13.4. Определение оптимального местоположения и дебита горизонтального ствола скважины, дренирующего нефтегазовую залежь с подошвенной водой

Здесь приводится методика, позволяющая обосновать оптимальное местоположение горизонтального ствола скважины с точки зрения наибольшей безводной и безгазовой добычи нефти в случае дренирования нефтегазовой залежи с подошвенной водой. Дан пример оптимального размещения горизонтальной скважины.

Разбуривание нефтяных, нефтегазовых и газовых месторождений горизонтальными стволами скважинами является фундаментальной предпосылкой создания рациональных систем разработки в осложненных условиях как в начальный период, так и на поздней стадии эксплуатации низкопроницаемых и малопродуктивных пластов. Достигнутое совершенство технических средств и технологий позволяет осуществлять вскрытие продуктивного горизонта в широком диапазоне радиусов, глубин бурения, диаметра горизонтального ствола и его протяженности. Другими словами, методы сооружения скважин с горизонтальным стволом достаточно хорошо отработаны.

Однако в настоящее время, по мнению авторов, существенное внимание должна привлечь технология проводки горизонтальных скважин с малым радиусом набора кривизны, чтобы изолировать зоны осложнений непосредственно над или под продуктивным объектом. Наиболее сложным в этом аспекте является определение оптимального местоположения горизонтального ствола, обеспечивающего наибольшие предельные безводные и безгазовые дебиты, безводные и бюезгазовые периоды работы скважины и наибольшую безводную и безгазовую нефтеотдачу в удельном объеме дренирования.

Задачи притока пластовых жидкостей к горизонтальным скважинам, дренам и трещинам рассматривались многоми авторами в различной постановке. Современное развитие техники бурения и технологии эксплуатации горизонтальных скважин сделало вполне реальным их широкое практическое решение с существенной технико-экономической эффективностью. Однако горизонтальное бурение все еще остается проблематичным делом, требующим во многих нефтедобывающих регионах проводить сравнительные экономические анализы для скважин с вертикальными и горизонтальными стволами.

Здесь предлагается методика отыскания оптимального местоположения точки начала горизонтального ствола, основанная на точном аналитическом решении для потенциала точечного стока и методика расчета предельных безводных и безгазовых дебитов[29].

Рассмотрим приток жидкости к точечному стоку с координатами 0( ₁,η), расположенному несимметрично в бесконечном полосообразном горизонтальном однородно-анизотропном пласте с непроницаемымми кровлей и подошвой (рис.13.8). В работах [4,7] методом интегральных преобразований получено точное решение уравнения Пуассона для распределения потенциала скрости фильтрации, вызванного работой точечного стока. После улучшения сходимости бесконечного ряда при = _к и =2 _к:

(13.4.1)

(13.4.2)

где

q – плотность точечного стока (удельный расход на единицу длины горизонтального ствола), м²/с;

æ^* – коэффициент анизотропии пласта;

Сh( ) – гиперболический косинус;

Если за горизонтальную скважину принять в соответствии с конвергенцией [6] отрезок линии стока высотой "С" (см.рис.13.8), равный длине окружности горизонтального ствола С=πd (d – диаметр скважины), то потенциал такой скважины-трещины (щели) на единицу ширины потока определится интегралом

(13.4.3)

Внося (13.4.1) и (13.4.2) последовательно в (13.4.3) и интегрируя, получаем распределение потенциала, вызванного работой скважины-трещины:

(13.4.4)

(13.4.5)

Рис.13.8. Схема притока к скважине-трещине в нефтегазовой