научная статья по теме Перспективы развития технологии строительства скважин для добычи сверхвязких нефтей и природных битумов Геофизика

Текст научной статьи на тему «Перспективы развития технологии строительства скважин для добычи сверхвязких нефтей и природных битумов»

70 ЛЕТ НЕФТИ ТАТАРСТАНА

УДК 622.276.652.05

© Коллектив авторов, 2013

LT TAT N EFT

Перспективы развития технологии строительства скважин для добычи сверхвязких нефтей и природных битумов

Н.Г. Ибрагимов, д.т.н. (ОАО «Татнефть»), Ф.Ф. Ахмадишин, Р.Р. Ибатуллин, д.т.н., Г.С. Абдрахманов, д.т.н., М.И. Амерханов, к.т.н., А.Р. Исхаков (ТатНИПИнефть)

Адрес для связи: krep@tatnipi.ru.

Ключевые слова: конструкции горизонтальных и вертикальных скважин, клапаны-распределители теплоносителя, термоуправляемые клапаны, сверхвязкие нефти, природные битумы, извлечение нефти, паровая камера.

Prospects for further development of well construction technology for production of heavy oil and natural bitumen

N.G. Ibragimov (Tatneft OAO, RF, Almtyevsk),

F.F. Akhmadishin, R.R. Ibatullin, G.S. Abdrakhmanov,

M.I. Amerkhanov, A.R. Iskhakov (TatNIPIneft, RF, Bugulma)

E-mail: krep@tatnipi.ru

Key words: horizontal and vertical well design, steam distributing valve, temperature and controlled inflow valve, heavy oil, natural bitumen, oil recovery, steam chamber.

The paper considers upcoming trends of research pertaining to optimal design of horizontal and vertical wells to produce heavy oil and natural bitumen using steam-assisted gravity drainage recovery method.

Одной из важных стратегических задач ОАО «Татнефть» является вовлечение в разработку залежей сверхвязких нефтей и природных битумов. Разработана программа их промышленного освоения до 2030 г., которая предусматривает бурение 4624 скважин, в том числе 1586 горизонтальных. Все скважины предназначены для добычи сверхвязких нефтей и природных битумов с применением паротеплового метода воздействия на пласт, который признан наиболее перспективным. Однако при использовании традиционных вертикальных скважин не удается достичь высоких коэффициентов извлечения нефти (КИН) из-за низкого охвата пласта тепловым воздействием, что обусловлено быстрым прорывом пара к добывающим скважинам через прикровельную часть продуктивного пласта, где скапливается основной объем пара за счет миграции под действием сил гравитации. Кроме того, технология парогра-витационного дренирования, основанная на длительной непрерывной закачке пара с высокими параметрами, связана со значительными затратами времени и пара на создание объемной, подготовленной для промышленной добычи нефти паровой камеры, а также с добычей большого количества воды в начале эксплуатации битуминозного пласта. Скорость распространения температурного поля по пласту в процессе закачки теплоносителя ограничена технологическими и геологическими условиями. Даже значительное увеличение объемов закачки приводит к небольшому увеличению скорости распространения температурного фронта за счет потерь тепла в кровле и подошве пласта. Поэтому в ТатНИПИнефти научные исследования в этой области были направлены на разработку конструкций скважин, позволяющих управлять нагнетанием теплоносителя в нужную (в данный период времени) зону через горизонтальный ствол и удалением отработанного остывшего теплоносителя.

В битуминозных пластах толщиной до 10 м, в которых малоэффективно применение парогравитационного дренажа через параллельно (один над другим) пробуренные стволы, технология управляемого пароциклического воздействия позволит ускорить процесс образования большого числа паровых камер малого объема за счет периодического (с расчетным интервалом времени) возобновления нагнетания порции пара с необходимыми параметрами и поддержания рационального перепада температуры и давления одновременно в нескольких зонах воздействия по длине горизонтального ствола.

Несмотря на 50-летний опыт применения тепловых методов воздействия на пласт, для отечественной нефтяной промышленности по-прежнему актуальны поиск и создание новых, более совершенных управляемых систем для использования энергии теплоносителя при разработке залежей сверхвязких нефтей и битумов [1]. Это обусловлено тем, что ранее проводившиеся научные исследования [2] в основном были направлены на поиск технологий воздействия на пласт через традиционные скважины и очень мало внимания уделялось разработке новых конструкций скважин и созданию для них технических средств, повышающих эффективность этих технологий. Одним из наиболее перспективных направлений развития пароциклического воздействия на залежи сверхвязких нефтей и битумов является создание устройств, равномерно распределяющих закачиваемый в пласт теплоноситель по интервалам горизонтального ствола с использованием управляемых автоматических клапанов, раскрывающихся для откачки флюидов и закачки пара в нужные зоны.

На рис. 1 представлена схема управляемого нагнетания теплоносителя по длине горизонтальной скважины (ГС) и отбора жидкости при циклическом воздействии на залежь. Эта скважина отличается от традиционных тем, что эксплуата-

07'2013

НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО

52

ционная колонна 5, кроме термокомпенсатора 3 и щелевых фильтров 8, имеет на внутренней поверхности между фильтрами втулки 7 под подвижные в осевом направлении пакеры-пробки 9, спускаемые в скважину на термоизолированных НКТ 2 для разобщения отдельных интервалов ГС, в каждом из которых на НКТ 2 размещены клапаны 10, равномерно распределяющие нагнетаемый в скважину теплоноситель. Рядом с клапанами 10 находятся термоуправляемые клапаны 11, которые при закачке пара перекрывают каналы 12, а при снижении температуры до расчетной раскрывают их для откачки поступающих из пласта флюидов по НКТ 2 с помощью насоса 4.

Пар закачивают по затрубному пространству 1, а затем по внутреннему каналу 6 НКТ 2. Работа клапанов 10 для равномерного распределения пара основана на принципе регулируемых по давлению предохранительных клапанов.

Распределение теплоносителя по длине горизонтального ствола указанным способом позволит вовлечь в активную разработку низкопроницаемые участки пласта, увеличить КИН за счет более полного охвата залежи тепловым воздействием и снизить паронефтяное отношение при добыче сверхвязких нефтей и природных битумов.

Повысить эффективность их добычи с использованием вертикальных скважин и метода парогравитационного дренажа можно с помощью установки в продуктивном пласте двух фильтров, разобщенных с помощью пакера 4 (рис. 2). Первый фильтр 2 в верхней части предназначен для нагнетания пара, второй фильтр 3 - для отбора разогретой нефти через термоизолированные НКТ 1 .

Предлагаемые варианты технических средств приведены в статье иллюстративно и в процессе разработки будут дополняться и развиваться.

Рис. 1. Схема управляемого нагнетания теплоносителя по длине горизонтальной скважины и отбора жидкости при циклическом воздействии на залежь

Рис. 2. Схема конструкции вертикальной скважины для парогравитационного дренажа

Список литературы

1. Шандрыгин А.Н., Нухаев М.Т., Тертычный В.В. Разработка залежей тяжелой нефти и природного битума методом парогравитационного дренажа (SAGD) // Нефтяное хозяйство. -2006. - № 7. - С. 92-96.

2. РузинЛ.М. Инновационные направления разработки залежей высоковязких нефтей и битумов // Нефтяное хозяйство. -2012. - № 1. - С. 70-73.

References

1. Shandrygin A.N., Nukhaev M.T, Tertychnyy V.V, Neftyanoe khozyaystvo -Oil Industry, 2006, no. 7, pp. 92-96.

2. Ruzin L.M., Neftyanoe khozyaystvo - Oil Industry, 2012, no. 1, pp. 70-73.

НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО

07'2013 53

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком