Минишахты

Минишахты

Автор приводит обоснование применения минишахт для разработки неглубокозалегающих месторождений высоковязкой нефти. В статье описаны технические требования, которыми должна обладать конструкция подземных скважин, для обеспечения запланированных технологических показателей, а также преимущества, которые дает подземная шахтная разработка на неглубокозалегающих месторождениях высоковязкой нефти.

Применение термошахтной разработки актуально по нескольким причинам:

• возможность применения плотной сетки скважин;

• высокий коэффициент извлечения нефти;

• возможность разработки месторождений, находящихся под заповедными зонами, городами и т.д.

По мнению авторов, основными критериями для выбора объекта являются [1]:

• месторождение с начальными или остаточными запасами не менее 20 млн. т;

• желательно «подсаженное давление»;

• нефтенасыщенная толщина пласта не менее 5 м;

• отсутствие растворенного газа (дегазированное состояние);

• вязкость углеводородов от нескольких сотен до миллионов сантипуаз.

За последнее время существенно продвинулись технологии подземного бурения при дегазации угольных шахт. Наиболее применяемым оборудованием при шахтном бурении являются станки австралийских, китайских и белорусских производителей (рис. 1 – 4).

Одно из преимуществ подземного бурения – более точная проводка скважины (эллипс неопределенности не превышает 2 м)

Для достижения запланированных технологических показателей конструкция подземных скважин должна соответствовать следующим техническим требованиям:

• обеспечивать равномерный прогрев и хорошую выработку пласта вдоль всего ствола скважин;

• исключать прорывы пара в галерею через трещины и затрубное пространство скважин;

• обеспечивать надёжную теплоизоляцию приустьевых зон скважин, чтобы предотвратить значительное повышение температуры стенок буровой галереи в течение всего срока разработки.

• конструкция скважин должна обеспечивать возможность, при необходимости, переоборудовать скважины колонной НКТ с другой схемой перфорации. Такая необходимость может появиться на основании анализа температурных исследований контрольных скважин.

Разработка и освоение оптимальной конструкции скважин, соответствующей перечисленным техническим требованиям, является одной из основных технических задач (рис. 4).

Рисунок 1– Буровой станок ПРС-1

Рисунок 2 – Буровой станок РН-25

Рисунок 3 – Буровой станок VLD-1000

Рисунок 4 – Конструкция нагнетательной скважины

Рисунок 5 – Расположение скважин относительно шахтного ствола (шахтный ствол находится посередине)

Для проведения численного моделирования был выбран сектор, который на рисунке 1 выделен пунктирными линиями. В данный элемент входят одна подземная нагнетательная (красная линия) и подземная добывающая (черная линия) скважины. Было смоделировано 3 варианта модернизированной одногоризонтной термошахтной системы [1] разработки с применением длинных скважин: 800 м, 1200 м, 2000 м. Фильтрационно-емкостные свойства модели представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Фильтрационно-емкостные свойства модели

Размер ячеек в модели во всех вариантах был принят одинаковым: 5x5x0,5 м. Размер ячейки обоснован в работе

Давление закачки пара при этом составляет 6 атм, 9 атм и 13 атм в зависимости от длины скважины. Давление подобрано таким образом, чтобы обеспечивалась доставка теплоносителя до забоя скважин с необходимыми теплофизическими характеристиками.

Параметры на добывающих скважинах: давление

На рисунках 2-5 представлена суточная динамика дебитов по нефти и закачки пара для данных вариантов.

Рисунок 2 – Динамика суточных дебитов по нефти в зависимости от длины скважин

Рисунок 3 – Среднесуточные значения по дебиту нефти в зависимости от длины скважин

Рисунок 4 – Динамика суточной закачки пара в зависимости от длины скважин

Рисунок 5 – Среднесуточные значения по закачке пара в зависимости от длины скважин

Рисунок 6 – Накопленное паронефтяное отношение

Опираясь на полученные результаты стоит отметить, что основными преимуществами подземной шахтной разработки является:

• возможность создания высокой плотности сетки скважин снижает необходимость в проведении гидравлического разрыва пласта;

• высокая дренируемость пласта за счет подземных скважин благоприятно сказывается на отсутствии необходимости использования химических реагентов при разработке;

• низкие тепловые потери, ввиду того, что пара закачивается в пласт по термоизолированному паропроводу с горной выработки через систему подземных скважин, что в конечном счете увеличивает коэффициент теплоиспользования;

• высокий коэффициент извлечения нефти ввиду высокого коэффициента охвата.

Литература:

1. Рузин, Л. М. Технологические принципы разработки залежей аномально вязких нефтей и битумов. — Изд. 2-е, пер. и доп. / Л. М. Рузин, И. Ф. Чупров, О. А. Морозюк, С. М. Дуркин. — М.–Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2015. — 476 с.

2.Дуркин С. М., Меньшикова И. Н., Терентьев А. А. Моделирование показателей разработки залежей высоковязкой нефти / С. М. Дуркин, И. Н. Меньшикова, А. А. Терентьев // Oil&Gas Journal Russia, № 7(117), 2017. – С. 42-46.

Авторы:

Дуркин Сергей Михайлович
доцент кафедры РЭНГМ, Ухтинский государственный технический университет к.т.н.