RU2760313C1

RU2760313C1 - Method for extraction of hydrocarbon raw materials from multi-layer fields

Info

Publication number: RU2760313C1
Application number: RU2020140365A
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Варягов; Андрей Владимирович Величкин; Михаил Николаевич Киселёв; Юрий Александрович Архипов; Андрей Николаевич Харитонов; Алексей Владимирович Ильин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым"
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2021-11-23

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the field of the oil and gas industry and can be used in the development of multi-layer hydrocarbon fields. The method for developing multi-layer gas fields includes the construction of well clusters of several vertical, inclined-directional and horizontal wells for different layers of the field. At the same time, wells operating different layers of development have a different spatial profile, gas flow control devices are installed at the wellheads, wells are connected to a single pipeline network and field development begins with the exploitation of lower gas reservoirs with a higher initial reservoir pressure. Upstream reservoirs are included in the development when the current wellhead pressure of wells draining the lower reservoirs decreases to the initial wellhead pressure, and if necessary, by increasing the flow section in the control devices, the gas flow in the wells of formations with higher reservoir pressure is increased without a long wait for a decrease in reservoir pressure in these formations.EFFECT: invention allows increasing the recovery coefficient of reserves and increasing gas production while simultaneously operating wells with a lower reservoir pressure of formations.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке многопластовых месторождений углеводородов.The invention relates to the field of oil and gas industry and can be used in the development of multilayer hydrocarbon deposits.

Известен способ сбора газа, в котором сбор газа по самостоятельным газосборным сетям осуществляется в следующих случаях: а) когда одна группа продуктивных горизонтов включает в себе «сухой» газ, а другая - газ с конденсатом, а также при наличии отдельных горизонтов, заключающих промышленное содержание гелия; б) когда газ одной группы продуктивных горизонтов содержит в себе высокий процент коррозионных элементов, как-то: сероводород, углекислоту и органические кислоты; в) когда газ продуктивных горизонтов имеет существенную разницу в величине пластовых давлений, обусловливающий возможность эффективного применения эжекторов или направления газа разного давления различным потребителям (Коротаев Ю.П., Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1981, стр. 151).A known method of gas collection, in which gas collection through independent gas collection networks is carried out in the following cases: a) when one group of productive horizons includes "dry" gas, and the other - gas with condensate, as well as in the presence of separate horizons containing industrial content helium; b) when the gas of one group of productive horizons contains a high percentage of corrosive elements, such as: hydrogen sulfide, carbon dioxide and organic acids; c) when the gas of productive horizons has a significant difference in the magnitude of reservoir pressures, which makes it possible to effectively use ejectors or directions of gas of different pressures to different consumers (Korotaev Yu.P., Zakirov S.N. Theory and design of the development of gas and gas condensate fields. M .: Nedra, 1981, p. 151).

Недостатком данного способа является необходимость строительства нескольких самостоятельных трубопроводных сетей для сбора газа из нескольких продуктивных горизонтов месторождения, что приводит к значительным затратам средств и времени.The disadvantage of this method is the need to build several independent pipeline networks to collect gas from several productive horizons of the field, which leads to a significant cost of money and time.

Известен способ эксплуатации многопластовых газовых месторождений (патент RU 2377396, опубликовано 27.12.2009) включающем строительство раздельных сеток добывающих скважин на каждый объект разработки, подключают к единой трубопроводной сети при котором разработку месторождения начинают с эксплуатации нижних залежей газа, имеющих более высокое начальное пластовое давление, а вышезалегающие залежи включают в разработку, когда текущее устьевое давление скважин, дренирующих нижние залежи, снизится до начального устьевого давления скважин, дренирующих вышезалегающие залежи.There is a known method for the operation of multilayer gas fields (patent RU 2377396, published on December 27, 2009), which includes the construction of separate grids of production wells for each development object, connected to a single pipeline network in which the development of the field begins with the operation of lower gas deposits having a higher initial reservoir pressure, and overlying deposits are included in development when the current wellhead pressure of the wells draining the lower deposits decreases to the initial wellhead pressure of the wells draining the overlying deposits.

Недостатком данного способа является длительное ожидание снижения пластового давления нижележащих пластов для выравнивания с вышележащими, и он предусматривает использование только вертикальных скважин. Отсутствует возможность увеличить добычу сырья в первые годы эксплуатации нижележащих пластов, так как скважины на разные продуктивные пласты подключаются при условии снижения давления на устьях до равных величин с вышележащими пластами. Также очевидно, что при относительно малых эффективных перфорированных мощностях и низких фильтрационно-емкостных свойствах коллектора это не позволит достичь высоких продуктивных характеристик скважин и для достижения высоких уровней добычи потребует строительства большого числа скважин, равномерно расположенных по площади месторождения, что приведет к существенным затратам на обустройство месторождения - строительство подъездных дорог и системы сбора газа к каждой скважине. При этом для равномерного дренирования всего вскрытого пласта требуется перфорировать практически всю его мощность, что при проведении водоизоляционных работ в нижней части перфорации приведет к кольматации верхней части разреза и, как следствие, к необходимости длительного освоения скважины после ремонтных работ. Кроме того, на поздней стадии разработки, когда пластовое давление существенно снизилось, а большая часть продуктивного пласта обводнится, малая перфорированная мощность не обеспечивает стабильной работы скважины и приведет к ее выбытию из эксплуатации еще до извлечения всех дренируемых запасов газа. Следовательно, при такой конструкции скважины наблюдаются более низкие дебиты по сравнению с горизонтальными стволами, быстрое обводнение скважин при внедрении подошвенных вод и относительно невысокий коэффициент конечного извлечения продукции.The disadvantage of this method is the long wait for the reduction of the reservoir pressure of the underlying layers to align with the overlying ones, and it involves the use of only vertical wells. There is no opportunity to increase the production of raw materials in the first years of the operation of the underlying layers, since wells in different productive layers are connected under the condition that the pressure at the wellheads is reduced to equal values with the overlying layers. It is also obvious that with relatively low effective perforated capacities and low porosity and permeability properties of the reservoir, this will not allow achieving high productive characteristics of wells and, in order to achieve high production levels, will require the construction of a large number of wells evenly spaced across the field, which will lead to significant costs for infrastructure development. fields - construction of access roads and gas collection systems to each well. At the same time, for uniform drainage of the entire exposed formation, it is required to perforate almost all of its thickness, which, when carrying out waterproofing works in the lower part of the perforation, will lead to clogging of the upper part of the section and, as a consequence, to the need for long-term development of the well after repair work. In addition, at a late stage of development, when the reservoir pressure has significantly decreased, and most of the reservoir is watered, low perforated capacity does not provide stable operation of the well and will lead to its retirement from production even before all drained gas reserves are extracted. Consequently, with such a well design, lower production rates are observed compared to horizontal wellbores, rapid watering of the wells with the introduction of bottom waters and a relatively low final recovery factor.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение добычи углеводородного сырья при разработке многопластового месторождения в начальный период эксплуатации за счет регулирования дебитов газа из скважин, эксплуатирующих пласты с различным давлением в пласте, а также улучшение системы разработки месторождения за счет строительства скважин различного профиля, в том числе наклонно-направленных и горизонтальных (пологих).The aim of the proposed invention is to increase the production of hydrocarbons during the development of a multilayer field in the initial period of operation by regulating gas flow rates from wells operating formations with different pressures in the reservoir, as well as to improve the field development system by building wells of various profiles, including inclined directed and horizontal (gentle).

Технический результат предлагаемого решения достигается путем установки на устьях скважин регулирующих устройств для уменьшения или увеличения проходного сечения регулирующего устройства в устьевой обвязке скважин на пласты с относительно высоким давлением в пласте при неизменных параметрах скважин с относительно низким давлением в пласте, а также за счет строительства единой трубопроводной сети сбора продукции и скважин с различным профилем: вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных, пологих.The technical result of the proposed solution is achieved by installing regulating devices at the wellheads to reduce or increase the flow area of the regulating device in the wellhead connection to formations with relatively high pressure in the formation with constant parameters of wells with relatively low pressure in the formation, as well as by building a single pipeline gathering networks and wells with different profiles: vertical, directional, horizontal, flat.

Способ разработки многопластовых газовых месторождений включает строительство кустов скважин из нескольких вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин на разные пласты месторождения и единой трубопроводной сети новым в изобретении является то, что скважины, эксплуатирующие разные пласты разработки, имеют различный пространственный профиль, на устьях скважин устанавливают регулирующие расход газа устройства, скважины подключают к единой трубопроводной сети и разработку месторождения начинают с эксплуатации нижних залежей газа, имеющих более высокое начальное пластовое давление, а вышезалегающие залежи включают в разработку, когда текущее устьевое давление скважин, дренирующих нижние залежи, снизится до начального устьевого давления скважин, и при необходимости, путем увеличения проходного сечения в регулирующих устройствах, увеличивают расход газа в скважинах пластов с более высоким пластовым давлением без длительного ожидания снижения пластового давления в этих пластах.The method for the development of multilayer gas fields includes the construction of well clusters from several vertical, directional and horizontal wells for different layers of the field and a single pipeline network. devices regulating gas flow, wells are connected to a single pipeline network and field development begins with the exploitation of lower gas deposits with a higher initial reservoir pressure, and overlying deposits are included in development when the current wellhead pressure of the wells draining lower deposits drops to the initial wellhead pressure wells, and, if necessary, by increasing the flow area in the control devices, increase the gas flow rate in the wells of formations with higher formation pressure without a long wait for a decrease in formation pressure in these formations ...

Способ позволяет повысить коэффициент извлечения запасов и сократить материальные затраты при обустройстве газоконденсатного месторождения с несколькими объектами разработки за счет строительства высокопроизводительных кустов эксплуатационных скважин и единой трубопроводной сети сбора продукции.The method makes it possible to increase the recovery factor of reserves and reduce material costs during the construction of a gas condensate field with several development objects due to the construction of high-performance clusters of production wells and a unified pipeline network for gathering products.

Способ поясняется чертежом и графиком добычи на примере четырехдневного цикла. На фигуре 1 обозначены: 1 - скважины; 2 - единая газосборная сеть; 3 - нижележащий пласт; 4 - вышележащие пласты.The method is illustrated by a drawing and a production schedule using the example of a four-day cycle. Figure 1 shows: 1 - wells; 2 - unified gas gathering network; 3 - underlying layer; 4 - overlying strata.

На графике (фиг. 2) обозначены: 5 - добыча газа по двум пластам; 6 - добыча газа по пласту с относительно низким пластовым давлением; 7 - давление на устьях скважин пласта с относительно низким пластовым давлением; 8 -добыча газа по пласту с относительно высоким пластовым давлением; 9 -давление на устьях скважин пласта с относительно высоким пластовым давлением; 10 - давление на входе в газовый промысел.The graph (Fig. 2) indicates: 5 - gas production in two layers; 6 - gas production from a reservoir with a relatively low reservoir pressure; 7 - pressure at the wellheads of a formation with a relatively low formation pressure; 8 - gas production in a reservoir with a relatively high reservoir pressure; 9 - pressure at the wellheads of a formation with a relatively high formation pressure; 10 - pressure at the inlet to the gas field.

Способ реализуется следующим образомThe method is implemented as follows

Выполнение поставленной задачи достигается тем, что в способе разработки месторождений углеводородов, включающем строительство на каждый объект эксплуатации раздельных сеток вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных добывающих скважин 1 (фиг. 1) подключенных к единой трубопроводной сети 2 разработку месторождения начинают с эксплуатации нижних залежей газа 3, имеющих более высокое начальное пластовое давление, а вышезалегающие залежи 4 включают в разработку, когда текущее устьевое давление скважин, дренирующих нижние залежи, снизится до начального устьевого давления скважин, дренирующих вышезалегающие залежи, либо до технологические реализуемого давления на устьях скважин вышележащих пластов при регулировании дебитов скважин и давлений с помощью регулирующих устройств на устьях скважин.The task is achieved by the fact that in the method of developing hydrocarbon deposits, including the construction of separate grids of vertical, directional and horizontal production wells 1 (Fig. 1) connected to a single pipeline network 2 for each operation site, the development of the field begins with the exploitation of the lower gas deposits 3, having a higher initial reservoir pressure, and the overlying deposits 4 are included in development, when the current wellhead pressure of the wells draining the lower deposits decreases to the initial wellhead pressure of the wells draining the overlying deposits, or to the technological realizable pressure at the wellheads of the overlying reservoirs during regulation well flow rates and pressures using control devices at the wellheads.

При этом, согласно изобретению, пласт вскрывают кустом из нескольких скважин, включая строительство вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных (пологих). Профиль скважины зависит от характеристик пластов.At the same time, according to the invention, the formation is penetrated by a cluster of several wells, including the construction of vertical, directional and horizontal (shallow) wells. The well profile depends on the characteristics of the reservoirs.

Увеличение добычи газа достигается путем регулирования отборов газа по скважинам, эксплуатирующим разные продуктивные пласты. С помощью увеличения проходного сечения регулирующего устройства в устьевой обвязке скважин, осуществляющих добычу газа по пластам с относительно высоким давлением в пласте, увеличивая отбор газа (поз. 4 на фиг. 2) из пласта со второго дня. За счет увеличения добычи газа из пласта с относительно высоким пластовым давлением увеличивается давление на входе в газовый промысел 10. При этом, при неизменном проходном сечении регулирующего устройства в устьевой обвязке скважин на пласты с относительно низким давлением в пласте, незначительно снижается добыча газа из этого пласта (поз. 6 на фиг. 2) и незначительно увеличивается давление на устьях скважин на пласты с относительно низким пластовым давлением (поз. 7 на фиг. 2). За счет такого регулирования возрастает общая добыча газа, что позволяет эксплуатировать пласты с различным пластовым давлением и увеличивать добычу газа в начальный период эксплуатации многопластового месторождения без длительного ожидания снижения пластового давления в нижелажащих пластах.The increase in gas production is achieved by regulating gas production from wells operating in different productive formations. By increasing the flow area of the regulating device in the wellhead connection of the wells producing gas in formations with relatively high pressure in the formation, increasing gas production (item 4 in Fig. 2) from the formation from the second day. By increasing gas production from a reservoir with a relatively high reservoir pressure, the pressure at the inlet to the gas field 10 increases. At the same time, with a constant flow area of the regulating device in the wellhead connection to reservoirs with a relatively low reservoir pressure, gas production from this reservoir slightly decreases (pos. 6 in Fig. 2) and the pressure at the wellheads slightly increases on formations with relatively low reservoir pressure (pos. 7 in Fig. 2). Due to such regulation, the total gas production increases, which makes it possible to exploit reservoirs with different reservoir pressures and increase gas production in the initial period of operation of a multilayer field without a long wait for a decrease in reservoir pressure in the underlying reservoirs.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

Предлагаемый способ разработки многопластовыхThe proposed method for the development of multilayer

нефтегазоконденсатных месторождений был реализован на Бованенковском месторождении. Скважины Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) эксплуатируют различными по свойствам объектами разработки сеноман-аптских залежей. Давление в нижнем пласте выше, чем в вышележащих пластах. Согласно проектных решений в первый год эксплуатации вводились нижние залежи с использованием наклонно-направленных скважин, далее после выравнивания давления вводились в разработку залежи вышележащих с использованием наклонно-направленных скважин, и залежи с использованием наклонно-направленных скважин с субгоризонтальным окончанием и далее - залежь с использованием наклонно-направленных скважин.oil and gas condensate fields were implemented at the Bovanenkovskoye field. The wells of the Bovanenkovskoye oil and gas condensate field (NGKM) are exploited by development objects of the Cenomanian-Aptian deposits of various properties. The pressure in the lower layer is higher than in the overlying layers. According to the design solutions, in the first year of operation, the lower deposits were introduced using directional wells, then, after equalizing the pressure, the overlying deposits were brought into development using directional wells, and deposits using directional wells with sub-horizontal ends, and then - the reservoir using directional wells.

Установка регулирующих устройств на устьях скважин позволяет увеличивать добычу газа из скважин пластов при одновременной эксплуатации скважин с более низким пластовым давлением пластов.The installation of control devices at the wellheads allows to increase gas production from the wells of the formations while operating wells with a lower formation pressure of the formations.

В летний период на Бованенковском НГКМ потребовалось увеличить давление в системе подготовки газа на 0,5-0,7 МПа для обеспечения требуемого качества газа из-за изменений давления в системе магистрального транспорта газа. Для увеличения давления увеличили добычу газа по пластам на 60-70% до допустимых значений и увеличили давление на входе в промысел на 0,7 МПа. При этом общая добыча газа также увеличилась за счет увеличения дебитов газа из скважин пластов.In summer, at the Bovanenkovskoye oil and gas condensate field, it was necessary to increase the pressure in the gas treatment system by 0.5-0.7 MPa to ensure the required gas quality due to pressure changes in the gas transmission system. To increase the pressure, the gas production in the formations was increased by 60-70% to the permissible values and the pressure at the inlet to the field was increased by 0.7 MPa. At the same time, the total gas production also increased due to the increase in gas production rates from wells in the reservoirs.

Claims

A method for the development of multilayer gas fields, including the construction of well clusters from several vertical, directional and horizontal wells for different layers of the field and a single pipeline network, characterized in that wells operating different development layers have a different spatial profile, controllers are installed at the wellheads. the gas flow rate of the device, the wells are connected to a single pipeline network and the development of the field begins with the operation of the lower gas deposits with a higher initial reservoir pressure, and the overlying deposits are included in the development when the current wellhead pressure of the wells draining the lower deposits drops to the initial wellhead pressure of the wells , and, if necessary, by increasing the flow area in the control devices, increase the gas flow rate in the wells of formations with a higher formation pressure without long waiting for a decrease in formation pressure in these formations.