RU159310U1

RU159310U1 - STRUCTURE OF A MULTILAYER WELL FOR PRODUCING VISCOUS OIL FROM OIL LAYER

Info

Publication number: RU159310U1
Application number: RU2015102484/03U
Authority: RU
Inventors: Иван Васильевич Чижов; Игорь Александрович Кустышев; Максим Дмитриевич Антонов; Евгений Николаевич Козлов; Мэглем Январовна Калимулина
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, содержащая основной ствол с вертикальным и горизонтальным участками и боковые стволы, отходящие от вертикального участка основного ствола, отличающаяся тем, что указанные боковые стволы расположены друг над другом в вертикальной плоскости и проложены параллельно горизонтальному участку основного ствола, один из указанных боковых стволов расположен над газоводяным, а другой из боковых стволов расположен под водонефтяным контактом, при этом основной ствол до кровли продуктивного нефтяного пласта обсажен обсадными трубами, представляющими собой эксплуатационную колонну, верхняя часть которой до подошвы многолетнемерзлых пород обсажена теплоизолированными обсадными трубами, в эксплуатационной колонне вырезаны отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками, сообщены с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола, эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола.The design of a multi-tiered well for producing viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone, comprising a main trunk with vertical and horizontal sections and side shafts extending from a vertical portion of the main well, characterized in that said side shafts are located one above the other in a vertical plane and laid parallel to the horizontal section of the main trunk, one of these side shafts is located above the gas and water, and the other of the side shafts is located under pre-oil contact, while the main trunk to the top of a productive oil reservoir is cased with casing pipes, which are an production string, the upper part of which is cased with thermally insulated casing pipes to the bottom of permafrost, holes are cut in the production casing by which side trunks cased with production shanks are in communication with the internal cavity of the production casing of the main trunk, production shanks by means of anchor-packer devices the stem attached to the production casing of the main trunk.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкциям скважин для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to well designs for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone.

Известна конструкция многоярусной скважины для эксплуатации пластово-массивных залежей углеводородов [RU 111886 U1, МПК E21B 43/26 (2006.01), Е21В 43/14 (2006.01), опубл. 27.12.2011].The well-known design of a multi-tiered well for the operation of massive reservoir of hydrocarbons [RU 111886 U1, IPC E21B 43/26 (2006.01), Е21В 43/14 (2006.01), publ. 12/27/2011].

Недостатком известной конструкци является невозможность в одной скважине осуществлять одновременную закачку вытесняющего нефть теплоносителя и добычи высоковязкой нефти из нефтяного пласта.A disadvantage of the known construction is the impossibility in one well to simultaneously pump the oil-displacing coolant and produce highly viscous oil from the oil reservoir.

Задача, стоящая при создании устройства, состоит в разработке надежной и эффективной конструкции многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород.The challenge in creating the device is to develop a reliable and efficient design of a multi-tiered well for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания полезной модели, состоит в обеспечении возможности одновременной закачки вытесняющего нефть теплоносителя и добычи вязкой нефти из пласта по одной скважине с минимальными затратами.Achievable technical result, which is obtained as a result of creating a utility model, consists in providing the possibility of simultaneous injection of oil-displacing coolant and production of viscous oil from the reservoir in one well with minimal cost.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород содержит основной ствол с вертикальным и горизонтальным участками и боковые стволы, отходящие от вертикального участка основного ствола, размещающиеся друг над другом в вертикальной плоскости и проложенные параллельно горизонтальному участку основного ствола выше и ниже него, при этом один указанных боковых стволов расположен над газоводяным контактом, а другой под водонефтяным контактом, основной ствол до кровли продуктивного нефтяного пласта обсажен обсадными трубами, представляющими собой эксплуатационную колонну, верхняя часть которой до подошвы многолетнемерзлых пород обсажена теплоизолированными обсадными трубами, в эксплуатационной колонне вырезаны отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками, сообщены с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола, эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств присоединены к эксплуатационной колонны основного ствола.The task and technical result are achieved in that the construction of a multi-tiered well for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone contains a main trunk with vertical and horizontal sections and sidetracks extending from the vertical section of the main trunk, located one above the other in vertical planes and laid parallel to the horizontal section of the main trunk above and below it, while one of these side trunks is located above the gas-water con with the tact and the other under the oil-water contact, the main trunk to the top of the productive oil reservoir is cased with casing pipes, which are the production casing, the upper part of which is cased with heat-insulated casing pipes to the bottom of the permafrost, holes are cut in the production casing by which side trunks cased with production shanks communicated with the internal cavity of the production casing of the main trunk, production shanks by means of the anchor pack thrusters attached to the production casing of the main barrel.

Для обеспечения закачки вытесняющего теплоносителя в водоносный пласт горизонтальный участок бокового ствола, проложен под горизонтальным участком основного ствола выше горизонтального участка основного.To ensure the injection of the displacing coolant into the aquifer, a horizontal section of the side trunk is laid below the horizontal section of the main trunk above the horizontal section of the main.

На фиг. показана конструкция многоярусной скважины с двумя боковыми стволами для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, цифрами обозначены: 1 - вертикальный участок основного ствола многоярусной скважины, 2 - горизонтальный участок основного ствола, 3 - первый боковой ствол, 4 - второй боковой ствол, 5 - трещина разрыва из горизонтального участка основного ствола, 6 - трещина разрыва из первого бокового ствола, 7 - трещина разрыва из второго бокового ствола, 8 - нефтяной пласт; 9 - газоводяной контакт, 10 - водонефтяной контакт, 11 - газовая шапка; 12 - водяной пласт; 13 - многолетнемерзлые породы.In FIG. the design of a multi-tiered well with two sidetracks for producing viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone is shown, the numbers indicate: 1 - a vertical section of the main trunk of a multi-tiered well, 2 - a horizontal section of the main trunk, 3 - the first sidetrack, 4 - the second sidetrack, 5 - fracture rupture from a horizontal section of the main trunk, 6 - fracture rupture from the first sidetrack, 7 - fracture rupture from the second sidetrack, 8 - oil reservoir; 9 - gas-water contact, 10 - water-oil contact, 11 - gas cap; 12 - water reservoir; 13 - permafrost rocks.

Конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта 8, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород 13, включает основной ствол с вертикальным 1 и горизонтальным 2 участками и боковые стволы 3 и 4, отходящие от вертикального участка 1 основного ствола. Боковые стволы 3 и 4 расположены друг над другом в вертикальной плоскости и проложены параллельно горизонтальному участку 2 основного ствола выше и ниже него.The design of a multi-tiered well for producing viscous oil from an oil reservoir 8 located in the permafrost zone 13 includes a main trunk with vertical 1 and horizontal 2 sections and sidetracks 3 and 4 extending from vertical section 1 of the main trunk. Side trunks 3 and 4 are located one above the other in a vertical plane and laid parallel to the horizontal section 2 of the main trunk above and below it.

Основной ствол до кровли продуктивного нефтяного пласта 8 обсажен обсадными трубами, представляющими собой эксплуатационную колонну 14. Верхняя часть эксплуатационной колонны 14 до подошвы многолетнемерзлых пород 13 обсажена теплоизолированными обсадными трубами 15 для предотвращения растепления многолетнемерзлых пород от воздействия теплоносителя, закачиваемого по лифтовой колонне, а также для предотвращения охлаждения теплоносителя при воздействии на него низких отрицательных температур многолетнемерзлых пород.The main trunk to the roof of the productive oil formation 8 is cased with casing pipes, which is the production string 14. The upper part of the production string 14, to the bottom of the permafrost 13, is cased with heat-insulated casing pipes 15 to prevent thawing of permafrost from exposure to the coolant pumped through the lift string, as well as for prevent cooling of the coolant when exposed to low negative temperatures of permafrost.

В эксплуатационной колонне 14 вырезаны отверстия (не показаны), посредством которых боковые стволы 3 и 4, обсаженные эксплуатационными хвостовиками 16, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны 14 основного ствола.Openings (not shown) are cut out in the production casing 14, by means of which the side shafts 3 and 4, cased by production shanks 16, communicate with the inner cavity of the production casing 14 of the main shaft.

Эксплуатационные хвостовики 16 посредством якорно-пакерующих устройств (не показаны) присоединены к эксплуатационной колонне 14 основного ствола.Production shanks 16 by means of anchor-packing devices (not shown) are connected to the production casing 14 of the main trunk.

В горизонтальных участках 2 основного ствола и боковых стволах 3 и 4 выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыв 5, 6, 7, причем трещины разрыва 6 и 7 боковых стволов 3 и 4 направлены навстречу трещинам разрыва 5 горизонтального участка 2 основного ствола.In the horizontal sections 2 of the main trunk and lateral trunks 3 and 4, hydraulic fracturing was performed with the formation of fracture fractures 5, 6, 7, and the fracture cracks 6 and 7 of the lateral trunks 3 and 4 directed towards the fracture cracks 5 of the horizontal section 2 of the main trunk.

Первый, верхний, боковой ствол 3 вскрывает верхний пласт, например, газовую шапку, расположенный над нефтяным пластом, а второй, нижний, боковой ствол 4 вскрывает нижний пласт, например, водяной пласт, расположенный под нефтяным пластом.The first, upper, lateral barrel 3 opens the upper layer, for example, a gas cap located above the oil reservoir, and the second, lower, lateral barrel 4 opens the lower reservoir, for example, a water reservoir located under the oil reservoir.

Для осуществления эксплуатации во внутренней полости эксплуатационной колонны 14 основного ствола до верхнего отверстия боковых стволов 3, 4 размещают лифтовую колонну 17 для закачивания в продуктивный нефтяной пласт 8 через боковые стволы 3 и 4 теплоносителя 18, например, подогретую до пластовой температуры воду.For operation in the inner cavity of the production casing 14 of the main trunk to the upper hole of the side shafts 3, 4, an elevator string 17 is placed for injection into the oil reservoir 8 through the side shafts 3 and 4 of the coolant 18, for example, water heated to the formation temperature.

Во внутренней полости лифтовой колонны 17 до средней трещины разрыва 5 горизонтального участка 2 основного ствола размещена колонна насосно-компрессорных труб 19 для добычи высоковязкой нефти, которая вытесняется из нефтяного пласта теплоносителем 18, закаченного через боковые стволы 3 и 4, расположенными над газоводяным 9 и под водонефтяным 10 контактами.In the inner cavity of the elevator column 17 to the middle fracture gap 5 of the horizontal section 2 of the main trunk, a tubing string 19 is placed for the production of highly viscous oil, which is displaced from the oil reservoir by the coolant 18, pumped through the side shafts 3 and 4, located above the gas-water 9 and below oil-water 10 contacts.

Добычу высоковязкой нефти осуществляют с использованием заявляемой конструкции путем ее вытеснения из нефтяного пласта 8 теплоносителем 18, например, подогретой до пластовой температуры водой, который закачивают через лифтовую колонну 18, через внутренние полости эксплуатационных хвостовиков 16, боковые отверстия (не показаны) и боковые стволы 3 и 4, расположенные над газоводяным 9 и под водонефтяным 10 контактами, в газовой шапке 11 и в водяном пласте 12 соответственно и продавливают в нефтяной пласт 8 через трещины разрыва 5 горизонтального участка 2 основного ствола.The production of high-viscosity oil is carried out using the inventive design by displacing it from the oil reservoir 8 with a coolant 18, for example, water heated to the reservoir temperature, which is pumped through the lift string 18, through the internal cavities of the production shanks 16, side holes (not shown) and side shafts 3 and 4, located above the gas-water 9 and under the oil-water contacts 10, in the gas cap 11 and in the water reservoir 12, respectively, and forced into the oil reservoir 8 through fractures of a fracture 5 of horizontal Astka 2 of the main trunk.

Вытесняемая теплоносителем 18 из нефтяного пласта 8 вязкая нефть 20, через трещины разрыва 5, поступает в колонну насосно-компрессорных труб 19, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны 14 основного ствола пакером 21, не смешиваясь с теплоносителем 18.The viscous oil 20 displaced by the coolant 18 from the oil formation 8, through the fracture cracks 5, enters the tubing string 19, isolated from the inner cavity of the production string 14 of the main trunk by the packer 21, without mixing with the coolant 18.

По колонне насосно-компрессорных труб 19 вязкая нефть 20 поступает на дневную поверхность фонтанным или механизированным способом с помощью насосной установки типа ЭЦН поднимается на поверхность.Through the string of tubing 19, viscous oil 20 enters the day surface in a fountain or mechanized way with the help of an ESP type pump unit rises to the surface.

Заявляемое конструктивное выполнение многоярусной скважины обеспечивает надежную и эффективную добычу вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенного в зоне многолетнемерзлых, за счет одновременной закачки вытесняющего теплоносителя и добычи вязкой нефти из пласта по одной скважине с минимальными затратами.The inventive design of a multi-tiered well provides reliable and efficient production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone, due to the simultaneous injection of displacing coolant and the production of viscous oil from the reservoir through one well with minimal cost.

Примеры реализации заявляемой полезной модели.Examples of the implementation of the claimed utility model.

Пример 1.Example 1

Конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, содержит основной ствол и два боковых ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками диаметром 146 мм, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХН 219/146 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. В горизонтальных участках основного ствола и боковых стволах выполнен гидравлический разрыв пласта с образованием трещин разрыва, причем трещины разрыва боковых стволов направлены навстречу трещинам разрыва горизонтального участка основного ствола. Во внутренней полости эксплуатационной колонны основного ствола до верхнего отверстия первого бокового ствола размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через боковые стволы теплоносителя - подогретую до пластовой температуры воду. Во внутренней полости лифтовой колонны до средней трещины разрыва горизонтального участка основного ствола размещена колонна насосно-компрессорных труб диаметром 114 мм для добычи высоковязкой нефти.The design of a multi-tiered well for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone contains a main well and two sidetracks. The main trunk to the bottom of permafrost rocks is cased with heat-insulated casing pipes of size 245/219, and down to the roof of a productive oil reservoir - casing pipes with a diameter of 219 mm. Two holes are cut out in the production casing of the main trunk, through which side shafts lined with production shanks with a diameter of 146 mm communicate with the internal cavity of the production casing of the main trunk. Production shanks by means of anchor-packing devices of type ПНН 219/146 are connected to the production casing of the main trunk. In the horizontal sections of the main trunk and lateral shafts, hydraulic fracturing was performed with the formation of fracture cracks, and the fractures of the lateral shafts directed towards the fractures of the horizontal section of the main trunk. In the internal cavity of the production casing of the main trunk to the upper hole of the first side barrel, an 168 mm diameter casing is placed for pumping into the productive oil reservoir through the side coolant trunks - water heated to the formation temperature. In the inner cavity of the elevator column to the average fracture gap of the horizontal section of the main trunk, a tubing string with a diameter of 114 mm is placed for the production of highly viscous oil.

Пример 2.Example 2

Конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, включает основной ствол и два боковых ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками диаметром 140 мм, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХВ 219/140 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. В горизонтальных участках основного ствола и боковых стволах, зацементированных до якорно-пакерующих устройств, выполнена перфорация с образованием перфорационных отверстий. Во внутренней полости эксплуатационной колонны основного ствола до верхнего отверстия первого бокового ствола размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через боковые стволы теплоносителя - подогретую до пластовой температуры воду. Во внутренней полости лифтовой колонны до среднего перфорационного отверстия горизонтального участка основного ствола размещена колонна насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм для добычи высоковязкой нефти. Добыча высоковязкой нефти осуществляется путем ее вытеснения из нефтяного пласта теплоносителем - подогретой до пластовой температуры водой, который закачивается через лифтовую колонну, через боковые отверстия и боковые стволы, расположенные над газоводяным и под водонефтяным контактами и продавливается в нефтяной пласт через перфорационные отверстия, размещенные в горизонтальных участках боковых стволов. Вытесняемая из нефтяного пласта вязкая нефть через перфорационные отверстия, размещенными в горизонтальном участке основного ствола поступает в колонну насосно-компрессорных труб, изолированную от внутренней полости эксплуатационной колонны основного ствола пакером типоразмера 89/219, и далее механизированным способом с помощью насосной установки типа ЭЦН поднимается на поверхность.The design of a multi-tiered well for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone includes a main well and two sidetracks. The main trunk to the bottom of permafrost rocks is cased with heat-insulated casing pipes of size 245/219, and down to the roof of a productive oil reservoir - casing pipes with a diameter of 219 mm. Two holes are cut out in the production casing of the main trunk, through which lateral shafts lined with production shanks with a diameter of 140 mm communicate with the internal cavity of the production casing of the main trunk. Production shanks by means of anchor-packing devices of type ПВВ 219/140 are connected to the production casing of the main trunk. Perforations with the formation of perforations were made in horizontal sections of the main trunk and lateral trunks cemented to anchor-packer devices. In the internal cavity of the production casing of the main trunk to the upper hole of the first side barrel, an 168 mm diameter casing is placed for pumping into the productive oil reservoir through the side coolant trunks - water heated to the formation temperature. In the inner cavity of the elevator column to the middle perforation hole of a horizontal section of the main shaft, a tubing string with a diameter of 89 mm is placed for the production of high-viscosity oil. High-viscosity oil is produced by displacing it from the oil reservoir with a coolant — water heated to the reservoir temperature, which is pumped through the lift column, through the side openings and side shafts located above the gas-water and under the oil-water contacts and forced into the oil reservoir through perforations located in horizontal sections of the side trunks. The viscous oil displaced from the oil reservoir through the perforations located in a horizontal section of the main shaft enters the tubing string isolated from the inner cavity of the main shaft by the 89/219 packer, and then it rises mechanically using an ESP pump unit surface.

Пример 3.Example 3

Конструкция многоярусной скважины для добычи вязкой нефти из нефтяного пласта, расположенной в зоне многолетнемерзлых пород, включает основной ствол и два боковых ствола. Основной ствол до подошвы многолетнемерзлых пород обсажен теплоизолированными обсадными трубами типоразмера 245/219, а ниже до кровли продуктивного нефтяного пласта - обсадными трубами диаметром 219 мм. В эксплуатационной колонне основного ствола вырезаны два отверстия, посредством которых боковые стволы, обсаженные эксплуатационными хвостовиками с фильтрами типоразмера ФМС 140 мм, сообщаются с внутренней полостью эксплуатационной колонны основного ствола. Эксплуатационные хвостовики-фильтры посредством якорно-пакерующих устройств типа ПХН 219/140 присоединены к эксплуатационной колонне основного ствола. Во внутренней полости эксплуатационной колонны основного ствола до верхнего отверстия первого бокового ствола размещена лифтовая колонна диаметром 168 мм для закачивания в продуктивный нефтяной пласт через боковые стволы теплоносителя - подогретый до пластовой температуры полимерный состав на основе, например, полиакрилоамида. Во внутренней полости лифтовой колонны до среднего отверстия фильтра горизонтального участка основного ствола размещена колонна насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм для добычи высоковязкой нефти.The design of a multi-tiered well for the production of viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone includes a main well and two sidetracks. The main trunk to the bottom of permafrost rocks is cased with heat-insulated casing pipes of size 245/219, and down to the roof of a productive oil reservoir - casing pipes with a diameter of 219 mm. Two holes are cut out in the production casing of the main trunk, through which lateral shafts, cased by production shanks with filters of FMS size 140 mm, communicate with the internal cavity of the production casing of the main shaft. Operational filter shanks are connected to the production casing of the main trunk by means of anchor-packing devices of type ПНН 219/140. In the inner cavity of the production casing of the main trunk to the upper hole of the first side barrel, an 168 mm diameter casing is placed for injection into the productive oil reservoir through the side coolant trunks - a polymer composition heated to formation temperature based on, for example, polyacryloamide. In the inner cavity of the elevator column to the middle filter hole of a horizontal section of the main shaft, a tubing string of 73 mm diameter is placed for the production of highly viscous oil.

Claims

The design of a multi-tiered well for producing viscous oil from an oil reservoir located in the permafrost zone, comprising a main wellbore with vertical and horizontal sections and sidetracks extending from a vertical portion of the main wellbore, characterized in that said sidetracks are located one above the other in a vertical plane and laid parallel to the horizontal section of the main trunk, one of these side shafts is located above the gas and water, and the other of the side shafts is located under pre-oil contact, while the main trunk to the top of a productive oil reservoir is cased with casing pipes, which are an production string, the upper part of which is cased with thermally insulated casing pipes to the bottom of permafrost, holes are cut in the production casing by which side trunks cased with production shanks are in communication with the internal cavity of the production casing of the main trunk, production shanks by means of anchor-packer devices the stem attached to the production casing of the main trunk.