RU2621248C2 - Method of developing hydrocarbon deposits - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and may be used in developing hydrocarbon deposits. According to the method, the development of hydrocarbon deposits in the conditions of low-permeability and low-power collectors is envisaged. The hydrocarbon deposit is revealed by a multilateral well with a vertical wellbore and several horizontal wellbores. By means of the vertical wellbore, the initial position of fluidal contacts is revealed. The artificial pitface of the vertical wellbore is placed 10-15 m lower than the fluidal contacts. By the horizontal wellbores the drainage area of the hydrocarbon deposit is enlarged. From the horizontal wellbore hydrocarbon stock is extracted. The vertical wellbore is used for geophysical well survey. The inlet funnel of the tubing string is located above the process "window" of the horizontal wellbore. This provides the possibility of using geophysical equipment for vertical wells. As a result, the same well is used for extracting hydrocarbons, and simultaneously for performing the geophysical monitoring of the bottom water intrusion.

EFFECT: invention provides more efficient development of hydrocarbon deposits.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке залежей углеводородов. Способ включает вскрытие объекта эксплуатации скважиной с двумя или более стволами. Один из стволов скважины вертикальный с глубиной искусственного забоя на 10-15 метров ниже начального ГЖК. Этот ствол не перфорируется и служит для мониторинга за продвижением газожидкостного (ГЖК) или водонефтяного (ВНК) контакта. Остальные стволы горизонтальные, предназначенные для отбора углеводородного сырья из объекта эксплуатации.The invention relates to the field of oil and gas industry and can be used in the development of hydrocarbon deposits. The method includes opening an object of operation by a well with two or more shafts. One of the boreholes is vertical with a depth of artificial bottom 10-15 meters below the initial GLC. This barrel is not perforated and serves to monitor the progress of gas-liquid (GLC) or water-oil (WOC) contact. The remaining trunks are horizontal, designed for the selection of hydrocarbon feed from the facility.

Известны классификация и назначение нефтяных и газовых скважин, согласно которым скважины подразделяются по цели использования и конструктивным особенностям. Часть скважин можно использовать для задач контроля разработки месторождений. Так, например, для контроля за внедрением воды в пласт, как правило, используют вертикальные наблюдательные и параметрические скважины [1] [Классификация нефтяных и газовых скважин, РД 153-39.0-072-01 «Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ на кабеле в нефтяных и газовых скважинах». М.: Минэнерго России, 2001 г., с. 12]. Их строительство требует значительных финансовых расходов. Если при проектировании разработки месторождения закладывать большое количество наблюдательных скважин, это повлечет существенное удорожание проекта и в отдельных случаях разработка станет не рентабельной. По этой причине, количество скважин данного назначения на площади месторождения ограничено. В свою очередь малая плотность пунктов наблюдения за динамикой ГЖК или ВНК усложняет процедуру мониторинга за продвижением контактов раздела сред. В отдельных случаях, когда ГЖК или ВНК находится ниже интервала перфорации, для целей мониторинга можно использовать эксплуатационные скважины [2] [С.Н. Закиров, Б.Б. Лапук. Проектирование и разработка газовых месторождений. М.: Недра, 1974 г., с. 24]. Это повышает количество точек наблюдения и, соответственно, точность прогнозов заводнения залежи углеводородов.The classification and purpose of oil and gas wells are known, according to which wells are divided according to the purpose of use and design features. Part of the wells can be used for monitoring field development tasks. So, for example, to monitor the introduction of water into the reservoir, as a rule, vertical observation and parametric wells are used [1] [Classification of oil and gas wells, RD 153-39.0-072-01 “Technical Instructions for Geophysical Surveys and Cable Works in oil and gas wells. " M.: Ministry of Energy of Russia, 2001, p. 12]. Their construction requires significant financial costs. If a large number of observation wells are laid when designing a field development, this will entail a significant increase in the cost of the project and in some cases the development will become unprofitable. For this reason, the number of wells for this purpose in the field is limited. In turn, the low density of observation points for the dynamics of GLC or VNK complicates the monitoring procedure for the progress of the contacts of the media section. In some cases, when GLC or VNK is below the perforation interval, production wells can be used for monitoring purposes [2] [S.N. Zakirov, B.B. Lapuc. Design and development of gas fields. M .: Nedra, 1974, p. 24]. This increases the number of observation points and, accordingly, the accuracy of the forecasts for the flooding of hydrocarbon deposits.

При разработке залежей углеводородного сырья с низкими коллекторскими свойствами вертикальными или наклонно направленными скважинами не всегда удается достичь высокой продуктивности скважин. Аналогичные проблемы возникают при эксплуатации маломощных коллекторов. В свою очередь у вертикальных скважин есть недостатки, которые выражаются в малых эффективных перфорированных мощностях. При такой конструкции скважины при прочих равных условиях наблюдаются более низкие дебиты по сравнению с горизонтальными стволами, быстрое обводнение скважин и невысокий коэффициент конечного извлечения продукции. В этом заключается основной недостаток способа разработки залежей углеводородов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами.When developing hydrocarbon deposits with low reservoir properties by vertical or directional wells, it is not always possible to achieve high productivity of wells. Similar problems arise when operating low-power collectors. In turn, vertical wells have disadvantages, which are expressed in small effective perforated capacities. With this design of the well, ceteris paribus, lower flow rates are observed compared to horizontal wells, fast watering of the wells and a low coefficient of final recovery. This is the main disadvantage of the method of developing hydrocarbon deposits with low filtration and capacitive properties.

В последнее время разработка залежей газа при малой толщине пласта или низкой проницаемости осуществляется с использованием одно- или многоствольных скважин с горизонтальным окончанием. [3] [А.А. Молчанов, Э.Е. Лукьянов, В.А. Рапин. Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин. СПб., 2001 г., с. 7; с. 22]. При применении горизонтальных скважин становится возможным одновременно отрабатывать залежи углеводородов, удаленные друг от друга по горизонтали. Практически все проведенные исследования подчеркивают, что по сравнению с вертикальными скважинами при вскрытии продуктивных пластов горизонтальным стволом производительность скважин увеличивается в несколько раз [4] [Закиров С.Н., Закиров Э.С., Закиров И.С., Баганова М.Н., Спиродонов А.В. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. М., 2004, 520 с.].Recently, the development of gas deposits with a small thickness of the reservoir or low permeability is carried out using single or multilateral wells with horizontal completion. [3] [A.A. Molchanov, E.E. Lukyanov, V.A. Rapin. Geophysical studies of horizontal oil and gas wells. SPb., 2001, p. 7; from. 22]. When using horizontal wells, it becomes possible to simultaneously develop hydrocarbon deposits horizontally spaced from each other. Almost all studies conducted emphasize that, compared with vertical wells, when producing productive formations with a horizontal well, productivity of wells increases several times [4] [Zakirov SN, Zakirov ES, Zakirov IS, Baganova M.N ., Spirodonov A.V. New principles and technologies for the development of oil and gas fields. M., 2004, 520 pp.].

Недостатком способа разработки залежей углеводородов при помощи скважин с горизонтальным окончанием является то обстоятельство, что в них невозможно проводить геофизические исследования по контролю за динамикой ГЖК (ВНК), так как в этом случае скважина не вскрывает газожидкостный или водонефтяной контакт. Это довольно сильно сказывается на эффективности контроля за разработкой залежей углеводородов.The disadvantage of the method of developing hydrocarbon deposits using wells with horizontal endings is the fact that it is impossible to conduct geophysical surveys to monitor the dynamics of GLCs (VOCs), since in this case the well does not open a gas-liquid or oil-water contact. This pretty much affects the effectiveness of monitoring the development of hydrocarbon deposits.

Предлагаемое техническое решение позволяет совершенствовать условия разработки низкопроницаемых маломощных коллекторов с одновременным увеличением числа точек наблюдения за динамикой контактов пластовых флюидов. Задача решается тем, что в предлагаемом способе, включающем вскрытие залежи углеводородов многозабойной скважиной, один из стволов такой скважины вертикальный. Он вскрывает начальное положение ГЖК (ВНК), при этом искусственный забой располагается на 10-15 метров ниже флюидальных контактов. Вертикальный ствол не перфорируется и служит целям мониторинга внедрения воды в углеводородную залежь при помощи геофизических методов. Остальные стволы делают с горизонтальным окончанием. Они предназначены для отбора пластового флюида. Горизонтальные окончания позволяют увеличить зону дренирования и, как следствие, позволяют повысить продуктивность скважины.The proposed technical solution allows us to improve the conditions for the development of low-permeability low-power reservoirs with a simultaneous increase in the number of observation points for the dynamics of contacts of reservoir fluids. The problem is solved in that in the proposed method, which includes opening a hydrocarbon deposit by a multilateral well, one of the trunks of such a well is vertical. He reveals the initial position of the GLC (VNK), while artificial slaughter is located 10-15 meters below the fluid contacts. The vertical wellbore is not perforated and serves the purpose of monitoring the incorporation of water into a hydrocarbon reservoir using geophysical methods. The remaining trunks are made with a horizontal ending. They are designed to select reservoir fluid. Horizontal endings allow to increase the drainage zone and, as a result, allow to increase well productivity.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки залежей углеводородов.The aim of the invention is to increase the efficiency of development of hydrocarbon deposits.

Сущность предложенного способаThe essence of the proposed method

Известно, что на продуктивность низкопроницаемой углеводородной залежи существенное влияние оказывает зона дренирования. Увеличение зоны дренирования при прочих равных приводит к росту продуктивности. Значительно расширить зону дренирования позволяют горизонтальные стволы скважины. Существующие технические решения использования горизонтальных стволов способствуют эффективному отбору продукции из залежи, но не позволяют вести мониторинг внедрения воды в пласт. В предложенном изобретении решается задача одновременной разработки залежи и контроля этого процесса. Сущность предложенного способа строительства скважин двойного назначения поясняется схемой, представленной на фиг. 1, и осуществляется следующим образом.It is known that the productivity of a low-permeability hydrocarbon reservoir is significantly affected by the drainage zone. An increase in the drainage zone, all other things being equal, leads to an increase in productivity. Significantly expand the drainage zone allows horizontal wellbores. Existing technical solutions for the use of horizontal shafts contribute to the effective selection of products from the reservoir, but do not allow monitoring the introduction of water into the reservoir. The proposed invention solves the problem of the simultaneous development of deposits and control of this process. The essence of the proposed method for the construction of dual-use wells is illustrated by the scheme shown in FIG. 1, and is carried out as follows.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Продуктивный пласт 3 в пределах контура газоносности (нефтеносности) вскрывается вертикальной скважиной таким образом, чтобы искусственный забой скважины был ниже газожидкостного (водонефтяного) контакта 6 на 10-15 метров (см. фиг. 1). Стенку скважины 1 укрепляют обсадной колонной IV диаметром D1, включающей:The reservoir 3 within the gas content (oil) contour is opened by a vertical well so that the artificial bottom of the well is 10-15 meters lower than the gas-liquid (water-oil) contact 6 (see Fig. 1). The wall of the well 1 is strengthened by casing IV with a diameter of D1, including:

I - направление;I - direction;

II - кондуктор;II - conductor;

III - промежуточную колонну.III - an intermediate column.

Колонна цементируется. Затем через интервал «окна» бурят боковой ствол с горизонтальным окончанием. Спускают обсадную колонну 2 и фильтр-хвостовик 4 диаметром D2. Скважину оснащают комплексом подземного оборудования 5 таким образом, чтобы башмак НКТ находился на кровле интервала «окна». После начала эксплуатации скважины отбор углеводородного сырья из продуктивной залежи осуществляется через фильтр-хвостовик горизонтального ствола, при этом сохраняется возможность производить геофизический контроль за динамикой внедрения воды в продуктивную залежь путем доставки геофизических приборов в вертикальную часть скважины.The column is cemented. Then, through the interval of the “window”, a sidetrack with a horizontal end is drilled. Lower the casing 2 and the filter liner 4 with a diameter of D2. The well is equipped with a complex of underground equipment 5 so that the tubing shoe is on the roof of the “window” interval. After the start of well operation, the selection of hydrocarbon raw materials from the productive reservoir is carried out through the filter shaft of the horizontal well, while it is still possible to perform geophysical monitoring of the dynamics of water introduction into the reservoir by delivering geophysical instruments to the vertical part of the well.

Пример предлагаемой реализацииAn example of a proposed implementation

Сеноманская газовая залежь Ямсовейского месторождения введена в разработку в 1997 году. Площадь месторождения составляет 526 км², а число наблюдательных скважин за контролем ГВК - 10 ед., следовательно, на одну наблюдательную скважину приходится более 52,6 км². Опыт эксплуатации Ямсовейского месторождения показал, что опорной сети наблюдательных скважин недостаточно для контроля за обводнением залежи. В результате Недропользователь вынужден использовать альтернативные методы контроля за динамикой ГВК - гравиметрический мониторинг. Дополнительные исследовательские мероприятия увеличивают эксплуатационные затраты, следовательно, снижается экономическая эффективность.The Cenomanian gas deposit of the Yamsoveyskoye field was put into development in 1997. The area of the field is 526 km ² , and the number of observation wells for GWC control is 10 units, therefore, more than 52.6 km ² falls on one observation well. The operational experience of the Yamsoveyskoye field showed that the reference network of observation wells is not enough to control watering the reservoir. As a result, the subsoil user is forced to use alternative methods for monitoring the dynamics of the GWC - gravimetric monitoring. Additional research activities increase operating costs, therefore, economic efficiency is reduced.

Кроме того установлено, что периферийные зоны с низкими коллекторскими свойствами и малыми продуктивными мощностями отрабатываются менее эффективно. В результате формируется десинхронизация между зонами отбора газа. Так, например, между коллекторами сеноманского возраста Ярейской площади, имеющими малую газонасыщенную мощность, и массивной залежью Ясмовейского месторождения по состоянию на 01.01.2015 года разница пластовых давлений составляет 4,08 МПа. Такой градиент пластовых давлений способствует внутрипластовому перетоку газа и потере пластовой энергии, что отрицательно сказывается на эффективности эксплуатации месторождения.In addition, it was found that peripheral zones with low reservoir properties and low productive capacities are worked out less efficiently. As a result, desynchronization is formed between the gas extraction zones. So, for example, between reservoirs of the Cenomanian age of the Yareyskaya area, which have low gas-saturated power, and a massive reservoir of the Yasmoveyskoye field as of 01.01.2015, the difference in reservoir pressure is 4.08 MPa. Such a gradient of reservoir pressures contributes to in-situ gas flow and loss of reservoir energy, which negatively affects the efficiency of field operation.

В результате ввода в эксплуатацию скважин двойного назначения повысится энергоэффективность процесса эксплуатации. Это будет достигнуто за счет увеличения отбора газа по низкопроницаемым маломощным коллекторам на Ярейской площади при помощи горизонтальных стволов эксплуатационных скважин. Вместе с тем, вертикальные стволы будут доступны для промыслово-геофизических исследований, в том числе с целью определения газожидкостного контакта разрабатываемого пласта. Это повысит плотность сети наблюдений, что несомненно скажется на информативности исследовательских мероприятий.As a result of the commissioning of dual-use wells, the energy efficiency of the production process will increase. This will be achieved by increasing gas withdrawal from low-permeable low-power reservoirs on Yareiskaya Square using horizontal production well bores. At the same time, vertical shafts will be available for field geophysical studies, including with the aim of determining the gas-liquid contact of the developed formation. This will increase the density of the observation network, which will undoubtedly affect the information content of research activities.

Таким образом, в предлагаемом способе используется скважина двойного назначения, позволяющая одновременно производить промышленный отбор пластового флюида и осуществлять постоянный контроль за динамикой внедрения воды в продуктивную залежь.Thus, in the proposed method, a dual-use well is used, which allows for simultaneous industrial production of reservoir fluid and constant monitoring of the dynamics of the introduction of water into a productive reservoir.

Claims (1)

Способ разработки залежей углеводородов, включающий строительство вертикальных и горизонтальных стволов, отличающийся тем, что разработку осуществляют в условиях низкопроницаемых, маломощных коллекторов, залежь углеводородов вскрывают многозабойной скважиной с одним вертикальным стволом и несколькими горизонтальными стволами, вертикальным стволом вскрывают начальное положение флюидальных контактов, при этом его искусственный забой располагают на 10-15 м ниже флюидальных контактов, горизонтальными стволами увеличивают зону дренирования залежи углеводородов, при этом из горизонтального ствола добывают углеводородное сырье, а вертикальный ствол служит для проведения геофизических исследований скважины, входную воронку лифтовой колонны располагают выше технологического «окна» горизонтального ствола и используют геофизическое оборудование для вертикальных скважин, при этом одновременно из одной скважины добывают углеводородное сырье и проводят геофизический контроль за внедрением подошвенных вод.A method of developing hydrocarbon deposits, including the construction of vertical and horizontal shafts, characterized in that the development is carried out in conditions of low-permeable, low-power reservoirs, a hydrocarbon deposit is opened with a multilateral well with one vertical well and several horizontal shafts, the vertical well reveals the initial position of fluid contacts, while artificial slaughter is placed 10-15 m below the fluid contacts, the drainage zone is increased by horizontal trunks hydrocarbon deposits, while the horizontal well is used to produce hydrocarbon raw materials, and the vertical well is used to conduct geophysical studies of the well, the inlet funnel of the elevator string is placed above the technological “window” of the horizontal well and geophysical equipment is used for vertical wells, while at the same time it is extracted from one well hydrocarbon raw materials and conduct geophysical monitoring of the introduction of bottom water.

Images