Разработване и добив на нефт и газ чрез хоризонтални кладенци

Приложение на хоризонтални кладенци за добив на нефт и газ. Зони на тяхното отводняване. Използване на специални методи за пробиване. Анализ на формули за изчисляване на коефициента на производителност на хоризонтални кладенци. Хидродинамични методи за изследване на кладенци.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано наhttp://www.allbest.ru/

хоризонтално сондиране на кладенец

Разработването и производството на нефт и газ с хоризонтални или наклонени кладенци се практикува в света от средата на миналия век. Въпреки това, този метод се използва много малко до 1980 г., главно хидравличното разбиване се използва за увеличаване на производителността на вертикални кладенци. Разпространението на хоризонталния метод на сондиране беше задържано от увеличените разходи за пробиване и "завършване" на кладенеца. Пробиването получи модерно развитие благодарение на HDD.

Напредъкът в технологията на сондиране и проучването на кладенци в процеса на самото пробиване коренно промени ситуацията в областта на добива на нефт и газ. През последните години в света бяха пробити огромен брой хоризонтални кладенци. Основната задача на хоризонталния кладенец е да увеличи повърхностния контакт с резервоара и в резултат на това да увеличи производителността на кладенеца като цяло. Производствен кладенец от хоризонтален тип може да има голяма повърхност на контакт с образуването на скали, което увеличава коефициента на добив на нефт от кладенеца и неговата инжективност. В резултат на този фактор има световна тенденция за прецизно пробиванехоризонтални кладенци, което осигурява рязко увеличение на приходите в сравнение с традиционните вертикални кладенци.

В повечето случаи се пробива хоризонтален кладенец, успореден на равнината на леглото на резервоара. Използват се сондажни машини. Перпендикулярно на равнината на леглото се пробива вертикален кладенец. Дори в резервоари с вертикални нефтени пластове е възможно първоначално да се сондират вертикално и след това да се сондират напречно, за да се пресекат няколко производствени зони. Производителността на хоризонтален кладенец зависи от дължината на контакта му с резервоара.

Поради тези предимства хоризонталният кладенец осигурява повече и дори по-бързо производство на нефт в сравнение с вертикалния кладенец за същия период от време (това е при условие, че нефтеният резервоар позволява пробиването на хоризонтален кладенец). В резултат на това значителната и бърза възвращаемост може да оправдае допълнителните разходи за сондиране, тестване и завършване на хоризонтален кладенец.

Основното предимство на хоризонталния кладенец е голямата площ на контакт с резервоара. Понастоящем е възможно да се пробиват хоризонтални петролни кладенци с дължина над 1000 m, които осигуряват по-голяма контактна площ от вертикален кладенец. Основният недостатък в този случай е една продуктивна зона за дренаж. За отводняване на няколко зони се използват два метода:

1) удължени хоризонтални участъци се сондират в повече от една зона на добив;

2) кладенецът се циментира и след това се стимулира чрез хидравлично разбиване.

Както вече беше отбелязано, друг недостатък на хоризонталните кладенци е тяхната повишена цена. По правило стандартният хоризонтален кладенец е 1,4-3 пъти по-скъп от вертикалния, в зависимост от избранияметоди за сондиране и схеми за завършване. Тази цена на пробиване на хоризонтални кладенци в сравнение с вертикални кладенци е намаляла значително през последните десет години. Друг фактор, който влияе върху цената на сондажите, е опитът от сондажни операции в определен район. Тъй като броят на хоризонталните кладенци, пробити в една конкретна област, се увеличава, разходите за пробиване намаляват в сравнение с вертикалните кладенци. Натрупаният опит оказва влияние върху намаляване на разходите за сондиране до изравняване на разходите до нивото на вертикалните кладенци. От това следва, че за икономически успех е за предпочитане проект за пробиване на няколко хоризонтални кладенци, а не един отделен. Освен това може да бъде рентабилно да купувате и продавате HDD втора употреба.

По този начин е най-ефективно да се използва сондиране на хоризонтални кладенци за нефт в следните случаи:

1. В резервоари с фрактури се използват хоризонтални кладенци за пресичане на фрактурата за ефективно дрениране на резервоара.

2. Да се минимизират проблемите с напояването и да се увеличи добива на нефт в резервоарите с риск от пробиви на вода и газ.

3. При добив на газ се използват хоризонтални кладенци в резервоари с всякаква пропускливост. При ниска пропускливост на резервоара използването на хоризонтални кладенци намалява броя им, при висока пропускливост намалява скоростта на газа в зоната около сондажа.

4. Използването на хоризонтални кладенци за увеличаване на нефтения добив, особено в случай на методи за термично стимулиране на резервоара.

5. Други случаи на хоризонтални кладенци са свързани главно с разрешаването на финансови проблеми по време на сондирането. Особено в случаите, когато се изисква минимизиране на броя на кладенците за източване на резервоара, за да сенамаляване на екологичното бреме върху околната среда. В такива случаи хоризонталните кладенци предлагат уникални предимства.

1. Теоретична част

1.1 Обща информация за хоризонталните кладенци

Традиционните методи за разработване на находища със система от вертикално пробити кладенци не винаги са ефективни. През 50-те години на миналия век група специалисти у нас започват да разработват и прилагат специална техника и технология за пробиване на многостранни наклонени и хоризонтални кладенци. Голям принос в тази насока има A.M. Григорян. През същите години е извършена първата теоретична работа по изчисляване на притока на нефт към хоризонтални кладенци (П. Я. Полубаринова-Кочина, Ю. П. Борисов, В. П. Пилатовски, В. П. Меркулов, В. П. Табаков). Липсата на необходимото оборудване по това време обаче не позволи да се намери широко практическо приложение на този метод.

През последното десетилетие у нас и в чужбина се провежда интензивна практическа и теоретична работа в областта на приложението на технологията на наклонено хоризонтално сондиране. Предимствата на хоризонталните кладенци са очевидни в някои случаи. Хоризонталният кладенец има значително по-голяма дренажна площ от вертикалния. Този ефект е особено изразен в пластове с малка продуктивна дебелина. Дренажната площ на хоризонтален кладенец може да бъде приблизително определена чрез обема на елипсоид, достатъчно разширен по дължината на леглото, докато вертикалният кладенец източва обема на кръгъл цилиндър. Производителността на хоризонтален кладенец се увеличава с дължината му. Увеличаването на производителността може да бъде 3-5 пъти.

Хоризонталните кладенци са особено ефективни в полета, съдържащи вертикални пукнатини. В образувания с висока хетерогенна пропускливост (като например карстови отлагания)Хоризонталните кладенци са по-склонни да срещнат продуктивна зона, отколкото вертикалните. По отношение на контрола на водата хоризонталният кладенец също има предимства.

1.2 Приложение на хоризонтални кладенци

Хоризонталните кладенци се използват ефективно в следните случаи:

1. В резервоари с фрактури са използвани хоризонтални кладенци за пресичане на фрактури за ефективно дрениране на резервоара (примери: формация Bakken, Северна Дакота, САЩ; Austin Chalk, Тексас, САЩ и Devonian Shale, Западна Вирджиния, САЩ).

2. В резервоари с риск от пробиви на вода и газ са използвани хоризонтални кладенци за минимизиране на проблемите с наводняването и увеличаване на производството на нефт (например: находище Rospo Mage, офшорно сондиране, Италия; находище Helder, офшорно сондиране, Холандия; находище Bima, Индонезия; Prudhoe Bay, Аляска, САЩ и Empire Abo Unit, Ню Мексико, САЩ).

3. При производството на газ хоризонталните кладенци могат да се използват както в резервоари с ниска пропускливост, така и в резервоари с висока пропускливост. В резервоари с ниска пропускливост хоризонталните кладенци могат да подобрят дренажната площ и да намалят броя на кладенците, необходими за източване на резервоара. В резервоари с висока пропускливост, където скоростите на газа в близост до сондажа са високи във вертикални кладенци, могат да се използват хоризонтални кладенци за намаляване на скоростите на газ в близост до сондажа. По този начин хоризонталните кладенци могат да се използват за намаляване на турбуленцията в близост до сондажа и увеличаване на производителността на кладенеца в резервоари с висока пропускливост. Скорошно приложение на технология за хоризонтално сондиране в газовото находище Zuidwal в Холандияпотвърждава ефективността на хоризонталните кладенци за намаляване на турбулентността в зоната около сондажа.

4. Хоризонталните кладенци са използвани за подобряване на добива на нефт, особено с използването на методи за термично стимулиране. Дългият хоризонтален кладенец осигурява голяма площ на контакт с резервоара и следователно увеличава инжекционната способност на инжекционния кладенец. Това е особено полезно при EOR приложения, където инжективността е проблем. Хоризонталните кладенци също са използвани като производствени кладенци.

Правилната ориентация на хоризонталните кладенци, особено в резервоари с пукнатини, може също да подобри ефективността на задвижването при добива на нефт. Напоследък хоризонтални кладенци се използват в преовлажнени зони за инжектиране на полимери и други агенти за подобряване на ефективността на изместването на нефта.

Таблица 1.1 Пробити хоризонтални кладенци