ПРИМЕНЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

В приведенной статье изложена основная информация о применении горизонтальных скважин для извлечения остаточных запасов месторождений. Широкое распространение горизонтального бурения в последние годы показало, что горизонтальные скважины могут успешно применяться как на начальной, так и на поздней стадии разработки. Это связано с тем, что горизонтальные скважины, в отличие от вертикальных, контактируют с большей площадью продуктивного пласта, увеличивая при этом поверхность дренирования нефтенасыщенного пласта, продуктивность скважин за счет трещин, а также воздействие на низкопрочные пласты и т. д.

Ключевые слова: горизонтальные скважины, месторождение, извлечение запасов, бурение, разработка.

Широкое использование горизонтального бурения в последние годы показало, что горизонтальные скважины могут успешно применяться как на начальной, так и на поздней стадии разработки. Это связано с тем, что горизонтальные скважины, в отличие от вертикальных, контактируют с большей площадью пласта, увеличивая при этом поверхность дренирования нефтенасыщенного пласта, продуктивность скважин за счет трещин, а также воздействие на низкопрочные пласты и т. д.

Одним из методов воздействия на пласт является паротермический метод. Основным преимуществом метода тепловых волн в горизонтальных скважинах является значительное увеличение дебита скважины, уменьшение обводненности пласта, снижение вязкости нефти, увеличение забора нагнетательных скважин и увеличение притока в добывающие скважины. Суммарный эффект приводит к значительному увеличению добычи по месторождению.

Повышение нефтеотдачи пласта при перекачке пара достигается за счет снижения вязкости нефти, охвата пласта паром, перегонки нефти и экстракции растворителем. Все это увеличивает коэффициент смещения. Одним из наиболее эффективных способов увеличения нефтеотдачи пластов на поздней стадии эксплуатации месторождения является обрезка боковых стволов в аварийных, многоводных и малодебитных скважинах.

При этом происходит доработка остаточных запасов в слабо дренируемых зонах пластов с существенным увеличением продуктивности скважин в низкопроницаемых коллекторах. Такой подход предполагает, что первоначальное бурение скважин является своеобразным «пилотным» этапом, которому предшествует отработка запасов нефти на более поздних стадиях разработки месторождения.

В последнее время большое внимание уделяется совершенствованию бурения горизонтальных скважин. Увеличение длины горизонтального ствола и снижение стоимости бурения этих скважин позволило эффективно использовать их при разработке нефтяных месторождений, имеющих пласты с низкими коллекторскими свойствами. Самостоятельное использование горизонтальных скважин - это не метод увеличения нефтеотдачи, а способ интенсификации добычи нефти. Основная цель бурения горизонтальных добывающих скважин - увеличение контакта с пластом и повышение коэффициента продуктивности скважин. В нагнетательных горизонтальных скважинах большая площадь соприкосновения с объектом удара может увеличить приток [1, c. 59].

Важным фактором, влияющим на работу горизонтальных скважин, является схема заканчивания их горизонтального забоя. В зависимости от геологических условий пласта горизонтальная скважина может быть закончена открытым стволом с установкой хвостовика-хвостовика, хвостовика с пакером или футерована стволом с последующей перфорацией колонны.

Горизонтальные скважины могут эффективно использоваться в следующих условиях [2, c. 85]:

1. В естественных трещиноватых коллекторах сообщить и объединить в единую дренажную систему трещины, присутствующие в пласте.

2. В слоях, в которых есть вероятность образования конуса воды и газа.

3. При эксплуатации газовых залежей в низкопроницаемых и высокопроницаемых коллекторах.

В залежах с высокопроницаемыми коллекторами, которые характеризуются высокими скоростями в стволе скважины, можно использовать горизонтальные скважины для уменьшения этих скоростей, которые являются причиной турбулентности газового потока при увеличении дебита скважины.

Недостатки использования горизонтальных скважин. Основным недостатком является то, что с помощью горизонтальной скважины можно дренировать только один нефтенасыщенный пласт. Известны случаи, когда для дренажа многопластовых отложений использовались горизонтальные скважины (НГДУ «Ямашнефть»). Это достигается двумя способами [3, c. 50]:

1. «Ступенчатое» бурение, при котором горизонтальные стволы удерживаются более чем в одном слое.

2. Традиционное бурение горизонтальной скважины с последующим созданием трещин.

Еще один недостаток горизонтальных скважин - их стоимость. Типовая стоимость горизонтальной скважины примерно в 1,4-3 раза больше, чем вертикальной. Таким образом, из-за более высокой стоимости горизонтальных скважин экономический успех их использования зависит не только от того, что извлекаемые запасы разрабатываемых месторождений должны быть пропорционально выше, но и время извлечения этих запасов должно быть короче.

Доля трудноразрабатываемых месторождений увеличивается с каждым днем, и сегодня многие компании работают над технологиями, позволяющими разрабатывать при минимальных затратах. В данной статье рассматривается этот метод при использовании горизонтальных скважин с многостадийным ГРП на примере Обского месторождения. По сравнению с наклонными скважинами горизонтальные скважины имеют ряд преимуществ, таких как большие значения дебита нефти и дебита.

В настоящее время бурение горизонтальных скважин в сочетании с многостадийным гидроразрывом пласта является одним из наиболее эффективных способов извлечения нефти из пластов со сложными геологическими и геофизическими характеристиками. Этот метод в совокупности позволяет в одной пробуренной горизонтальной скважине провести определенное количество полноценных стадий ГРП, за счет чего происходит приток жидкости, обеспечивает широчайший диапазон охвата всех удаленных ранее недренированных участков (рис.1). Таким образом, данная технология позволяет внедрять в разработку запасов, которые раньше даже не рассматривались, а также увеличивает такие показатели, как производительность и оснащенность. Эта технология была впервые внедрена на зарубежных месторождениях, но сейчас часто используется отечественными компаниями, такими как Газпромнефть.

Рисунок 1. Сравнение темпов падения жидкости на скважинах

Высокая стоимость строительства горизонтальных скважин с МГРП требует тщательного подхода к процессу проектирования и учета всех рисков. Были проведены различные расчеты вариантов и типов разработки исходного пробуренного участка от таких параметров как: расположение и дислокация скважин, ориентация трещин в них.

Последние достижения в области горизонтального бурения, используемые по отдельности или вместе в различных комбинациях, способные произвести революцию в технологии разработки пластов с использованием многоствольных скважин, сделали возможным бурение морских нефтяных и газовых морских месторождений без строительства дорогостоящих морских баз, платформ.

За счет вскрытия пластов горизонтальных скважин достигаются [1, c. 44]:

● интенсификация добычи нефти и увеличение нефтеотдачи;

● увеличение срока эффективной эксплуатации скважин за счет значительных;

● сокращение водогазовых конических образований;

● минимальное загрязнение окружающей среды и сохранение экологически чистых больших площадей на поверхности;

● сокращение количества скважин, необходимых для разработки и до начала разработки месторождения;

● развертывание месторождений, ранее считавшихся промышленными.

Помимо вышеперечисленных причин, следует отметить, что при наличии горизонтального ствола работа по интенсификации притока может дать больший эффект, чем в вертикальных скважинах, так как по длине горизонтального ствола могут выполнять несколько операций ГРП, производить их выборочно или последовательно, начиная с конца горизонтального ствола.

Таким образом, бурение горизонтальных скважин позволяет за счет значительного увеличения площади контакта ствола с горной породой значительно снизить величину депрессии в расчете на пласт с получением экономически приемлемого дебита в случае маломощных пластов при наличии грунтовых вод. Бурение горизонтальных скважин целесообразно и при разработке ограниченных лентикулярных пластов, а также при вскрытии нецементированных и неустойчивых к разрушению пластов.

Список литературы:

1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. - М .: Нетры, 2015. – 514 с.
2. Ибатуллин Р.Р. Теоретические основы процессов разработки нефтяных месторождений: Курс лекций. Часть 1. Системы и способы развития: Учебник. - Борисов: Огни, 2017.
3. Увеличение нефтеотдачи на поздней стадии разработки месторождений (методы, теория, практика) /Р.Р. Ибатуллин, Н.Г. Ибрагимов, Ш.Ф. Тахаутдинов, Р.С. Хисамов. – М.: Недра – Бизнесцентр, 2014. – 324 с.