[go: up one dir, main page]

RU2203398C2 - Способ разработки месторождения нефти - Google Patents

Способ разработки месторождения нефти Download PDF

Info

Publication number
RU2203398C2
RU2203398C2 RU2001114429/03A RU2001114429A RU2203398C2 RU 2203398 C2 RU2203398 C2 RU 2203398C2 RU 2001114429/03 A RU2001114429/03 A RU 2001114429/03A RU 2001114429 A RU2001114429 A RU 2001114429A RU 2203398 C2 RU2203398 C2 RU 2203398C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blocks
oil
development
formation
reservoir
Prior art date
Application number
RU2001114429/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001114429A (ru
Inventor
И.Т. Мищенко
К.С. Басниев
В.В. Попов
В.В. Жуков
А.И. Башмаков
И.В. Жуков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Корпорация "Университетские сети знаний"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Корпорация "Университетские сети знаний" filed Critical Закрытое акционерное общество "Корпорация "Университетские сети знаний"
Priority to RU2001114429/03A priority Critical patent/RU2203398C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2203398C2 publication Critical patent/RU2203398C2/ru
Publication of RU2001114429A publication Critical patent/RU2001114429A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Использование: для увеличения полноты извлечения нефти из продуктивного пласта. Обеспечивает стабилизацию или увеличение пластового давления посредством деформирования твердой фазы пласта. По способу осуществляют вскрытие продуктивного пласта эксплуатационными скважинами. Извлекают нефть и поднимают ее на поверхность за счет пластовой энергии или механизированными способами. Согласно изобретению разработку месторождения нефти осуществляют первоначально разобщенными блоками первой очереди с их параметрами по числу, ширине и протяженности, обеспечивающими разгрузку продуктивного пласта на отработанной площади от горного давления. В последующем разработку осуществляют расположенными между блоками первой очереди блоками второй очереди. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области нефтяной и нефтегазовой промышленности, предназначено к использованию при выборе системы расположения эксплуатационных скважин, способа и режима воздействия на продуктивный пласт с целью увеличения полноты извлечения нефти, а также может быть использовано при добыче других флюидов.
Обоснование и применение эффективных способов разработки и технологических процессов, обеспечивающих повышение нефте- и газоотдачи месторождений углеводородов, является важнейшей научно-технической проблемой. Актуальность ее решения очевидна, поскольку "...в настоящее время более 60% отечественных запасов нефти приурочено к коллекторам с трудноизвлекаемыми запасами, эффективность разработки которых традиционными методами невысока" [Л.Х. Ибрагимов, И. Т. Мищенко, Д.К. Челоянц. Интенсификация добычи нефти. М.: Наука, 2000, с. 5]. Например, для условий нефтяных месторождений Республики Татарстан "Несмотря на значительные усилия по совершенствованию методов разработки, проектные значения коэффициента нефтеизвлечения остаются на уровне 16-20% для карбонатных и 25-35% для терригенных коллекторов с трудноизвлекаемыми запасами [Р. Н. Дияшев, А.В. Костерин, Э.В. Скворцов. Фильтрация жидкости в деформируемых нефтяных пластах. Казань, 1999, с. 13].
Известен способ разработки нефтеносных пластов при упруговодонапорном режиме. При этом способе "Сжатые жидкости противодействуют тяжести... пород, стараясь расширить поровый объем пласта". "Во время пуска добывающих скважин давление в призабойной части пласта понижается, при этом увеличивается объем жидкости. . . и сокращается поровый объем", что и обеспечивает приток жидкостей к призабойной части скважины [Ш.К. Гиматудинов и др. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1988, с. 71].
При значительных преимуществах этого способа разработки по сравнению с другими способами основные недостатки его связаны с некоторой предельной для данных геологических условий величиной пластового давления даже при наличии гидродинамической связи продуктивного пласта с водоносной областью питания, а также ограниченным запасом упругой энергии пласта, залегающего в непроницаемых границах.
Известен способ разработки при режиме растворенного газа, который может быть реализован в результате исчерпания энергетических ресурсов пласта при его разработке в замкнуто-упругом режиме.
Способ разработки нефтяных месторождений при режиме растворенного газа характеризуется низкой эффективностью, поскольку сопровождается интенсивным понижением пластового давления и, как следствие, быстрым падением добычи нефти [Ш.К. Гиматудинов и др. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1988, с. 76, 77].
Известны также способы разработки нефтяных месторождений с воздействием на пласт системами заводнения (законтурное, внутриконтурное, блоковое, площадное, избирательное, очаговое), в том числе с применением различных добавок (ПАВ, щелочных растворов, полимеров, пен, эмульсий и др.), регулирующих параметры процесса заводнения, а также средствами и методами воздействия, повышающими нефтеотдачу пласта.
Последнее направление связано с локальным воздействием на пласт в зоне эксплуатационных скважин, которое существенно не влияет на пластовое давление и соответственно на режим разработки месторождения.
Способы разработки с применением систем, ... "предусматривающих закачку воды в пласт с целью поддержания давления в нем на уровне давления насыщения" [Ш. К. Гиматудинов и др. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1988, с. 77], характеризуются относительно высокой сложностью ведения процесса заводнения, нарушение которого приводит к прорыву воды к добывающим скважинам, большими энергетическими и трудовыми затратами (водонефтяной фактор достигает 20 м3/т), а также неблагоприятными воздействиями на окружающую гидрогеологическую среду.
В настоящем изобретении поставлена задача стабилизировать, а при необходимости - обеспечить увеличение пластового давления (исходного или оптимального для данных условий) посредством деформирования скелета и твердой фазы пласта, приводящего к уменьшению объема порового пространства.
Поставленная цель достигается тем, что разработку месторождения нефти осуществляют первоначально разобщенными блоками первой очереди с параметрами их, обеспечивающими разгрузку продуктивного пласта на отработанной площади от горного давления, а в последующем - расположенными между ними блоками второй очереди.
А также тем, что предварительно до разработки месторождения в продуктивном пласте на границе между блоками создают жесткие или полужесткие гидроизолирующие барьеры с применением тампонажных материалов.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием его сущности, примером его выполнения и сопровождающими чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 - схема очередности разработки месторождения,
на фиг. 2 - схема к расчету параметров блоков.
Сущность изобретения заключается в следующем. При разработке месторождения в результате извлечения нефти изменяются условия контактного взаимодействия продуктивного пласта с окружающим массивом горных пород: напряжения в породах кровли и подошвы пласта уменьшаются, образуется так называемый свод разгрузки. Вследствие этого нагрузка от веса пород кровли выше свода разгрузки, приходящаяся ранее на пласт, частично или полностью передается на невовлеченные в разработку окружающие участки пласта или породы за контуром нефтеносности.
Направленное использование потенциальной энергии гравитационного поля достигается локализацией и концентрацией ее на ограниченном участке продуктивного пласта. Для этого месторождение площадью L • l (в плане) делят на протяженные блоки, разрабатываемые в две стадии: блоками первой очереди 1 и блоками второй очереди 2 (см. фиг. 1). Ширина первичных a и вторичных b блоков определяется технологическими соображениями, а также условиями, исключающими значительную подработку первичным блоком налегающих пород при глубине залегания пласта H, т.е.
b≤а≤(0,5÷0,6)•H (1)
Число блоков: второй очереди
Figure 00000002
(2)
первой очереди
n1=n2+1.
Число блоков первой очереди - нечетное. Окончательную корректировку ширины блоков предпочтительнее производить в сторону увеличения ширины первичных блоков (обычно с флангов месторождения).
Ширину блоков a и b принимают с учетом технологии разработки продуктивного пласта, но в целях более полного использования дополнительных гравитационных нагрузок на пласт в пределах блока второй очереди рекомендуется соблюдать соотношение
0,5a≤b≤1,5a (3)
Протяженность блоков l существенным образом влияет на степень передачи нагрузок от веса пород над отработанными блоками первой очереди на участки пласта в пределах блоков второй очереди. Соблюдение условий плоской деформации массива горных пород в сечении S-S (см. фиг. 1), т.е. при
l≥(8÷10)•a (4)
обеспечивает практически полную передачу этих нагрузок.
Высота свода разгрузки массива пород над выработанным пространством при подземной разработке твердых полезных ископаемых Hp практически равна ширине отработанного пространства [В. В. Жуков. Расчет элементов систем подземной разработки по фактору прочности. Л.: Наука, 1977, с. 82]. Учитывая более высокую способность осадочных пород месторождения нефти деформироваться без разрыва сплошности, а следовательно, возможность передачи нагрузки от веса пород свода 4 (см. фиг.2) окружающему массиву, принимаем
Hp=(0,5÷0,8)•a (5)
Заменив в пределах допустимой точности расчетных оценок единичный объем массива горных пород 5 в контуре АБВГДЕА (см. фиг.2) объемом массива в контуре АБВВ'ГДЕЕ'А, найдем величину удельной нагрузки (горное давление) на участок пласта блока второй очереди
Figure 00000003
(6)
где a и b - ширина блоков первой и второй очередей разработки, м;
H - глубина залегания пласта, м;
Hp - высота свода разгрузки кровли, м;
ρ - средняя плотность пород кровли, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с
В зависимости от физико-механических свойств пород пласта и кровли, а также ширины блока b распределение напряжений на горизонтальных площадках (удельная нагрузка) характеризуется эпюрой 6 или 7, однако с достаточной точностью напряженное состояние оценивается средним значением 8. Для сравнения на фиг. 2 показана эпюра 9 исходных напряжений на горизонтальных площадках пласта блока второй очереди. В торцовых частях блоков вследствие взаимодействия подработанного массива с массивом горных пород за контуром месторождения доля нагрузки, передаваемой на пласт блока второй очереди, снижается. Устранить влияние этого фактора можно посредством разработки совместно с блоками первой очереди блоков, расположенных по контуру месторождения поперек направления простирания основной системы блоков (на фиг. 1 положение поперечных внутренних границ блоков 3 показано пунктиром).
Предлагаемый способ разработки месторождения флюидов осуществляют следующим образом. На стадии выделения объекта разработки и выбора его параметров по принятой методологии [Ш.К. Гиматудинов и др. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1988, с.61-100] осуществляют также следующие операции по учету влияющих факторов, расчету параметров и оценке результатов применения способа:
- ориентирование положения блоков по площади месторождения с учетом соотношений (2) и (4), имея в виду при прочих равных условиях получить наибольшую долю площади месторождения, приходящуюся на блоки второй очереди,
- выбор ширины блоков с учетом условий (1) и (3): при чрезмерно большом значении a может быть потерян эффект пригрузки пласта блока второй очереди, при малом значении a - снижается доля пригрузки,
- определение высоты свода разгрузки массива горных пород в результате разработки первичного блока с учетом зависимости (5),
- сопоставительная оценка исходного напряженного состояния пласта и напряженно-деформированного состояния участка пласта блока второй очереди после отработки блоков первой очереди по известной методологии (см., например, [К. С. Басниев, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993, с. 51-53] ). включающая в конечном итоге определение изменений коллекторских свойств пласта блока второй очереди и, в частности, увеличение коэффициента сжимаемости пор, что приводит к повышению пластового и забойного давлений, в определенной мере характеризующих степень повышения нефтеотдачи пласта;
- совокупная оценка показателей извлечения нефти при разработке блоков первой и второй очередей, трудовых, материальных и энергетических затрат на реализацию способа, при этом следует иметь в виду, что такие оценки и сравнения с аналогами носят многовариантный оптимизационный характер.
Предлагаемый способ разработки месторождения нефти может быть использован при различных системах размещения эксплуатационных скважин как в первичных, так и во вторичных блоках, выбираемых с учетом конкретных условий, свойственных данному объекту разработки. Положение эксплуатационных скважин на фиг. 2 показано условно. Увеличение горного давления на участке пласта блока второй очереди приводит к увеличению усадки пласта за счет увеличения коэффициентов сжимаемости пор скелета и твердой фазы. В свою очередь это вызовет перераспределение горного давления и передачу части нагрузки на пласт в пределах блоков первой очереди и, как следствие, приведет к интенсификации или восстановлению нефтеотдачи этих площадей.
В случае неблагоприятного воздействия первичных и вторичных блоков друг на друга может быть осуществлено предварительное гидродинамическое разобщение их способом создания в пласте на границах между блоками жестких или полужестких барьеров [М.Б. Панфилов. Единая концепция разработки сложнопостроенных нефтегазовых месторождений. М.: ИРЦ "Газпром", 1994, с. 27].
Пример расчета параметров, характеризующих изменения деформационных и коллекторских свойств пласта, выполнен для следующих условий. Характерные размеры месторождения: длина L = 8000 м, ширина l = 4000 м. Глубина залегания пласта H = 3500 м. Эффективная толщина пласта h = 100 м. Пластовое давление p = 35 МПа. Коэффициент пористости пласта m = 20%. Модуль Юнга пород пласта: по нормали E = 0,25•104 МПа, по напластованию
Figure 00000004
= 0,15•104 МПа. Коэффициент Пуассона пород пласта в исходном состоянии μ1 = 0,5, в процессе разработки μ2 = 0,45. Плотность пород (усредненная) ρ = 2600 кг/м3.
По условиям рельефа и развития транспортной схемы принимаем поперечное относительно длинной оси месторождения расположение блоков. Ширина блоков: a = 500 м, b = 400 м. Число блоков в соответствии с (2)
Figure 00000005

Принимаем число вторичных блоков n2 = 8. Тогда число первичных блоков n1 = 8 + 1 = 9. Общая расчетная ширина блоков составляет L' = 500•9 + 400•8 = 7700 м. С учетом формы пласта (в плане) увеличиваем ширину фланговых блоков до 575 м. Условие (4) реализации плоской деформации массива горных пород соблюдается, т. е. 500•8 = 4000 м. Высота свода разгрузки массива горных пород в соответствии с (5)
Hp = 0,8•500 м = 400 м.
Исходное напряженное состояние пласта (горное давление)
PГ = ρ•g•H = 2600•9,82•3500 = 89,4 МПa.
Горное давление на пласт блока второй очереди в соответствии с зависимостью (6)
P'Г = [(500+400)•3500-400•500]•2600•9,82/400 = 200,9 МПа.
При неизменном пластовом давлении p в соответствии с применяемой зависимостью [К. С.Басниев и др. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993, с. 52] имеем:
σэф = PГ-p = 89,4-35 = 54,4 МПa,
Figure 00000006

т.е. эффективное напряжение в пласте
Figure 00000007
по сравнению с исходным состоянием σэф возрастает в 3 раза. И если, как отмечено в этой же работе (с. 52), изменение пористости от изменения пластового давления происходит линейно, то изменение коэффициента сжимаемости пор βn с увеличением горного давления происходит по гиперболическому закону [В.М. Добрынин, Б.Н. Куликов, гл. VI Физические свойства осадочных пород. В кн. Справочник по физическим свойствам минералов и горных пород при высоких термодинамических параметрах. М.: Недра, 1978, с. 141-143]. В частности, здесь же показано, что при увеличении эффективного давления с 40 до 80 МПа коэффициент сжимаемости пор уменьшается в 2-3 раза для большинства нефтеносных осадочных пород.
В условиях, когда двухстадийная разработка месторождения блоками благоприятна с точки зрения предотвращения защемления нефти в пласте, управляемый режим уменьшения порового пространства является эффективным способом увеличения показателя извлечения нефти.
Таким образом, предлагаемый способ разработки месторождения нефти в две стадии по сравнению с применяемыми способами разработки и повышения нефтеотдачи пласта обеспечивает:
- использование естественного практически беззатратного энергетического ресурса силового воздействия на продуктивный пласт,
- стабильный во времени режим поддержания эффективного давления в продуктивном пласте,
- более высокий уровень поддержания запаса упругой энергии пласта, кратно превышающий энергию водоносной области питания, ресурсов пласта при разработке его в замкнуто-упругом режиме или при разработке пласта системами с заводнением,
- более полное извлечение нефти из пласта и экономичность технологии разработки в силу указанных преимуществ способа,
- возможность применения в условиях, исключающих или затрудняющих применение способов искусственного воздействия на пласт,
- высокую экологическую безопасность, поскольку отсутствуют меры и средства искусственного воздействия на пласт и окружающий массив горных пород.

Claims (2)

1. Способ разработки месторождения нефти, включающий вскрытие продуктивного пласта эксплуатационными скважинами, извлечение нефти и подъем ее на поверхность за счет пластовой энергии или механизированными способами, отличающийся тем, что разработку месторождения нефти осуществляют первоначально разобщенными блоками первой очереди с их параметрами по числу, ширине и протяженности, обеспечивающими разгрузку продуктивного пласта на отработанной площади от горного давления, а в последующем - расположенными между ними блоками второй очереди.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно до разработки месторождения в продуктивном пласте на границе между блоками создают гидроизолирующие жесткие или полужесткие барьеры с применением тампонажных материалов.
RU2001114429/03A 2001-05-30 2001-05-30 Способ разработки месторождения нефти RU2203398C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114429/03A RU2203398C2 (ru) 2001-05-30 2001-05-30 Способ разработки месторождения нефти

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114429/03A RU2203398C2 (ru) 2001-05-30 2001-05-30 Способ разработки месторождения нефти

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2203398C2 true RU2203398C2 (ru) 2003-04-27
RU2001114429A RU2001114429A (ru) 2003-05-20

Family

ID=20250107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001114429/03A RU2203398C2 (ru) 2001-05-30 2001-05-30 Способ разработки месторождения нефти

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203398C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290499C1 (ru) * 2006-03-09 2006-12-27 Михаил Юрьевич Ахапкин Способ разработки нефтяной залежи

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428291A (en) * 1993-07-01 1995-06-27 Exxon Research And Engineering Company Determination of fluid transport properties in porous media by nuclear magnetic resonance measurements of fluid flow
RU2039218C1 (ru) * 1992-05-21 1995-07-09 Эрнст Михайлович Симкин Способ разработки обводненного нефтяного месторождения
RU2078913C1 (ru) * 1993-04-13 1997-05-10 Сергей Владимирович Сердюков Способ разработки нефтегазового месторождения
RU2100584C1 (ru) * 1995-06-23 1997-12-27 Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Способ повышения продуктивности нефтяной скважины
RU2145080C1 (ru) * 1999-01-19 2000-01-27 Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" Способ определения деформационных характеристик горных пород

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039218C1 (ru) * 1992-05-21 1995-07-09 Эрнст Михайлович Симкин Способ разработки обводненного нефтяного месторождения
RU2078913C1 (ru) * 1993-04-13 1997-05-10 Сергей Владимирович Сердюков Способ разработки нефтегазового месторождения
US5428291A (en) * 1993-07-01 1995-06-27 Exxon Research And Engineering Company Determination of fluid transport properties in porous media by nuclear magnetic resonance measurements of fluid flow
RU2100584C1 (ru) * 1995-06-23 1997-12-27 Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Способ повышения продуктивности нефтяной скважины
RU2145080C1 (ru) * 1999-01-19 2000-01-27 Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" Способ определения деформационных характеристик горных пород

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290499C1 (ru) * 2006-03-09 2006-12-27 Михаил Юрьевич Ахапкин Способ разработки нефтяной залежи

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Portier et al. Chemical stimulation techniques for geothermal wells: experiments on the three-well EGS system at Soultz-sous-Forêts, France
US4398769A (en) Method for fragmenting underground formations by hydraulic pressure
RU2526937C1 (ru) Способ разработки низкопроницаемой нефтяной залежи
EP1905946B1 (en) Well productivity enhancement method
RU2148154C1 (ru) Способ разработки узких нефтяных оторочек
CN106907152B (zh) 一种土型注浆钻孔布置及注浆方法
RU2203398C2 (ru) Способ разработки месторождения нефти
US8061422B2 (en) Process for enhancing the production of oil from depleted, fractured reservoirs using surfactants and gas pressurization
EOR Enhanced oil recovery
Donnelly The best process for Cold Lake: CSS vs. SAGD
RU2075572C1 (ru) Способ формирования изоляционной завесы вокруг горных выработок
US4239287A (en) Solution mining potassium chloride from heated subterranean cavities
US3208533A (en) Completion system for wells
RU2834805C1 (ru) Способ разработки нефтяной низкопроницаемой залежи
US3208529A (en) Completion method and system for wells
CN113323636A (zh) 一种用于复合控水增油的氮气注入量确定方法及采油方法
RU2616016C1 (ru) Способ разработки плотных карбонатных коллекторов
CN112253077B (zh) 纵式堵采模式立体挖潜方法
Van et al. Well-pattern investigation and selection by surfactant-polymer flooding performance in heterogeneous reservoir consisting of interbedded low-permeability layer
SU1298404A1 (ru) Способ дегазации угленосной толщи
RU2181432C1 (ru) Способ разработки нефтяной залежи
RU2097560C1 (ru) Способ скважинной гидродобычи
WO2020139167A1 (ru) Способ увеличения нефтеотдачи карбонатного нефтяного пласта с восстановлением пластового давления
Satman et al. Assessment of reinjection trials in Kizildere geothermal field
Speight Petroleum and Oil Sand Exploration and Production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050531

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100531