Целесообразность бурения горизонтальных скважин

Нефтесодержащие объекты Западной Сибири характеризуются значительной слоистостью. При этом площади с распространением незначительных эффективных нефтенасыщенных толщин превалируют, что существенно затрудняет их разработку вертикальными и слабонаклонными скважинами.

Применение горизонтальных скважин (ГС) направлено на повышение нефтеотдачи пластов и увеличение текущей добычи нефти, более эффективную разработку сложно построенных, нефтегазовых и водоплавающих залежей, расширение области рентабельного применения методов интенсификации добычи и воздействия на пласты, а также на снижение капитальных вложений в разработку за счет сокращения общего числа скважин.

Особое внимание требует обоснование длины ствола ГС в продуктивном пласте. На ее величину влияют такие факторы, как глубина залегания пласта, затраты на бурение и обустройство скважины, ожидаемая добыча нефти. С увеличением глубины залегания пластов возрастает возможность бурения более протяженных стволов. В частности, для глубин 2400—2900 м, характерных для рассматриваемых объектов, технически отработана во многих скважинах проводка ГС длиной 800 м и более. Середина доверительного интервала протяженности стволов для указанных глубин составляет 500—550 м.

Важной характеристикой с точки зрения технологии разработки является профиль ГС в пласте. Реально осуществимы как одно - так и многозабойные скважины. Последние вследствие большой площади дренирования и многократного увеличения дебита способны заменить до 10 обычных вертикальных скважин, однако их практическое внедрение может встретить значительные затруднения. Кроме того, имеются лишь теоретические проработки герметизации узла разветвления основного и дополнительных стволов, а практического опыта еще недостаточно.

Известны различные типы профилей ГС в продуктивном пласте: горизонтальный, пологонаклонный, сложный. Наиболее простой горизонтальный ствол вскрывает пласт по траектории, параллельной кровле и подошве. В условиях, расчлененных непроницаемыми прослоями нефтяных объектов, при таком профиле вскрытым окажется лишь один продуктивный прослой, а основная часть разреза окажется не вскрытой. Пологонаклонный профиль может пересечь все прослои от кровли до подошвы нефтеносного горизонта.

Для увеличения как текущих отборов нефти, так и конечного коэффициента нефтеизвлечения рекомендуется волнообразный профиль ствола (ВГС) в качестве основного для внедрения на низкопроницаемых сложно построенных объектах.

Направление горизонтальных стволов целесообразно выбирать с учетом анизотропии проницаемости коллекторов, которая определяется по результатам палеогеоморфологических исследований и анализам фильтрационных характеристик пласта.

Одним из самых сложных вопросов является оценка дебита скважин с горизонтальным окончанием забоя. Существующие методики не учитывают некоторые факторы, в том числе анизотропию проницаемости по площади.

Кроме того, важную роль играет выбор местоположения скважин такого типа в зависимости от активности перемещения флюидальных контактов в процессе разработки.

Для более корректной оценки эффективности бурения горизонтальных скважин выведена формула притока жидкости к горизонтальной скважине.

Относительный дебит скважины с горизонтальным окончанием ствола, расположенного на разном удалении от ГНК, предлагается оценивать по формуле

Q=Qг/Qв                                                                                                               (1)

где Qг/Qв – дебит горизонтальной и вертикальной скважины.

Анализ изменения относительного дебита скважин с горизонтальным окончанием стволов (рисунок 1) показывает, что эффективность таких скважин изменяется в широком диапазоне и зависит, в первую очередь, от расстояния оси скважины Н до ВНК и длины горизонтального участка скважины L. Так, при L = 400 м относительный дебит горизонтальной скважины, вскрывающей изотропный по проницаемости пласт, изменяется от 3,4 при Н = 1000 м до 8 при Н =200 м и с уменьшением Н принимает максимальное значение.

Рисунок 1. Зависимость относительного дебита ГС от длины горизонтального участка скважины и расстояния от Н до ВНК

Полученная зависимость дебита горизонтальной скважины от основных характеристик пласта и скважины дает возможность (при некоторой схематизации фильтрационных потоков, широко используемой в практике получения аналитических решений сложных задач фильтрации жидкостей и газов) решить задачу определения оптимального расположения горизонтального участка скважины по отношению к ВНК [2].

Из рисунка видно, что с увеличением коэффициента анизотропии существенно снижается эффект от использования горизонтальных скважин по сравнению с вертикальными. Отсюда следует вывод, что для увеличения степени вскрытия высокослоистых отложений рекомендуется проводка стволов скважин по синусоиде с минимально возможным периодом или наклонной от кровли к подошве траектории.