Технология разработки залежей нефти горизонтальными скважинами

Перспективными методами увеличения пластов считается технология разработки залежей горизонтальными скважинами. Теоретическими исследованиями установлено, что дебиты горизонтальных скважин по сравнению с обычными могут быть повышены в 2-10 раз, а нефтеотдача пластов - в 1,3-1,5 раза.

Горизонтальные скважины имеют большую поверхность вскрытия пласта, что снижает фильтрационное сопротивление в призабойной зоне пласта. Коэффициент вскрытия при обычном (вертикальном) бурении равен 0,01-0,02, а при горизонтальном - 0,5-0,8; под коэффициентом вскрытия пласта принимается отношение суммы интервалов вскрытия пласта ко всему метражу. В результате применения горизонтальных скважин значительно увеличивается продолжительность безводной эксплуатации.

Критерии эффективного применения горизонтальных скважин:

- относительно небольшие глубины залегания пластов, не превышающие 1500 м;

- общие толщины продуктивных пластов - 5-10 м;

- низкопроницаемые (менее 0,05-0,075 мкм²) пласты;

- залежи высоковязких нефтей;

- отсутствие газовых шапок и слабая сообщаемость нефтяных залежей с законтурной водоносной частью пласта

- значительная неоднородность коллекторов по простиранию и наличие вертикальной трещиноватости продуктивных пластов

- пластово-сводовое и структурно-литологическое строение залежей, при которых амплитуда колебаний кровли и подошвы не превышает 0,5 эффективной толщины пластов;

- углы падения нефтенасыщенных пластов не должны превышать 45⁰ ;

- низкая степень разбуренности залежей и достаточно высокие значения остаточных балансовых и извлекаемых запасов нефти.

Рассмотрим подробнее некоторые вопросы применения ГС.

1.Задача ориентации горизонтального ствола относительно системы трещин авторами [75] решена при помощи гидродинамических расчетов дебитов и движения водонефтяного контакта в анизатропном трещиноватом пласте. Бурение горизонтального ствола перпендикулярно трещинам увеличивает дебит ГС, но способствует ускоренному обводнению продукции, - вдоль трещин дебит скважины не достигает потенциального значения, но происходит более медленное их обводнение. При этом, на малых глубинах (300-600 м) имеются и образуются в большинстве случаев горизонтальные трещины, а на глубинах более 1000 м трещины ориентированы вертикально; между 600 и 1000 м расположена зона трещин неопределенной ориентации.

2.Оптимальная длина горизонтальной части скважины зависит от большого числа факторов геологического, технологического (от толщины пласта, вязкости нефти, режима эксплуатации залежи, наличия и типа воздействия на пласт и т.д.) и экономического характера. Если залежь массивного типа, подстилаемая подошвенной водой, разрабатывается активным водонапорным режимом, то дебит ГС может увеличиваться почти прямо пропорционально длине горизонтальной ее части. В случае разработки пластовой залежи с поддержанием пластового давления зависимость коэффициента эффективности (отношение дебита ГС к дебиту вертикальной), носит экспотенциальный характер в случае однородного пласта. [75]

Залежи нефти слоисто и зонально неоднородны по коллекторским свойствам - пористости, проницаемости, толщине, трещиноватости. Важнейшей особенностью ГС является то, что горизонтальный ствол, длиной в сотни метров может вскрыть в неоднородном пласте один или несколько участков повышенной продууктивности или же сильно трещиноватые зоны. Этим объясняется многократное (в 10-15 раз) увеличение дебита ГС по сравнению с дебитом окружающих вертикальных скважин, т.к. вероятность вск

На Лемезинском, Михайловском, Татышлинском, Арланском месторождениях суточный дебит горизонтальных скважин оказался в 4-5 раз выше дебита вертикальных и наклонных скважин, а обводненность продукции заметно ниже по причине увеличения поверхности дренирования, значительно большим охватом пласта, при меньших энергетических затратах и меньших депрессиях в пласте.

Горизонтальные скважины можно вписать в существующую систему вертикальных и наклонных скважин.

Увеличение давления нагнетания

Исследование зависимости приемистости нагнетательных скважин от давления нагнетания и работающей толщины пласта проводилось на Ромашкинском, Самотлорском и других месторождений. по данным замеров глубинными расходомерами было выявлено, что повышение давления нагнетания приводит к увеличению приемистости пласта по нелинейной зависимости. Расход воды растет быстрее, чем перепад между пластовым и забойным давлением. Одновременно увеличивается работающая толщина пласта, происходит подключение неработающих интервалов. Дальнейшее увеличение давления нагнетания до давления на забое, близком к горному, может привести к раскрытию трещин в пласте и прорыву воды к забоям добывающих скважин.

Для девонских пластов Серафимовского месторождения, разрабатываемых с заводнением, повышение давления нагнетания эффективно лишь до определенного предела, а дальнейшее увеличение давления закачки приводит к ускоренному обводнению добывающих скважин, сокращению безводного периода эксплуатации. Поэтому желательно устанавливать в начальный период умеренные темпы отбора с постепенным переходом на максимально возможное увеличение отборов жидкости по мере обводнения продукции.[47]