Определение коэффициентов фильтрационного сопротивления по кривым стабилизации забойного давления и дебита на режиме, с которым эксплуатируется горизонтальная скважина

При использовании кривых стабилизации забойного давления и дебита для определения коэффициентов фильтрационного сопротивления а _г и b _г следует выбрать тот режим, с которым скважина эксплуатируется и подключена в промысловую систему сбора и подготовки газа.

Для определения коэффициентов фильтрационного сопротивления предполагается, что происходит плоско-радиальный приток газа перпендикулярно горизонтальному стволу в пределах толщины пласта. Однако получаемые при этом коэффициенты фильтрационного сопротивления а _г и b _г будут характеризовать фильтрацию только в пределах толщины пласта равной h₁=h/2–R_c при условии, что горизонтальный ствол расположен симметрично по толщине пласта.

Технология исследования горизонтальной скважины путем снятия кривых стабилизации забойного давления и дебита аналогична технологии, используемой при снятии КСДиД в вертикальных скважинах.

Полученные результаты обрабатываются по формуле:

(4.86)

в координатах от , что позволяет определить коэффициент b _г и значение β. По известному коэффициенту β определяют вертикальную проницаемость k_в и проводимость k_вh/μ, а также величину a ^* из выражения:

или (4.87)

Для определения а _г необходимо найденный через коэффициент β параметр а ^* умножить на геометрию зоны дренируемой горизонтальной скважиной (см. формулы (4.78) и (4.80)). Второй неизвестный коэффициент фильтрационного сопротивления определяется сравнительно точно, так как этот коэффициент связан инерционной составляющей уравнения, которая имеет место только вблизи ствола скважины.

В формуле (4.86) параметры ψ(t_k), φ(t_k) и дебиты Q(t_k) соответствуют времени t_к, означающего конец процесса стабилизации. Это время в горизонтальных скважинах наступает гораздо позже, чем время необходимое для охвата дренируемой зоны по толщине. Поэтому целесообразнее вместо t_k использовать время необходимое для достижения границы зоны дренирования по толщине t(R=h/2).

Из изложенных выше следует, что обработка результатов КСДиД по формуле (4.86) позволяет определить только коэффициент b _г. Для определения коэффициента а _г, используя результаты обработки кривых стабилизации забойного давления и дебита, следует:

1. Определить коэффициент β из графической зависимости от .

2. Используя значение β, по формуле (4.87) найти размерный параметр а ^*.

3. По известным а ^* и геометрии зоны дренирования горизонтальной скважины вычислить коэффициент а _г согласно формулам (4.78) или (4.80), если пласт анизотропный. При известном β определяемом по кривым стабилизации забойного давления и дебита формулу (4.78) можно представить в виде:

(4.88)

Технология проведения исследования горизонтальной скважины на режиме с которым она эксплуатируется должна быть выполнена двумя способами:

1. По аналогии с исследованием вертикальной скважины путем снятия кривых стабилизации забойного (устьевого) давления и дебита.

2. Только путем фиксации забойного давления, дебита и температуры газа на устье на режиме, с которым скважина эксплуатируется в данный момент времени. Это означает, что при исследовании на режиме с которым скважина эксплуатируется необходимо более достоверно замерить давление на забое (такое невозможно без остановки скважины и спуска приборов на забой) или на устье скважины. Затем определить единственный коэффициент притока газа к горизонтальному стволу а _г^/ в формуле: (Р_пл²–Р_з²)= а _г^/Q.

Если используется технология проведения исследования путем снятия кривых стабилизации забойного давления и дебита, то необходимо зафиксировать только последние значения Р_з(t_k) и Q(t_к), соответствующее времени t_k (т.е. конца процесса стабилизации). Если имеется возможность определить пластовое давление с приемлемой точностью по картам изобар или по рядом расположенной наблюдательной скважине, то исследовать скважину на одном режиме возможно без остановки, по результатам которых определяют пластовое давление.

4.19 Методика определения коэффициентов фильтрационного сопротивления горизонтальных скважин с использованием результатов исследования вертикальных скважин

Продолжительность процесса стабилизации забойного давления и дебита в вертикальных скважинах значительно меньше, чем в горизонтальных, что связано с размерами зоны дренируемой такими скважинами. Если горизонтальная скважина вскрывает изотропный пласт, то для определения коэффициентов фильтрационного сопротивления следует использовать результаты исследования вертикальных скважин.

Для достоверного определения коэффициентов фильтрационного сопротивления горизонтальных скважин необходим учет степени вскрытия пласта вертикальной скважиной. Для совершенных по степени вскрытия вертикальных скважин структуры коэффициентов фильтрационного сопротивления вертикальных скважин имеют вид:

(4.89)

(4.90)

Если скважина несовершенная по степени вскрытия пласта, то формулы (4.89) и (4.90) примут вид:

и (4.91)

Значения коэффициентов несовершенства С₁ и С₂ должны быть определены по формуле (4.7).

Для анизотропных пластов коэффициенты несовершенства С₁ и С₂ определяются по формуле (4.10).

Если все исследуемые вертикальные скважины несовершенные по степени вскрытия, то найденные по результатам исследования на стационарных режимах фильтрации коэффициенты фильтрационного сопротивления будут равны а _в.нес и b _в.нес. Однако несовершенство по степени вскрытия не влияет на проницаемость или проводимость пласта, так как коэффициенты несовершенства С₁ и С₂ связаны только с геометрией зоны фильтрации газа к скважине. Поэтому при различных значениях несовершенства скважин по степени вскрытия величины а _в.нес и b _в.нес будут разные, а определяемые при этом коэффициенты и останутся постоянными. При известных величинах а _в.нес и b _в.нес коэффициенты а _в^* и b _в^* будут определяться по формулам:

и (4.92)

Полученные значения а _в^* и b _в^* позволяют рассчитать коэффициенты фильтрационного сопротивления горизонтальных скважин а _г и b _г по следующим формулам (4.78) и (4.79) при условии, что параметры:

и в этих формулах заменяются значениями а _в^* и b _в^* из (4.92).

Следует подчеркнуть, что поисково-разведочные работы целесообразно вести с использованием вертикальных скважин, так как бурение вертикального ствола сравнительно дешевле, чем горизонтального, а информативность таких скважин больше. Кроме того, вертикальный ствол является минимальным вариантом длины вскрытия продуктивного разреза. Однако в настоящее время залежи с трудноизвлекаемыми запасами, месторождения расположенные в шельфовой, а также месторождения с небольшой толщиной и т.д. рентабельнее осваивать горизонтальными скважинами с восходящими, нисходящими или горизонтальными профилями. В условиях отсутствия информации о емкостных и фильтрационных свойствах пластов и продуктивных характеристик горизонтальных скважин для составления ТЭО технологических схем разработки месторождений в период ОПЭ, а также проектирования разработки месторождения с применением горизонтальных скважин, необходимо использовать результаты исследования параметрических, разведочных и эксплуатационных вертикальных скважин. Методические основы определения коэффициентов фильтрационного сопротивления а _в и b _в с использованием результатов исследования вертикальных скважин изложены ранее.