Способ разработки нефтяного месторождения

 

Изобретение относится к разработке углеводородсодержащих месторождений. Цель изобретения - повышение эффективности разработки залежей, содержащих подстилающий водоносный пласт, Для этого определяют степень минерализации подошвенных пластовых вод под продуктивной залежью. Вертикальные скважины добуривают до подошвенного водоносного пласта и обсаживают их, обеспечивая проницаемость скважин в зоне продуктивного пласта. Опускают в скважины электроды ниже уровня водонефтяного контакта и герметизируют скважины на уровне нижней границы продуктивного пласта. В зависимости от степени минерализации Пластовых вод устанавливают величину напряжения на электродах, при которое -г-ру прогреваемой пластовой воды между электродами поддерживают сначала ниже точки кипения электролита в пределах 130 - 150°С, а затем выше, Процесс кипения воды поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта. 2 з п.флы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 8 43/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727936/03 (22) 07.08.89 (46) 30,11.91, Бюл, ¹ 44 (71) Казахстанский отдел Всесоюзного нефтегазового научно-исследовательского института (72) В.Е.Хван (53) 622.276 (088,8) (56) Патент Японии ¹ 60 — 53159, кл. Е 21 С 41/10, 1986, (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к разработке углеводородсодержащих месторождений.

Цель изобретения — повышение эффективности разработки залежей, содержащих подстилающий водоносный пласт, Для этого определяют степень минерализации подошвенных пластовых вод под продукИзобретение относится к разработке залежей нефти и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности разработки залежей нефти, содержащей подстилающий водоносный слой, Способ осуществляется следующим образом.

Степень минерэлизации подошвенных вод под продуктивной залежью определяют, например, на стадии геологоразведочных работ, т,е. перед разработкой месторождения. В процессе разработки по заданной сетке пробуривают две вертикальные скважины до подошвеннога водоносного пласта, обсаживают их, обеспечивая проницаемость скважин в зоне продуктив,, SU „„1694872 А1 тивной залежью. Вертикальные скважины добуривают до подошвенного водоносного пласта и обсаживэют их, обеспечивая проницаемость скважин s зоне продуктивного пласта, Опускают в скважины электроды ниже уровня водонефтяного контакта и герметиэируют скважины на уровне нижней границы продуктивного пласта. В зависимости от степени минерализации пластовых вод устанавливают величину напряжения на электродах, при котором т-ру прогреваемой пластовой воды между электродами поддерживают сначала ниже тачки кипения электролита в пределах 130 — 150 С, а затем выше, Процесс кипения воды поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта. 2 з.п.флы. ного пласта. Электроды в скважины опускают ниже уровня водонефтянога контакта и герметизируют скважины.на уровне нижней границы продуктивного пласта. 8 качестве электродсв и токоподводящих шин к ним можне использовать обсадные трубы при обеспечении надежного электрического контакта между их стыками, К электродэм подводят напряжение переменного тока и в зависимости от степени минерализации пластовых вод устанавливают величину напряжения (тока, при котором температуру прогреваемой пластовой воды между электродами поддерживают ниже точки ее кипения в пределах 130 — 150 С. Потери энергии на электромагнитное излучение при переменном токе промышленной частоты незнэчительны и имеют значение лишь при высоких частотах. При протекании тока через пластовую воду между электродами за счет. эффекта Джоуля-Ленца выделяется тепло, которое идет на нагрев раствора электролита. Температуру прогреваемой воды поддерживают ниже точки ее кипения в пределах 130 — 150 С, что соответствует температуре наиболее полного вытеснеНИЯ В ВЫСОКОВЯЗКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ПОристой среды. Этим обеспечивают постепенный прогрев вышележащих продуктивных слоев и формирование в них температурного фронта, перемещающегося в направлении фильтрации теплоносителя.

Из-за потерь тепла на прогрев пластовой воды ниже слоя ионизации температурный фронт отстает от массопереноса, В итоге резко изменяются свойства углеводородов — уменьшается вязкость. адсорбция, и т.д. После прогрева продуктивного пласта увеличивают величину питающего напряжения (тока), обеспечивая повышение температуры пластовой воды выше точки ее кипения, Результатом закипания пластовой воды является ее скачкообразная дегазация и повышение давления на продуктивный пласт и интенсификация разработки. Последнему фактору способствует также объемное расширение пластовой воды и углеводородов. После закипания воды интенсифицируется процесс теплопередачи — парогазовые пузырьки под действием архимедовых сил и избыточного давления со стороны водоносного пласта стремятся вверх. В итоге продвижение температурного фронта и массоперенос в продуктивном пласте ускоряются, Рассмотренный процесс кипения воды поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней и нижней границами продуктивного пласта, Пример. Примем расстояние между вертикальными скважинами =50 м. Для упрощения расчетов возьмем круглый электрод диаметром d= 02 м, Тогда площадь электрода S=0,0314 м, Давление в пласто1 вой воде 2 МПа.

Пластовая вода представляет собой многокомпонентный раствор. Основные ионы, содержащиеся в приоодных водах СГ, О,НСОз-, СОз, Na+, Са,Мц, К, Возьмем среднюю концентрацию электролита— пластовой воды С=0,02 r-экв/л по одному из компонентов КО, считая остальные компоненты фоновым электролитом, Поскольку пластовая вода слабый электролит, то можно считать, что степень электролитической диссоциации а = 1 и коэффициент электропроводности f также равным 1, Удельную электропроводность определим через подвижности ионов

5 у = „с (Ey + 4), Ом, см. (1) а t

Где fg, fg подвижности ионОВ Для К+ (сред10 ние значения подвижности ионов в начальный период), к=64,6 СИа=65,5

)„" = (64,6+ 65,5)= — 1000

=0,0026 1/Ом,см=0,26 1/Ом.см.

4А(1к Сн) > ) 3 (р)

Г где qv — объемная плотность энергии;

it; коэффициент теплопроводности породы, насыщенной пластовой водой, примем iL = 1 2 Вт/м,град (для влажного песчаника).

В расчете пренебрегаем потерями тепла на прогрев окружающей расчетный цилиндр породы, т.е. считаем, что вся энергия идет на нагрев расчетного цилиндра, С другой стороны, согласно закону Джоуля-Ленца

12 R

q — 1, Вт/мз

50 л1 г2 (3) Из уравнений (2) и (3) находим величину тока, необходимую для создания требуемоm градиента температур. — 4.0А

6130

Удельное сопротивление элект20 1 ролита p, = — = 3,85 Ом.см, а сопротивле(Х. ние R =р — =61300м. .S

Будем считать, что за счет эффекта Джо25 уля-Ленца прогревается слой коллектора в виде цилиндра с диаметром d=2 г = 0,2 м.

Примем начальную температуру породы

Ь=10 С, а конечную 1к — 140 С. Тогда энергия, затрачиваемая на создание такой

30 разницы температур опредеаится из выражения

1694872 мую продукцию, не нарушая ее физико-механических свойств, Кроме того, потери энергии в процессе добычи сведены к минимуму по сравнению с существующими способами, а отсутствие смешивания пластовой воды с закачиваемой способствует предотвращению закупорки пор в результате солеотложений, Составитель А.Соломатин

Техред М.Моргентал Корректор M,Øàðoøè

Редактор И.Сегляник

Заказ 4141 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Фактически, с учетом потерь тепла на прогрев окружающей породы, величина тока будет выше, Потребная мощность Q = j 8=4,0г.6130= г

= 98080 Вт = 98 кВт, 5

Поддерживая ус ановленное значение тока, в течение некоторого времени полученным тепловым потоком прогревают вышележащие продуктивные слои. При этом время прогрева при прочих равных 10 условиях будет зависеть от состава минеральной и органической частей коллектора, пористости коллектора, содержания органики, теплопроводности и т.д., т.е. является величиной неопределенной и для 15 каждого конкретного месторождения различной.

После прогрева продуктивного слоя коллектора увеличивают величину рабочего тока, добиваясь повышения температуры 20 электролита выше точки его кипения, т,е, при давлении пластовой воды 2 МПа до

220 С, Происходит скачкообразная дегазация пластовой воды, повышается давление на продуктивный пласт и происходит 25 вытеснение углеводородов через вертильные скважины. Процесс кипения электролита поддерживают до полного вытеснения углеводородов через вертикальные скважины в зоне их проницаемости между верхней 30 и нижней границами продуктивного пласта.

Применение данного способа позволяет повысить эффективность разработки углеводородсодержащих месторождений за счет использования эффекта Джоуля-Лен- 35 ца. При этом происходит косвенное тепловое воздействие на продуктивный пласт в оптимальном температурном диапазоне, что дает возможность с энергетической точки зрения экономно нагружать добывае- 40

Формула изобретения

1. Способ разработки нефтяного месторождения, включающий вскрытие продуктивного пласта скважинами и оборудование их электродами. подачу к электродам электрического тока.и добычу нефти через скважины, отличающийсятем, что, с целью повышения эффективности разработки залежи, содержащей подстилающий водоносный пласт, скважины добуривают до водоносного пласта, электроды опускают ниже уровня водонефтяного контакта, герметизируют ствол скважин на уровне водонефтяного контакта и s зависимости от степени минерализации и давления пластовых вод устанавливают величину напряжения тока на электродах, обеспечивающего прогрев водоносного пласта до температуры 130 — 150 С и выт:-:снение нефти из вышележащего продуктивного пласта.

2. Способпоп.1,отличающийся тем, что, с целью увеличения темпов разработки месторождения, увеличивают величину напряжения, обеспечивая повышение температуры выше точки кипения пластовой воды, и поддерживают процесс кипения до полного вытеснения нефти, 3. Способ по п,1, отличающийся тем, что степень минерализации пластовых вод определяют на стадии геологоразведочных работ.