Добыча из незатронутых эксплуатацией пластов

Рисунок 5-2 Повышение текущей стоимости ста­рых месторождений. Бурение горизон­таль­ных ответвлений из существующих скважин позволяет вскрыть незатронутые экс­плуата­цией продуктивные пласты.

Скважины-кандидаты для бурения бо­ковых стволов

Гидроразрывы, повторная перфорация, восстановление коллекторских свойств пласта при обработке кислотой и новое заканчивание скважины - все это широко при­меняемые методы увеличения продук­тивности существующих скважин, а значит и чис­той текущей стоимости на старых ме­сторождениях. В настоящее время бурение боко­вых стволов привлекает повышенное внимание в связи с потенциальным увели­чением отдачи из загрязненных или исто­щенных пластов и возможностью вскрыть новые пла­сты с меньшими затратами.

Итак, когда надо бурить боковые ство­лы? Во многих случаях применение тради­ционных технологий и технических средств может оказаться неэффективным или не­целесообразным. В старых скважинах бу­рение боковых стволов можно считать наи­лучшим техническим решением, если есть надежное обоснование эффективности вскрытия продуктивной зоны наклонным или горизонтальным стволом (Рисунок 5- 6). Бу­рение боковых стволов из существующих скважин дешевле, чем строительство но­вых скважин. Кроме того, траектория бо­кового ствола проходит вблизи старой сква­жины, где продуктивная зона уже оха­рактеризована керновыми и каротажными дан­ными, а также результатами испытания и эксплуатации пластов.

Оптимизация отдачи пласта

Рисунок 5-3 Повышение добычи за счет сети бо­ко­вых стволов. Дополнительные боко­вые ство­лы расходятся ве­ером из существую­щей обычной или горизонтальной сква­жины и улучшают усло­вия притока из пласта.

Вскрытие удаленных структур

Рисунок 5-4 Повышение эффек­тивности разработ­ки мелких за­лежей.

Новые техноло­гии и техни­ческие средства бурения могут повы­сить потребительскую стои­мость за счет вскрытия мелких залежей нефти. Использо­вание новейших забойных двигателей и гео­навига­цию, можно бурить с морских плат­форм направленные сква­жины с отходами в несколько ки­лометров, исключая необходи­мость дополнительного строи­тельства. Сеть боковых стволов, пробуренных из основной скважи- ны, могут вскрыть различные час- ти месторождения, позволяя отка­заться от бу­рения новых скважин.

Если существующая скважина вскрыла газовую шапку или прошла вблизи нее, а также при наличии подстилающей воды, то содержание газа или воды (зачастую и то­го и другого) в добываемой продукции скважины обычно увеличивается. При от­сутствии газовой шапки традиционным способом отсрочить прорыв воды являет­ся перфорация только верхней части про­дуктивного интервала. Однако во многих случаях при ради­альном притоке флюида создаваемой депрессии бывает достаточно, чтобы подтянуть воду к зоне перфорации в виде конуса (Рисунок 5- 8). Достигнув нижних пер­форацион­ных отверстий, вода, благодаря ее большой подвижности, может стать основ­ным ком­понентом продукции скважины.

При сильном подпоре «нижней» воды обводнение скважины может иметь место даже при отсутствии водонефтяного кон­такта повышенной подвижности. Как пра­вило, стволы горизонтальных скважин располагают ближе к кровле продуктив­ного пласта, поэтому перепад давления, перпендикулярный к оси скважины, приво­дит к подъему воды в виде треугольной приёмы, а не конуса (Рисунок 5- 9). Для образова­ния такой призмы необходимо вытеснить гораздо больше нефти, чем для образова­ния конуса, то есть отдача пласта увеличи­вается даже за счет геометрических ха­рактеристик водяного потока.

В отложениях, склонных к выносу пес­ка, бурение боковых стволов может ис­ключить необходимость спуска дорогосто­ящих гравийных фильтров, используемых для борьбы с песком. В отличие от верти­кальных, горизонтальные скважины поз­во­ляют отбирать столько же или больше продукции при значительно меньших де­прес­сиях на пласт.

Следующим преимуществом боковых стволов является улучшение условий вскрытия многопластовых месторожде­ний. Если отдельные пласты имеют доста­точную мощность для размещения в них горизонтальных стволов, то очень эффек­тивной стра­тегией является бурение не­скольких расположенных друг за другом боковых стволов в эти пласты из одной скважины. Меняя протяженность вскры­тия каждого пласта об­ратно пропорционально интенсивности притока, можно под­держивать равномерную удельную отдачу пластов (суммарная добыча из пласта, от­несенная к падению пласто­вого давления).

Более дешевым решением этой пробле­мы является вскрытие всех пластов одним наклонным боковым стволом. При проек­тировании траектории такого бокового ствола можно предусмотреть увеличение протяженности вскрытия пластов с мень­шими деби­тами, чтобы поддерживать удельную отдачу пластов на приблизи­тельно одинаковом уровне. Однако в слу­чае обводнения одного из высокопроизво­дительных пластов, изо­лировать его будет гораздо трудней, чем в многоствольной скважине.

В сравнении с вертикальной скважиной, наклонный боковой ствол может значи­тель­но увеличить отбор из тонкослоистого мес­торождения, где из-за малой мощности не­возможно разместить горизонтальный ствол в каждом отдельном пропластке. Часто углеводородосодержащие пласты не включают в число эксплуатационных объ­ектов, или они не дают притока при на­чальных методах заканчивания скважины. Такие ин­тервалы можно дополнительно проперфорировать, и после гидроразрыва значительно увеличить производитель­ность скважины. Однако в маломощных пластах бурение бо­ковых стволов с гори­зонтальными участками эффективнее гид­роразрывов.

Ввиду особых условий осадконакопления стратиграфическое строение некото­рых залежей обеспечивает условия мигра­ции углеводородов в горизонтальном и верти­кальном направлениях. Геологичес­кие фации с контрастными коллекторскими харак­теристиками могут быть как эк­ранами, так и каналами для миграции. Иногда песчани­стые коллекторы могут иметь слишком малую мощность, чтобы быть выделенными в сейсморазрезе, но благодаря большой протяженности, они видны на амплитудных сейсмокартах структурных горизонтов. В таких случаях горизонтальные скважины мо­гут идеально решить проблему эксплуатации пластов малой мощности и вскрытия уг­леводород­ных залежей, удаленных по горизонтали от устья скважины.

Больше всего горизонтальных скважин бурят в трещиноватых коллекторах типа мелоподобных известняков Остин на юге Техаса. Когда горизонтальные скважины бу­рятся перпендикулярно плоскостям при­родных трещин, создается отличная дре­нажная система для повышения добычи. Выявление зон трещиноватости и опреде­ление ориен­тации трещин являются решающими условиями успешного проекти­рования скважин в таких породах.

Рисунок 5-6 Оптимизация добычи.

Залежи можно подразделить по ха­рактеру дренаж­ной зоны (левая колонка). Для любой из видов залежи эффективными могут оказаться не­сколько типов скважин: верти­кальные, вертикальные с гидроразрывами пластов, на­клонные, горизонтальные, горизонтальные с гидроразрывами, многостволь­ные и мно­гоствольные с ответвлениями на разной глубине. В центральной и правой колонках приведены примеры повышения добычи и отдачи пластов за счет бурения наклонных и горизон­тальных боковых стволов, эффективность которых определяется проницаемо­стью и коллекторскими характеристиками пластов.

Рисунок 5-6 (продолжение) Оптимизация добычи.

Обычно горизонтальные скважины, перпендику­лярные природным трещинам, обеспечива­ют более высокую производительность, чем вертикальные скважины после гидро­разрывов. Как правило, природные трещи­ны расположены в вертикальных плос­ко­стях, но если коллектор залегает неглубоко или находится под аномально-высоким пла­стовым давлением, то могут встретиться раскрытые горизонтальные трещины. В та­ких случаях целесообразно бурить верти­кальные и наклонные скважины. Однако в глу­боко-залегающих коллекторах с ано­мально-высоким пластовым давлением лучше за­крепить раскрытые трещины, что­бы избежать потерь производительности по мере па­дения перового давления в процес­се эксплуатации.

Вытянутые в длину залежи могут обра­зоваться в флювиальных отложениях или в результате крупных осложнении. Оба ти­па залежей можно вскрывать горизонталь­ными скважинами. Для конкретных усло­вий выбирается стратегия бурения. определяе­мая задачами, которые должны решить скважины. Например, ствол сква­жин может идти внутри одной залежи. вдоль нее или вскрывать по возможности большее число залежей. В последнем слу­чае ствол скважины идет перпендикулярно длинным осям залежей, что соответствует перемещению поперек склона, существо­вавшего в период осадконакопления. Дру­гим решением могут быть многостволь­ные скважины для вскрытия каналов. выявленных сейсмическими замерами в горизонтальных скважинах, из которых бурят боковые стволы.