Определение температурного режима работы горизонтальной скважины с малым радиусом кривизны при наличии мерзлоты на вертикальном участке ствола

Ранее было подчеркнуто, что из-за небольших размеров искривленного участка горизонтальной скважины с малым радиусом кривизны ее температурный режим работы может быть определен с учетом изменения температуры только в горизонтальном и вертикальном участках. Поэтому при наличии мерзлоты на вертикальном участке, температурный режим работы горизонтальной скважины с малым радиусом кривизны, определяется в следующей последовательности:

– сначала по формуле (3.130) определяется распределение температуры газа в пласте в зоне от R_к до R_с изменение, которое вызвано созданием депрессии на пласт;

- затем определяется температура газа по длине горизонтального участка на сечении, где ствол переходит в искривленный участок, по формуле (3.146) или (3.148);

- далее рассчитывается температура газа на нижней границе мерзлой зоны по формуле (3.155);

- после этого определяется температура газа в зоне мерзлоты по формуле (3.137).

Устьевая температура Т_у, полученная с учетом ее потерь в пласте, по длине горизонтального и искривленного участков, а также в зоне мерзлоты должна быть выше равновесной температуры гидратообразования Т_р, т.е. должна обеспечить условие Т_у>Т_р.

Определение температурного технологического режима работы горизонтальных скважин со средним и большим радиусом кривизны при наличии зоны многолетней мерзлоты на искривленном и вертикальном участках ствола

В ряде случаев, когда толщина мерзлой зоны большая (северо-восточные регионы России) она частично охватывает искривленный участок ствола скважины. В этом случае, температурный технологический режим работы горизонтальной скважины, определяется в следующей последовательности:

– сначала по формуле (3.130) следует определить температуру на забое (желательно у поворота), значение которой зависит от величины депрессии на пласт и дебита;

- затем определяют температуру газа по формуле (3.146) или (3.148) для х_г=L_гор, при условии, что отсчет температуры производится от торца горизонтальной скважины, где х_г=0;

- далее по известной температуре газа на нижней границе искривленного участка, т.е. на переходе горизонтального ствола в искривленный, определяют температуру газа на нижней границе мерзлой зоны, частично охватывающей искривленный участок, по формуле (3.151);

- затем, используя формулу (3.159) определяем температуру газа на нижней границе вертикального участка;

- по известной температуре на нижней границе вертикального участка рассчитывается распределение температуры газа в мерзлой зоне вертикального участка от нижней границы мерзлой зоны до нейтрального слоя, по формуле (3.137).

Приведенные выше условия определения температурного технологического режима работы горизонтальных газовых и газоконденсатных скважин охватывают практически все возможные случаи наличия или отсутствия мерзлой зоны в разрезе ствола и конструктивные особенности горизонтальных скважин. При практических расчетах при небольших депрессиях на пласт, незначительных длинах горизонтальных участков, высоких пластовых температурах газа расчеты по обоснованию температурного технологического режима работы горизонтальных газовых скважин, в особенности с малым радиусом кривизны могут существенно упроститься. Это означает, что при высоких температурах пластового газа исключается возможность образования гидратов в горизонтальном, а в ряде случаев в искривленном и вертикальном участках ствола скважины. При небольших депрессиях на пласт (это одно из преимуществ горизонтальных скважин) и небольших длинах горизонтального участка ствола, изменение температуры газа на этом участке будет весьма незначительным и при практических расчетах этим изменением можно пренебречь и принимать Т_зп=Т_пл.

При обосновании температурного технологического режима работы горизонтальных скважин входящие в расчетные формулы, типовые свойства газа и горных пород, а также значения геотермических градиентов определяются методами, изложенными в работах [1, 2].