Способ разработки углеводородной залежи

 

Изобретение относится к разработке углеводородной залежи и может найти применение при проведении мероприятий по доизвлечению углеводородов из залежи. Обеспечивает повышение углеводородоотдачи за счет восстановления подвижности вязкой составляющей. Сущность изобретения: при разработке углеводородной залежи отбирают углеводороды через добывающие скважины. Определяют доминантные частоты источника вибросейсмического воздействия для двух пар соседних скважин по появлению углеводородов более высокой вязкости и/или плотности, чем у добываемых из данной залежи углеводородов. На залежи формируют зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента. Определяют текущее пластовое давление на залежи и перепады пластового давления между пропластками, вызванные закачкой и отбором. Вибросейсмическое воздействие на залежь проводят преимущественно в местах перепадов пластового давления с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот. Разработку залежи проводят с применением бароциклического воздействия.

Изобретение относится к разработке углеводородной залежи и может найти применение при проведении мероприятий по доизвлечению углеводородов из залежи.

Известен способ разработки обводненной углеводородной залежи, основанный на синхронном вибросейсмическом воздействии от группы равноудаленных наземных источников колебаний, расположенных вокруг одной из крайних к контуру месторождения добывающих скважин, линейным частотно-модулированным сигналом. После повышения притока флюида вибросейсмическое воздействие проводят около другой добывающей скважины, двигаясь от контура нефтеносности к центру месторождения (Патент РФ 2057906, кл. Е 21 В 43/00, опубл. 1996 г.).

Недостатками указанного способа являются отсутствие выбора эффективной частоты воздействия на пласт, отсутствие временного интервала воздействия при работе в пункте возбуждения, что влияет на эффективность и производительность.

Известен способ разработки обводненного нефтяного месторождения, основанный на вибросейсмическом воздействии на обводненный участок с неподвижной нефтяной фазой наземного источника колебаний, установленного на кусте добывающих скважин в пределах участка на доминантной частоте, определенной на основе анализа амплитудного спектра микросейсмического фона до и после воздействия, установке дополнительных источников на расстоянии друг от друга, равном диаметру эффективной зоны действия источника, и проведении вибросейсмического воздействия на доминантной частоте (Авторское свидетельство СССР 1596081, кл. Е 21 В 43/00, опубл. 1990 г.).

Недостатком данного способа разработки является то, что превышение сигнала над уровнем микросейсмического фона еще не восстанавливает во многих практических случаях подвижность нефти, что не приводит к достижению цели, определение эффективной зоны действия источника как области пласта, в которой сейсмический сигнал выделяется над уровнем фона, с одной стороны, и определение ее через часть длины волны, на которую нужно переместить источник до прекращения увеличения содержания нефти в скважинной жидкости, с другой, однозначно не определяют эту зону, устанавливается непрерывное вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте, что ведет к дополнительным затратам, использование в способе наземного вибрационного источника резко снижает промысловую эффективность способа в силу того, что большая часть энергии уносится поверхностными волнами и не достигает нефтяного пласта.

Указанные недостатки снижают эффективность восстановления подвижности защемленной нефти и приводят к снижению производительности работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разработки обводненного нефтяного месторождения, согласно которому пласт вскрывают скважинами и производят добычу пластовой жидкости добывающими скважинами. На участке углеводородной залежи проводят изучение фракционного состава горной породы, слагающей нефтяной пласт, анализом кернового материала и определяют доминантную частоту пласта.

Производят монтаж комплекса технических средств вибросейсмического воздействия. Он включает установку волноводного устройства в возбуждающей скважине из существующего фонда или специально пробуренную скважину и сопряжение его с наземным источником колебаний вибрационного типа с регулируемой величиной частоты колебаний и амплитуды. Осуществляют вибросейсмическое воздействие на доминантной частоте с одновременной регистрацией состава и количества добываемой жидкости и попутного газа, амплитудного спектра акустического шума и амплитуды вибросмещений горной породы в интервале продуктивного пласта, имеющего наибольшие остаточные запасы нефти. По результатам обработки амплитудного спектра акустического шума и динамики технологических показателей разработки определяют режимы оптимального вибровоздействия на залежь.

Разбивают месторождение на участки эффективного действия комплекса технических средств вибросейсмического воздействия, включающего наземный источник и волноводное устройство, и монтируют на них дополнительные комплексы. Производят вибросейсмическое воздействие с одновременными периодическими закачками растворов, содержащих растворенный газ, в интервалы пласта на участках. Во время проведения вибросейсмического воздействия осуществляют обработки призабойных зон пласта, включая виброволновые, улучшающие их фильтрационные свойства. Проводят повторные сеансы вибросейсмического воздействия на данных участках до полного прекращения разработки данных участков (Патент РФ 2172819, кл. Е 21 В 43/16, опубл. 2001 г. - прототип).

Известный способ позволяет отобрать из залежи основные запасы углеводородов, однако значительная часть запасов остается в залежи.

В изобретении решается задача повышения углеводородоотдачи за счет восстановления подвижности вязкой составляющей.

Задача решается тем, что в способе разработки углеводородной залежи, включающем отбор углеводородов через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, определение доминантных частот источника вибросейсмического воздействия, проведение вибросейсмического воздействия и контроль состава и количества добываемой жидкости, согласно изобретению доминантные частоты источника вибросейсмического воздействия определяют для двух пар соседних скважин по появлению углеводородов более высокой вязкости и/или плотности, чем у добываемых из данной залежи углеводородов, на залежи формируют зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента, определяют текущее пластовое давление на залежи и перепады пластового давления между пропластками, вызванные закачкой и отбором, вибросейсмическое воздействие на залежь проводят преимущественно в местах перепадов пластового давления с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот, а разработку залежи проводят с применением бароциклического воздействия.

Признаками изобретения являются: 1. отбор углеводородов через добывающие скважины; 2. закачка рабочего агента через нагнетательные скважины; 3. определение доминантных частот источника вибросейсмического воздействия; 4. проведение вибросейсмического воздействия; 5. контроль состава и количества добываемой жидкости; 6. определение доминантных частот источника вибросейсмического воздействия для двух пар соседних скважин по появлению углеводородов более высокой вязкости и/или плотности, чем у добываемых из данной залежи углеводородов; 7. формирование на залежи зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента; 8. определение текущего пластового давления на залежи и перепадов пластового давления между пропластками, вызванные закачкой и отбором; 9. проведение вибросейсмического воздействия на залежь преимущественно в местах перепадов пластового давления с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот;
10. проведение разработки залежи с применением бароциклического воздействия.

Признаки 1-5 являются общими с прототипом, признаки 6-10 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения
При разработке углеводородной залежи значительная часть запасов остается в залежи. Применение вибросейсмического воздействия позволяет отобрать дополнительное количество углеводородов, однако значительная часть, особенно более вязкая, чем добывается в настоящий момент, остается в залежи. В предложенном способе решается задача повышения углеводородоотдачи за счет восстановления подвижности вязкой составляющей. Задача решается следующим образом.

При разработке углеводородной залежи, например нефтяной, отбирают углеводороды через добывающие скважины и закачивают рабочий агент через нагнетательные скважины. Определяют доминантные частоты источника вибросейсмического воздействия для двух пар соседних добывающих скважин. Выбор пар скважин повышает точность определения доминантной частоты и практически полностью исключает ошибки. За доминантную частоту принимают частоту, под воздействием которой в продукции добывающей скважины появляются углеводороды, например нефть, более высокой вязкости и/или плотности, чем у добываемых из данной залежи углеводородов. В качестве критерия определения доминантной частоты может быть использован любой показатель, являющийся производным от увеличения молекулярной массы углеводородов. Наиболее показательным является вязкость и плотность, прямо зависящие от молекулярной массы. Может также применяться измерение количества асфальтосмолопарафиновых компонентов, определение высокомолекулярной составляющей углеводородов и т. п. Как правило, между скважинами участка разработки свойства продуктивного пласта изменяются монотонно, поэтому вибросейсмическое воздействие в промежутке между парами скважин проводят с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот. Проводят периодический контроль состава и количества добываемой жидкости. При контроле состава и количества добываемой жидкости контролируют дебит и динамический уровень, т.е. продуктивность скважин, а также обводненность и вязкость и/или плотность углеводородов в окружающих добывающих скважинах.

На залежи формируют зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента. Для этого может применяться рядная или какая-либо другая система размещения скважин. В зоне закачки рабочего агента все скважины независимо от их назначения и текущего использования переводят в нагнетательные. В зоне отбора углеводородов все скважины независимо от их назначения и текущего использования переводят в добывающие. При достаточно длительном отсутствии воздействия на залежь пластовое давление в высокопроницаемых и низкопроницаемых пропластках выравнивается и становится одинаковым.

В начале воздействия закачку и отбор жидкости из пласта ведут из всех пропластков одновременно. При этом определяют текущее пластовое давление на залежи и перепады пластового давления между высокопроницаемыми промытыми пропластками и низкопроницаемыми нефтенасыщенными пропластками, вызванные закачкой и отбором. Возникающая разница давлений в пропластках обусловлена разной проницаемостью пропластков и разной скоростью распространения импульсов давления от работы скважин. Вблизи зоны отбора, где текущее пластовое давление в низкопроницаемых нефтенасыщенных пропластках больше, чем в высокопроницаемых промытых пропластках, за счет перепадов пластового давления между пропластками нефть из низкопроницаемых нефтенасыщенных пропластков перетекает в высокопроницаемые промытые пропластки и затем вымывается при разработке.

Вблизи зоны нагнетания наоборот текущее пластовое давление в низкопроницаемых нефтенасыщенных пропластках меньше, чем в высокопроницаемых промытых пропластках. За счет перепадов пластового давления между пропластками рабочий агент из высокопроницаемых промытых пропластков перетекает в низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки, что в последующем способствует вымыванию нефти. Вибросейсмическое воздействие на залежь проводят преимущественно в местах перепадов пластового давления с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот. Вибровоздействие на доминантных частотах значительно ускоряет движение жидкостей в капиллярах, поэтому форсируется и проходит более полно процесс замещения нефти на рабочий агент и вымывание нефти из низкопроницаемых пропластков. Режимы циклического воздействия на залежь выбирают такими, которые создают перепады давлений между низко- и высокопроницаемыми пропластками. Эти режимы для каждой залежи подбирают опытным путем по замерам пластовых давлений в пропластках. Такое циклическое воздействие называют бароциклическим. Проведение разработки залежи с применением бароциклического воздействия на залежь значительно усиливает эффект от вибровоздействия. В результате нефтеотдача залежи увеличивается.

Пример конкретного выполнения
Разрабатывают нефтяную залежь Самотлорского месторождения со следующими характеристиками: глубина продуктивного пласта - 2500 м, пластовое давление 25 МПа, пластовая температура - 70^oС, толщина продуктивного пласта - 15 м, пористость пласта 19,5%, проницаемость пласта - 90•10^-3 мкм², вязкость нефти - 1,4 мПа•с, плотность нефти - 0,83 г/см³. Нефтяную залежь разрабатывают 40 лет. Ведут отбор нефти через добывающие скважины и закачку рабочего агента через нагнетательные скважины.

Определяют доминантные частоты источника вибросейсмического воздействия для двух пар соседних добывающих скважин. Расстояние между скважинами в паре составляет 500 м одна от другой. Расстояние между парами скважин составляет 4800 м. Доминантные частоты равны 13 и 15 Гц. За доминантную частоту принимают частоту, под воздействием которой в продукции добывающей скважины появляется нефть более высокой вязкости, чем у добываемой нефти, т.е. нефть с вязкостью 3,0-4,5 мПа•с. Между парами скважин на участке разработки расположены 95 добывающих и 25 нагнетательных скважин. Отбирают нефть через добывающие скважины и закачивают рабочий агент (воду) через нагнетательные скважины.

На залежи формируют зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента. Для этого формируют два ряда нагнетательных скважин по 15 скважин в каждом ряду, а между рядами все оставшиеся 90 скважин используют как добывающие. Определяют текущее пластовое давление на залежи, которое равно 25 МПа, и перепады пластового давления между пропластками, вызванные закачкой и отбором. Устанавливают, что вблизи зон закачки и отбора перепады пластового давления доходят до 3 МПа. Вибросейсмическое воздействие проводят с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот и направляют преимущественно в места перепадов пластового давления между пропластками, т. е. вначале вблизи зон закачки и отбора, а по мере продвижения мест перепадов пластового давления в новые места установления перепадов пластового давления. Вибросейсмическое воздействие проводят тремя поверхностными источниками марки СВ-20/150 с доминантной частотой 14 Гц и усилием на грунт 18 тонн в течение 30 сут. Проводят периодический контроль состава и количества добываемой жидкости. Разработку залежи проводят с применением бароциклического воздействия на залежь. Периоды циклов определяют по прохождению волны перепадов давления от зоны нагнетания рабочего агента до зоны отбора углеводородов. Исходя из этого, бароциклический режим работы нагнетательных скважин устанавливают 40 сут. нагнетание, 30 сут. остановка при постоянном отборе углеводородов через добывающие скважины.

В результате в добывающих скважинах снизилась обводненность добываемой продукции с 99 до 90%, увеличился дебит жидкости с 60 до 70 м³/сут, вязкость нефти в отдельных скважинах увеличилась с 1,4 до 3,0-4,5 мПа•с при среднем увеличении по залежи на 20%, а нефтеотдача участка залежи возросла с 0,49 до 0,54.

Применение предложенного способа позволит повысить углеводородоотдачу залежи.

Формула изобретения

Способ разработки углеводородной залежи, включающий отбор углеводородов через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, определение доминантных частот источника вибросейсмического воздействия, проведение вибросейсмического воздействия и контроль состава и количества добываемой жидкости, отличающийся тем, что доминантные частоты источника вибросейсмического воздействия определяют для двух пар соседних скважин по появлению углеводородов более высокой вязкости и/или плотности, чем у добываемых из данной залежи углеводородов, на залежи формируют зоны отбора углеводородов и зоны закачки рабочего агента, определяют текущее пластовое давление на залежи и перепады пластового давления между пропластками, вызванные закачкой и отбором, вибросейсмическое воздействие на залежь проводят преимущественно в местах перепадов пластового давления с доминантной частотой в пределах определенных доминантных частот, а разработку залежи проводят с применением бароциклического воздействия.