RU2630830C1 - Well for development of oil formation - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: well for development of oil formation comprises vertical and lateral columns, a tubing string (tubing) for pumping a displacement agent into a production formation, and equipment for lifting oil to a wellhead. The well is configured with h-shaped profile. The diversion point of the lateral column from the well vertical part is taken at 300-500 m distance from the production oil formation. The distance from the lateral column entry point to the production oil formation, up to the point where the well vertical part enters said formation, is taken 200-600 m for injecting the displacement agent into one area of the production oil formation and extracting oil from another formation area. The upper part of the tubing string for injecting the displacement agent is located in the vertical wellbore. The lower part of said column is located in the lateral wellbore and packed above the production oil formation. The second tubing string with a deep pumping unit is located in the vertical wellbore. The pumping unit is placed at required height above the production oil formation under condition of bottomhole pressure reduction and oil extraction increase.

EFFECT: improved development efficiency of oil formation area with minimised operating costs for construction and operation of wells.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области скважинной добычи нефти из залежи углеводородов. Скважина предлагаемой конструкции может быть использована на нефтяных месторождениях с глубоким залеганием продуктивного пласта, где добыча нефти ведется методом вытеснения нефти закачиваемым агентом, в частности - водой.The invention relates to the field of downhole oil production from hydrocarbon deposits. The well of the proposed design can be used in oil fields with a deep occurrence of the reservoir, where oil is produced by the method of oil displacement by an injected agent, in particular water.

Разработка нефтяного пласта путем вытеснения нефти водой из порового пространства ведется на большинстве нефтяных месторождений России и на многих месторождениях мира. Обычно в нагнетательные скважины через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) закачивают воду или другой вытесняющий агент, а из других скважин – нефтедобывающих - добывают нефть приемлемым способом: фонтанным или механизированным способом. Таким образом, для эффективной разработки участка нефтяного пласта необходимо минимум две скважины - нагнетательная скважина и добывающая. Такая очаговая система разработки нефтяного пласта в доступной форме описана в книге группы авторов: Сборник задач по разработке нефтяных месторождений: Учеб. пособие для вузов / Ю.П. Желтов, И.Н. Стрижов, А.Б. Золотухин, В.М. Зайцев - М.: Недра, 1985. - 296 с. (на стр. 76). Схемы расположения добывающих и нагнетательных скважин в объеме нефтяного пласта приведены на страницах 90-91 источника: Справочная книга по добыче нефти. Под ред. д-ра техн. наук Ш.К. Гиматудинова. - М.: Недра, 1974. - 704 с. Эти схемы показывают, что соотношение количества нагнетательных скважин к нефтедобывающим в зависимости от системы заводнения может быть самым разным, но все системы объединяет постулат о том, что разработка нефтяного пласта (объекта разработки) основана на наличии на объекте разработки нагнетательных и добывающих скважин.The development of the oil reservoir by displacing oil with water from the pore space is carried out at most oil fields in Russia and at many fields in the world. Typically, water or another displacing agent is pumped into injection wells through a tubing string (tubing), and oil is extracted from other wells, oil producing ones, in an acceptable way: in a fountain or mechanized way. Thus, for the effective development of the oil reservoir section, at least two wells are necessary - an injection well and an oil well. Such a focal system for the development of an oil reservoir in an accessible form is described in the book of a group of authors: Collection of tasks for the development of oil fields: Textbook. manual for universities / Yu.P. Zheltov, I.N. Strizhov, A.B. Zolotukhin, V.M. Zaitsev - M .: Nedra, 1985 .-- 296 p. (on page 76). Layouts of production and injection wells in the volume of the oil reservoir are given on pages 90-91 of the source: Oil production reference book. Ed. Dr. tech. sciences Sh.K. Gimatudinova. - M .: Nedra, 1974.- 704 p. These schemes show that the ratio of the number of injection wells to oil producers depending on the waterflooding system can be very different, but all systems are united by the postulate that the development of an oil reservoir (development object) is based on the presence of injection and production wells at the development object.

Известна конструкция нефтедобывающей скважины по патенту РФ на изобретение №2374435 (опубл. 27.11.2009), где вертикальный ствол дополнительно комплектуется боковым и одновременно горизонтальным стволом (БГС), в котором для улучшения фильтрационных характеристик пласта производится гидроразрыв пласта (ГРП). Для организации вытеснения нефти водой с помощью такой скважины в продуктивном пласте необходимо организовать строительство еще одной скважины - нагнетательной.A well-known design of an oil well according to the RF patent for the invention No. 2374435 (publ. 11/27/2009), where the vertical well is additionally equipped with a lateral and at the same time horizontal well (GHS), in which hydraulic fracturing is performed to improve the filtration characteristics of the formation. To organize the displacement of oil by water using such a well in the reservoir it is necessary to organize the construction of another well - injection.

Для снижения стоимости работ по эксплуатации участка нефтяного пласта по патенту РФ на изобретение №2526937 (опубл. 27.08.2014) предложено в вышеописанной скважине с БГС закачку вытесняющего агента в пласт вести через основной вертикальный ствол скважины, а отбор нефти вести через боковой горизонтальный ствол. Такая стратегия - функции двух скважин в одной - экономически выгодна для предприятия, но с тем чтобы это экономическое преимущество было очевидным, необходимо, чтобы боковой ствол (БС) скважины имел минимальную длину. Это условие предопределяет близость точки отхода БС от основного - вертикального ствола скважины и, как следствие, - значительное отклонение бокового ствола от вертикали на всем своем протяжении, за исключением конечного своего участка - точки входа в нефтяной пласт. Известно, что глубинные центробежный или плунжерный насосы должны по возможности эксплуатироваться в вертикальной части скважины, в противном случае возникнут такие нежелательные процессы, как вибрация, неравномерное заполнение рабочих органов насоса свободным газом, одностороннее истирание деталей насосного оборудования. Недостатком конструкции скважины с БС по патенту №2526937, на наш взгляд, является то, что нельзя поместить глубинный насос, например электроцентробежную установку, в боковой ствол с тем, чтобы насос был на необходимом и близком расстоянии от продуктивного пласта. Это условие необходимо для достижения минимального забойного давления и увеличения степени притока пластовой жидкости, в частности нефти, в полость бокового ствола скважины.To reduce the cost of the operation of the oil reservoir section according to the RF patent for invention No. 2526937 (publ. 08/27/2014), it is proposed that the displacing agent be injected into the reservoir through the main vertical wellbore in the above-described well with a CWG, and oil should be taken through a lateral horizontal wellbore. Such a strategy - the functions of two wells in one - is economically beneficial for the enterprise, but in order for this economic advantage to be obvious, it is necessary that the lateral borehole (BS) of the well has a minimum length. This condition determines the proximity of the BS departure point from the main vertical wellbore and, as a result, the sidetrack deviates significantly from the vertical along its entire length, with the exception of its final section, the entry point into the oil reservoir. It is known that submersible centrifugal or plunger pumps should be operated in the vertical part of the well, if possible, otherwise such undesirable processes as vibration, uneven filling of the pump bodies with free gas, and one-sided abrasion of pumping equipment parts will occur. A drawback of the design of a well with BS according to patent No. 2526937, in our opinion, is that it is impossible to place a submersible pump, for example, an electric centrifugal installation, in the lateral shaft so that the pump is at the required and close distance from the reservoir. This condition is necessary to achieve minimum bottomhole pressure and increase the degree of inflow of formation fluid, in particular oil, into the cavity of the side wellbore.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности разработки участка нефтяного пласта с минимизацией эксплуатационных затрат на строительство и эксплуатацию скважин.An object of the invention is to increase the efficiency of developing a section of an oil reservoir while minimizing operating costs for the construction and operation of wells.

Технический результата достигается тем, что в скважине для разработки нефтяного пласта, состоящей из вертикального и бокового стволов, колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) для закачки вытесняющего агента в нефтяной пласт и оборудования для подъема нефти до устья скважины, точка отхода бокового ствола от вертикальной части скважины находится на минимально возможном расстоянии от нефтяного пласта, верхняя часть колонны НКТ для закачки вытесняющего агента находится в вертикальном стволе скважины, а ее нижняя часть находится в боковом стволе скважины и пакеруется выше продуктивного нефтяного пласта, а вторая колонна НКТ с глубинной насосной установкой находится в вертикальном стволе скважины, при этом насосная установка находится на необходимой высоте над нефтяным пластом.The technical result is achieved by the fact that in the well for the development of an oil reservoir, consisting of vertical and sidetracks, a string of tubing for pumping a displacing agent into the oil reservoir and equipment for lifting oil to the wellhead, the point of departure of the sidetrack from the vertical part of the well is at the minimum possible distance from the oil reservoir, the upper part of the tubing string for injection of the displacing agent is in the vertical wellbore, and its lower part is in the lateral the wellbore is packaged above the productive oil reservoir, and the second tubing string with the downhole pumping unit is located in the vertical wellbore, while the pumping unit is at the required height above the oil reservoir.

Схема предложенной скважины приведена на чертеже, где позициями обозначены: 1 - обсадная колонна вертикальной части скважины, 2 - боковой ствол скважины, 3 - нефтяной пласт, 4 - нагнетательная колонна НКТ - первая колонна НКТ, 5 - колонна лифтовых труб - вторая колонна НКТ, 6 - глубинный насос, 7 - пакер.The scheme of the proposed well is shown in the drawing, where the positions denote: 1 - casing string of the vertical part of the well, 2 - lateral well bore, 3 - oil reservoir, 4 - injection tubing string - first tubing string, 5 - lift pipe string - second tubing string, 6 - deep pump, 7 - packer.

В нефтяном пласте со значительной глубиной залегания (три и более км) организуются следующие работы.In an oil reservoir with a significant occurrence depth (three or more km), the following activities are organized.

1. Скважина бурится вертикально и вскрывает пласт вертикально, комплектуется обсадной колонной (ОК), цементируется.1. The well is drilled vertically and opens the formation vertically, completed with casing (OK), cemented.

2. В непосредственной близости от продуктивного нефтяного пласта (300-500 м) от основного вертикального ствола скважины прорезают ОК и бурят боковой ствол с вертикальным вхождением или под определенным углом к плоскости пласта. Расстояние от места вхождения БС в пласт до точки вхождения вертикальной части скважины в пласт определяется проектом разработки нефтяного пласта и, как правило, составляет несколько сотен метров (200-600 м).2. In the immediate vicinity of the productive oil reservoir (300-500 m) from the main vertical wellbore, an OK is cut and a sidetrack is drilled with a vertical entry or at a certain angle to the reservoir plane. The distance from the place of BS entry into the formation to the point of entry of the vertical part of the well into the formation is determined by the project for the development of the oil reservoir and, as a rule, is several hundred meters (200-600 m).

3. Боковой ствол, также как и основной, оборудуется обсадной колонной и цементируется.3. The lateral trunk, as well as the main one, is equipped with casing and cemented.

4. Оба ствола скважины напротив нефтяного пласта перфорируются, пласты в этих зонах последовательно осваиваются.4. Both wellbores opposite the oil reservoir are perforated, reservoirs in these zones are consecutively mastered.

5. От устья и далее - в боковой ствол скважины до нефтяного пласта размещают колонну НКТ для закачки вытесняющего агента. Кольцевое пространство над пластом между колонной НКТ и обсадной колонной герметизируют с помощью пакерного устройства.5. From the wellhead and further in the lateral wellbore to the oil reservoir, a tubing string is placed to pump the displacing agent. The annular space above the formation between the tubing string and the casing is sealed using a packer device.

6. В вертикальный ствол скважины на необходимую глубину помещают глубинный насос с помощью второй колонны насосно-компрессорных труб для подъема пластовой продукции (нефти и попутной воды) до устья скважины. При интенсификации добычи нефти из пласта глубинный насос максимально приближают к продуктивному пласту с тем, чтобы снизить забойное давление и увеличить отбор флюидов.6. In the vertical wellbore, the depth pump is placed at the required depth with the help of a second string of tubing to lift the reservoir products (oil and associated water) to the wellhead. With the intensification of oil production from the reservoir, the deep pump is brought as close as possible to the reservoir in order to reduce the bottomhole pressure and increase the selection of fluids.

7. С помощью h-образной скважины ведется разработка участка нефтяного пласта путем закачки вытесняющего агента (воды в частности) в одну зону пласта и отбора нефти из другой части пласта.7. Using an h-shaped well, a section of the oil reservoir is being developed by pumping a displacing agent (water in particular) into one zone of the reservoir and taking oil from another part of the reservoir.

В отличие от прототипа закачка вытесняющего агента ведется через боковой ствол, так как ее вынужденная кривизна не влияет на объемы закачки агента. Размещение глубинного насоса в БС скважины на необходимой близости от нефтяного пласта для снижения забойного давления привело бы к ее расположению на наклонно-направленном участке БС. Между тем большинство глубинных насосов плунжерного типа и электроцентробежные насосы рекомендуют размещать на вертикальном участке скважины, что и осуществлено в заявленной скважине.In contrast to the prototype, the displacing agent is injected through the sidetrack, since its forced curvature does not affect the injection volumes of the agent. Placing a downhole pump in a well BS at the necessary proximity to the oil reservoir to reduce the bottomhole pressure would lead to its location in an inclined direction of the BS. Meanwhile, the majority of plunger-type deep pumps and electric centrifugal pumps are recommended to be placed on a vertical section of the well, which is done in the declared well.

Конструкция скважины уточняется тем, что точка отхода бокового ствола от вертикальной части скважины находится на минимально возможном расстоянии от продуктивного нефтяного пласта, с тем чтобы минимизировать затраты на бурение, строительство и эксплуатацию такой скважины. Это, на наш взгляд, первое существенное отличие нового технического решения от конструкции скважины по изобретению №2526937. Дополнительным положительным эффектом по нашей заявке является то, что появляется возможность максимального приближения глубинного насоса к нефтяному пласту.The design of the well is clarified by the fact that the point of departure of the sidetrack from the vertical part of the well is at the minimum possible distance from the productive oil reservoir, in order to minimize the cost of drilling, building and operating such a well. This, in our opinion, is the first significant difference between the new technical solution and the design of the well according to the invention No. 2526937. An additional positive effect on our application is that it becomes possible to maximize the proximity of the deep pump to the oil reservoir.

Технико-экономическая эффективность применяемого изобретения на нефтяных месторождениях будет основываться, прежде всего, на сокращении финансовых затрат на строительство и обустройство скважин для разработки нефтяного пласта, а также на максимальной выработке нефтяного пласта.The technical and economic efficiency of the applied invention in oil fields will be based, first of all, on the reduction of financial costs for the construction and construction of wells for the development of an oil reservoir, as well as on the maximum production of the oil reservoir.

Claims (1)

Скважина для разработки нефтяного пласта, состоящая из вертикального и бокового стволов, колонны насосно-компрессорных труб - НКТ для закачки вытесняющего агента в продуктивный нефтяной пласт и оборудования для подъема нефти до устья скважины, отличающаяся тем, что скважина принята h-образной, точка отхода бокового ствола от вертикальной части скважины принята на расстоянии 300-500 м от продуктивного нефтяного пласта, расстояние от места вхождения бокового ствола в продуктивный нефтяной пласт до точки вхождения вертикальной части скважины в упомянутый пласт принято в 200-600 м с обеспечением возможности закачки вытесняющего агента в одну зону продуктивного нефтяного пласта и отбора нефти из другой зоны пласта, причем верхняя часть колонны НКТ для закачки вытесняющего агента находится в вертикальном стволе скважины, а ее нижняя часть находится в боковом стволе скважины и запакерована выше продуктивного нефтяного пласта, а вторая колонна НКТ с глубинной насосной установкой находится в вертикальном стволе скважины, при этом насосная установка помещена на необходимой высоте над продуктивным нефтяным пластом из условия снижения забойного давления и увеличения отбора нефти.Well for development of an oil reservoir, consisting of vertical and lateral shafts, tubing string — tubing for pumping a displacing agent into a productive oil reservoir and equipment for lifting oil to the wellhead, characterized in that the well is h-shaped, the lateral departure point the wellbore from the vertical part of the well is taken at a distance of 300-500 m from the productive oil formation, the distance from the point of entry of the sidetrack into the productive oil formation to the point of entry of the vertical part of the wells 200-600 m are received into the said formation, with the possibility of pumping the displacing agent into one zone of the productive oil reservoir and taking oil from another zone of the formation, the upper part of the tubing for pumping the displacing agent is in the vertical wellbore, and its lower part is in the lateral wellbore and is packed above the productive oil reservoir, and the second tubing string with the deep pumping unit is located in the vertical wellbore, while the pumping unit is placed at the required height Hell productive oil layers from the condition of reducing bottomhole pressure and increase the extraction of oil.

Images