- •26. Применимость методов разработанных для вертикальных скважин при обработке результатов исследования горизонтальных скважин на нестационарных режимах фильтраций.
- •27. Обоснование безводного режима работы горизонтальных скважин. Преимущество горизонтальных скважин над вертикальными с позиции их возможного обводнения.
- •28. Оценка фильтрационных свойств пласта, вскрытых горизонтальными скважинами, по результатам исследования на стационарных режимах фильтрации.
- •29. Определение длины горизонтального ствола в процессе разработки для сохранения постоянного начального дебита при постоянной депрессии на пласт.
- •31. Определение дебита горизонтальной скважины, вскрывшей однородный анизотропный пласт с асимметричным расположением ствола по толщине.
- •32. Обоснование температурного технологического режима работы горизонтальных скважин при отсутствии мерзлых пород в окружающей ствол скважины среде.
- •33. Вскрытие пласта горизонтальным стволом с единым заданным углом. Недостатки такого вскрытия пласта.
- •34. Определение дебита горизонтальной скважины, вскрывшей анизотропный пласт, с асимметричным расположением ствола относительно контуров зоны дренирования.
- •35. Влияние гидродинамической связи между пропластками на выбор профиля вскрытия горизонтальным стволом.
- •36. Влияние веерного размещения горизонтальных скважин при освоении морских месторождений на образование глубокой депрессионной воронки.
- •37. Вскрытие неоднородных многопластовых залежей горизонтальным стволом ступенчатым профилем с учетом запасов газа в пропластках и их проницаемости.
- •38. Определение дебита горизонтальной скважины, вскрывшей однородный анизотропный пласт с асимметричным расположением ствола по толщине и относительно контуров зоны дренирования.
- •39. Обоснование максимально возможных дебитов горизонтальных скважин с учетом полноты вскрытия и формы и размеров дренируемых ими зон.
- •40. Влияние длины и диаметра фонтанных труб в горизонтальном участке на производительность скважин и на потери давления по стволу.
- •1.В зоне отсутствия фонтанных труб.
- •2.В зоне, оборудованной фонтанными трубами, систему уравнений будет иметь вид.
- •41. Выбор конструкции горизонтальных скважин при вскрытии неоднородных пластов. Основные недостатки при вскрытии таких пластов со значительной длиной горизонтального участка.
- •43. Определение распределения дебита горизонтальной скважины по длине горизонтального участка при отсутствии на этом участке фонтанных труб.
- •44. Влияние профиля горизонтального участка ствола на величины пластового и забойного давлений и на обработку результатов исследования скважин на стационарных режимах фильтрации.
- •46. Определение распределения температуры газа по стволу горизонтальной скважины на горизонтальном и искривленном участках.
- •47. Охрана окружающей среды и природных ресурсов газа и конденсата при разработке месторождения с применением горизонтальных скважин.
- •48. Оценка потерь газа при исследовании горизонтальных скважин на стационарных режимах фильтрации и возможности его снижения.
- •49. Бурение горизонтальных зарезок из имеющихся вертикальных скважин для сохранения заданного годового отбора в период падающей добычи газа.
- •50. Критерии, используемые при обосновании, технологических режимов работы горизонтальных скважин.
- •51. Определение пластового давления в горизонтальных скважинах с различных конструкций.
27. Обоснование безводного режима работы горизонтальных скважин. Преимущество горизонтальных скважин над вертикальными с позиции их возможного обводнения.
Основная задача обоснования режима эксплуатации горизонтальных газовых скважин при наличии подошвенной воды заключается в установлении величины допустимой депрессии на пласт на основе геолого-промысловых характеристик продуктивного пласта.
Таким образом, при вскрытии полосообразной залежи с подошвенной водой горизонтальной скважиной изменение в процессе разработки пластового давления, толщины газоносного пласта, депрессии на пласт, свойств газа и параметров пласта приводит к существенному изменению ее предельного безводного дебита. Установлено, что наилучшим расположением горизонтального ствола может являться его нахождение у кровли, что связанно с близостью подошвенной воды при небольших толщинах пласта, так как именно в этом случае достигается максимальный безводный дебит. Влияние подошвенной воды учитывается путем введения ограничения на депрессию и учета формы границы раздела газ—вода. Увеличение же длины горизонтального ствола при вышеуказанном расположении также приводит к увеличению максимального безводного дебита.
Из имеющихся работ по определению предельных безводных дебитов горизонтальных газовых и газоконденсатных скважин видно, что они получены для однородных изотропных и анизотропных пластов. В реальных условиях однородных пластов практически нет. В связи с этим возникает необходимость создания и использования трехмерной геолого-математической модели для возможности определения безводного дебита в неоднородных пластах при совокупном влиянии геологических и технологических факторов на режим работы горизонтальной газовой скважины.
В работе [11] было показано, что при вскрытии газоносного пласта с подошвенной водой производительность вертикальной скважины зависит от степени вскрытия пласта и от расстояния от забоя скважины до газоводяного контакта. Естественно, что чем меньше степень вскрытия, тем большее влияние несовершенство скважины оказывает на ее производительность, и, одновременно, тем больше возможность увеличения депрессии на пласт, подстилаемый подошвенной водой.
Для вертикальной скважины несовершенство по степени вскрытия пласта определяется как отношение вскрытой толщины пласта ко всей его толщине. В горизонтальной скважине, несовершенство по степени вскрытия полосообразного пласта определяется как отношение вскрытой горизонтальным стволом части ширины пласта ко всей его ширине. Поэтому для горизонтальных скважин несовершенство вскрытия пласта по площади не влияет на величину допустимой депрессии на пласт при наличии подошвенной воды. Величина допустимой депрессии на пласт с подошвенной водой при его вскрытии горизонтальной скважиной определяется расположением горизонтального ствола по отношению к контакту газ—вода. Отсутствие взаимосвязи между степенью вскрытия и величиной допустимой депрессии при вскрытии пласта с подошвенной водой горизонтальной скважиной является одним из основных преимуществ таких скважин. Это обстоятельство позволяет свести к минимуму возможность обводнения скважины подошвенной водой путем увеличения степени вскрытия пласта (длины горизонтального ствола), перемещения ствола к кровле, регулирования величины депрессии, и, таким образом, повысить коэффициент газоотдачи пласта и надежность эксплуатации скважины.
Для определения предельного безводного дебита горизонтальной скважины допустим, что потери давления в горизонтальном стволе незначительны и ими можно пренебречь. Рассмотрим задачу о притоке газа к горизонтальной скважине, полностью вскрывшей полосообразный пласт с подошвенной водой, при нелинейном законе фильтрации, в условиях стационарного конуса воды. Схема задачи показана на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Схема вскрытия пласта горизонтальной скважиной и образование конуса подошвенной волы
Допустим, что граница раздела газ-вода вблизи горизонтального ствола имеет форму параболы. Тогда дебит горизонтальной скважины, вскрывшей на произвольном расстоянии от кровли анизотропный полосообразный пласт, будет определяться следующей формулой:
где фильтрационные коэффициенты аi и bi. определяются по формуле (4.41), а если скважина расположена у кровли пласта, то по формулам (4.48) и (4.51).
Величина Р2пл – Рз2 должна быть ограничена с целью предотвращения быстрого обводнения скважины и, согласно [11], принимается в соответствии с законом Паскаля в виде
Таким образом, при вскрытии полосообразного анизотропного пласта с подошвенной водой горизонтальной скважиной, расположенной на произвольном расстоянии от кровли пласта, и пренебрежением потерями давления на трение при движении газа по горизонтальному стволу предельный безводный дебит Qп6 будет определяться следующей формулой:
где значения аi и bi. определяются по формулам (4.41), (4.48) и (4.51), а ∆Р — по формуле (7.17).
Результаты расчета предельного безводного дебита Qпб показаны на рис. 7.2. Как видно из рисунка, наилучшее расположение горизонтального ствола зависит от толщины пласта. При малой толщине пласта оптимальным является его нахождение непосредственно у кровли
Рис. 7.2. Зависимость предельно безводных дебитов от удаления горизонтального ствола от поверхности ГВК при различной толщине пласта А
пласта, а с увеличением толщины расположение смещается ближе к центру, так как именно в этом случае достигается максимальный безводный дебит.
Полученные результаты показывают, что максимальная величина безводного дебита может достигаться не на наибольшем удалении от ГВК, а в некоторой промежуточной точке. Такой характер связан с увеличением коэффициентов фильтрационного сопротивления а и b при приближении оси горизонтального ствола к кровле продуктивного пласта.
2. Безводный дебит горизонтальной нефтяной скважины может быть определен по формуле:
Основным преимуществом горизонтальных скважин перед вертикальными является возможность регулирования подъема конуса подошвенной воды путем периодического изменения конструкции фонтанных труб, спущенных в горизонтальную часть ствола.
В заключение необходимо отметить, что принятый способ расчета величины допустимой депрессии на пласт, исходя из закона Паскаля, был использован многими исследователями для определения безводного дебита нефтяных скважин. Такое допущение по отношению к величине депрессии предполагает отсутствие сопротивления пористой среды в вертикальном направлении для конуса воды. Допущение формы границы раздела фаз газ-вода в виде параболы вблизи горизонтального ствола было использовано ранее, где показано, что принятый способ расчета величины допустимой депрессии и форма границы раздела фаз газ—вода не искажают физическую картину процесса фильтрации газа к скважине, и полученные расчетные формулы с достаточной для практики точностью позволяют определить предельный безводный дебит скважин.