2.2. Гс, технологические операции, механизмы увеличения дебитов, оценка дебита с использованием гс, аналитические формулы. Критерии применения гс, гдм.
Преимущества горизонтальных скважин по сравнению с вертикальными:
- равномерное стягивание контура нефтеносности;
- увеличение охвата пласта как дренированием, так и вытеснением рабочим агентом вследствие обеспечения сообщаемости изолированных линз, каверн, трещин, участков с ухудшенными фильтрационными свойствами;
- высокая производительность;
- более высокие безводные и безгазовые дебиты при разработке газонефтяных залежей;
- возможность извлечения углеводородов из природоохранных зон и из под населенных пунктов, где применять вертикальные скважины запрещено законодательством.
В основу оценки дебита горизонтальной скважин положены идеи Борисова и Чарного, в которых общее фильтрационное сопротивление участка нефтяного пласта со скважиной, описываемое сложными функциями, расчленяется на части и представляется последовательностью фильтрационных сопротивлений. Выделяют типы геометрии зоны дренирования пласта горизонтальной скважины:
1. форма круга; 2. форма эллипса; 3. форма прямоугольника;
Формулы для расчета дебита горизонтальной скважины:
1. Формула Борисова. Зона дренирования – круг:
где
-
объемный
коэффициент нефти.
-
расстояние от горизонтальной скважины
до линии пластового давления(обычно
,
- половина расстояния между соседними
рядами).
2. Формула Joshi. Зона дренирования – эллипсоид:
где
-
параметр анизотропии.
A - половина главной оси эллипса, равного площади дренирования пласта ГС.
3. Формула З.С.Алиева и В.В.Шеремета, допускает, что зона дренирования пласта имеет форму полосообразного пласта, полностью вскрытым ГС (зона дренирования – прямоугольник).
;
Исходя из представленных формул можно сделать выводы:
- с увеличением толщины пласта расчетный дебит ГС увеличивается;
- анизотропия пласта существенно влияет на дебит;
- дебит ГС растет практически пропорционально длине горизонтального участка;
- производительность ГС пропорциональна депрессии и проницаемости пласта;
- дебит ГС обратно пропорционален радиусу контура питания;
При проектировании системы заводнения с применением горизонтальных скважин необходимо соблюдать принцип, согласно которому расстояние от нагнетательной скважины до горизонтального ствола должно быть пропорционально запасам нефти и обратнопропорционально продуктивности.
Основные принципы размещения горизонтальных скважин:
- в пластах небольшой толщины траекторию ГС целесообразно располагать в средней по толщине части, параллельно кровле и подошве пласта;
- в низкопроницаемых пластах значительной толщины с преимущественно вертикальной трещинностью в водоплавающих залежах активной подошвенной водой горизонтальный ствол следует располагать параллельно и ближе к кровле;
- в прерывистых и линзовидных пластах следует использовать ГС с синусоидальным профилем;
- в условиях слоисто-неоднородного пласта с наличием непроницаемых разностей ствол ГС должен быть полого-наклонным от кровли до подошвы;
- в приконтурных зонах ГС следует размещать параллельно контуру нефтеносности или границе нефть – вытесняющий агент;
- в центре залежи ГС целесообразно располагать параллельно большой оси структуры;
- при наличии ВНК или ГНК для исключения преждевременных прорывов воды или газа горизонтальные стволы следует размещать как можно дальше от них.
Расстановка горизонтальных скважин может быть различной: линейной лобовой или шахматной (1 и 3-х рядная), площадной и радиальной (для режимов истощения). В сложных природно-климатических условиях ГС располагают совместно с вертикальными на кустах.
Критерии применения гидродинамических методов:
Циклическое заводнение:
- наличие слоисто-неоднородных или трещинно-пористых гидрофильных коллекторов;
- высокая остаточная нефтенасыщенность;
- возможность компенсации отбора закачкой (в полупериод повышения давления нагнетания объем закачки должен увеличиваться в 2 раза, а в полупериод снижения давления – сокращаться до нуляв результате отключения нагнетательных скважин);
Изменение направлений фильтрационных потоков:
- повышенная неоднородность пластов;
- высоковязкие нефти;
- применение в первой трети основного периода разработки;
Форсированный отбор жидкости:
- обводненность продукции не менее 80-85% (начало завершающей стадии разработки);
- высокие коэффициенты продуктивности скважин и забойные давления;
- возможность увеличения дебитов (коллектор устойчив, нет опасения прорыва пластовых вод, ОК исправна).
Области применения горизонтальных скважин:
- низкопроницаемый коллектор;
- высокорасчлененные пласты;
- пласты высоковязкой нефти;
- тонкие нефтяные оторочки;
- шельфовые месторождения;
Цель бурения ГС:
- увеличение контакта скважины с пластом для увеличения ее продуктивности;
- снижение интенсивности процесса конусообразования при снижении депрессии и удалении зоны отбора от поверхностей ГНК и ВНК.