимальная) от -5 (вблизи пойм рек) до -8 0 с мощностью многолетнемерзлых пород от 130 до 240 и.

Интервал залегания зон гидратообразования 210-700.м. При дешифрировании аэрофотоснимков и анал -1за мерэлотногеоморфологических данных в районе скважины выявлена система предпола1588862

Составитель И. Лопакова

Редактор И. Бандура Техред Л.Олийнык Корректор Ва ГирнЯк

Заказ 2521 Тираж 479 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК .Т СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ."Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 гаемых разрывов, которые пересекают древний крупный водоем, приуроченный к первой надпойменной террасе. Сква жину бурят в пределах древнего водоема по разлому ниже подошвы мерзло"

5 ты в верхнюю часть зоны скоплений газогидратов на глубину 350 м с установкой башмака колонны в плотные глины. Колонну цементируют и перфорируют от 120 м и ниже. После выстойки скважины для смерэания пород с колонной осуществляют гидроразрыв мерзлых пород, например, нефтепродуктами до выхода их на дневную поверхность. Места выхода обнаруживаются при обследовании территории в направлении предполагаемого разлома по появлению газопроявлений, маслянистых пятен на зеркале водоемов и так да- 20 лее. В месте выхода (по .разлому ) бурятся дополнительные скважины. Возможность сообщения обнаруживается по поглощению буровых или тампонажных растворов или создается путем повто- 25 рения операции по гидроразрыву. При необходимости трещины закрепляют закачкой зернистого материала (песка).

Между сообщающими скважинами организуют прокачку нагретых нефтепродуктов 30 с нефтерастворимыми ПАВ. При наличии свободного газа в зоне мерзлоты организация замкнутой системы с газолифтом не представляет сложности. При отсутствии свободного газа газогидраты разлагают принудительной циркуляцией жидкости. После возбуждения автоматической циркуляции и образования значительных объемов свободньп. про.странств в мерзлоте и накоплении крис" таллизационной воды переходят на циркуляцию раствором хлористого кальция.

При отсутствии сообщения через плотные глины часть скважин бурят со вскрытием остальной части зоны скоп" ления гаэогидратов.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ разработки скоплений гаэогидратов в криолитоэоне,, включающий бурение скважин, проведение гидрораэрыва, установление сообщаемости по пласту между скважинами, осуществление циркуляции жидкости в газогидратном скоплении и отделение газа от жидкости на устье после подъема продуктов, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения эффективности способа эа счет использования естественной трещиноватости в криолитозоне, до бурения скважин определяют систему тектонических нарушений в пределах древнего крупного исчезнувшего водоема, скважину бурят в зоне тектонических нарушений v. гидроразрыв проводят в криолитоэоне незамерзающей жидкостью до выхода ее н дневную поверхность, в месте выхода жидкости гидроразрыва бурят дополнительные скважины, а циркуляцию осуществляют жидкостью с удельным весом меньше и/или больше удельного веса воды.