Спосіб розроблення покладів вуглеводнів

Реферат: UA 87016 U UA 87016 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить галузі розроблення нафтових і газових покладів, а саме розроблення покладів вуглеводнів нетрадиційного типу. Відомий спосіб завершення свердловин під час розробки родовищ вуглеводнів (див. патент РФ № 1700215, А.О. Васильченко (Україна), МПК Е21В 43/25, "Спосіб завершення свердловин", опубл. 23.12.1991), який включає буріння свердловин, розкриття продуктивних пластів таким чином, щоб ствол свердловини був зорієнтований паралельно переважаючій системі тріщин у продуктивному пласті і наступному освоєнні шляхом створення депресії і формування високопроникного колектору. Спосіб за аналогом здатний підвищити ступінь ефективності розробки покладів вуглеводнів за рахунок виключення появи "сухих" свердловин. Відомий спосіб розроблення родовищ вуглеводнів, вибраний як найближчий аналог (див. патент України № 53185, А.О. Васильченко та інші, МПК Е21В 43/00, "Спосіб розроблення родовищ вуглеводнів", опубл. 15.01.2003), який включає виявлення відкладів, які містять вуглеводні, буріння експлуатаційних свердловин, первинне розкриття продуктивних пластів шляхом буріння ствола субпаралельно площині переважаючої системи тріщин або площині нашарування гірських порід, завершення свердловини фільтром і здійснення флюїдорозриву пластів за рахунок дії більшого потенціалу тиску від продуктивного пласта у бік свердловини, у якій потенціал тиску знижують. Спосіб за найближчим аналогом дозволяє здійснювати розробку покладів вуглеводнів без застосування традиційних гідророзривів, які призводять до забруднення навколишнього середовища і можуть викликати підвищення сейсмічної активності, а також потребують значних витрат коштів. Недоліком цього способу є повільна і недостатньо ефективна операція з пониження тиску у свердловині, яку на час створення патенту можна було здійснювати тільки аерацією рідини у свердловині, закритої на усті, за допомогою компресора і різким, на скільки це було можливо, періодичним "стравлюванням" повітря з свердловини. Задачею даної корисної моделі є підвищення ефективності процесу переведення вуглеводнів у продуктивному пласті у вільний стан і забезпечення їх руху по новоутвореному колектору у свердловину, а також скорочення терміну дії операції з пониження тиску і тривалості процесу флюїдорозриву "навпаки" з кількох годин до кількох секунд. Для вирішення поставленої задачі у способі розроблення покладів вуглеводнів, який включає виявлення покладів вуглеводнів, буріння експлуатаційних свердловин, первинне розкриття пластів, насичених вуглеводнями, шляхом буріння ствола свердловини субпаралельно площині переважаючої системи тріщин або площині нашарування гірських порід, завершення свердловини фільтром і здійснення флюїдорозриву пластів, насичених вуглеводнями, за рахунок дії більшого потенціалу тиску у пласті, насиченому вуглеводнями, у бік свердловини, де потенціал тиску знижують, згідно з корисною моделлю, перед здійсненням операції зі зниження тиску у свердловині в інтервал пласта, насиченого вуглеводнями, спускають балони, заповнені повітрям під атмосферним тиском, корпус яких виконаний з матеріалу, що витримує гідростатичний тиск у свердловині, далі закривають свердловину на усті і шляхом порушення герметичності корпусу балонів викликають хвилю розрядження, яка розкриває тріщини у пласті, насиченому вуглеводнями, у бік свердловин, переводить вуглеводні у вільний стан і формує високопроникний колектор. Як відомо (див. Васильченко А.А. Новые технологии в строительстве нефтяных и газовых скважин. Saardrucken: LAMBERT Academic Publishing. 2012. - 104 с.), сланцева нафта (наприклад, нафта у баженітах Салимського родовища), а також метан у сланцях та кам'яному вугіллі знаходяться у порах і тріщинах гірських порід у зв'язаному стані, тобто не здатні без проведення додаткових операцій рухатися у свердловину. Незважаючи на те, що тиск у порах і тріщинах у сланцях та кам'яному вугіллі значно вищий, ніж у свердловині, вуглеводні (нафта та скраплений газ) не здатні рухатися у свердловину, тому що законсервовані, затиснуті ентропоосмотичним потоком вуглеводнів, що діє з широкої частини пор і тріщин у вузькі, тобто не до виходу з тріщин. Для видобування цих нетрадиційних вуглеводнів необхідно перевести нафту або газ у вільний стан. Зарубіжні компанії для цього здійснюють потужні гідророзриви пластів. У патентах [1, 2] запропоновано переводити вуглеводні у вільний стан шляхом здійснення флюїдорозриву "навпаки", коли розривають продуктивний пласт і утворюють тріщинний колектор не за рахунок дії зовнішнього тиску, а внаслідок забезпечення умов прояву власного пластового тиску, який руйнує пори і тріщини у пласті, насиченому вуглеводнями, і утворює колектор, а вуглеводням забезпечує можливість рухатися до свердловини. 1 UA 87016 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У запропонованій корисній моделі пропонується для здійснення різкого зниження тиску у свердловині використати ефект вибуху вакуумної бомби: балон з повітрям під атмосферним тиском внаслідок руйнування корпусу викликає у середовищі рідини у свердловині потужну хвилю розрядження, яка діє протягом малої долі секунди. При цьому розкриття "гармошки" переважаючої системи тріщин припиняє дію ентропоосмотичного потоку вуглеводнів, що консервує їх у порово-тріщинному просторі, і дає можливість їм рухатися під дією перепаду тиску у свердловину. У похило-скерований ствол свердловини можна спустити цілу гірлянду балонів з повітрям і шляхом почергового або одночасного їх руйнування здійснити утворення колектору на велику глибину у пласт, який до дії хвилі розрядження практично не мав колекторських властивостей. Приклади виконання способу. На Яблунівському ГКР у сланцевих відкладах, що перекривають газоносні продуктивні пласти пісковиків візейского віку, під час буріння ствола були відмічені прояви газу, які не можливо було ліквідувати підвищенням густини бурового розчину. Таким чином проявила себе так звана інверсія градієнту тиску, тобто коли у сланцях, що залягають вище ніж продуктивні пісковики, тиск газу значно перевищує величину тиску у продуктивному пласті. Для видобування газу з візейських сланців буриться експлуатаційна свердловина, в інтервалі візейських сланців ствол скеровують субпаралельно площині нашарування сланців. Далі спускають експлуатаційну колону-фільтр, переводять свердловину з бурового розчину на воду і в інтервал продуктивного пласта на насосно-компресорних трубах спускають гірлянду балонів, що заповнені повітрям під атмосферним тиском, а корпус яких виконаний з матеріалу, що витримує гідростатичний тиск у свердловині (наприклад, металу (чавун, алюміній тощо), пластичної маси, кераміки, скла тощо). Балони оздоблені мембраною, міцність якої розрахована 2 на гідростатичний тиск у свердловині + 10 кг/м . Далі закривають свердловину на усті і шляхом 2 підвищення тиску у свердловині на 10 кг/м порушують герметичність корпусу балонів, викликають хвилю розрядження, яка діє від пласта, насиченого газом, у свердловину. Далі відкривають трубний простір свердловини і освоюють її. На вугільному родовищі у Донецькому басейні бурять дегазаційну експлуатаційну свердловину з поверхні землі. За матеріалами розвідувального буріння і геофізичних досліджень визначають гіпсометрію вугільного пласта і наявність переважаючої системи тріщин. Далі ствол свердловини скеровують субпаралельно площині переважаючої системи тріщин у вугільному пласті. Потім спускають експлуатаційну колону-фільтр, переводять свердловину з бурового розчину на воду і в інтервал вугільного пласта на насосно-компресорних трубах спускають гірлянду балонів, що заповнені повітрям під атмосферним тиском, а корпус яких виконаний з матеріалу, що витримує гідростатичний тиск у свердловині. Балони оздоблені вибуховим пристроєм з годинниковим механізмом. Далі закривають свердловину на усті і здійснюють руйнування корпусу балонів за програмою, яка завдана годинниковими механізмами. Після утворення хвилею розрядження від вибуху вакуумної "бомби" тріщинного колектору у вугільному пласті відкривають трубний простір свердловини і освоюють її. Застосування запропонованого способу розроблення покладів вуглеводнів дозволить підвищити загальний видобуток нафти і газу в Україні без застосування традиційних гідророзривів, забруднення навколишнього середовища і витрати великих коштів. Крім того, розробка покладів вугільного метану за новою технологією зробить роботу шахтарів безпечною. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб розроблення покладів вуглеводнів, що включає виявлення покладів вуглеводнів, буріння експлуатаційних свердловин, первинне розкриття пластів, насичених вуглеводнями, шляхом буріння ствола свердловини субпаралельно площині переважаючої системи тріщин або площині нашарування гірських порід, завершення свердловини фільтром і здійснення флюїдорозриву пластів, насичених вуглеводнями, за рахунок дії більшого потенціалу тиску у пласті, насиченому вуглеводнями, у бік свердловини, де потенціал тиску знижують, який відрізняється тим, що перед здійсненням операції зі зниження тиску у свердловині в інтервал пласта, насиченого вуглеводнями, спускають балони, заповнені повітрям під атмосферним тиском, корпус яких виконаний з матеріалу, що витримує гідростатичний тиск у свердловині, далі закривають свердловину на усті і шляхом порушення герметичності корпусу балонів викликають хвилю розрядження, яка розкриває тріщини у пласті, насиченому вуглеводнями, у бік свердловин, переводить вуглеводні у вільний стан і формує високопроникний колектор. 2 UA 87016 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3