Влияние диаметра и длины фонтанных труб в горизонтальном участке на производительность и на устьевое давление скважины

Основные виды конструкций горизонтальных скважин и факторы, влияющие на их выбор

Одноствольные конструкции:

1) - с большим R_кр (>150 м),

- со средним R_кр (12-150 м),

- с малым R_кр (4 ≤ R_кр < 12 м).

2) - с горизонтальным профилем ствола,

- с низходящим (ступенчатым),

- с восходящим.

3) - без фонтанных труб в горизонтальном участке,

- частично оборудованы фонтанными трубами,

- полностью оборудованы фонтанными трубами.

Многоствольные конструкции:

- по толщине

- по площади

- по площади и по толщине

Для выбора оптимальной конструкции горизонтальной скважины необходимо учесть факторы, от которых зависит производительность таких скважин:

1) геологические: - неоднородность, - тип залежи, - параметр анизотропии, - емкостные и фильтрационные параметры и т.д.

2) технологические: - вскрытие пропластков, (пласта), - допустимые величины Р_у, Р_з, - формы зоны дренирования.

3) технические: - качество труб, арматуры и скважинного оборудования, - схема подключения скважин к УКПГ, - амплитуда колебаний горизонтального ствола по толщине, и т.д.

Также на выбор конструкции скважины оказывает влияние местонахождение месторождения (шельф, наличие объектов, где бурение скважин не разрешается).

Определение дебита горизонтальной скважины, вскрывшей однородный пласт при ассиметричном расположении ствола по толщине

Q₁=Q₂ и Q₃=Q₄ ΣQ_г=(Q₁+Q₂)+(Q₃+Q₄)=Q_I+Q_II

[…] – геометрия пласта

h₁= h_вск - R_с h₂ = h- h_вск - R_с = h- h₁ - 2R_с

ν - коэффициент анизотропии,

- однородный пласт (изменяет толщину h_i)

Влияние диаметра и длины фонтанных труб в горизонтальном участке на производительность и на устьевое давление скважины

При выборе конструкции проектных скважин необходимо обеспечить минимальные потери давления в стволе и удаление твёрдых и жидких примесей. Регулировать данные условия помогает корректный выбор фонтанных труб в горизонтальном участке (их диаметр и длина).

Для выноса примесей из затрубного пространства необходимо, чтобы на любом сечении горизонтального ствола скорость потока была более 5 м/с.

Величина скорости определяется:

V= , где

Эквивалентный диаметр d_экв, который обеспечивает скорость потока была более 5 м/с будет гарантировать надёжную эксплуатацию скважины без накопления твёрдых и жидких примесей, а соответственно и высокую производительность.

Длина фонтанных труб на горизонтальном участке выбирается исходя из:

- необходимости равномерности дренирования залежи,

- продуктивной характеристики вскрываемого пласта,

- опасности обводнения скважины подошвенной водой,

- создания условий для выноса твёрдых и жидких примесей.

Для каждого диаметра фонтанных труб при заданном диаметре обсадной колонны существует оптимальная длина фонтанных труб, характеризующаяся максимальным дебитом.

- С увеличение длины фонтанных труб потери давления в затрубном пространстве возрастают.

- Разница давлений между точ.перехода и башмаком фонтаны труб с увеличением их длины фонтанных труб существенно возрастает.

- Для каждого диаметра фонтанных труб при заданном диаметре обсадной колонны существуют некоторая оптимальная длина фонтанных труб в горизонтальном стволе, характеризуемая максимальным суммарным дебитом.

При уменьшении длины фонтанных труб от её оптимального значения суммарный дебит независимо от диаметра фонтанных труб примерно равен дебиту горизонтальной скважины, не оборудованной фонтанными трубами, а при дальнейшем увеличении длины фонтанных труб суммарный дебит резко убывает.

Из полученного графика зависимости Q_сум(L) можно определить оптимальную длину фонтанных труб в горизонтальном стволе, т.к. нет простой формулы для определения L_оптим.

Чем длиннее ствол и длина НКТ, тем меньше d_НКТ, тем больше падение давления.

Чем меньше d _НКТ, тем больше потери давления в НКТ, тем меньше величина устьевого давления.

Влияние диаметра и длины фонтанных трубобусловлено необходимостью обеспечить вынос твёрдых и жидких примесей в продукции скважины и исключить образование гидрозатворов. Однако наличие этих труб приводит к снижению производительности горизонтальных скважин при ограниченной величине потерь давления в горизонтальном участке ствола. Доказано:

1) фонтанные трубы в горизонтальном участке ствола следует спускать только при восходящем профиле примеси в продукции скважины стекают к башмаку фонтанных труб, который находится на конечном сечении искривлённого участка,

2) увеличение диаметра фонтанных труб при заданном диаметре обсадной колонны приводит к резкому росту потерь давления в зоне, оборудованной этими трубами. При этом уменьшаются потери давления при движении газожидкостной смеси по фонтанным трубам на горизонтальном участке ствола,

3) уменьшение диаметра фонтанных труб в горизонтальном участке приводит к снижению потерь давления в затрубном пространстве, но к росту потерь давления при движении смеси по этим трубам в горизонтальном участке ствола скважин.

Эти особенности влияния наличия фонтанных труб в горизонтальном участке ствола скважины учтены при разработке методов определения забойного давления горизонтальных скважин различных конструкций.