Исследования влияния анизотропии пласта и радиуса контура питания на дебит горизонтальных скважин

Практика разработки нефтегазовых месторождений показывает, что различие вертикальной и горизонтальной проницаемости оказывает существенное влияние на эффективность эксплуатации добывающих скважин. Поэтому учет анизотропии пласта по проницаемости существенным образом расширяет возможности регулирования процессов извлечения нефти.

Зависимость влияния радиуса контура питания на дебит ГС приведена в табл. 2.5 и на рис. 2.16.

Как видно из рис. 2.16, при h=10 м и L=300 м, увеличение радиуса конура питания приводит к уменьшению дебита горизонтальной скважины. Метод Борисова показал, что при увеличении R_k на 50% дебит упадет на 80,8 м³/сут (табл. 2.5). Увеличение R_k до 800 м приводит к падению дебита до 122 м³/сут (по Борисову) и до 121,9 м³/сут (по методу Ренарда и Дюпии). Показано, что эти методы дают практически одинаковые результаты.

Рис. 2.16. Зависимость дебита ГС от радиуса контура питания

Таблица 2.5

Результаты расчета дебита горизонтальной скважины

при разных радиусах контура питания

Из анализа влияния радиуса контура питания на дебиты ГС можно сделать вывод, что с увеличением R_k дебит горизонтальной скважины снижается. Сравнивая каждый из методов на чувствительность изменения дебита ГС на рост , установили, что метод Джоши показал самое низкое значение дебита, а метод Giger самый высокий.

3D визуализация изменения дебита в зависимости от (в диапазоне от 400 до 800 м) и L (от 50 до 750 м) приведены на рис. 2.17-2.20. Данные зависимости позволяют сделать вывод, что увеличение радиуса контура питания приводит к уменьшению дебита горизонтальной скважины, но при росте длины горизонтального ствола L дебит возрастает.

Рис. 2.17. Зависимость дебита ГС от радиуса контура питания и длины ствола (метод Борисова)

Рис. 2.18. Зависимость дебита ГС от радиуса контура питания

и длины ствола (метод Джоши)

Рис. 2.19. Зависимость дебита ГС от радиуса контура питания

и длины ствола (метод Giger)

Рис. 2.20. Зависимость дебита ГС от радиуса контура питания

и длины ствола (метод Ренарда и Дюпии)

При оценке дебита горизонтальной скважины необходимо принимать во внимание влияние вертикальной и горизонтальной проницаемости. Для этого проведем анализ дебитов ГС тремя методами для установившегося притока жидкости в анизотропном пласте (где вертикальная и горизонтальная проницаемость отличаются).

Исходные данные для расчета представлены в табл. 2.6. Определим дебит горизонтальной скважины при установившемся режиме фильтрации методами Борисова, Джоши, Ренарда и Дюпии в анизотропном пласте.

Таблица 2.6

Исходные данные для расчета

Результаты расчета дебита по методу Борисова, Джоши, Ренарда и Дюпии показаны в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Результаты расчёта

Результаты расчетов дебита ГС от длины ствола в анизотропном пласте приведены в табл. 2.8. Для анализа дебита горизонтальной скважине в анизотропном пласте построены зависимости дебита от длины горизонтального ствола (рис. 2.21). Наибольшее значение дебита Q=380,3 м³/сут при L=300 м дает метод Ренарда и Дюпии, а наименьшее метод Джоши - Q=346,3 м³/сут. Дебит ГС рассчитанный по методу Борисова составил 366,4 м³/сут.

Таблица 2.8

Результаты расчетов дебита ГС от длины ствола в анизотропном пласте

Рис. 2.21. Зависимость дебита от длины горизонтального ствола в анизотропном пласте

Исследуем дебит ГС в анизотропном пласте в зависимости от длины ствола.

Как видно из табл. 2.8 и рис. 2.21 метод Ренарда и Дюпии дает наибольшее увеличение дебита при увеличении длины горизонтального ствола. Например, при увеличении длины ствола от 50 до 100 м дебит горизонтальной скважины увеличился на 62,8 м³/сут, а дебит, рассчитанный по методу Джоши, составил 60,2 м³/сут. Метод Борисова при прочих равных условиях дает прирост дебита, равный 62 м³/сут.

Таким образом, метод Борисова является наиболее приемлемым способом расчета дебитов скважин. Метод Джоши дает заниженные, а метод Ренарда и Дюпии – повышенные значения дебита ГС. Погрешность расчетов не превышает 2%.

Ниже для оценки влияния проницаемости пласта на дебит горизонтальной скважины в анизотропном пласте применены эти же три метода. Результаты исследования приведены на рис. 2.22.

На рис. 2.22 приведена зависимость дебита ГС от вертикальной проницаемости в диапазоне от 3 мД до 90 мД, при L=300 м и К_г=30 мД. В табл. 2.9 приведены результаты расчета дебита при вертикальных проницаемостях 3, 12, 24, 30, 54 и 90 мД.

Таблица 2.9

Результаты расчета дебита скважины от величины вертикальной проницаемости

Из рис. 2.23 и табл. 2.9 видно, что при увеличении вертикальной проницаемости до 30 мД дебит ГС интенсивно возрастает. Дальнейшее увеличение проницаемости пласта приводит к снижению интенсивности роста дебита. Например, при увеличении проницаемости от 3 до 30 мД дебит вырос на 66,6 (метод Борисова), 77,4 (метод Джоши) и 52,4 м³/сут (метод Ренарда и Дюпии). Следовательно, заниженное значение дебита дает метод Джоши. Наибольшие значения дебита дал метод Ренарда и Дюпии. Но как видно из рис. 2.22 с увеличением вертикальной проницаемости (более 30 мД) дебит скважин становится ниже дебита, рассчитанного по методу Борисова. Например, при вертикальной проницаемости 90 мД дебит скважины по Борисову составляет 445,4 м³/сут, а по методу Ренарда и Дюпии 441,1 м³/сут.

При увеличении проницаемости (свыше 30 мД) рост дебита скважин замедляется. Например, при изменении вертикальной проницаемости от 30 до 90 мД дебит скважин увеличивается на 12,5 (метод Борисова), 16 (метод Джоши) и 11,3 м³/сут (метод Ренарда и Дюпии).

Рис. 2.22. Зависимость дебита ГС от вертикальной проницаемости в анизотропном пласте

Рассмотрим влияние горизонтальной проницаемости на дебит горизонтальной скважины в анизотропном пласте при L=300 м, h=10 м и K_в= 3 мД.

Из рис. 2.23 видно, что увеличение проницаемости по горизонтали приводит к значительному росту притока жидкости в ГС.

Рис. 2.23. Зависимость дебита ГС от горизонтальной проницаемости в анизотропном пласте

Показано, что метод Ренарда и Дюпии дает завышенное значение дебита скважины при увеличении горизонтальной проницаемости в анизотропном пласте. Например, при увеличении горизонтальной проницаемости от 30 до 50 мД дебит скважин возрос на 222 м³/сут. Если проницаемость увеличится до 90 мД, то дебит скважин возрастет на 627,6 м³/сут. Метод Борисова дает увеличение дебита скважин на 555 м³/сут. Для метода Джоши наблюдается снижение дебитов скважин по сравнению с другими методами. При изменении К_г от 30 до 90 мД дебит скважин увеличится на 503,6 м³/сут.

Таким образом, рассматриваемые методы дают удовлетворительную сходимость и могут быть использованы с одинаковым успехом на практике. Погрешность прогноза не превышает 2-4%

Эффективность горизонтальной скважины в значительной степени зависит не только от вертикальной проницаемости, но и от горизонтальной. Поэтому большой интерес представляет для науки исследование влияния анизотропии пласта на приток жидкости к ГС.

Результаты расчетов приведены в табл. 2.10 при К_г=30 мД и L=300 м. Анализируя эти данные видим, что чем меньше коэффициент анизотропии, тем больше дебит скважин. Это означает, что чем больше вертикальная проницаемость, тем больше дебит ГС. Эти результаты подтверждают предыдущие выводы.

Таблица 2.10

Результаты расчета дебитов ГС с учетом анизотропии пласта

На рис. 2.24-2.26 показана зависимость дебита Q от длины горизонтального ствола L при фиксированной анизотропии коллектора .

Рис. 2.24. Зависимость дебита ГС от длины ствола и анизотропии пласта (метод Борисова)

Рис. 2.25. Зависимость дебита ГС от длины ствола и анизотропии пласта (метод Джоши)

Рис. 2.26. Зависимость дебита ГС от длины ствола и анизотропии пласта (метод Ренарда и Дюпии)

Из графиков видно, с увеличением длины горизонтального ствола наблюдается рост дебитов скважин, а при увеличении анизотропии пласта дебит ГС снижается. Это объясняется тем, что увеличение коэффициента анизотропии связано с уменьшением вертикальной составляющей проницаемости. Например, при пятикратном увеличении коэффициента анизотропии дебит ГС уменьшается на 30% при длине горизонтального ствола 100 м.

Р А З Д Е Л III