Особенности разработки месторождений горизонтальными скважинами

Конструкция забоя горизонтальной скважины требует применения определенных техники и технологии бурения. Длина горизонтального ствола, расположение его в пласте, допустимые отклонения при бурении и схема заканчивания скважины строго зависят от применяемого метода бурения. Поэтому очень важно знать различие применяемых технологий, их преимущества и недостатки при проводке горизонтальных скважин в сооветствующих геологических условиях.

В общем случае горизонтальные скважины могут быть эффективно использованы в следующих условиях:

- в залежах с низкопроницаемыми коллекторами горизонтальные скважины позволяют повысить площадь дренирования, приходящуюся на одну скважину, и тем самым снизить общее число скважин, необходимых для разработки залежи;

- при применении МУН, особенно термических. Эффективность использования горизонтальных скважин в данном случае определяется большой площадью контакта с пластом и увеличением приемистости.

Соответствующая ориентация горизонтальной скважины, особенно в трещиноватых пластах, может увеличить коэффициент вытеснения для конкретного МУН. Существует опыт использования горизонтальных скважин для увеличения коэффициента вытеснения при заводнении (полимерном и смешивающемся).

Использование горизонтальных скважин связано также с решением проблемы стоимости бурения. Горизонтальные скважины обеспечивают уникальную возможность снижения стоимости бурения в морских условиях, где проектная стоимость может быть снижена только посредством минимизации числа скважин, необходимых для разработки. Так, стоимость морской платформы пропорциональна числу скважин, которые могут быть пробурены с нее. Применение горизонтальных скважин в условиях моря может не только снизить число скважин, необходимых для разработки, но и увеличить объем пласта, который может быть разработан с одной платформы, что несомненно значительно снижает стоимость затрат на разработку месторождения в целом.

Относительная стоимость горизонтальных скважин по сравнению с вертикальными значительно снизилась за последние 15-20 лет. Для сравнения, стоимость первых горизонтальных скважин, пробуренных в конце 70-х - начале 80-х годов, в 6 - 9 раз выше стоимости вертикальных. Снижение относительной стоимости горизонтальных скважин обусловлено опытом их бурения на конкретной площади. В общем случае стоимость первой скважины значительно выше, чем второй, а второй - чем третьей.

Таким образом, чем большее чисто горизонтальных скважин бурится на данной площади, тем значительнее снижается относительная по сравнению с вертикальными скважинами их стоимость.

В связи с большей длиной ствола за определенный период времени и при одинаковых технологических условиях эксплуатации площадь дренирования горизонтальной скважины будет больше, чем вертикальной. Если известна площадь, дренируемая вертикальной скважиной за определенный момент времени, то данная информация может использоваться для расчета площади дренирования горизонтальной скважины. При этом горизонтальная скважина может рассматриваться как ряд вертикальных, пробуренных вдоль некоторой линии одна за другой и эксплуатирующих ограниченную нефтенасыщенную толщину.

При этом коэффициент продуктивности горизонтальной скважины в среднем в 3,9 раза выше, чем вертикальной, а удельный коэффициент продуктивности горизонтальной скважины в среднем в 2,2 раза выше, чем вертикальной скважины.

Расположение скважины определяет допустимые глубинные отклонения при бурении горизонтальной скважины. Так, в пластах с непроницаемыми кровлей и подошвой (отсутствуют подошвенная вода и газ у кровли) идеальной является скважина, пробуренная по центру вертикального плана пласта. Отклонение от центра снижает продуктивность скважины, причем тем меньше, чем длиннее ствол. Объясняется это тем, что скважина с большой длиной ствола, пробуренная на пласт малой толщины, ведет себя аналогично вертикальной трещине большой проницаемости, охватывающей всю толщину пласта. Такая скважина подобна подземному трубопроводу, который независимо от места расположения в вертикальном плане пласта будет иметь минимальные потери в продуктивности.

В пластах, для которых характерны явления конусообразования газа и воды, выбор места расположения скважины в вертикальном плане пласта очень важен.

Анализ литературных источников показывает, что использование горизонтальных скважин является более успешным в борьбе с конусообразованием воды по сравнению с газом. Однако и в этом случае положительные результаты достигаются при толщине пласта более 6 - 9 м. Относительно конусообразования газа практика показывает, что даже при толщине пласта более 15 м и расположении скважин у подошвы очень трудно избежать этого явления.

Отмечается, что, если горизонтальная скважина имеет значительную длину по сравнению с толщиной пласта, то скважина может располагаться в любом месте вертикального плана без значительных потерь продуктивности. В общем случае показатели эксплуатации горизонтальной скважины не сильно зависят от эксцентриситета, если скважина отклонена от центра на 25 % толщины пласта. Строго говоря, это верно для пластов, в которых отсутствуют подошвенная вода и газ у кровли.