Использование результатов исследования на стационарных режимах фильтрации для обоснования режима работы горизонтальных скважин

Одна из основных задач газогидродинамических исследований скважин является установление связи между депрессией на пласт и дебитом скважины, а также количеством жидких и твердых примесей. Многочисленные промысловые исследования газовых скважин показывают в большинстве случаев коэффициенты пропорциональности между разностью квадратов пластового и забойных давлений и дебитом газа а и b становятся переменными от режима к режиму. Это связано, прежде всего, с изменением свойств пористой среды и насыщающих ее флюидов от изменения забойного давления.

По данным исследования скважин на стационарных режимах фильтрации должен быть обоснован режим эксплуатации с учетом возможности деформации и разрушения призабойной зоны, образования песчано-жидкостных пробок, гидратов и конусов подошвенной воды и т.д. Особую опасность для горизонтальных скважин представляет возможность образования гидрозатворов связанных с конструктивными особенностями таких скважин. Для исключения возможности образования гидрозатворов необходимо обосновать и выбрать такой профиль вскрытия пласта, при котором исключается такая возможность. В ряде случаев такая конструкция ухудшает условие эксплуатации скважин без обводнения. Характерные виды зависимостей между количеством примесей в газе и депрессией на пласт для коллекторов со средней устойчивостью показаны на рисунке 6.10. При построении таких зависимостей следует учесть не только процессы стабилизации забойных давлений и дебитов, но и стабилизации процессов разрушения и выноса твердых примесей. Опыт исследования по выявлению разрушения пласта в призабойной зоне показывает, что стабилизация разрушения и выноса твердых частиц происходит в течение нескольких дней.

Поэтому специальные исследования скважины на вынос песка следует проводить только в нескольких скважинах, расположенных на различных участках залежи. На интенсивность разрушения призабойной зоны существенно влияет обводнение скважины. Поэтому аналогичные исследования выборочно следует проводить и после обводнения скважин. Для таких скважин необходимо соответствующая конструкция диаметра и глубины спуска фонтанных труб, обеспечивающих вынос продуктов разрушения на поверхность. Лабораторные исследования по разрушения и выносу частиц слабоустойчивых коллекторов показали, что для выноса на поверхность независимо от формы частиц с размерами до d_ус£0,5 мм необходима скорость движения потока V³5 м/с.

При несоблюдении этого условия возможно образование песчаной пробки. Следует также подчеркнуть, сто гранулометрический состав выносимых частиц изменяется во времени при заданном градиенте давления и этот процесс характерен для каждого режима (депрессии) работы скважины. На рисунке 6.11 показан характер изменения выхода твердых примесей во времени в процессе специального исследования.

Рисунок 6.10 – Зависимость количества выносимой примеси от величины депрессии на пласт различной устойчивости:

1 – среднеустойчивый; 2 – слабоустойчивый; 3 – неустойчивый пласты.

Рисунок 6.11 – Изменение выноса песка во времени при режиме работы скважины с дебитом Q_г=800 тыс.м³/сут.

 

При исследовании скважин на стационарных режимах работы необходимо величину допустимой депрессии ограничить возможностью обводнения скважин. Если скважина обводнена на каком-то режиме в процессе опробования, то последующее соблюдение величины допустимой депрессии на пласт не гарантирует безводную эксплуатацию скважины. Поэтому прежде чем начинать исследования следует расчетным путем установить допустимую величину депрессии на пласт и исследование провести на депрессиях, не превышающих эту величину. Следует учесть, что наибольшая депрессия на пласт имеет место у башмака фонтанных труб. Это означает, что в горизонтальных скважинах максимальная депрессия на пласт будет иметь место у перехода ствола от горизонтального направления к искривленному, если горизонтальный участок ствола не оборудован фонтанными трубами.

Ограничение на величину депрессии на пласт следует соблюдать только после детального анализа данных геофизики и материалов отбора керна вблизи газоводяного контакта. Если между стволом скважины и контактом газ-вода имеется низкопроницаемые пропластки, то ограничение на величину допустимой депрессии на пласт связанное с возможностью обводнения снимается.