Размещение горизонтальных скважин в неоднородных нефтяных пластах

Продуктивный пласт зачастую характеризуется наличием анизотропии проницаемости. Причинами такой анизотропии могут быть, например, такие факторы, как условия осадконакопления или естественная трещиноватость. Поскольку фильтрационный поток при дренировании пласта горизонтальной скважиной (ГС) трехмерный, то влияние анизотропии в горизонтальном (латеральном) и вертикальном направлениях может быть значительным. Однако если степень влияния вертикальной анизотропии проницаемости на коэффициент продуктивности ГС достаточно хорошо изучена многими отечественными и зарубежными исследователями, то публикаций, посвященных проблеме влияния латеральной анизотропии на дебит ГС нет. Встречаются лишь отдельные упоминания, что горизонтальный ствол целесообразнее проводить в направлении, перпендикулярном направлению максимальной проницаемости. В то же время существующие сегодня геолого-промысловые, промыслово-геофизические, лабораторные методы и прочие методы, направленные на определение направления максимальной латеральной проницаемости дают азимуты, обычно отличающиеся от среднего значения на 15 - 30 градусов, а нередко – и на 90 градусов. В связи с этим вопрос о степени влияния угла между ГС и направлением максимальной проницаемости, а также собственно величины анизотропии представляет значительный практический интерес, и цель данной работы – получить аналитическое решение задачи о притоке к горизонтальной скважине в латерально - анизотропном пласте [11].

В связи с изложенным, задача формулируется следующим образом. Необходимо определить дебит стационарного притока жидкости к единичной горизонтальной скважине длиной и радиусом r_C, расположенной в прямоугольном с двухсторонним контуром питания однородно - анизотропном пласте толщиной h вдоль большой вдоль линии, соединяющей середины двух противолежащих сторон прямоугольника. Ось скважины смещена в вертикальной плоскости симметрии (по толщине пласта) от середины пласта на величину d. Большая и малая полуоси эллипса (полудлина и полуширина прямоугольника) равны a и b. На контуре питания и стенке скважины поддерживаются постоянные потенциалы скорости, равные j_K и j_С соответственно. Фильтрация подчиняется закону Дарси.

Рисунок - 4.1 Схема размещения горизонтальных скважин в

Анизотропном пласте

Рисунок - 4.2 Зависимости относительного дебита горизонтальных скважин от показателя анизотропии (kx/kz)

Получено аналитическое решение для дебита горизонтальной скважины, дренирующей анизотропный по трем направлениям пласт, представляющий собой прямоугольный элемент однорядной системы разработки. Построены рельефы зависимости относительного дебита ГС от направления ствола и соотношения проницаемостей (рисунки 4.3 и 4.4). За единицу принят дебит ГС в изотропном пласте. Некоторая асимметричность наблюдаемой картины связана, очевидно, с влиянием внутреннего фильтрационного сопротивления, которой в нашем случае зависит от соотношения проницаемостей во всех трех направлениях. По этой причине случаи не идентичны в смысле дебита.

Интересно следующее наблюдение: для любого угла j есть такое предельное соотношение при дальнейшем увеличении, которого дебит практически не увеличивается. Так, например, уже при угле около 5^о.

Рисунок - 4.3 График зависимости относительного дебита ГС от соотношения проницаемостей

Анализ полученных данных позволяет придти к следующим выводам.

Оптимальное направление ГС – в направлении минимальной проницаемости.

При высокой латеральной анизотропии (соотношение проницаемостей 10 - 100) отклонение угла направления ГС от оптимального даже на 15^о снижает дебит в 3 - 25 раз по сравнению с максимально возможным.

При низкой латеральной анизотропии (соотношение проницаемостей 2 -5) отклонение угла направления ГС от оптимального на 15^о снижает дебит примерно в полтора раза.

Угол фи – между осью скважины и осью абсцисс.

За единицу принят дебит при

Рассматриваемые ниже способы разработки нефтяных месторождений, представлены продуктивными пластами с различной геолого-физической характеристикой, отличающиеся рядом особенностей, с применением горизонтальных скважин и скважинами со вторыми стволами, являются реализацией теоретических основ, изложенных, в частности, в настоящем разделе.

5 Способы оптимальной разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами – изобретения