NL9100287A - Werkwijze en putsysteem voor het winnen van koolwaterstoffen. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Fluïda, zoals stoom, water, schuim of chemische middelen die kalk- of asfaltafzetting voorkomen, worden nabij de aanzuigzone van een produktieput via ten minste één fluïdumoverdrachtboorgat dat zich op een lokatie in de put en van de produktieput af in de reservoirformatie uitstrekt, in de reservoirformatie geïnjecteerd of daaraan onttrokken.

WERKWIJZE EN PUTSYSTEEM VOOR HET WINNEN VAN KOOLWATERSTOFFEN

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een putsysteem voor het winnen van koolwaterstoffen uit een onderaardse reservoirformatie.

Tijdens de winning via een produktieput van koolwaterstoffen zoals olie en gas uit een reservoirformatie kan de produktiviteit van de put achteruitgaan door verstopping van de formatie en erosie van de reservoirformatie in het gebied van de aanzuigzone. In dit gebied vindt een sterke drukverlaging plaats van de geproduceerde fluïda, terwijl de snelheid van deze fluïda door de formatieporiën hoog is. Onder deze omstandigheden kunnen neerslaan en afzetting van asfalt, zware ruwe-oliefracties, kalk, zout of zwavel uiteindelijk leiden tot een sterke produktiviteitvermindering van de put. De grote drukverlaging kan voorts tot „water coning" leiden, wat inhoudt dat water uit een waterhoudende laag onder de reservoirformatie omhoog wordt gezogen.

Bekend is het via de produktieput in de aanzuigzone injecteren van fluïda, zoals stoom, water, oplosmiddelen en chemische middelen om moeilijkheden bij de produktie te verlichten. Deze fluïda kunnen na onderbreking van de produktiewerkzaamheden via de produktie-buizen van de put in de omliggende formatie worden geïnjecteerd.

Ook is bekend dat deze fluïda via een afzonderlijke doorgang in de produktieput naar een lokatie boven de aanzuigzone kunnen worden geïnjecteerd, vanwaar de fluïda in de omliggende formatie worden geïnjecteerd, waarbij wordt verwacht dat zij zich door de formatie naar de aanzuigzone verplaatsen. In de Amerikaanse octrooischriften nrs. 4.109.722, 4.109.723 en 4.362.213 worden putsystemen vermeld waarbij fluïda via de ringruimte rondom de produktiebuis in de put worden gepompt en vervolgens via perforaties in de putmantel boven de aanzuigzone in de omliggende formatie worden geïnjecteerd. In het octrooi '722 wordt vermeld dat de penetratiediepte van het geïnjecteerde fluïdum kan worden vergroot door in de formatieporiën rondom de put tussen de lokatie waar de fluïda worden geïnjecteerd en de aanzuigzone een ondoordringbare barrière van cement te vormen.

Een nadeel van het injecteren van fluïdum boven de aanzuigzone is dat het geïnjecteerde fluïdum de neiging heeft om de kortste weg door de reservoirformatie naar de daaronder liggende aanzuigzone te kiezen, zodat de fluïda alleen het bovenste deel van deze zone bereiken.

De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze en een putsysteem voor het winnen van koolwaterstoffen te verschaffen, die de moeilijkheden samenhangend met de produktietechnieken volgens de bestaande techniek verminderen.

De werkwijze volgens de uitvinding omvat: het aanbrengen van een produktieput omvattende een in de reservoirformatie geboord produktieboorgat, ten minste één fluïdumoverdrachtboorgat dat op een lokatie in de put en van het produktieboorgat af is geboord, en een putmond; het produceren van een koolwaterstoffluïdum via het produktieboorgat; en het overbrengen van een ander fluïdum tussen de putmond, genoemd fluïdumoverdrachtboorgat en de reservoirformatie.

Het putsysteem volgens de uitvinding omvat: een produktieput omvattende een in de reservoirformatie geboord produktieboorgat, ten minste één fluïdumoverdrachtboorgat dat op een lokatie in de put en van het produktieboorgat af is geboord, en een putmond; middelen voor het produceren van een koolwaterstoffluïdum door het produktieboorgat; en middelen voor het overbrengen van een ander fluïdum tussen de putmond, het fluïdumoverdrachtboorgat en de reservoirformatie. Opgemerkt wordt dat bekend is uit Britse octrooiaanvrage nr. 2.194.572 om in een scheider in de boorput water van ruwe olie te scheiden en het afgescheiden water via een waterrecirculatielijn in een onderliggende waterhoudende laag opnieuw te injecteren. Men zal begrijpen dat deze bekende putconfiguratie geen injectie toelaat van een speciaal behandelings- of spoelfluïdum in de formatie, evenmin voorkomt de bekende putconfiguratie „water coning", aangezien het recirculeren van water geen netto waterverwijdering uit de formatie tot gevolg heeft.

De uitvinding wordt nader beschreven aan de hand van bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 een putsysteem volgens de uitvinding illustreert met volgens een vogelkooiconfiguratie opgestelde fluïdumoverdracht-boorgaten;

Figuur 2 een putsysteem met een dubbele-L-configuratie illustreert;

Figuur 3 een ander putsysteem met een dubbele-L-configuratie illustreert; en

Figuur 4 een putsysteem illustreert met volgens een paraplu-configuratie opgestelde fluïdumoverdrachtboorgaten.

Figuur 1 toont een overlangse doorsnede van een olieproduktie-put 1 met een aanzuigzone 2 waaromheen een reeks fluïdumoverdrachtboorgaten 3 in vogelkooiconfiguratie in de omliggende reservoir-formatie 4 is geboord.

De produktieput 1 omvat een putmantel 6, waarin in het gebied van de aanzuigzone 2 een reeks perforaties 7 is geschoten teneinde instroming van olie in de put mogelijk te maken. In de put 1 is een produktiebuis 9 opgehangen, terwijl een eerste pakker 10 de tussen de produktiebuis 9 en de putmantel 6 gevormde ringruimte juist boven de aanzuigzone 2 afsluit.

Coaxiaal rondom de produktiebuis 9 is een fluïduminjectiebuis 12 opgesteld zodanig dat het onderste uiteinde van de injectiebuis 12 zich boven de eerste pakker 10 bevindt. Een tweede pakker 14 sluit de tussen de injectiebuis 12 en de putmantel gevormde ringruimte juist boven het onderste uiteinde van de injectiebuis 12 af. Op deze wijze wordt tussen de twee pakkers 10 en 14 een fluïduminjectiekamer 16 gevormd, van waaruit de injectieboorgaten 3 zich in de reservoirformatie 4 uitstrekken.

De injectieboorgaten 3 kunnen in de formatie 4 worden geboord met gebruikmaking van een straalboortechniek, waarmee de injectie-putten zijdelings van de produktieput 1 af kunnen worden geboord, zodanig dat elk injectieboorgat 3 een radiale bovensectie 3A heeft alsmede een axiale ondersectie 3B, die in hoofdzaak evenwijdig is aan de aanzuigzone 2 van de produktieput 1.

De injectieboorgaten 3 (waarvan twee zijn afgebeeld) zijn met in omtreksrichting onderling regelmatige afstanden vanuit de injectiekamer 16 in de formatie 4 geboord, zodanig dat deze injectieboorgaten 3 een „vogelkooi"-systeem van injectieboorgaten rondom aanzuigzone 2 van de produktieput 1 vormen.

Tijdens bedrijf van de put 1 komen formatiefluïda via de perforaties 7 de aanzuigzone 2 van de produktieput 1 binnen en worden vervolgens via de produktiebuis 9 naar het aardoppervlak overgebracht.

Als zich produktiemoeilijkheden als gevolg van chemische en/of fysische achteruitgang van de reservoirformatie 4 rondom de aanzuigzone 2 voordoen of als die worden voorzien, wordt via de injectiebuis 12, injectiekamer 16 en injectieboorgaten 3 fluïdum in de formatie geïnjecteerd. De vogelkooiconfiguratie van de injectieboorgaten 3 rondom de aanzuigzone 2 waarborgt een gelijke verdeling van het geïnjecteerde fluïdum over deze zone 2 wanneer het geïnjecteerde fluïdum via de produktieput 1 met de ruwe olie wordt meegewonnen.

Het geïnjecteerde fluïdum kan stoom bevatten om de gewonnen olie te verhitten en de viscositeit ervan te verlagen. Ook kan het fluïdum chemische oplosmiddelen en middelen bevatten om asfalt-afzetting en verkalking te voorkomen.

Men zal begrijpen dat in plaats van de vogelkooiconfiguratie van meerdere injectieboorgaten ook een enkel injectieboorgat naast de aanzuigzone van de produktieput kan worden geboord om produktie-problemen te verminderen. Dit enkelvoudige injectieboorgat kan een spiraalvorm rondom de aanzuigzone van de produktieput hebben om gelijkmatige verdeling van injectiefluïdum in de reservoirformatie rondom de aanzuigzone van de produktieput te vergemakkelijken.

Figuur 2 toont een putsysteem waarbij de produktieput 20 en het fluïdumoverdrachtboorgat 21 in een dubbele-L-configuratie zijn opgesteld.

De produktieput omvat een vertikale bovensectie 20A en een in hoofdzaak horizontale benedensectie 20B met een aanzuigzone waarin perforaties 22 zijn geschoten om instroming van koolwaterstoffen vanuit de omliggende reservoirformatie 23 in de put 20 te vergemakkelij ken.

De bovenste sectie 21A van het fluïdumoverdrachtboorgat strekt zich neerwaarts uit van de produktieput 20 af, terwijl de benedensectie 21B ervan evenwijdig aan de benedensectie 20B van de produktieput is georiënteerd.

De horizontale benedensectie 21B van het fluïdumoverdrachtboorgat 21 is van de vertikale bovensectie afgeboord door onderin het vertikale boorgat een afbuigingsschoen 24 te plaatsen, zodat de boorinrichting nabij de onderste begrenzing 25 van de reservoir-formatie 23 in horizontale richting wordt afgebogen. De horizontale benedensectie 20B van de produktieput 20 is op soortgelijke wijze geboord, met dien verstande dat de afbuigingsschoen voor het doen afbuigen van de boorinrichting ter vorming van deze benedensectie 20B na voltooiing van deze sectie 20B is verwijderd of uitgeboord.

De bovensectie 20A van de produktieput bevat een produktiebuis 26, een fluïduminjectiebuis 27 en een pakker 28, die het boorgat tussen buis 26, buis 27 en de putmantel 29 juist boven het extractiepunt van de lagere putsectie 20B afsluit. De injectiebuis 27 strekt zich in het overdrachtboorgat 21 uit via een pakker 30 die zich juist beneden dit extractiepunt bevindt.

Het onderste uiteinde van de produktiebuis 26 bevindt zich in het gebied 31 van de put tussen de pakkers. Het onderste uiteinde van de injectiebuis 27 is aangesloten op een van sleuven voorziene mantelpijp 32 via welke een behandelingsfluïdum in de omliggende reservoirformatie 23 kan worden geïnjecteerd.

Als tijdens het olie winnen via de produktieput 20 moeilijkheden door neerslaan van afzetting in de reservoirformatie 23 nabij de aanzuigzone worden voorzien, wordt via de injectiebuis 27 een behandelingsfluldum in de formatie 23 geïnjecteerd, zodanig dat het zich door de formatie naar de aanzuigzone van de produktieput 20 beweegt.

Het geïnjecteerde behandelingsfluldum kan omvatten water, schuim, stoom, of chemische middelen die neergeslagen afzettingen oplossen of middelen die de binding tussen formatiedeeltjes verbeteren, om erosie van de reservoirformatie te voorkomen. Ook kan het geïnjecteerde fluïdum een behandelde fractie van de gewonnen koolwaterstoffen bevatten, welke fractie een zodanige samenstelling heeft dat zij neergeslagen afzettingen oplost.

Figuur 3 toont een dubbele-L-putsysteem, waarbij olie via de horizontale benedensectie 35 van de put wordt gewonnen en in de produktiebuis 36 wordt gebracht, terwijl water via de horizontale benedensectie van het fluïdumoverdrachtboorgat 37 wordt gewonnen en in een fluïdumoverdrachtsbuis 38 wordt gebracht.

Het doel van de waterwinning via dit boorgat 37 is „water coning" te voorkomen of, met andere woorden, te voorkomen dat het grensvlak 39 tussen olie en water de aanzuigzone van de benedensectie 35 van de put bereikt.

De winning van water via het fluïdumoverdrachtboorgat 37 kan desgewenst worden onderbroken als het grensvlak 39 tussen olie en water diep genoeg is gezonken. Dan kan op dezelfde wijze behandelingsvloeistof in de reservoirformatie 40 worden geïnjecteerd als met betrekking tot Figuur 2 is beschreven. Dit behandelingsfluldum kan chemicaliën bevatten die een ondoordringbare barrière vormen teneinde verder voortschrijden van water naar de aanzuigzone van de put te vertragen.

Men zal begrijpen dat een dubbele-L-putsysteem met een fluïdumoverdrachtboorgat boven de horizontale benedensectie van de produktieput kan worden gebruikt als vermenging met gas uit een gaskap boven het oliereservoir dient te worden vermeden.

Figuur 4 toont een putsysteem waarbij fluïdumoverdracht-boorgaten 44 in een parapluconfiguratie rondom de aanzuigzone 45 van een olieproduktieput zijn opgesteld.

Een samenstelling van een injectiebuis 46, produktiebuis 47 en pakkers 48, 48A vergemakkelijkt tegelijkertijd de fluïduminjectie in de reservoirformatie 49 en de oliewinning via de geperforeerde aanzuigzone 50 van de put.

Opgemerkt wordt dat de fluïduminjectiebuis een tijdelijk geïnstalleerde spiraalbuis kan zijn, die uit de put wordt teruggehaald nadat een groep behandelingsfluïda via het fluïdum-overdrachtboorgat, respectievelijk -boorgaten in de reservoirformatie is geïnjecteerd.

Talloze andere modificaties van de in de bijgaande tekeningen afgeheelde putsysteemconfiguraties zullen deskundigen duidelijk worden. Dienovereenkomstig dient duidelijk te worden begrepen dat de uitvoeringsvormen van het in de tekeningen getoonde putsysteem slechts voorbeelden zijn.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het winnen van koolwaterstoffen uit een onderaardse reservoirformatie, welke werkwijze omvat: het aanbrengen van een produktieput omvattende een in de reservoirformatie geboord produktieboorgat, ten minste één fluïdumoverdrachtboorgat dat op een lokatie in de put en van het produktieboorgat af is geboord, en een putmond; het produceren van een koolwaterstoffluïdum via het produktieboorgat ; en het overbrengen van een ander fluïdum tussen de putmond, genoemd fluïdumoverdrachtboorgat en de reservoirformatie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemd ander fluïdum een behandelingsfluïdum is, dat vanuit de putmond in genoemd fluïdumoverdrachtboorgat wordt overgebracht via een fluïdum-overdrachtbuis die evenwijdig aan een koolwaterstofproduktiebuis door ten minste een bovensectie van de produktieput loopt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemd fluïdumoverdrachtboorgat en een aanzuigzone van de produktieput worden geboord als evenwijdige, in hoofdzaak zijtakken van een in hoofdzaak vertikale bovensectie van het produktieboorgat, dat zich van het aardoppervlak naar de reservoirformatie uitstrekt.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij meerdere fluïdumoverdrachtboorgaten van een produktieboorgat af worden geboord, waarbij elk fluïdumoverdrachtboorgat een radiale sectie omvat die zich in radiale richting vanaf een lokatie van het produktieboorgat nabij de aanzuigzone uitstrekt en een axiale sectie die evenwijdig ten opzichte van genoemde aanzuigzone is georiënteerd.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het fluïdumoverdrachtboorgat zich beneden de aanzuigzone van de produktieput bevindt en waarbij poriënwater via het fluïdumoverdrachtboorgat uit de reservoirformatie wordt gewonnen.

6. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, waarbij de stappen van het produceren van genoemd koolwaterstoffluïdum en overbrengen van genoemd ander fluïdum afwisselend worden uitgevoerd.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, waarbij een waterig fluïdum via het fluïdumoverdrachtboorgat in de reservoirformatie wordt geïnjecteerd.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, waarbij fluïdum dat chemische middelen ter voorkoming van kalk- of asfaltafzetting bevat via het fluïdumoverdrachtboorgat in de reservoirformatie wordt geïnjecteerd.

9. Putsysteem voor het winnen van koolwaterstoffen uit een onderaardse reservoirformatie, omvattende: een produktieput omvattende een in de reservoirformatie geboord produktieboorgat, ten minste één fluïdumoverdrachtboorgat dat op een lokatie in de put en van het produktieboorgat af is geboord, en een putmond; middelen voor het produceren van een koolwaterstoffluïdum door het produktieboorgat; en middelen voor het overbrengen van een ander fluïdum tussen de putmond, het fluïdumoverdrachtboorgat en de reservoirformatie.

10. Putsysteem volgens conclusie 9, waarbij genoemde produktie-middelen een produktiebuis in het produktieboorgat bevatten, welke produktiebuis in fluïdumcommunicatie is met een aanzuigzone van de put, en genoemde fluïdumoverdrachtmiddelen een fluïduminjectiebuis bevatten met een evenwijdig aan de produktiebuis opgestelde bovensectie en een geperforeerde benedensectie die zich in het fluïdumoverdrachtboorgat uitstrekt.

11. Putsysteem volgens conclusie 9, waarbij de produktieput een in hoofdzaak horizontale aanzuigzone heeft en het fluïdumoverdrachtboorgat een benedensectie heeft die in hoofdzaak evenwijdig is aan en zich bevindt onder genoemde aanzuigzone, en waarbij een eerste pakker een ringruimte tussen de produktiebuis en de fluïdum- injectiebuis en een putmantel op een punt boven de lokatie van de aanzuigzone afsluit, een tweede pakker een ringruimte tussen de fluïduminjectiebuis en de putmantel op een punt beneden de aanzuigzone afsluit en de produktiebuis een onderste uiteinde heeft dat zich tussen de pakkers bevindt.

12. Putsysteem volgens conclusie 9, waarbij de produktieput meerdere genoemde fluïdumoverdrachtboorgaten omvat, die in vogel-kooiconfiguratie rondom een aanzuigzone van de produktieput zijn opgesteld.

13. Putsysteem volgens conclusie 9, waarbij de produktieput meerdere genoemde fluïdumoverdrachtboorgaten omvat, die in parapluconfiguratie rondom een aanzuigzone van de produktieput zijn opgesteld.

14. Werkwijze voor het winnen van koolwaterstoffen uit een onderaardse reservoirformatie, in hoofdzaak zoals beschreven met betrekking tot de tekeningen.

15. Putsysteem voor het winnen van koolwaterstoffen uit een onderaardse reservoirformatie, in hoofdzaak zoals beschreven met betrekking tot de tekeningen.