Способ комплексного освоения углеводородных и минеральных ресурсов

 

Изобретение относится к горному делу, к комплексному освоению и использованию нефтяных и минеральных ресурсов месторождений, в частности на которых нефтегазовый пласт-коллектор имеет металлорудную или иную полезную минерализацию промышленной концентрации. Обеспечивает уменьшение затрат на бурение нагнетательных скважин по пустым породам, а также на поддержание и проветривание горных выработок. Сущность изобретения: способ включает бурение с земной поверхности или из подземных горных выработок рядов скважин, вскрывающих металлоносный нефтенасыщенный пласт. Через них добывают нефть, предварительно прогретую паром. Разрабатывают рудную минеральную залежь с последующей закладкой. После извлечения порядка 90% основных запасов нефти ее нефтяные ресурсы сжигают в пласте за счет подачи к очагу горения водовоздушной смеси. Извлекают продукты горения и горячую воду после прохождения высокотемпературного участка пласта, образующегося после сжигания остаточных запасов. Их направляют к парогенератору. Оттуда образовавшийся пар нагнетают в пласт для извлечения остаточных запасов нефти. Грязный конденсат направляют на захоронение в отработанную часть пласта. По двум скважинам закачивают холодную воду и воду для гидроотбойки металлоносного пласта. Затем эрлифтом поднимают гидросмесь из образовавшейся камеры для разделения на концентрат и отработанные хвосты для закладки в отработанную часть пласта. Цикличность освоения повторяют со смещением процесса на одну скважину. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, к комплексному освоению и использованию нефтяных и минеральных ресурсов месторождений, в частности на которых нефтегазоносный пласт-коллектор имеет металлорудную или иную полезную минерализацию промышленной концентрации.

Известен способ (Байбаков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы добычи нефти. М. : Недра, 1971) теплового воздействия на нефтеносный пласт-коллектор путем нагнетания в него по скважинам с земной поверхности горячей воды, водяного пара или чередование этих теплоносителей для снижения вязкости нефти и более полного извлечения ее по добычным скважинам с коэффициентом нефтеотдачи 0.6-0.8.

Недостатками способа в случае применения горячей воды является низкая эффективность при быстром сжигании ее температуры из-за больших потерь тепла в окружающий породный массив, а при использовании пара - большие затраты энергии (топлива) на скрытую теплоту парообразования, ограничивающие область экономически выгодного применения.

Известен способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых (Арес В. Ж., Исмагилов П.Н. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. М.: Недра, 1980) с разрушением рыхлых или сильно трещиноватых пород небольшой прочности (пласты песков, фосфоритов и др.) гидромониторной струей воды с давлением от 0.6 до 6 МПа. Недостатком способа является ограниченная непрочными породами область применения.

Известен способ (Долгий И.Е., Питеримов В.В. Обоснование порядка комплексного освоения Ярегского нефтетитаного месторождения. Наука в СПбГГИ, вып. 3, 1998, 174-182), включающий последовательную разработку титаноносного нефтенасыщенного пласта Ярегского месторождения с частичным использованием одних и тех же подземных горных выработок для добычи нефти и последующей добычи из пласта титановой руды известным подземным способом, принятое за прототип.

Недостатками этого способа являются значительный объем бурения нагнетательных скважин по пустым породам и значительные затраты на поддержание и проветривание горных выработок.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, уменьшение затрат на бурение нагнетательных скважин по пустым породам, а также на поддержание и проветривание горных выработок.

Задача решается тем, что в способе комплексного освоения углеводородных и минеральных ресурсов месторождения, включающем бурение с земной поверхности или из подземных горных выработок рядов скважин, вскрывающих металлоносный нефтенасыщенный пласт, добычу через них нефти, предварительно прогретым паром, разработку рудной минеральной залежи с последующей закладкой, после извлечения порядка 90% основных запасов нефти, ее потерянные ресурсы сжигают в пласте за счет подачи к очагу горения водовоздушной смеси, и извлекают грязный конденсат, а также горячую воду после прохождения высокотемпературного участка пласта после сжигания остаточных запасов, которые направляют к парогенератору, откуда образовавшийся пар поступает в пласт для извлечения основных запасов нефти, а грязный конденсат направляют на захоронение, при этом по двум скважинам закачивают холодную воду и воду для гидроотбойки металлоносного пласта с последующим эрлифтным подъемом гидросмеси из образовавшейся камеры для разделения на концентрат и отработанные хвосты для закладки в отработанную часть пласта, причем цикличность освоения повторяется со смещением процесса на одну скважину.

Скважинную гидроотбойку пласта в образовавшейся камере производят двумя гидромониторными струями воды: малорасходной высоконапорной от гидромультипликатора для резания и разрушения крепких пород пласта и высокорасходной низконапорной для размыва, приведения гидросмеси в плывунообразное состояние и ее самотечного движения к приемному устройству эрлифтного подъемника.

Способ комплексного освоения, который представлен схемой на чертеже, где: 1. Скважина для добычи нефти; 2. Скважина для нагнетания пара; 3. Насос для нагнетания воды; 4. Компрессор; 5. Скважина для нагнетания водовоздушной смеси; 6. Очаг горения; 7. Скважина для отвода продуктов горения; 8. Парогенератор; 9. Грязный конденсат;
10. Скважина для отвода горячей воды;
11. Скважина для подачи холодной воды;
12. Насос для нагнетания холодной воды;
13. Скважина для нагнетания воды для гидроотбойки;
14. Насос для нагнетания воды для гидроотбойки;
15. Гидромультипликатор;
16. Гидромонитор;
17. Скважина для эрлифтного подъема гидросмеси;
18. Отвод металлоконцентрата;
19. Обогатительная установка;
20. Скважина для захоронения отходов;
21. Отработанная часть пласта.

Способ осуществляется следующим образом. После пробуривания скважин (1, 2, 5, 7, 10, 11, 13, 17, 20) с земной поверхности или из подземных горных выработок, вскрывающих металлоносный нефтенасыщенный пласт, первоначально производится добыча основных запасов нейти (порядка 90%). Добыча осуществляется с предварительным подогревом, который производится паром по скважине (2), подаваемым от парогенератора (8). После добычи основных запасов по скважине (1), извлекают оставшиеся (потерянные) ресурсы нефти путем их сжигания в пласте, за счет подачи к очагу горения (6) водовоздушной смеси по скважине (5), с помощью компрессора (4) и насоса (3). В процессе сжигания потерянных ресурсов, образующиеся продукты горения подают в парогенератор (8), откуда передав свое тепло горячей воде, поступаемой по скважине (10), выходит грязный конденсат (9), направляемый по скважине (20) на захоронение в отработанной части пласта (21). Для более полного использования энергетических ресурсов месторождения после прожига пласта в него осуществляется закачка холодной воды по скважине (11) с помощью насоса (12). Далее прокачиваемая нагретая вода направляется к парогенератору (8) по скважине (10). После перечисленных операций производится гидроотбойка пласта с помощью насоса (14) по скважине (13) двумя гидромониторными струями воды: малорасходной высоконапорной от гидромультипликатора (15) для резания крепких пород пласта и высокорасходной низконапорной от гидромонитора (16) для размыва, приведения гидросмеси в плывунообразное состояние и ее самотечного движения к скважине эрлифтного подъема гидросмеси (17). Далее образовавшаяся смесь подается к обогатительной установке (19), где происходит разделение на концентрат (18) и хвосты обогащения. Заключительным этапом в этом цикле является закладка хвостов обогащения и грязного конденсата (9) по скважине (20) в отработанную часть пласта (21).

Затем цикл повторяется со смещением на одну скважину. При последующей разработке по скважине (1) производится нагнетание в пласт пара, а по скважине (2) нагнетание водовоздушной смеси и т.д.

С помощью предлагаемого способа достигается рациональное использование скважин, т. к. производится их последовательное использование. Не требуется осуществлять проветривание горных выработок, т.к. бурение осуществляется с земной поверхности, что в конечном счете приводит к значительной экономии.

Формула изобретения

1. Способ комплексного освоения углеводородных и минеральных ресурсов месторождения, включающий бурение с земной поверхности или из подземных горных выработок рядов скважин, вскрывающих металлоносный нефтенасыщенный пласт, добычу через них нефти, предварительно прогретой паром, разработку рудной минеральной залежи с последующей закладкой, отличающийся тем, что после извлечения порядка 90% основных запасов нефти ее потерянные ресурсы сжигают в пласте за счет подачи к очагу горения водовоздушной смеси и извлекают продукты горения, а также горячую воду после прохождения высокотемпературного участка пласта, образующегося после сжигания остаточных запасов, которые направляют к парогенератору, откуда образовавшийся пар нагнетают в пласт для извлечения основных запасов нефти, а грязный конденсат направляют на захоронение в отработанную часть пласта, при этом по двум скважинам закачивают холодную воду и воду для гидроотбойки металлоносного пласта с последующим эрлифтным подъемом гидросмеси из образовавшейся камеры для разделения на концентрат и отработанные хвосты для закладки в отработанную часть пласта, причем цикличность освоения повторяют со смещением процесса на одну скважину.

2. Способ комплексного освоения углеводородных и минеральных ресурсов месторождения по п.1, отличающийся тем, что скважинную гидроотбойку пласта в образовавшейся камере производят двумя гидромониторными струями воды, малорасходной высоконапорной от гидромультипликатора для резания и разрушения крепких пород пласта и высокорасходной низконапорной для размыва, приведения гидросмеси в плывунообразное состояние и ее самотечного движения к приемному устройству эрлифтного подъемника.

РИСУНКИ

Рисунок 1