Способ добычи высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов

013235 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений нефти, битума и других каустобиолитов. Известны способы добычи нефти и повышения нефтеотдачи продуктивных пластов, заключающиеся в тепловом воздействии на нефтесодержащие горные породы при использовании различных конструкций нефтяных скважин и применяемых технологических решений [1-6]. Эти способы малоэффективны при разработке высоковязких тяжелых нефтей из-за больших потерь тепловой энергии, малого охвата тепловым воздействием продуктивного пласта, низкого коэффициента нефтеизвлечения, необходимости строительства густой сети добычных и закачных скважин и, как следствие, высокой себестоимости полученного сырья. Известны способы теплового воздействия на пласт [7,8], включающие одновременно тепловое и волновое воздействие. Тепловое воздействие осуществляется путм подачи теплоносителя (перегретый пар) в пласт через генератор колебаний давления, установленный в нагнетательной или добычной скважинах, при этом волновое воздействие осуществляют при значениях частот колебаний, определяемых из соответствующих зависимостей. Недостатками этих способов являются потеря тепловой энергии на разогрев продуктивного пласта,низкие коэффициенты извлечения полезного продукта, что в итоге сказывается на высокой себестоимости добычи нефти. При использовании этих способов возможен так же прорыв нефтяных эмульсий в водоносные горизонты, что приведт к ухудшению экологической обстановки в регионе добычи. Известен способ разработки полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи по меньшей мере двумя скважинами, подачу растворителя через за-качные скважины, воздействие на залеж импульсами давления с периодически изменяемой формой волны, несимметричным распределением энергии импульсов во времени относительно нулевой амплитуды и выдачу полезного ископаемого через откачные скважины [9] - аналог. Этот способ также малоэффективен, т.к. не учитывает возможности прорыва нефтесодержащих флюидов в водоносные горизонты и загрязнения региона нефтедобычи. Известен способ повышения проницаемости пластов, включающий вскрытие продуктивных пластов скважинами, воздействие на пласты статическим давлением и упругими волнами по волноводужидкости, заполняющей насосно-компрессорные трубы, с поворотом волны от отражателя, ориентированного в пространстве в заданном направлении, установку пакера в скважине для защиты эксплуатационной колонны и вышележащих пластов от воздействия ударных волн [10] - прототип. Этот способ малоэффективен при разработке залежей высоковязких тяжелых нефтей и битумов,при этом также существует возможность прорыва нефтесодержащих растворов в близлежащие водоносные горизонты, что приведт к нарушению экологического равновесия в регионе добычи. Задача изобретения - повышение эффективности разработки залежи (пласта, линзы) высоковязких тяжелых нефтей, битума и других каустобиолитов, а также сохранение экологического равновесия в районе ведения работ. Поставленная задача достигается тем, что в способе повышения проницаемости пластов, включающем вскрытие продуктивных пластов скважинами, воздействие на пласт через насосно-компрессорные трубы статическим давлением и упругими волнами с их поворотом от отражателя, ориентированного в пространстве в заданном направлении, установку в скважине пакера, продуктивный пласт (линзу) вскрывают как минимум одной закачной и одной добычной скважинами, из каждой скважины на расчетных расстояниях по вертикали от срединной линии продуктивного пласта (линзы) и перпендикулярно срединной линии бурят с выходом на расчетные отметки не менее трех наклонно ориентированных стволов,из которых верхний ствол проходит в горных породах кровли, нижний - подошвы пласта (линзы), а остальные - в теле продуктивного пласта (линзы), между закачной и добычной скважинами осуществляют сбойку верхних стволов по кровле и нижних - по подошве продуктивного пласта (линзы) с формированием образующего замкнутый контур газогидроизоляционного экрана вокруг тела продуктивного пласта(линзы), при этом сбойку стволов и формирование газогидроизоляционного экрана осуществляют посредством обработки горных пород на участке сбойки упругими волнами, передаваемыми через рабочую среду, содержащую кольматирующие добавки, извлечение полезного ископаемого осуществляют с помощью энергии упругих волн, передаваемой в продуктивный пласт (линзу) через закачную скважину по волноводу, представляющему собой рабочую среду, способную разжижать высоковязкую тяжелую нефть, битум или другие каустобиолиты за счет их растворения, и/или гидрирования, и/или газифицирования, и/или иным способом, а забор продукта необходимой консистенции производят через добычную скважину. Расстояния между стволами и срединной линией (линией, проходящей через центр поперечного сечения продуктивного пласта (линзы) вдоль его простирания) зависят от проницаемости пород кровли,подошвы, а также геометрии и свойств продуктивного пласта (линзы). На фиг. 1 и 2 представлена схема разработки залежей высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов. Предлагаемый способ разработки залежей высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов осуществляют следующим образом.-1 013235 Внутри контура месторождения 1 продуктивный пласт (линзу) 2 вскрывают как минимум одной закачной 3 и одной добычной 4 скважинами. Из каждой скважины в горных породах кровли 5 и подошвы 6 продуктивного пласта (линзы) 2 на расчетном расстоянии по высоте от срединной линии и по направлению перпендикуляра 7 восстановленного в горизонтальной плоскости по обе стороны от срединной линии дополнительно бурят два верхних 8 и два нижних 9 наклонноориентированных ствола. Верхние стволы 8 и нижние стволы 9 крепят перфорированными по всей длине обсадными колоннами. Устья закачной и добычной скважин оборудуют фонтанной арматурой и волновым излучателем 10 для обработки продуктивного пласта (линзы) 2 упругими направленными волнами. На насоснокомпрессорных трубах 11 во все стволы до расчетных отметок спускают волновые отражатели 12. В закачной скважине 3 отражатели 12 ориентируют в направлении добычной скважины 4, а отражатели 12 в добычной скважине 4 - в направлении закачной скважины 3. В верхних и нижних стволах как в закачной, так и добычной скважинах устанавливают пакеры 13 на расчетном расстоянии от отражателей 12. Затем производят сбойку верхних 8 и нижних 9 стволов между закачной 3 и добычной 4 скважинами соответственно по кровле 5 и подошве 6 продуктивного пласта (линзы) 2. Сбойку осуществляют от закачной скважины 3 к добычной скважине 4 посредством использования статического давления и энергии направленных упругих волн, передаваемой по волноводу. В качестве волновода используют жидкую рабочую среду с кольматирующими добавками (например, вязкоупругих компонентов), которые позволяют одновременно со сбойкой стволов цементировать и кольматировать рыхлые и трещиноватые горные породы кровли 5 и подошвы 6 продуктивного пласта (линзы) 2, образуя вокруг тела пласта (линзы) газогидроизоляционный экран 14, препятствующий проникновению нефтесодержащих эмульсий, газов,углеводородов и/или других каустобиолитов за пределы продуктивного пласта (линзы) при его разработке. Амплитуда направленных упругих волн не должна превышать 0,7 предела прочности горных пород. Для ускорения формирования газогидроизоляционного экрана 14 при сбойке верхних стволов 8 и нижних стволов 9 закачной 3 и добычной 4 скважин производят встречное воздействие на горные породы кровли 5 и подошвы 6 продуктивного пласта (линзы) 2 волнами растяжения в направлении от добычной 4 к закачной 3 скважине вплоть до обеспечения расчетных характеристик приемистости этих горных пород. Формирование гидрогазонепроницаемого экрана 14 проводят так, чтобы образовать замкнутое пространство 15 вокруг продуктивного пласта (линзы) 2, с границами, препятствующими проникновению природных и технологических флюидов за пределы продуктивного пласта (линзы) 2 и обеспечивающими добычу полезного ископаемого с максимально возможным извлечением вязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов без потерь тепловой энергии, вытеснения ценных легких фракций из продуктивного пласта (линзы) 2 и при сохранении экологического равновесия в районе ведения работ. Внутри созданного замкнутого пространства 15 посредством бурения дополнительных закачных и добычных скважин может быть образована система поэтапного извлечения вязких тяжелых нефтей, битумов и каустобиолитов методами разжижения, растворения, гидрирования, изменения агрегатного состояния и др. с образованием на выработанных участках газовмещающего пласта (линзы) зон с преимущественной концентрацией метана. Извлечение высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов из продуктивного пласта (линзы) 2 начинают со спуска через закачную скважину 3 отражателей направленных упругих волн 12 в стволы 16 в теле продуктивного пласта (линзы) 2 на насосно-компрессорных трубах 11. Отражатели 12 ориентируют в пространстве в направлении отрабатываемого участка вдоль простирания продуктивного пласта (линзы) 2 и раскрывают пакеры 13. После монтажа комплекта оборудования для обработки продуктивного пласта (линзы) 2 направленными упругими волнами заполняют закачную скважину 3 добычной рабочей средой. В зависимости от состава высоковязких тяжелых нефтей, битумов или других каустобиолитов добычной рабочей средой может быть жидкая смесь предельных и/или непредельных углеводородов с водой, газами (например Н 2, СО 2, и др.), а также иными компонентами в процентном отношении, выбираемом в зависимости от пластовых условий, состава полезного ископаемого и этапа отработки продуктивного пласта (линзы) по условию максимально полного извлечения и обеспечения необходимого качества добычного продукта. Одновременно рабочей средой заполняют и волновой излучатель 10. Воздушную или газовую подушку стравливают в атмосферу через специальный вентиль. Давление жидкости на устье устанавливают из условия соблюдения равновесия между гидростатическим давлением столба рабочей среды в стволах 16 в совокупности с давлением на устье с давлением горных пород, препятствующем проникновению пластовых флюидов с рабочей средой за пределы созданного замкнутого пространства 15. Аналогичные процедуры выполняют и для добычной скважины 4. Обработку продуктивного пласта (линзы) проводят преимущественно в сторону добычной скважины 4, при этом амплитуда упругих волн не должна превышать 0,7 упругости горных пород. Во время волновой обработки продуктивного пласта (линзы) поддерживается статическое равновесие между горным давлением и давлением столба рабочей среды в стволах 16 на отражателях 12. При наступлении сбойки скважин 3 и 4 и получении первой порции растворенной высоковязкой тяжелой нефти, битума и рабочего агента из добычной скважины 4, в сторону закачной 3 начинают излучать волны растяжения. Продолжают технологический процесс до достижения проектного объема добы-2 013235 чи смеси, состоящей из полезного ископаемого и рабочей среды. Добыча смеси полезного ископаемого и рабочей среды может производиться вакуумированием с изменяемым во времени давлением. Для обеспечения процесса гидрирования высоковязких тяжелых нефтей, битумов и др. вязких каустобиолитов в пластовых условиях на насосно-компрессорных трубах 11 можно спускать до расчетной глубины скважинный генератор водорода. На стадии добычи полезного ископаемого статическое давление с наложением упругих волн, передаваемых в нужном направлении, обеспечивает эффективное растворение, гидрирование и газификацию вязких нефтей, битумов и других каустобиолитов, с полным охватом пространства продуктивного пласта(линзы) между закачными и добычными скважинами. Таким образом, предлагаемый способ добычи позволяет существенно повысить эффективность разработки залежей высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов, а также сохранить экологическое равновесие в районе ведения работ. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи высоковязких тяжелых нефтей, битумов и других каустобиолитов, включающий вскрытие продуктивного пласта скважинами, воздействие на продуктивный пласт через насоснокомпрессорные трубы статическим давлением и упругими волнами с поворотом волны от отражателей,установку в скважине покера, отличающийся тем, что продуктивный пласт вскрывают как минимум одной закачной и одной добычной скважинами, из каждой скважины перпендикулярно срединной линии бурят не менее трех наклонно ориентированных стволов, из которых верхний ствол проходит в горных породах кровли, нижний - подошвы пласта, а остальные - в теле продуктивного пласта, в закачной скважине отражатели ориентируют в направлении добычной скважины, а в добычной скважине отражатели ориентируют в направлении закачной скважины, между закачной и добычной скважинами осуществляют сбойку верхних стволов по кровле и нижних - по подошве продуктивного пласта с формированием образующего замкнутый контур газогидроизоляционного экрана вокруг тела продуктивного пласта, при этом сбойку стволов и формирование газогидроизоляционного экрана осуществляют посредством обработки горных пород на участке сбойки упругими волнами, передаваемыми через рабочую среду, содержащую кольматирующие добавки, извлечение полезного ископаемого осуществляют с помощью энергии упругих волн, передаваемой в продуктивный пласт через закачную скважину по волноводу, представляющему собой рабочую среду, способную разжижать высоковязкую тяжелую нефть, битум или другие каустобиолиты, а забор продукта необходимой консистенции производят через добычную скважину. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волновод представляет собой рабочую среду, способную разжижать высоковязкую тяжелую нефть, битум или другие каустобиолиты за счет растворения, и/или гидрирования, и/или газифицирования.