Способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для нефтедобычи на нефтепромыслах для возобновления нефтеотдачи отработанных месторождений. Обеспечивает упрощение и повышение эффективности способа. Сущность изобретения: способ основан на создании давления в нефтеносных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах. Согласно изобретению производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения. Выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра. Затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов. Выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру. Затем производят повторение этих операций до центра месторождения. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для нефтедобычи на нефтепромыслах для возобновления нефтеотдачи отработанных месторождений.
Независимо от способа генерации нефть под влиянием вулканических и тектонических процессов мигрировала по земной коре до тех пор, пока не нашла пласты осадочных пород, обладающих высокой пористостью и трещиноватостью. Такими породами могли оказаться кальцит, аргонит, катерит, магнезит, несквогенит, песчаник и другие породы, которые по условиям генезиса и залегания оказались высокопористыми. Эти высокопористые породы оказались нефтяными ловушками и, будучи пропитаны нефтью, затем в течение десятков и сотен миллионов лет сформировали нефтяные месторождения, современные нашей эпохе. Глубина их залегания весьма различна. Иногда они выходят на поверхность земли, но чаще залегают на глубине 1-2 километров, т.е. в тех местах, где залегали указанные осадочные пористые породы.
Для серьезной промышленной добычи нефти приходится бурить скважины, обсаживать их стальными трубами, а также снабжать запорной арматурой и транспортными трубопроводами. В зависимости от размеров пор нефть более или менее прочно удерживается в ловушке. Ясно, что чем мельче поры, тем больше их удельная внутренняя поверхность и тем большая часть содержащейся в ловушке нефти адсорбируется и удерживается на этой поверхности, тем меньшую ее часть удается извлечь в виде нефтяных фонтанов и с помощью насосов (качалок или «богомолок»). Мировой опыт нефтедобычи (добывается сейчас в мире ˜3 миллиарда тонн нефти ежегодно) показывает, что известными и экономичными методами извлечь удается из нефтяных месторождений не более 60% содержащейся там нефти, а в среднем нефтеотдача составляет 50-55%. Таким образом, от 45 до 50% нефти, содержащейся в нефтяных месторождениях после их исчерпания известными методами, остается в нефтяных ловушках и пока извлечь ее не удается.
Если бы удалось извлекать не 55, а 65% нефти, содержащейся в нефтяных ловушках (т.е. всего на 10% больше, чем сейчас), то это составило бы 300 миллионов тонн ежегодно, а извлеченная нефть при современных ценах будет стоить 120 миллиардов долларов.
Известен способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений (Приходько Н.К. и др. Применение химических взрывчатых веществ для интенсификации разработки нефтяных и газовых месторождений. Обзорная информация. Серия «Нефтепромысловое дело», Москва, ВНИИОЭНГ, 1981, с.12, 25) путем взрыва непосредственно в нефтеносных слоях, что создавало дополнительное давление на глубине залегания нефти и вызывало выдавливание нефти из пор.
Однако указанный способ применялся в отдельных нефтяных скважинах, что не давало возможности значительного увеличения нефтеотдачи месторождения.
Кроме того, известен способ извлечения нефти из отработанных месторождений (патент РФ №2066741 от 20.09.1996), являющийся прототипом предлагаемого изобретения, основанный на создании давления в нефтеносных слоях, за счет одновременного взрыва зарядов в специальных взрывных скважинах (проходка до середины водонепроницаемого слоя, находящегося непосредственно над нефтеносным пористым слоем). Эти взрывные скважины создают равномерно между эксплуатационными скважинами по всему месторождению нефти. В них закладываются малые, а затем многотонные взрывные заряды. Их одновременно подрывают в два приема (малые, затем многотонные) во всех взрывных скважинах одного месторождения нефти. После взрывов через период времени во взрывные скважины производят подачу топливной смеси из природного газа и воздуха с последующим одновременным воспламенением топливной смеси. На последнем этапе производят закачку воды под большим давлением для поддержания пластового давления. На каждом этапе производится откачка нефти. Последующий этап начинается при снижении нефтеотдачи.
Однако указанный способ очень экономически затратный (создание огромного количества взрывных скважин), а также очень сложный в исполнении (после взрывов малых зарядов в эти же взрывные скважины закладываются многотонные взрывчатые заряды, что требует их восстановления). Кроме того, создаваемое давление в нефтеносных слоях создается опосредованно через водонепроницаемый слой над нефтеносным. Следовательно, выдавливание нефти из пор пород нефтеносного слоя будет значительно ниже, чем при взрыве в нефтеносном слое. Все это указывает на низкую эффективность данного способа. А закачка на предпоследнем этапе топливной смеси из природного газа и воздуха с последующим одновременным воспламенением вызывает сомнение о возможности такой операции, так как после мощного взрыва взрывные скважины будут уничтожены.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и повышение эффективности способа.
Поставленная задача достигается тем, что в способе извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений, основанном на создании давления в нефтяных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах, производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения, а выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра, затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов, а выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру, затем производят повторение этих операций до центра месторождения.
Предложенный способ поясняется чертежом, где 1 - нефтяные эксплуатационные скважины, 2 - внешний периметр расположения эксплуатационных скважин, 3 - первый внутренний периметр расположения эксплуатационных скважин. Способ осуществляется следующим образом. Сначала производят закладку взрывных зарядов в нефтяных эксплуатационных скважинах 1 по внешнему периметру 2 исчерпанного месторождения, одновременный их подрыв и выкачивание образовавшейся свободной нефти через эксплуатационные скважины 1, расположенные внутри внешнего периметра 2. Затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему 3 по отношению к указанному внешнему 2 периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов. Выкачивание нефти производят через эксплуатационные скважины внутри первого внутреннего периметра 3. В дальнейшем производят повторение этих операций до центра месторождения. Такая система закладки взрывчатых зарядов и одновременность взрывов создает вектор движения освободившейся нефти от периферии месторождения к центру, что позволит выкачать всю освободившуюся из пор нефть.
С помощью подземного взрыва зарядов большой мощности как раз на глубинах залегания нефтяных ловушек извлекается связанная нефть из пор и трещин путем резкого уменьшения их объема (разрушения ловушек). В качестве действующего заряда может быть использовано любое взрывчатое вещество. Главными критериями выбора будут служить дешевизна и доступность этого вещества; максимальные мощности взрыва и объем выделяемого при взрыве газа; максимальная безопасность доставки взрывчатого вещества на месторождения и непосредственно к месту взрыва. Наиболее подходящими по этим критериям являются тротил и гексоген. Примерно 1,2 тонны любого из этих веществ может выдавить из пор и трещин нефтяной ловушки порядка 1000 тонн нефти.
Наиболее вероятный механизм действия взрывного заряда - это резкое уменьшение объема пор и трещин вмещающих пород и выдавливание нефти в образовавшиеся (или имеющиеся там) пустоты. Поскольку выработанное нефтяное месторождение обустроено всей необходимой арматурой, себестоимость полученных предлагаемым методом 1000 тонн нефти будет не на много превышать стоимость 1,2 тонны заряда.
Релаксации горных пород, вмещающих нефть, не следует опасаться, т.к., как правило, рядом находятся месторождения тех же пород, не обладающих пористостью и трещиноватостью и не представляющих собой нефтяные ловушки.
Предлагаемый способ более технологически удобен своей простотой закладки зарядов, а также из-за использования уже готовых эксплуатационных скважин и значительно эффективен из-за создания большего давления из-за огромного объема выделяемого газа при взрыве в нефтеносном слое, что приводит к значительному выдавливанию нефти из пористой породы как из губки, а также созданием направленного движения освобождаемой нефти от периферии к центру месторождения.
Способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений, основанный на создании давления в нефтеносных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах, отличающийся тем, что производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения, а выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра, затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов, а выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру, затем производят повторение этих операций до центра месторождения.
