使用多次诱导裂缝的改进的烃类采收方法_2

文档序号:9602205阅读:来源:国知局
地层中向在每一侧上的相邻的生产裂隙横向地驱扫所述储层流体,从那 里将建立向下至所述生产管道中的排出用于这种地层流体至地面的随后生产。
[0039] 在本发明的备选实施方案("第一变体")中,不使用单个井眼内的双管道,所述双 管道分别包括所述注入管道和所述生产管道,此实施方案提供两(2)个分别钻的水平井, 即注入井和生产井的使用,每个井与另一井平行并且彼此紧密相邻,其中此水平井中的一 个用于将加压流体提供至沿这种注入井的水平长度建立的向上延伸的裂隙,另一个井作为 生产井使用,用于沿这种余下的水平井建立的裂缝,所述裂缝交替地间隔开并且交错在沿 所述注入井建立的交替的裂隙之间。具体地,向上延伸的基本上垂直的注入裂缝/裂隙沿 所述注入井的水平部分建立。垂直裂缝/裂隙也同样沿所述生产井的水平部分被建立,但 是这些裂缝横向地偏离从所述注入井建立的裂缝。换言之,水平扫过所述地层,交错的裂缝 交替地为流体注入裂缝或者生产裂缝。生产通过以下方式进行:经由所述注入井沿这种水 平(注入)井注入至裂隙中的流体,并且然后将储层流体驱动至先前沿所述水平生产井建 立的交替地间隔开的裂隙中,然后所述储层流体向下流动并且将其收集在在所述生产井内 的生产管道中。有利地,以这样的方式将所述注入流体注入所述地层中,在所述地层中所述 注入流体可以最容易地并且直接地实现其预期目的,即,将储层流体最佳地引导至所述地 层内的交替地间隔开的相邻裂隙中,由此向下排放。此储层流体,在向下排至所述交替地间 隔开的裂隙中之后,在所述生产井中通过所述生产管道采收并生产至地面。
[0040] 在多个相邻的相继的注入和生产裂缝/裂隙之间的横向间隔距离可以变化,或 者可以是恒定的,并且将基于通过多种已知的并且广泛使用的测井技术获得的所述地层 的性质的标准储层工程分析选择,并且将依赖于沿所述井的储层参数,如但不限于,基岩 渗透率、基岩压裂压力、产出烃类流度、注入流体的注入性,以及所需的注入和生产速率, 所述标准储层工程分析。使用软件如由加拿大亚伯达省卡尔加里的Computer Modelling Group (计算机模型组)许可的软件的数字模拟可以有助于注入流体的选择和所述独立的 注入和生产裂缝相对于彼此的横向偏移的确定。
[0041] 因此,在宽泛的备选方面,本发明的方法包括使用支撑的水力裂缝从地下地层采 收烃类的方法,所述方法包括步骤:
[0042] (i)钻注入井,所述注入井具有垂直部分和从所述注入井的所述垂直部分的下端 水平向外延伸的水平部分;
[0043] (ii)钻生产井,所述生产井具有垂直部分和从所述生产井的所述垂直部分的下端 向外延伸的水平部分,其中所述生产井的所述水平部分位于与所述注入井的所述水平部分 平行之处;
[0044] (iii)通过将加压流体在沿所述生产井和注入井的每一个的所述水平部分的每一 个的长度的多个不连续的位置处注入至所述生产井和注入井的每一个中,在所述地层中沿 所述生产井和注入井的所述水平部分的每一个中建立向上延伸的裂隙;其中所述生产井中 的所述不连续的位置在数量上基本上对应于所述注入井中的所述不连续的位置,并且其中 所述不连续的位置和沿所述注入井向上延伸的各自的所述裂隙的每一个与沿所述生产井 的所述水平部分向上延伸的相应的各自的裂隙交替地线性间隔开并且为基本上彼此相邻 的关系;
[0045] (iv)所述加压流体包含支撑剂,或者备选地在上面的步骤(ii)之后,将支撑剂在 压力下注入至所建立的裂隙中,以使所述裂隙处于支撑状态下;以及
[0046] (V)继续将所述加压流体注入,或将另一流体注入至所述注入井中,并且从而注入 至所述注入井上方的所述裂隙中,并因此注入至所述地层中从而将所述地层加压并且使得 将所述地层内的所述烃类驱动至所述生产井上方的所述裂隙中,并且将所述烃类在所述生 产井上方的所述裂隙中向下排至所述生产井的所述水平部分中;以及
[0047] (Vi)将收集在所述生产井的所述水平部分中的所述烃类生产至地面。
[0048] 在本发明的类似实施方案中,本发明包括使用支撑的水力裂缝从地下地层采收烃 类的方法,所述方法包括步骤:
[0049] (i)钻注入井,所述注入井具有垂直部分和沿所述地层的较低的部分从所述垂直 部分的下端水平向外延伸的水平部分;
[0050] (ii)钻生产井,所述生产井具有垂直部分和从所述垂直部分的下端向外延伸的水 平部分,其中所述生产井的所述水平部分位于与所述注入井的所述水平部分紧邻、平行并 且间隔开之处;
[0051] (iii)将所述地层沿所述生产井和注入井中的每一个压裂,并且建立多个向上延 伸的裂隙,所述裂隙从所述注入井和所述生产井的每一个的所述水平部分向上延伸并且位 于沿所述注入井和所述生产井的每一个的所述水平部分的长度之处,沿所述注入井建立的 所述向上延伸的裂隙沿所述注入井的所述水平长度与位于沿所述生产井之处的向上延伸 的裂缝相互交替;
[0052] (iv)使用注入管道,所述注入管道具有在所述注入井的所述水平部分的长度内沿 所述注入管道多个间隔开的封隔器密封,所述注入管道还具有位于所述向上延伸的裂缝沿 所述注入井所处的位置之处,在所述间隔开的封隔器密封的对之间的孔眼或者可以是开放 的孔眼,并且将加压流体注入至所述注入管道中并且注入至沿所述注入井的所述水平部分 延伸的所述裂隙中;
[0053] (V)使用生产管道,所述生产管道具有沿所述生产管道按照沿所述注入管道的所 述封隔器密封那样同样地间隔开的多个间隔开的封隔器密封,所述生产管道还具有沿所述 生产井的所述水平部分的长度,在所述间隔开的封隔器密封的对之间的孔眼或者可以是开 放的孔眼,其中所述生产管道中的所述孔眼布置为与位于所述注入管道中的所述孔眼交替 并且非横向对齐,并且从所述地层收集流至所述裂隙中并且经由所述生产管道中的所述孔 眼向下排至所述生产管道中的所述生产管道中的烃类;以及
[0054] (Vi)将收集在所述生产管道中的所述烃类生产至地面。
[0055] 在其中所述注入井是裸眼井或是在其中使用衬管的井的情况下可以使用上述方 法。在使用衬管的情况下,无需使用封隔器密封,但是所述井必须带衬管并且用水泥固定, 否则当将所述第二井眼压裂时所述第一井眼将充满注入流体。具体地,在带衬管的井是适 宜的并且因此不需要封隔器密封的情况下,进一步修改上述方法,其中:
[0056] (a)上面的步骤(i)还包括在所述注入井中插入并且用水泥固定衬管的步骤;
[0057] (b)步骤(ii)还包括在所述生产井中插入并且用水泥固定衬管的步骤;
[0058] (C)在步骤(ii)之后增加下述步骤:在所述生产井和注入井的所述水平部分的每 一个中在沿所述水平部分的多个不连续的位置处在所述衬管中建立射孔并且用水泥固定, 其中所述生产井中的所述不连续的位置与在所述注入井中在所述用水泥固定的衬管中建 立的所述相应的射孔在数量上近似相等但是线性地交替的。
[0059] 对以上方法备选地,可以进行两步法。具体地,在以如上所述的方式沿所述生产井 和注入井的每一个建立所述裂缝之后,如通常所进行的,首先将生产井和注水井都投入生 产,从全部裂隙生产向下排的储层流体(一次生产)。此后,即,在如在多次压裂的"致密" 地层中通常所发生的生产速率通常减缓并开始变得不经济的时间点上,停止从所述注入井 的生产,并且然后将流体经由所述注入井内的管道注入至交替的裂隙中,以由此开始如上 所述的流体驱动过程,同时继续从所述地层中的余下的交替地间隔开的裂隙生产流体。以 这种方式所述生产速率可以恢复到相似的较早的水平,并且从所述地层的总采收率增加。
[0060] 因此,根据上述两步法,在其一个实施方案中,此方法包括使用支撑的水力裂缝从 地下地层采收烃类的方法,所述方法包括以下步骤:
[0061] (i)钻注入井,所述注入井具有垂直部分和从所述垂直部分的下端水平向外延伸 的水平部分;
[0062] (ii)插入管道,所述管道具有沿所述管道在所述注入井的水平部分的长度内的多 个间隔开的封隔器密封,所述管道在所述间隔开的封隔器密封的对之间还具有孔眼或者可 以是开放的孔眼;
[0063] (iii)紧邻所述注入井钻生产井,所述生产井具有垂直部分和从所述垂直部分的 下端向外延伸的水平部分,其中所述生产井的所述水平部分位于与所述注入井的所述水平 部分紧邻、平行并且间隔开之处;
[0064] (iv)插入管道,所述管道具有沿所述管道按照所述注入井中的所述封隔器密封那 样同样地间隔开的多个间隔开的封隔器密封,所述管道还具有沿所述生产井的所述水平部 分的长度,在所述间隔开的封隔器密封的对之间的位置处的孔眼或者可以是开放的孔眼, 其中所述生产井中将所述管道中的所述孔眼布置为与所述注入井中的所述孔眼非横向对 齐;
[0065] (V)如果需要,将所述封隔器密封设置在所述注入井和所述生产井各自的所述水 平部分的每一个中,以便防止流体沿分别在所述生产井和注入井与所述管道中间的环形通 道的流动;
[0066] (Vi)将流体在压力下注入至所述注入井中,并且使得所述流体经由所述注入井中 的所述管道中的所述孔眼流至所述地层中,以便沿所述注入井在所述孔眼的每一个处建立 向上延伸的裂隙;
[0067] (Vi)将流体在压力下注入至所述生产井中,并且使得所述流体经由所述生产井中 的所述管道中的所述孔眼流至所述地层中,以便沿所述生产井在所述孔眼的每一个处建立 向上延伸的裂隙;
[0068] (Vii)在步骤(Vi)之后,经由所述生产井的所述水平部分和所述注入井的所述水 平部分中的所述管道收集流至所述裂隙中并且向下排至所述生产井和所述注入井中的所 述管道中的所述烃类;
[0069] (ix)经过一段时间以后并且当从所述生产井和所述注入井的生产降低至不令人 满意的速率时,将流体注入至所述注入井中并且沿所述注入井注入至所述向上延伸的裂隙 中;以及
[0070] (X)经由所述生产井的所述水平部分继续收集流至所述生产井上方的所述裂隙中 并且向下排至所述生产井中的所述管道中的所述烃类。
[0071] 在本发明的一个变体(所述"第二变体")中,仅钻单个(注入/生产)井,并且分 别使用相邻的裂隙的对作为注入裂隙和相邻的生产裂隙,同时注入裂隙中的流体迫使所述 地层中的烃类进入至所述生产裂隙中。此后,或者所述生产裂隙通过其中的流体注入转换 为注入裂隙,或者所述注入裂隙转换为生产裂隙,并且如下所述使用"驱扫"方法。
[0072] 具体地,在这种第二变体的第一实施方案中,在从生产裂隙生产一段时间之后,停 止从所述生产裂隙的烃类的生产,并且随后将该裂隙按如下所述的方式用作注入裂隙,并 且注入其中的流体将烃类驱动至另一个(其它)相邻的一个或多个生产裂隙。
[0073] 因此,在第二变体的该第一实施方案中,此方法包括使用支撑的水力裂缝从地下 地层采收烃类的方法,所述方法包括以下步骤:
[0074] (i)钻注入/生产井,所述注入/生产井具有垂直部分和从所述垂直部分的下端水 平向外延伸的水平部分,所述水平部分具有紧邻所述垂直部分的后跟部,以及紧邻所述水 平部分的远端的头前部;
[0075] (ii)在所述地层中沿所述水平部分通过在沿所述水平部分的长度的多个不连续 的间隔的位置处注入加压流体从而建立向上延伸的裂隙;
[0076] (iv)所述加压流体包含支撑剂,或者备选地在上面的步骤(ii)之后将支撑剂在 压力下注入至所建立的裂隙中,以使所述裂隙处于支撑状态下;以及
[0077] (V)将注入管道布置至所述井眼中,所述注入管道具有适合于当启动时在所述管 道与所述井眼之间建立密封的紧邻所述管道的远端的可启动的封隔器构件,并且将此封隔 器构件和注入管道在最远端的向上延伸的裂隙的后侧上设置在所述井眼内;
[0078] (Vi)将所述加压流体注入至、或者将另一流体注入至所述注入管道中,以使得所 述流体流至所述最远端的向上延伸的裂缝中,并且将经由紧邻所述最远端的向上延伸的裂 隙的倒数第二个裂隙流至所述井眼中的环形区域的油生产至地面;
[0079] (Vii)停用所述封隔器构件并且将所述封隔器构件和注入管道向所述垂直部分移 动,并且重新建立所述流体的注入以便将所述流体注入至所述倒数第二个向上延伸的裂隙 中,并且生产经由所述倒数第二个裂隙的后跟侧上的紧邻所述倒数第二个裂隙的裂隙流入 至所述环形区域中的油。
[0080] 当然,不从头前部开始并且不最初将流体注入至所述最远端的向上延伸的裂缝 中,而是在后跟开始,也可以通过代之以最初通过紧邻所述后跟的最近端的向上延伸的裂 隙注入,并且此后以如上所述的方式朝着所述头前进行,从而类似地使用此方法。
[0081] 因此,在这样的可替代的方法中,所述方法包括以下步骤:
[0082] (i)钻注入/生产井,所述注入/生产井具有垂直部分和从所述垂直部分的下端水
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