Способ разработки неоднородного нефтяного пласта

 

Сущность изобретения: в период повышения давления в пласт закачивают водный раствор питательных веществ для активации микрофлоры. Окончание периода закачки совпадает с окончанием периода повышения давления. После этого наступает период снижения давления, при котором происходит адаптация микроорганизмов к пластовым условиям.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к микробиологическим способам разработки нефтяных пластов.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки неоднородного нефтяного пласта.

Это достигается тем, что в способе разработки неоднородного нефтяного пласта путем чередования периодов повышения и снижения давления нагнетания воды в период повышения давления в пласт закачивают водный раствор питательных веществ для активации микрофлоры таким образом, чтобы окончание закачки совпало с окончанием периода повышения давления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Как указывалось выше, после закачки в пласт раствора питательных веществ нужно выдержать в покое образовавшуюся систему для того, чтобы максимально полно прошло развитие микроорганизмов. При обычном заводнении специально останавливать для этой цели нагнетательные скважины неэффективно, т.к. это нарушает базовый режим разработки пласта и ведет к потерям в добыче нефти.

Предлагаемый способ предусматривает осуществлять закачку раствора питательных веществ в период создания высокого давления (закачки воды) при циклическом заводнении непосредственно перед периодом снижения давления. В этом случае остановка нагнетательной скважины, необходимая для развития микроорганизмов, совмещается с предусмотренной в известном способе циклического заводнения и следует сразу после окончания закачки питательных веществ. При этом продолжительность остановки нагнетательной скважины в известном способе составляет не менее 7 сут, а максимальное развитие микроорганизмов происходит на 7-8 сут после их активации, т.е. цикл развития микроорганизмов полностью укладывается в период остановки скважины.

Следовательно, сочетание двух известных способов (микробиологического питательного и циклического заводнения) позволяет совместить технологические режимы обоих методов и тем самым исключить нарушение базового режима работы нагнетательной скважины, а с помощью продуктов жизнедеятельности развившихся микроорганизмов повысить эффективность вытеснения нефти водой. При этом не требуется никакого дополнительного сложного оборудования.

Несмотря на то, что оба способа по отдельности известны, их совместное сочетание дает синергетический эффект, выражающийся в повышении эффективности разработки неоднородного нефтяного пласта при заводнении, что свидетельствует о соответствии предлагаемого способа критерию изобретения "существенные отличия".

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

На участке нефтяного пласта, разрабатываемого путем чередования периодов повышения (Т_{пов.давл.}) и снижения (Т_{сниж.давл.}) давления нагнетания воды, проводят комплекс предварительных исследований с целью определения объемов аэробной и анаэробной частей призабойной зоны нагнетательной скважины, наличия и вида присутствующих в этих зонах микроорганизмов. В зависимости от результатов микробиологического анализа возможны два варианта осуществления способа. Независимо от этого общими для обоих вариантов являются следующие условия: а) длительность закачки раствора питательных веществ (Т_зак) не должна перевышать длительности периода повышения давления (Т_{пов.давл.}); б) закачка раствора питательных веществ производится в теплое время года (при температуре закачиваемой воды не ниже 15^оС), что связано с невозможностью интенсивного развития микроорганизмов в холодной воде. В остальное время года осуществляют обычную циклическую закачку воды.

При обнаружении в воде, излитой из нагнетательной скважины, микроорганизмов в количестве не менее 10⁴ кл/мл, в зависимости от вида этих микроорганизмов и геолого-физической характеристики пласта способ осуществляют в следующих подвариантах: 1. В пластовой микрофлоре преобладают аэробы, например, углеводородокислящие бактерии. Для их активации рекомендуется чередующаяся закачка аэрированного водного раствора питательных веществ и неаэрированной воды. Длительность закачки для заполнения объема аэробной части раствором питательных веществ определяется по формуле Т_зак.1 ≅ V_аэр./Q_зак (1) где Т_зак.1 длительность закачки раствора питательных веществ, сут; V_аэр объем аэробной части призабойной зоны нагнетательной скважины, м³; Q_зак темп закачки раствора питательных веществ, м³/сут.

Если Т_зак.1 < Т_{пов.давл.} закачку раствора питательных веществ производят так, чтобы конец этой закачки совпал с окончанием периода повышения давления, т. е. непосредственно перед остановкой нагнетательной скважины. Например, длительность периода повышения давления Т_{пов.дав.} составляет 10 сут, по расчетам раствор питательных веществ можно закачать за 6 сут. Закачку их начинают по прошествии 4 сут (10-6) периода повышения давления.

Если Т_зак.1 > Т_{пов.давл.}, то при установившемся темпе закачки невозможно успеть закачать весь объем раствора питательных веществ в период повышения давления закачки. В этом случае увеличивают темп закачки до такой реализуемой величины, чтобы уложиться в этот период повышения давления нагнетания. И тогда весь способ реализуют следующим образом: в течение почти всего периода повышения давления в скважину закачивают водный аэрированный раствор питательных веществ. В следующий период повышения давления в скважину закачивают неаэрированную воду, так повторяют в течение всего теплового времени года (с мая по октябрь), а дальше в циклах повышения давления производят закачку только неаэрированной воды.

2. В пластовой микрофлоре преобладают анаэробы. В этом случае следует закачать раствор питательных веществ в объеме анаэробной воды и протолкнуть их затем водой в анаэробную зону.

Длительность закачки раствора питательных веществ Т_с и воды определяется по формуле Т_зак.2 ≅ V_анаэр/Q_зак + V_аэр/Q_зак, ( 2) где V_анаэр/Q_зак длительность закачки раствора питательных веществ, сут; V_аэр/Q_зак длительность закачки воды, сут.

3. В пластовой микрофлоре обнаружены как аэробы, так и анаэробы. При этом в скважину в период повышения давления сначала закачивают порцию раствора питательных веществ для анаэробов в объеме V_анаэр. и следом сразу аэрированный раствор питательных веществ для аэробов в объеме V_аэр. Время закачки при этом определяется по формуле Т_зак.3 ≅ V_анаэр/Q_зак + V_аэр/Q_зак, (3) где V_анаэр/Q_зак длительность закачки раствора питательных веществ для анаэробов, сут; V_аэр./Q_зак время закачки аэрированного раствора питательных веществ, сут.

Если Т_зак.2 и Т_зак.3 < Т_{пов.давл.}, то аналогично подварианту 1 отсчитывают от момента окончания периода повышения давления длительность Т_зак.2 и Т_зак.3, и с этого момента начинают закачку раствора питательных веществ, так, чтобы закончить ее непосредственно перед остановкой скважины на период снижения давления.

Если Т_зак.2 и Т_зак.3 > Т_{пов.давл.}, то сокращают Т_зак.2 и Т_зак.3 увеличением темпа нагнетания или уменьшения закачиваемых объемов.

При отсутствии в излитой воде микроорганизмов или при концентрации их менее 10⁴ кл/мл наряду с питательными веществами в том же растворе в пласт вводят культуру соответствующих микроорганизмов в таком количестве, чтобы в призабойной зоне их концентрация была не меньше 10⁴ кл/мл. Длительность закачки выбирают в соответствии с вариантом 1.

П р и м е р. Участок нефтяного пласта разбурен одной нагнетательной и пятью добывающими скважинами и разрабатывается путем циклического заводнения: в течение 10 сут в нагнетательную скважину закачивают пресную воду с темпом 300 м³/сут, а в последующие 20 сут ведут отбор жидкости из добывающих скважин при бездействующей нагнетательной. К моменту осуществления предлагаемого способа обводненность добываемой продукции составляет 60% Путем самоизлива нагнетательной скважины определены объемы аэробной и эробной частей призабойной зоны, равные соответственно 30 и 25 м³. По результатам микробиологического анализа излитой воды найдено, что в ней содержится аэробные углеводородокисляющие бактерии (УОБ) в количестве 5˙ 10⁴ кл/мл. Остальные микроорганизмы присутствуют в следовых количествах.

Для активации УОБ следует закачивать по 30 м³ аэрированного раствора солей азота и фосфора. Этот объем при установившемся темпе нагнетания может быть закачан за 30/300 0,1 сут, или за 2,4 ч. С учетом того, что продолжительность цикла увеличения давления составляет 10 сут, этот раствор закачивают в конце 10-х сут и сразу после этого останавливают нагнетательную скважину на 20 сут. Таким образом повторяют закачки раствора питательных веществ все теплое время года (с мая по октябрь), затем переходят на закачку воды.

Осуществления предлагаемого способа позволяет значительно увеличить эффективность циклического заводнения без дополнительных затрат, используя технологические остановки нагнетательных скважин, для развития микроорганизмов.

Формула изобретения

Способ разработки неоднородного нефтяного пласта путем чередования периодов повышения и снижения давления нагнетания воды, отличающийся тем, что в период повышения давления в пласт закачивают водный раствор питательных веществ для активации микрофлоры, причем окончание закачки питательных веществ совпадает с окончанием периода повышения давления.