Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей

Настоящее изобретение относится к области технологий для добычи нефти и природного газа, и, в частности, оно относится к сетке переплетенных скважин для вытеснения, выполненной с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, получена следующим образом: сначала осуществляют разделение на кубические блоки разработки нефтегазовой залежи. Затем измеряют физические параметры указанных кубических блоков разработки, на основании указанных физических параметров вычисляют проектировочные параметры сетки скважин, при этом указанные проектировочные параметры сетки скважин включают количество скважин и траекторию ствола скважины в отношении скважин с большим отходом от вертикали, при этом указанная траектория ствола скважины содержит траекторию - 1 ствола скважины в направлении длины и траекторию - 2 ствола скважины в направлении ширины. На основании указанных проектировочных параметров сетки скважин осуществляют бурение с получением скважин с большим отходом от вертикали. В центре промежуточных областей пересечения указанной траектории 1 ствола скважины с указанной траекторией 2 ствола скважины осуществляют бурение с получением вертикальных скважин, при этом указанные скважины с большим отходом от вертикали служат эксплуатационными скважинами, а указанные вертикальные скважины служат нагнетательными скважинами и они совместно образуют указанную сетку переплетенных скважин для вытеснения. Настоящее изобретение может повысить коэффициент извлечения при введении текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологий для добычи нефти и природного газа, и, в частности, оно относится к сетке переплетенных скважин для вытеснения, выполненной с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей.

Предпосылки изобретения

Благодаря огромным геологическим запасам, эффективная разработка нефтегазовых залежей с мощными пластами, в отношении которых трудно применить ГРП, таких как в случае карбонатных пород и т. п., или многопластовых залежей может улучшить структуру энергетики Китая и восполнить нехватку традиционных нефтегазовых залежей в отношении регионального распределения и объема поставок Китая. Из-за довольно высокого модуля Юнга у коллекторов нефтегазовых залежей эффект ГРП в отношении коллекторов слабый, и эффект мер ГРП для использования коллекторов является слабым. Из-за большой толщины нефтяных залежей использовать с высокой эффективностью коллекторы в вертикальном направлении в случае вертикальных скважин и обычных горизонтальных скважин затруднительно, а также затруднительно дополнительно улучшить коэффициент извлечения из сетки скважин.

В настоящее время в отношении способов повышения коэффициента извлечения из сеток скважин в нефтяных залежах с мощными пластами, в которых трудно применить ГРП, и многопластовых залежей ученые в Китае и за рубежом проделали большую работу, в целом касающуюся проектирования сеток скважин, применяемых в песчаниках, или проектирования сеток скважин, сочетающих в себе горизонтальные скважины и вертикальные скважины. Однако для нефтяных залежей с мощными пластами, в отношении которых трудно применить ГРП, и многопластовых залежей сегодня пока нет высокоэффективных конструкций сеток эксплуатационных скважин, а также нет конструкций для повышения коэффициента извлечения из сеток вытесняющих скважин для разработки с чрезмерно большим пространством отхода от вертикали. Исследования в области проектирования, касающегося повышения коэффициента извлечения из сеток скважин в пространстве нефтяных залежей с мощными пластами, в отношении которых трудно применить ГРП, и многопластовых залежей, все еще находятся на этапе поиска, и никто из ученых не проводил исследований в области проектирования, касающегося повышения коэффициента извлечения из сеток переплетенных в пространстве скважин для вытеснения в случае скважин с чрезмерно большим отходом от вертикали.

Суть изобретения

Ввиду вышеуказанных проблем цель настоящего изобретения заключается в предоставлении сетки переплетенных скважин для вытеснения, выполненной с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей, при этом сетка скважин может эффективно повышать коэффициент извлечения нефти и газа.

Техническое решение согласно настоящему изобретению следующее:

Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей, при этом указанная сетка переплетенных скважин для вытеснения получена следующим способом, в котором:

сначала осуществляют разделение на кубические блоки разработки нефтегазовой залежи;

затем измеряют физические параметры указанных кубических блоков разработки;

затем на основании указанных физических параметров вычисляют проектировочные параметры сетки скважин, при этом указанные проектировочные параметры сетки скважин включают количество скважин и траекторию ствола скважины в отношении скважин с большим отходом от вертикали; указанная траектория ствола скважины содержит траекторию 1 ствола скважины в направлении длины и траекторию 2 ствола скважины в направлении ширины;

наконец, на основании указанных проектировочных параметров сетки скважин осуществляют бурение с получением скважин с большим отходом от вертикали; в центре промежуточных областей пересечения указанной траектории 1 ствола скважины с указанной траекторией 2 ствола скважины осуществляют бурение с получением вертикальных скважин, при этом указанные скважины с большим отходом от вертикали служат эксплуатационными скважинами, а указанные вертикальные скважины служат нагнетательными скважинами, и они совместно образуют указанную сетку переплетенных скважин для вытеснения.

Предпочтительно конкретный этап указанного разделения на кубические блоки разработки нефтегазовой залежи состоит в: определении границ нефтегазовой залежи на основании данных сейсморазведки; определении основных разрабатываемых пластов нефтегазовой залежи на основании геологической модели, построенной на параметрах разведочной скважины; построении в указанных основных разрабатываемых пластах кубов максимального объема, при этом кубы являются указанными кубическими блоками разработки.

Предпочтительно способ измерения указанных физических параметров в целом состоит в: измерении длины, ширины и высоты указанных кубических блоков разработки; определении пористости, проницаемости и насыщенности указанных кубических блоков на основании указанной геологической модели.

Предпочтительно способ вычисления указанных проектировочных параметров сетки скважин в целом состоит в:

вычислении плотности сетки скважин:

где: E_R - нефтяной коэффициент извлечения, дробь; E_d - коэффициент вытеснения, дробь; e - естественный фон; B - индекс сетки скважин, скв./км²; S - плотность сетки скважин, скв./км²; a, b и c - параметры совпадения, дробь; k - проницаемость нефтегазовой залежи; h - толщина кубического блока разработки; μ - вязкость сырой нефти, мПа⋅с;

на основании длины и ширины кубических блоков разработки вычисляют площадь плоской поверхности указанных кубических блоков разработки; указанную площадь плоской поверхности умножают на указанную плотность сетки скважин с получением указанного количества скважин;

на основании указанного количества скважин скважины равномерно и взаимно перпендикулярно выполняют в указанных кубических блоках разработки;

получают указанную траекторию 1 ствола скважины и указанную траекторию 2 ствола скважины путем следующих вычислений:

где x и y - координаты ствола скважины в направлении ствола горизонтальной скважины и вертикальном направлении нефтяной залежи соответственно; n - степень переплетения сетки скважин, при этом значение находится в диапазоне 2-6; l_x и l_y - длина и ширина указанных кубических блоков разработки соответственно, км; x_i - фазовый угол начальной точки i-й трещины в направлении длины; y_i - фазовый угол начальной точки i-й трещины в направлении ширины, при этом угол между x_i и y_i составляет 90°, а между x_i и x_i+1 и между y_i и y_i+1 соответственно составляет 90°.

Предпочтительно указанный нефтяной коэффициент извлечения определяют с применением способа цифрового моделирования; указанный коэффициент вытеснения вычисляют с применением кривых относительных фазовых проницаемостей; указанные параметры совпадения получают путем вычисления пористости и насыщенности. Конкретный способ представлен в отраслевом стандарте SY/T100112006, поэтому в этом документе рассмотрен не будет.

Предпочтительно, если i является нечетным числом, то x_i=π/2, а y_i=0; если i является четным числом, то x_i=0, а y_i=π/2. Аналогично значения x_i и y_i также могут быть следующими: если i является нечетным числом, то x_i=0, а y_i=π/2; если i является четным числом, то x_i=π/2, а y_i=0.

По сравнению с аналогами, известными из уровня техники, настоящее изобретение обладает указанными ниже преимуществами:

Согласно настоящему изобретению с учетом той особенности, что осваивать пространство особенно толстого коллектора или многопластовой нефтегазовой залежи трудно, получают коэффициенты для сетки скважин с большим пространством отхода от вертикали в коллекторе и путем бурения получают сетку переплетенных скважин для вытеснения, образованную скважинами с большим отходом от вертикали и вертикальными скважинами; благодаря сетке переплетенных скважин для вытеснения можно эффективно повысить коэффициент извлечения из особенно толстого коллектора или многопластовой нефтегазовой залежи и восполнить технические пробелы современных способов повышения коэффициентов извлечения с помощью сеток переплетенных в пространстве скважин для вытеснения в нефтяных залежах, в отношении которых трудно применить ГРП.

Описание прилагаемых графических материалов

Для более понятного описания технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения или аналогам, известным из уровня техники, ниже в упрощенном виде представлены прилагаемые графические материалы, использование которых необходимо для описания вариантов осуществления или аналогов, известных из уровня техники, при этом совершенно очевидно, что в описанных ниже прилагаемых графических материалах представлены только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и на основании этих прилагаемых графических материалов специалисты в данной области техники без каких-либо творческих усилий также могут получить другие графические материалы.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение конструкции сетки скважин в карбонатном коллекторе согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлен график с результатами сравнения коэффициентов извлечения при введении воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлен график с результатами сравнения коэффициентов извлечения при введении воды и введении газа согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Конкретные способы осуществления

Ниже настоящее изобретение дополнительно описано с помощью вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые графические материалы. Необходимо отметить, что если не указано иное, то в этой заявке варианты осуществления и технические признаки в вариантах осуществления могут быть скомбинированы друг с другом. Если не указано иное, то технические термины или научные термины, применяемые для раскрытия настоящего изобретения, следует рассматривать в значении, принятом в области, к которой относится изобретение, и понятном среднему специалисту. Слова «содержать», «содержащий» и т. п., применяемые для раскрытия настоящего изобретения, означают, что элементы или объекты, стоящие перед этими словами, включают в себя элементы или объекты и их эквиваленты, идущие после этих слов, и не исключают других элементов или объектов.

Вариант осуществления 1

В качестве примера взяли особенно толстую нефтяную залежь в карбонатных отложениях в Бразилии, при этом определяли границы нефтегазовой залежи на основании данных сейсморазведки; на основании геологической модели, построенной на параметрах разведочной скважины, получают основные разрабатываемые пласты нефтяной залежи; в основных разрабатываемых пластах строят кубы максимального объема, так что кубы не выходят за границы основных пластов, при этом кубы представляют собой кубические блоки разработки нефтяной залежи.

Результаты измерения физических параметров кубических блоков разработки нефтяной залежи следующие: длина 4000 м, ширина 4000 м и высота 100 м; на основании геологической модели определяют, что пористость кубических блоков разработки нефтяной залежи составляет 2,0%, проницаемость составляет 45 мД, а нефтенасыщенность составляет 70%.

По расчетной формуле (1) и формуле (2) вычисляют, что плотность сетки скважин S составляет 0,625 скв./км²; путем умножения на площадь (4 км×4 км) определяют, что требуется 10 скважин с большим отходом от вертикали; эти 10 скважин с большим отходом от вертикали равномерно и взаимно перпендикулярно выполняют в кубическом блоке разработки указанной нефтяной залежи; по расчетной формуле (3) и формуле (4) рассчитывают траекторию ствола скважины с большим отходом от вертикали, служащей эксплуатационной скважиной; в этом варианте осуществления указанная степень переплетения сетки скважин n взята равной 4; промежуточные области пересечения траектории 1 ствола скважины и траектории 2 ствола скважины в продольном и поперечном направлениях служат блоками переплетения; в центре каждого блока переплетения осуществляют бурение с получением вертикальных скважин, которые служат скважинами для нагнетания текучей среды; результат проектирования сетки переплетенных скважин для вытеснения представлен на фиг. 1.

На основании фиг. 1 осуществляют бурение с получением сетки переплетенных скважин для вытеснения, при этом в случае бурения с получением скважин с большим отходом от вертикали траектория ствола скважины может иметь незначительные отклонения, поэтому совсем не обязательно, чтобы траектория ствола скважины проходила полностью в соответствии с проектом. При применении с отношением общего объема закачки к извлечению, составляющем 1:1, вычисляют коэффициент извлечения из сетки переплетенных в пространстве скважин в условиях разработки на истощение, разработки при введении жидкости и разработки при введении газа, при этом его сравнивают с коэффициентом извлечения из сетки вертикальных скважин, характеризующейся аналогичным объемом капиталовложений; результаты приведены на фиг. 2 и фиг. 3. Вертикальные скважины, указанные на фиг. 2 и фиг. 3, образуют традиционную 5-точечную сетку скважин, которая взята как пример сравнения с сеткой переплетенных скважин для вытеснения согласно настоящему изобретению.

Что касается целевого сектора, то объем капиталовложений в служащие примером сравнения вертикальные скважины составляет 32 000 000 юаней/скв., а общий объем капиталовложений составляет 128 000 000 юаней; объем капиталовложений в скважины с большим отходом от вертикали составляет 75 000 000 юаней/скв., а общий объем капиталовложений составляет 75 000 000 юаней, поэтому объем капиталовложений, необходимый для настоящего изобретения, значительно меньше, чем объем капиталовложений, необходимый для вертикальных скважин.

Как можно понять из фиг. 2 и фиг. 3, за 10 лет добычи коэффициент извлечения для сетки переплетенных в пространстве скважин (сетки скважин, образованной траекторией 1 ствола скважины и траекторией 2 ствола скважины) составляет 23,48%, а коэффициент извлечения для 5-точечной сетки скважин с аналогичными капиталовложениями составляет 21,84%; коэффициент извлечения для сетки переплетенных в пространстве скважин для введения воды (в сетку переплетенных скважин для вытеснения согласно настоящему изобретению вводят воду) составляет 37,21%, а коэффициент извлечения для 5-точечной сетки скважин с аналогичными капиталовложениями, в которую вводят газ, составляет 32,97%; коэффициент извлечения для сетки переплетенных в пространстве скважин для введения газа (в сетку переплетенных скважин для вытеснения согласно настоящему изобретению вводят газ) составляет 39,19%, а коэффициент извлечения для 5-точечной сетки скважин с аналогичными капиталовложениями, в которую вводят газ, составляет 34,96%. Из этого можно понять, что сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания особенно толстых или многопластовых нефтегазовых залежей, которая предложена согласно настоящему изобретению, может заметно повысить коэффициент извлечения.

Рассмотренное выше является всего лишь предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения и вовсе не ограничивает настоящее изобретение каким-либо образом. Несмотря на то что настоящее изобретение было раскрыто выше с помощью предпочтительного варианта осуществления, он вовсе не предназначен для ограничения настоящего изобретения, и любой специалист в данной области техники, без выхода за пределы технического решения согласно настоящему изобретению, на основании сути представленной выше технологии может немного изменить или усовершенствовать его с получением эквивалентных вариантов осуществления с эквивалентными заменами. Однако любые изменения, эквивалентные замены и модификации, которые не являются отклонением от сути технического решения согласно настоящему изобретению и внесены в представленный выше вариант осуществления на основании технической сути настоящего изобретения, все равно входят в объем технического решения согласно настоящему изобретению.

1. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, отличающаяся тем, что указанная сетка переплетенных скважин для вытеснения получена следующим способом, в котором:

сначала осуществляют разделение на кубические блоки разработки нефтегазовой залежи;

затем измеряют физические параметры указанных кубических блоков разработки, при этом измерение физических параметров состоит в: измерении длины, ширины и высоты указанных кубических блоков разработки, определении пористости, проницаемости и насыщенности указанных кубических блоков;

затем на основании указанных физических параметров вычисляют проектировочные параметры сетки скважин, при этом указанные проектировочные параметры сетки скважин включают количество скважин и траекторию ствола скважины в отношении скважин с большим отходом от вертикали; указанная траектория ствола скважины содержит траекторию - 1 ствола скважины в направлении длины и траекторию - 2 ствола скважины в направлении ширины;

наконец, на основании указанных проектировочных параметров сетки скважин осуществляют бурение с получением скважин с большим отходом от вертикали; в центре промежуточных областей пересечения указанной траектории 1 ствола скважины с указанной траекторией 2 ствола скважины осуществляют бурение с получением вертикальных скважин, при этом указанные скважины с большим отходом от вертикали служат эксплуатационными скважинами, а указанные вертикальные скважины служат нагнетательными скважинами, и они совместно образуют указанную сетку переплетенных скважин для вытеснения.

2. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, по п. 1, отличающаяся тем, что конкретный этап указанного разделения на кубические блоки разработки нефтегазовой залежи состоит в: определении границ нефтегазовой залежи на основании данных сейсморазведки; определении основных разрабатываемых пластов нефтегазовой залежи на основании геологической модели, построенной на параметрах разведочной скважины; построении в указанных основных разрабатываемых пластах кубов максимального объема, при этом кубы являются указанными кубическими блоками разработки.

3. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, по п. 2, отличающаяся тем, что способ измерения указанных физических параметров состоит в: измерении длины, ширины и высоты указанных кубических блоков разработки; определении пористости, проницаемости и насыщенности указанных кубических блоков на основании указанной геологической модели.

4. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, по п. 3, отличающаяся тем, что способ вычисления указанных проектировочных параметров сетки скважин состоит в:

вычислении плотности сетки скважин:

где: E_R - нефтяной коэффициент извлечения;

E_d - коэффициент вытеснения;

e - естественный фон;

B - индекс сетки скважин, скв./км²;

S - плотность сетки скважин, скв./км²;

на основании длины и ширины кубических блоков разработки вычисляют площадь плоской поверхности указанных кубических блоков разработки; указанную площадь плоской поверхности умножают на указанную плотность сетки скважин с получением указанного количества скважин;

на основании указанного количества скважин скважины равномерно и взаимно перпендикулярно выполняют в указанных кубических блоках разработки;

получают указанную траекторию 1 ствола скважины и указанную траекторию 2 ствола скважины путем следующих вычислений:

где: х и у - координаты ствола скважины в направлении ствола горизонтальной скважины и вертикальном направлении нефтяной залежи соответственно;

h - толщина кубического блока разработки;

n - степень переплетения сетки скважин, при этом значение находится в диапазоне 2-6;

l_x и l_y - длина и ширина указанных кубических блоков разработки соответственно, км;

x₁ - фазовый угол начальной точки i-й трещины в направлении длины;

y_i - фазовый угол начальной точки i-й трещины в направлении ширины,

при этом угол между x_i и y_i составляет 90°, а между x_i и x_i+1 и между y_i и y_i+1 соответственно составляет 90°.

5. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, по п. 4, отличающаяся тем, что указанный нефтяной коэффициент извлечения определяют с применением способа цифрового моделирования; указанный коэффициент вытеснения вычисляют с применением кривых относительных фазовых проницаемостей; указанные параметры совпадения получают путем вычисления пористости и насыщенности.

6. Сетка переплетенных скважин для вытеснения, выполненная с возможностью введения текучей среды для разрабатывания многопластовых нефтегазовых залежей, по п. 4, отличающаяся тем, что если i является нечетным числом, то x_i=π/2, a y_i=0; если i является четным числом, то x_i=0, а y_i=π/2.