Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Горизонтальные скважины 3

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
24.01.2021
Размер:
423.69 Кб
Скачать

группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Введение

Как известно, при добыче нефти и газа традиционно использовались вертикальные и наклонно-направленные скважины. Требовалось бурение огромного числа таких скважин для достижения и поддержания необходимого уровня добычи, при этом долгое время альтернативных эффективных методов не существовало.

Начиная же с 80-х годов, широкое распространение получили горизонтальные и многоствольные скважины, которые по критериям стоимости, эффективности, окупаемости, затрат времени часто превосходят вертикальные.

А в последние годы большое распространение получило бурение боковых горизонтальных стволов из старых, как правило, простаивающих истощенных скважин. Бурение многоствольных, горизонтальных скважин

(ГС), боковых горизонтальных стволов (БГС) получило на Западе, а затем и в России, общее название горизонтальных технологий [2].

3

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Классификация МУН

Весь срок разработки месторождения разбит на три основных этапа:

На первом этапе для добычи нефти максимально возможно используется естественная энергия месторождения (упругая энергия, энергия растворенного газа, энергия законтурных вод, газовой шапки, потенциальная энергия гравитационных сил).

На втором этапе реализуются методы поддержания пластового давления путем закачки воды или газа. Эти методы были названы вторичными.

На третьем этапе для повышения эффективности разработки месторождений применяются методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Эти методы называют также третичными. В большинстве нефтедобывающих странах мира под методами увеличения нефтеотдачи понимают группу методов, отличающихся применяемыми рабочими агентами, повышающими эффективность вытеснения нефти. К настоящему времени освоены и применяются в промышленных масштабах следующие четыре группы методов увеличения нефтеотдачи:

физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение,

мицеллярное заводнение и т.п.);

газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов);

тепловые методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций);

микробиологические методы (введение в пласт бактериальной

продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте).

По мере развития технологий реализации МУН введено понятие улучшенные

методы повышения нефтеотдачи. Эти методы, которые иногда также

4

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

называют четвертичными, предполагают комбинирование элементов перечисленных выше четырех групп МУН, а также таких перспективных технических средств повышения нефтеотдачи, как горизонтальные скважины. Следует подчеркнуть, что применение горизонтальных скважин для улучшения МУН связывают главным образом с решением таких стратегических задач как организация вертикального воздействия,

повышение эффективности гравитационного режима разработки, выработка не вовлеченных в разработку запасов нефти [1].

5

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

История применения горизонтальных скважин

В СССР впервые применение многоствольных скважин было предло-

жено еще в 1941г. Н.С. Тимофеевым. В 1947г. под руководством А.М. Гри-

горяна и В.А. Брагина на Краснокамском месторождении из основного вертикального ствола длиной 240м пробурили в продуктивном пласте два дополнительных ствола по 30 и 35 м.

В Самарской области на Карташовском месторождении разветвленная скважина 66/45, пробуренная в 1953г., имела 10 резкоискривленных стволов.

При ее вертикальной глубине 600м общая протяженность всех стволов составила 1993 м, из них 1760м (88%) были пройдены по продуктивным артинским известнякам.

В 50-е годы ГС стали широко применяться при шахтной разработке нефти на Ярегском месторождении, где были пробурены сотни ГС длиной

90-150м.

Все эти и другие примеры дали основание авторам работы еще в 1964г.

утверждать, что в ближайшем будущем многозабойное вскрытие пластов найдет широкое применение в разработке нефтяных месторождений. Этот прогноз не подтвердился тогда в силу слабой технической базы, недостатка капиталовложений, нечеткой организации внедрения новой техники и технологии в промышленное производство.

В России основные запасы крупнейших и крупных месторождений Урало-Поволжья были отобраны довольно быстро - за 30-35 лет. Быстро стареют и крупные месторождения Западной Сибири, открытые в 60-х годах.

К концу 80-х годов доля трудноизвлекаемых запасов и этих регионах резко возросла, и остро встал вопрос о методах их извлечения. Наряду с другими вспомнили и о горизонтальных технологиях. Начиная с конца 80-х-начала

90-х годов, бурение ГС стали развивать почти во всех нефтедобывающих регионах России [2].

6

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Условия эффективности использования технологии

горизонтального бурения

Для повышения эффективности разработки рассматриваемого участка и достижения проектного коэффициента нефтеизвлечения необходимо бурение уплотняющих скважин, что в условиях небольшой величины запасов отдельных линз и тупиковых зон в большинстве случаев будет нерентабельным. В данном случае экономически более оправданным является бурение боковых горизонтальных стволов в старых скважинах.

Основными задачами использования скважин с горизонтальными ство-

лами являются:

1.подключение в разработку низкопродуктивных пластов небольшой толщины;

2.повышение степени охвата процессом заводнения пластов, харак-

теризующихся высокой расчлененностью по разрезу;

3.увеличение конечной нефтеотдачи за счет дополнительного вовлечения запасов нефти тупиковых и заводненных зон.

Для успешного их решения при проектировании БГС должны обязательно учитываться такие геолого-промысловые критерии, как нефтенасыщенная толщина пласта, по которому планируется проходка горизонтальной части ствола, и количество приходящихся на него извлекаемых запасов нефти. Минимально допустимая величина извлекаемых запасов, принимаемая при выборе объектов бурения, определяется рентабельностью скважин в данных экономических условиях, а минимальное значение толщины выбирается в зависимости от технических возможностей проводки БГС с использованием существующей аппаратуры.

В процессе эксплуатации ГС и БГС, как известно, особую сложность представляет изоляция обводненных интервалов. Поэтому в условиях

7

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

многопластовых объектов большое значение имеют меры по исключению быстрого прорыва воды по более проницаемым заводненным пластам. С этой целью при выборе объектов бурения ГС нужно обязательно учитывать степень изолированности проектных пластов от остальных продуктивных интервалов эксплуатационного горизонта. Кроме того, для поддержания стабильных дебитов по скважинам с горизонтальными стволами необходимо создание эффективной системы заводнения с бурением новых или переводом существующих скважин под нагнетание. Это, в свою очередь, создает дополнительные трудности при проектировании и требует более детального и тщательного подхода к размещению горизонтальных стволов относительно нагнетательных скважин для того, чтобы исключить возможность быстрого прорыва закачиваемой воды.

Таким образом, были определены наиболее важные условия эффективности использования технологии горизонтального бурения,

которые необходимо соблюдать при геолого-промысловом обосновании выбора объектов доразработки на неоднородных многопластовых месторождениях, сложенных терригенными коллекторами:

1.исходя из того, что существующие на сегодняшний день системы телеметрического контроля процесса бурения ГС позволяют достаточно уверенно проводить горизонтальные стволы в трехметровом коридоре, минимальные значения эффективной толщины по проектным пластам должны быть не менее 3,0 м;

2.величина остаточных извлекаемых запасов по проектному пласту должна быть не ниже рентабельных с учетом стоимости бурения. Этот параметр является переменной величиной и изменяется в зависимости от экономических условий.

3.с целью исключения быстрого прорыва воды в скважину с БГС по продуктивным интервалам разреза при выборе объектов бурения

8

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

необходимо учитывать надежность глинистых разделов между

проектным пластом и смежными с ним пластами-коллекторами.

4.выбор азимута бурения горизонтальных стволов должен осуществляться на базе детального анализа геолого-промысловых характеристик соседних скважин с учетом направления залегания максимальных запасов;

5.для обеспечения эффективности вытеснения нефти по проектным пластам на участках размещения ГС следует предусмотреть систему поддержания пластового давления с учетом направления горизонтальных стволов в пространстве [2].

9

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Выбор объектов бурения боковых горизонтальных стволов

Исходя из перечисленных выше критериев эффективности выбора объектов бурения дополнительных горизонтальных стволов, в качестве примера, по участку Абдрахмановской площади были рассчитаны остаточные нефтенасыщенные толщины по всему пробуренному фонду скважин с дифференциацией по пластам и типам пород, а также остаточные балансовые и извлекаемые запасы. Кроме того, определены толщины глинистых разделов между всеми пластами, имеющимися в разрезе скважин.

Все эти данные послужили основой для выбора скважин старого фонда, в

которых рекомендуется бурение дополнительных горизонтальных стволов с целью вовлечения в активную разработку остаточных запасов по выделяемым в разрезе пластам.

Анализ характера распределения скважин участка по величине остаточных нефтенасыщенных толщин показал, что в преобладающем количестве скважин они не выше 2,0 м. То есть, по всем пластам коллекторы с нефтенасыщенной толщиной менее 2,0 м не вырабатываются или выработка по ним происходит очень слабо, поэтому именно они должны рассматриваться как основной объект доразработки методом зарезки дополнительных стволов. Кроме того, был проведен анализ характера распределения остаточных извлекаемых запасов по пластам участка Абдрахмановской площади, который показал, что по всем без исключения пластам наиболее эффективно вырабатываются запасы выше 20 тыс.т. Доля скважин с остаточными извлекаемыми запасами от 10 тыс.т до 20 тыс.т

также снижается по сравнению с начальными, но эти запасы вырабатываются более низкими темпами. В то же время количество скважин с остаточными запасами менее 10 тыс.т по всем пластам горизонта даже увеличивается по сравнению с начальными за счет скважин, находящихся в заводняемых зонах. Таким образом, установлено, что основным объектом доразработки в пределах рассматриваемого участка являются скважины с извлекаемыми

10

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

запасами по отдельным пластам менее 10 тыс.т и нефтенасыщенными толщинами не выше 2,0 м. Поскольку эти значения ниже минимально допустимых по геолого-промысловым критериям, то при выборе объектов бурения необходимо было рассмотреть возможность объединения нескольких пластов в единую пачку для их совместной эксплуатации. Из анализа условий залегания остаточных запасов по площади и разрезу выявлено также преобладание доли скважин, вскрывших небольшие ограниченные линзы коллекторов, запасы которых не могут быть выработаны обычными вертикальными скважинами. Выявленные особенности распределения запасов по продуктивной площади обуславливают значительную сложность их доизвлечения и при внедрении метода зарезки вторых горизонтальных стволов. Именно поэтому при выборе объектов бурения дополнительных стволов первоочередное значение имеет степень изученности геологической характеристики разреза как самой проектной скважины, так и скважины, в направлении которой будет ориентирован горизонтальный ствол [2].

11

СБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Заключение

Перспективной областью применения горизонтальных и многозабойных горизонтальных скважин является разработка залежей высоковязкой нефти и битумов.

Стремительное развитие горизонтальной технологии, как во всем мире,

так и в России способствует и продолжает способствовать общему техническому прогрессу, особенно в области строительства скважин - в

совершенствовании буровых долот, установок, забойных двигателей,

техники измерений, компоновки низа бурильной колонны, пилотирования бурового инструмента, геофизической аппаратуры.

Горизонтальные скважины (ГС), в большей степени, чем вертикальные,

позволяют разрабатывать нефтяные месторождения при пластовых давлениях, близких начальному.

Как известно, значительное превышение пластового давления над первоначальным приводит к более высоким темпам обводнения скважин, к

уменьшению охвата пласта процессом вытеснения из-за прорыва закачиваемой воды по наиболее проницаемым прослоям продуктивного пласта.

Вследствие вышеизложенного, бурение и эксплуатация горизонтальных, разветвленно-горизонтальных скважин в мире стали одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в области разработки нефтяных месторождений, вовлечения в промышленную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти [2].

12