Способ повышения нефтеотдачи

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи продуктивных пластов при добыче нефти методом замещения. Для повышения нефтеотдачи в забой нагнетательной скважины помещают гидродинамический излучатель упругих колебаний. В скважину закачивают воду (без активаторов и специального подогрева), необходимую для замещения нефти в продуктивном пласте и поддержания давления. При протекании воды через гидродинамический излучатель часть энергии потока воды преобразуется в упругие колебания в диапазоне частот от 1 до 45 кГц, которые воздействуют на нефтяной коллектор. При этом происходит декольматация призабойной зоны нагнетательной скважины, высвобождение капиллярно замещенной нефти, а также нарушение динамического равновесия на границе вода-нефть, что приводит к выравниванию фронта замещения нефти водой и повышению на 10-90% нефтеотдачи продуктивных пластов. При этом обработку продуктивного пласта осуществляют без остановки эксплуатации скважин, прекращения нефтедобычи и в течение всего срока эксплуатации скважин, а энергию воздействия на продуктивный пласт и, следовательно, нефтеотдачу повышают путем установки гидродинамических излучателей на всех нагнетательных скважинах. Использование изобретения позволяет повысить нефтеотдачу продуктивных пластов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи продуктивных пластов при добыче нефти методом замещения.

На поздних стадиях добычи нефти, когда разработка нефтяной залежи сопровождается закачкой воды через сеть специально оборудованных нагнетательных скважин, из добывающих скважин выкачивают флюид, состоящий из воды и нефти. С увеличением срока разработки залежи процентное содержание нефти во флюиде уменьшается и может быть менее 1%. При этом общий объем добычи нефти обычно составляет 25 - 50% от общих запасов залежи.

Это происходит в основном за счет кольматации - загрязнения пор продуктивных пластов и прохождения нагнетаемой воды через слои с более высокой пористостью.

Широко распространены способы вытеснения нефти из продуктивных пластов и повышения их нефтеотдачи путем тепловой обработки как самих продуктивных пластов, так и призабойной зоны добывающих скважин. При этом в качестве теплоносителя в основном используют пар или горячую воду.

Известен способ (Джамалаев И. и др. Вытеснение нефти тепловой оторочкой. "Нефтяник", N2, 1977), согласно которому для вытеснения нефти из нефтеносных коллекторов и повышения их нефтеотдачи в нефтяной пласт через систему нагнетательных скважин подают теплоноситель.

Недостатком этого способа являются большие энергозатраты. Кроме того, недостатком является также высокая вероятность и неизбежность локальных прорывов теплоносителя, низкий коэффициент охвата тепловым воздействием пласта, его низкая экранирующая способность, так как теплоноситель уходит по трещинам в горные выработки за пределы продуктивного пласта. Все это приводит к большим энергопотерям и низкому коэффициенту извлечения нефти.

В связи с этим для интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи нефтеносных коллекторов кроме прогрева на продуктивные пласты производят воздействие упругими колебаниями с различными значениями и диапазоном частот.

Известен способ (авт. св. СССР N 599576, кл. E 21 B 43/24, 1992), заключающийся в совместном тепловом и акустическом воздействии на нефтеносный пласт в течение 4 - 5 суток.

Недостатками этого способа являются низкая нефтеотдача, большие энергозатраты на прогрев продуктивного пласта, а также энергопотери, возникающие в связи с неизбежным обогревом вмещающих пород.

Кроме того, этот способ требует полной остановки работ на добывающих скважинах и прекращения нефтедобычи на время тепловой и акустической обработки пласта.

Известен способ (авт. св. СССР N 1144448, кл. E 21 B 43/24, 1994), при котором одновременно с тепловой обработкой на продуктивный пласт воздействуют упругими колебаниями, инициируемыми наземными генераторами в инфразвуковом диапазоне частот.

Недостатками способа кроме энергозатрат и энергопотерь при тепловом воздействии на продуктивный пласт являются низкая нефтеотдача, низкий коэффициент полезного действия используемых генераторов, их большая энергоемкость и металлоемкость, нерациональные в связи с этим затраты на их доставку, особенно в труднодоступные районы.

Известен способ (патент США N 4049053, кл. 166 - 249, 1977) повышения нефтеотдачи продуктивной залежи путем воздействия на призабойную зону пласта ультразвуковыми колебаниями, генерируемыми излучателем, расположенным в забое добывающей скважины.

Недостатком этого способа является необходимость остановки добывающей скважины и прекращения нефтедобычи на время работы установленного в скважине излучателя ультразвуковых колебаний.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ (патент России N 2059801, кл. E 21 B 43/24, 1996) повышения нефтеотдачи, который заключается в совокупном тепловом и вибрационном воздействии на продуктивный пласт.

Согласно этому способу виброисточники размещают в нагнетательных скважинах с нанесенным на внешнюю сторону обсадных труб слоем редкоземельного элемента, обладающего магнитострикционными свойствами. Посредством этого вещества и виброисточников в широком диапазоне частот (от 60 Гц до 20 кГц) возбуждают упругие колебания. В то же время в породы пласта нагнетают теплоноситель с температурой не выше 80^oC, в качестве которого используют водные растворы, содержащие активаторы (ПАВ - поверхностно-активные вещества, гидроокись натрия, метанол и др.).

Несмотря на то, что способ позволяет увеличить нефтеотдачу продуктивных пластов на 30 - 40% от первоначальной он имеет ряд недостатков.

В частности, он требует подогрева (до 80^oC) и активации нагнетаемой жидкости (добавки ПАВ, соединений натрия и метанола), что приводит к экономическим затратам, связанным с энергозатратами, энергопотерями и использованием активаторов нагнетаемой жидкости. Кроме того, в этом способе для генерирования упругих колебаний необходимо использовать редкоземельные элементы, что значительно удорожает способ.

Целью изобретения является повышение нефтеотдачи продуктивных пластов.

Поставленная цель достигается путем гидроакустической обработки продуктивных пластов через нагнетательные скважины.

Способ осуществляется следующим образом.

В забой нагнетательной скважины помещают гидродинамический излучатель упругих колебаний. В скважину закачивают воду (без активаторов и специального подогрева), необходимую для замещения нефти в продуктивном пласте и поддержания давления. При протекании воды через гидродинамический излучатель часть энергии потока воды преобразуется в упругие колебания в диапазоне частот от 1 до 45 кГц, которые воздействуют на нефтяной коллектор.

При этом происходит декольматация призабойной зоны нагнетательной скважины, высвобождение капиллярно защемленной нефти, а также нарушение динамического равновесия на границе вода - нефть, что приводит к выравниванию фронта замещения нефти водой и повышению на 10 - 90% нефтеотдачи продуктивных пластов.

Для определения эффективности предлагаемого способа проведены экспериментально-производственные работы на Северо-Тетеревской залежи и южной части Восточно-Тетеревской залежи Мортымья-Тетеревского месторождения АО ЛУКойл - Урайнефтегаз.

Пример 1. Район работ - Северо-Тетеревская залежь, нагнетательные скважины NN 1416 и 377P.

В начале работ замеряют среднесуточную добычу нефти по залеже (28,8 тонн/сутки) и среднесуточный объем нагнетаемой жидкости в скважины (по 26,3 м³/сутки). Затем в забой этих скважин устанавливают гидродинамические излучатели и закачивают воду в тех же объемах. При этом возбуждаются упругие колебания частотой около 1 кГц.

Ежесуточно замеряют объемы добытых флюида и нефти по залеже. После стабилизации добычи суточный объем нефти составляет 31,68 тонны нефти в сутки.

Сравнение результатов добычи нефти по залеже до и после гидроакустического воздействия на залежь показывает увеличение добычи нефти на 10%.

Пример 2. Место выполнения эксперимента и порядок проведения работ те же, что и в примере 1.

В начале работ добыча нефти по залеже составляет 28,7 тонны в сутки. Расход нагнетаемой в каждую скважину воды равняется 38,2 м³/сутки, что обеспечивает возбуждение упругих колебаний частотой около 24,8 кГц. После стабилизации нефтедобычи получают 40,2 тонны в сутки.

Увеличение добычи нефти по залеже достигает 40%.

Пример 3. Место выполнения эксперимента и последовательность проведения работ те же, что в примере 1.

В начале работ добыча нефти по залеже составляет 39,8 тонн в сутки. Расход нагнетаемой в каждую скважину воды составляет 43,3 м³/сутки. Частота генерируемых упругих колебаний - 38 кГц. После стабилизации нефтедобычи получают 62,5 тонны нефти в сутки.

Увеличение добычи нефти по залеже достигает 57%.

Пример 4. Район экспериментов - южная часть Восточно-Тетеревской залежи, нагнетательные скважины NN 1068, 1062, 1052, 1053, 1054, 64P.

В начале работ замеряют среднесуточную добычу нефти по залеже (112 тонн/сутки) и среднесуточный объем нагнетаемой жидкости в скважины (по 28,5 м³/сутки в каждую).

Затем в забой скважин устанавливают гидродинамические излучатели и закачивают воду в тех же объемах. При этом возбуждаются упругие колебания частотой 4,8 кГц. После стабилизации нефтедобычи получают 132,6 тонны нефти в сутки, т.е. на 18,4% больше, чем до гидродинамического воздействия.

Пример 5. Место выполнения эксперимента и порядок проведения работ те же, что в примере 4.

Суточная добыча нефти по залеже до начала эксперимента - 98,3 тонны. Расход нагнетаемой в каждую скважину воды - 35 м³/сутки. Частота упругих колебаний - 14,8 кГц. После стабилизации нефтедобычи по залеже получают 160,2 тонны нефти в сутки.

Увеличение добычи нефти по залеже составляет 63%.

Пример 6. Место и порядок проведения работ те же, что в примере 4.

Суточная добыча нефти по залеже до начала эксперимента - 116,2 тонны в сутки. Расход нагнетаемой в каждую скважину воды - 46,3 м³/сутки. Частота упругих колебаний - 45 кГц. После стабилизации добычи получают 220,8 тонны нефти в сутки.

Увеличение добычи нефти по залеже достигает 90%.

Преимущества предлагаемого способа следующие.

Предлагаемый способ позволяет получить значительный экономический эффект за счет повышения нефтеотдачи по залеже до 90%; использования в качестве жидкости, нагнетаемой в скважины, воды без активаторов и не требующей подогрева; возбуждения упругих колебаний гидродинамическим излучателем, который приводится в действие потоком нагнетаемой воды и в отличие от всех существующих методов не требует подвода электроэнергии и источников питания.

Технические преимущества способа следующие: технически легко осуществим в любых районах, в том числе в труднодоступных; высокая мобильность; не требует непрерывного обслуживания и частых контрольно-ревизионных работ; не требует дополнительных контрольно-измерительных приборов.

Литература 1. Джамалаев И. и др. Вытеснение нефти тепловой оторочкой, Нефтяник, N 2, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР N 599576, кл. E 21 B 43/24, 1992.

3. Авторское свидетельство СССР N 1144448, кл. E 21 B 43/24, 1994.

4. Авторское свидетельство CCCP N 173171, кл. E 21 B 43/27, 1965.

5. Патент США N 4049053, кл. 166 - 249, 1988.

6. Патент России N 2059801, кл. E 21 B 43/24, 1996.

Формула изобретения

1. Способ повышения нефтеотдачи, включающий воздействие на продуктивный пласт упругими колебаниями, отличающийся тем, что повышение нефтеотдачи продуктивных пластов на 10 - 90% производят путем нарушения динамического равновесия на границе вода-нефть, выравнивания фронта замещения нефти водой, высвобождения капиллярно защемленной нефти и осуществляют посредством подачи в продуктивный пласт через гидродинамический излучатель, установленный в забое нагнетательной скважины, воды, которая возбуждает упругие колебания в диапазоне частот от 1 до 45 кГц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергию воздействия на продуктивный пласт и нефтеотдачу повышают за счет увеличения числа нагнетательных скважин с установленным в забой каждой из них гидродинамическим излучателем.