Исследование коэффициентов продуктивности горизонтальных и наклонных скважин

Дебит наклонных скважин зависит от угла наклона ствола скважины. При увеличении угла наклона ствола скважины дебит также увеличивается. ГС можно рассматривать, как частный случай наклонных скважин, так как угол наклона ствола данных скважин составляет , а синус данного угла равен единице. Можно сказать, что горизонтальные скважины являются наклонными скважинами, дебит которых превышает дебит наклонных скважин с меньшим углом. Из этих рассуждений можно также сделать вывод, что горизонтальные скважины продуктивнее наклонных. Разницу в эффективности между данными скважинами можно проследить при помощи коэффициента продуктивности.

Зависимость коэффициента продуктивности ГС от длины ствола приведена на рис. 3.13.

Рис.3.13. Зависимость коэффициента продуктивности горизонтальной скважины от длины ствола

Показано, что коэффициент продуктивности ГС растет с увеличением длины ствола. При увеличении L от 50м до 200м коэффициент продуктивности растет от 1,5 до 2,75 м³/сут·Па, то есть увеличивается в 1,8 раза.

Зависимость коэффициента продуктивности ГС от длины горизонтального ствола и толщины пласта приведена на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Зависимость коэффициента продуктивности от длины ствола и толщины пласта для горизонтальной скважины

Из рисунка видно, что увеличение толщины пласта от 10м до 30м приводит к росту продуктивности ГС. Например, при длине ствола 50м трехкратное увеличение толщины пласта приводит к росту K_прод на 53,1%, четырехкратное увеличение длины ствола при прочих равных условиях приводит к увеличению K_прод на 60%.

Зависимость коэффициента продуктивности ГС от проницаемости и вязкости добываемой жидкости приведена на рис. 3.15.

Рис. 3.15. Зависимость коэффициента продуктивности от проницаемости и вязкости для горизонтальной скважины

Показано, что с увеличением проницаемости пласта наблюдается рост K_прод. Например, при увеличении проницаемости пласта от 20мД до 30мД обеспечивается рост коэффициента продуктивности на 33,3% при вязкости жидкости 1мПа·с. Трехкратное увеличение вязкости жидкости приводит к уменьшению K_прод в 3,2 раза (при проницаемости 30мД).

Трехмерная модель зависимости коэффициента продуктивности от длины ствола и толщины пласта приведена на рис. 3.16, а проницаемости пласта и вязкости жидкости на рис. 3.17.

Толщина пласта, м

Длина, м

Рис.3.16. Трехмерная модель зависимости коэффициента продуктивности от длины ствола и толщины пласта для горизонтальной скважины

Вязкость, мПа·с

Проницаемость, мД

Рис.3.17. Трехмерная модель зависимости коэффициента продуктивности от проницаемости пласта и вязкости нефти

для горизонтальной скважины

3D визуализация показывает, что исследуемые зависимости представлены в виде поверхностей. В первом случае поверхность является выпуклой (рис. 3.16), а во втором – вогнутой (рис. 3.17).

Проведены аналогичные расчеты показателей функционирования для наклонных скважин с использованием разработанных программных продуктов. Зависимость коэффициента продуктивности от длины наклонного ствола и толщины пласта приведена на рис. 3.18.

Рис.3.18. Зависимость коэффициента продуктивности от длины ствола и толщины пласта

Результаты исследования показали, что с увеличением длины наклонного ствола и толщины пласта коэффициент продуктивности растет. Например, при h=20м увеличение длины наклонного ствола от 25м до 50м приводит к росту коэффициента продуктивности на 28%. Увеличение толщины пласта от 10м до 30м при длине наклонного ствола 50м приводит также к увеличению коэффициента продуктивности на 56,2%.

На величину K_прод существенное влияние оказывают много факторов, в том числе коэффициент проницаемости и вязкость добываемой жидкости. Эти зависимости приведены на рис. 3.19.

Рис.3.19. Зависимость коэффициента продуктивности

от вязкости и проницаемости для наклонной скважины

Исследования показали, что увеличение проницаемости пластов при фиксированной вязкости жидкости приводит к росту коэффициента продуктивности наклонной скважины. Например, при μ=3мПа·с и увеличении проницаемости от 20мД до 30мД коэффициент продуктивности растет на 38,5%. А трехкратное увеличение вязкости жидкости при проницаемости пласта 30мД приводит к снижению K_прод в 3,2 раза.

Трехмерные модели зависимости K_прод от длины наклонного ствола, толщины пласта, проницаемости и вязкости жидкости приведены на рис. 3.20 и 3.21.

Длина, м

Толщина пласта, м

Рис. 3.20. Трехмерная модель зависимости коэффициента

продуктивности от длины ствола и толщины пласта

Рис. 3.21. Трехмерная модель зависимости коэффициента продуктивности от проницаемости пласта и вязкости нефти для наклонной скважины

Трехмерная модель показывает, что коэффициент продуктивности увеличивается с увеличением продуктивности, а от вязкости зависимость обратная.

Проанализировав графическое отображение расчетов, можно сделать вывод, что коэффициент продуктивности совершенной по степени вскрытия пласта горизонтальной скважины больше, чем наклонной, что указывает на то, что применение горизонтальных скважин наиболее эффективно. При увеличении длины ствола скважины коэффициент продуктивности возрастает, так же как и при увеличении толщины пласта и проницаемости. Увеличение вязкости нефти приводит к уменьшению коэффициента продуктивности.

Из формулы Борисова получим формулы подвижности и гидропроводности для горизонтальных и наклонных скважин.

Рис.3.32. Зависимость подвижности от толщины пласта для горизонтальной скважины

Проанализировав зависимость подвижности от толщины пласта, отображенную на рис. 3.32, можно сделать вывод, что с увеличением толщины пласта подвижность будет уменьшаться.

Если рассматривать влияние на подвижность депрессии, то характер влияния будет такой же, как и для толщины.

На рис. 3.33 графически показана трехмерная модель зависимости величины подвижности от депрессии и толщины пласта. Обе эти величины увеличиваются, что приводит к заметному уменьшению подвижности.

Рис. 3.33. Трехмерная модель зависимости подвижности от h и для горизонтальной скважины

Для наклонной скважины характер влияния данных параметров на подвижность будет такой же, как и для горизонтальной.

Рис. 3.34. Зависимость подвижности от толщины пласта для наклонной скважины

Рис. 3.35. Трехмерная модель зависимости подвижности от h и для наклонной скважины

В данном случае различие результатов расчетов для горизонтальных и наклонных скважин незначительно, прослеживается даже совпадение при некоторых значениях. Это объясняется тем, что подвижность является характеристикой пласта и не зависит от параметров скважин. В данном же случае наблюдается небольшое расхождение, потому что формула была получена из формул Борисова для горизонтальных и наклонных скважин.

Гидропроводность также является характеристикой пласта, но, несмотря на то, что формула была выведена из формулы Борисова, в этом случае прослеживается разница между полученными результатами для горизонтальной и наклонной скважин. Это может быть объяснено влиянием угла наклона скважины на гидропроводность.

Рис.3.36. Зависимость гидропроводности от толщины пласта для горизонтальной скважины

Рассматривать изменение зависимости гидропроводности от депрессии на пласт в данном случае возможно только при каком-либо фиксированном значении толщины. На рис. 3.36 представлена зависимость гидропроводности от депрессии при трех различных значениях толщины пласта (10,20 и 30 м). При увеличении депрессии и толщины пласта гидропроводность горизонтальных и наклонных скважин уменьшается. Полученные зависимости идентичны и по величине совпадают.

Р А З Д Е Л II