Определение технологического режима работы горизонтальных газовых скважин вскрывших однородные пласты с подошвенной водой

Работы по определению производительности горизонтальной скважины, показали, что величина дебита горизонтальной газовой скважины, вскрывшей полосообразную залежь, при заданной постоянной депрессии изменяется от перемещения горизонтального ствола скважины от середины однородного пласта к его кровле или подошве. Установлено, что наилучшим расположением ствола, при отсутствии подошвенной воды, является его симметричное расположение по толщине продуктивного пласта. Перемещение ствола к кровле или подошве в одинаковой степени снижает дебит горизонтальной скважины. Максимальное снижение дебита скважины зависит от толщины пласта и отклонение дебита возрастает с увеличением толщины пласта. При наличии подошвенной воды производительность скважины в основном будет зависеть от расположения горизонтального ствола относительно ГВК и величины допустимой депрессии на пласт, обуславливаемой расстоянием от горизонтального ствола до ГВК.

Одним из преимуществ горизонтальных газовых скважин является слабая взаимосвязь между степенью вскрытия по толщине и величиной допустимой депрессии на пласт. Для горизонтальной скважины ее совершенство по степени вскрытия полосообразного пласта определяется одновременно толщиной пласта и длиной дренируемой зоны горизонтальной частью ствола. При наличии подошвенной воды, данное преимущество позволяет свести к минимуму возможность обводнения скважины подошвенной водой путем увеличения степени вскрытия пласта (длины горизонтального участка ствола) и перемещение ствола ближе к кровле с учетом регулируемой депрессии на пласт, величина которой во избежание преждевременного быстрого обводнения скважины должна быть ограниченна.

Основная цель обоснования режима эксплуатации горизонтальных газовых скважин при наличии подошвенной воды заключается в установлении величины допустимой депрессии на пласт исходя из толщины газоносного пласта и расположения горизонтальной части ствола по толщине.

Для исключения возможности обводнения скважины предлагаются следующие варианты:

- применение горизонтальных скважин с соответствующем расположением горизонтального ствола в зависимости от близости к ГВК с учетом величины создаваемой депрессии на пласт;

- подбор соответствующей конструкции скважины, длины и диаметра фонтанных труб в горизонтальной части ствола, обеспечивающую величину депрессии необходимой для замедления темпов продвижения подошвенной воды.

Если скважина не оборудована фонтанными трубами, то максимально допустимая депрессия должна определяться для сечения, где скважина переходит от горизонтального положения к вертикальному, так как на этом сечении имеют место максимальные потери давления по длине фильтра. Если скважина оборудована фонтанными трубами, то допустимая депрессия будет иметь место у башмака фонтанных труб.

- сочетание одновременного изменение конструкции с перемещением горизонтального ствола относительно ГВК;

- степень вскрытия нескольких пропластков восходящим/нисходящим наклонным стволом;

При вскрытии газоносного пла­ста с подошвенной водой производительность вертикальной сква­жины зависит от степени вскрытия пласта и от расстояния от за­боя скважины до газо-водяного контакта. Поэтому для вертикальных скважин было установле­но некоторое оптимальное вскрытие, при котором дебит газа до­стигает максимального значения.

В горизонтальной скважине несовершенство по степени вскрытия полосообразного пласта определяется как отношение вскрытой горизон­тальным стволом L_гор части ширины или длины полосообразного пласта ко всей его ширине или длине фрагмента L_фр, т.е. L_гор/L_фр. Поэтому для горизонтальных скважин классическое понимание несовершенства неприемлемо, а несовершенство вскрытия пласта по площади не влияет на величину допустимой депрессии на пласт при наличии подошвен­ной воды. Величина допустимой депрессии на пласт с подошвенной водой при его вскрытии горизонтальной скважиной определяется расположением горизонтального ствола по отношению к контакту газ-вода. Отсутствие взаимосвязи между степенью вскрытия и величиной допустимой депрессии при вскрытии пласта с подошвен­ной водой горизонтальной скважиной является одним из основных преимуществ таких скважин. Это обстоятельство позволяет свести к минимуму возможность обводнения скважины подошвенной водой путем увеличения полноты вскрытия пласта горизонтальным стволом, перемещения ствола к кровле, регулирования величины депрессии, и, таким образом, повысить коэффициент газоотдачи пласта и надежность эксплуатации скважины.

Для определения предельного безводного дебита горизонталь­ной скважины при Р_з(L_гор)=const полностью вскрывшей полосообразный пласт с подошвенной водой (см. рисунок 6.6) на произвольном расстоянии от кровли, необходимо использовать следующую формулу:

(6.47)

где а _i, b _i – коэффициенты фильтрационного сопротивления, определяемые по формулам:

(6.48)

ΔР=Р_пл–Р_з=(ρ_в–ρ_гр)∙gh₂; ρ_в, ρ_гр – плотности воды и газа в пластовых условиях; h₂ – расстояние от ГВК до стенки горизонтального ствола.

Результаты определения безводного дебита показывают (см. рисунок 6.7), что его максимальная величина достигается не при наибольшем удалении от ГВК, а в некотором промежуточном расстоянии от ГВК. Такой характер связан с увеличением коэффициентов фильтрационного сопротивления а и b при приближении оси горизонтального ствола к кровле продуктивного пласта.

Рисунок 6.7 – Зависимость предельно безводного дебита от удаления горизонтального ствола от поверхности ГВК.