Эффективность дублирования выбывших скважин

Скважины выбывают из строя действующих по двум совершенно различным причинам: после выполнения своей технологической функции, достигнув заданного технологического и экономического предела и вследствие аварии.

Авария скважины – резкое падение ее производительности по жидкости или доли нефти в отбираемой жидкости. Правда, видимость аварии – резкое падение производительности по нефти может иметь вполне нормальное технологическое явление. Например, при фонтанном способе эксплуатации добывающих скважин при обводнении увеличивается из забойное давление и уменьшается производительность вплоть до срыва фонтанирования. Это явление происходит особенно быстро и контрастно по первым обводняющимся скважинам, когда соседние с ними другие добывающие скважины эксплуатируют без воды с низкими забойными давлениями фонтанирования, поддерживая на относительно низком уровне пластовое давление. Через забои обводняющихся добывающих скважин могут происходить межпластовое перетоки из более обводненных пластов в менее обводненные, вызывая катастрофически быстрый рост обводненности продукции. Против такой кажущейся аварии действует самое простое средство – переход с фонтанного на механизированный газлифтный или глубиннонасосный способы эксплуатации с увеличением производительности и снижением забойного давления.

Технологическое и аварийное выбытие скважин – это два совершенно разных и взаимно независимых процесса. Аварии никто не планирует. Они равновероятны на скважинах высокопродуктивных и низкопродуктивных, в малой и в значительной мере отобравших свои доступные извлечению запасы нефти. Это обстоятельство упростило вывод формулы коэффициента использования потенциально извлекаемых запасов нефти с учетом ограниченной долговечности (среднего времени существования) скважины, называемого коэффициентом долговечности сетки скважин. Этот коэффициент имеет вид

где Q_OO – потенциально извлекаемые запасы нефти, если бы отсутствовало аварийное выбытие, если бы долговечность скважин была достаточно большой, Т_С→∞; q_O' – амплитудный дебит на одну скважину проектной сетки; n_O – общее число скважин проектной сетки; Т_С – долговечность скважины. Размерность величин должна быть взаимно согласованной: если q_O' в млн. т/(скв. год), то n_O в скв., Т_С в год, Q_OO в млн. т.

Теряемая вследствие ограниченной долговечности скважин доля запасов нефти

Если предположить, что все аварийно выбывающие скважины без промедления заменяют дублерами, то технологически необходимое общее число скважино-лет работы

где Q_FOO – потенциальные расчетные извлекаемые запасы жидкости, отсюда максимально возможное число скважин-дублеров

Однако логично будет учесть, что не все аварийно выбывшие скважины целесообразно заменять новыми скважинам-дублерами. Так, нельзя заменять дублерами скважины, до выбытия достигшие или почти достигшие предельно высокой обводнености и выполнившие свою технологическую задачу. Также нельзя заменять скважины, достигшие достаточно высокой обводнености, трудно отличимой вследствие многих помех от предельно высокой. В качестве достаточно высокой принята расчетная доля вытесняющего агента в дебите жидкости А≈0,7. При этом доля еще не отобранных выбывшей скважиной потенциально извлекаемых запасов нефти

а уже отобранные расчетные извлекаемые запасы жидкости будут примерно равны начальным потенциально извлекаемым запасом нефти

Первое из этих соотношений необходимо для определения отбираемой за счет дублирования скважин доли запасов нефти

а второе соотношение необходимо для определения проектного общего числа скважин-дублеров

Таким образом, при дублировании аварийно выбывших скважин коэффициент долговечности сетки скважин, влияющий на конечную нефтеотдачу пластов,

А общее число скважин, равное числу скважин по проектной сетке плюс число скважин-дублеров,

Интересно оценить удельную эффективность отдельно скважин проектной сетки, отдельно скважин-дублеров и в целом всех вместе скважин:

Анализ формул показывает, вклад скважин проектной сетки в конечную нефтеотдачу пластов значительно больше, чем скважин-дублеров: одна скважина проектной сетки дает продукции в 2,5 раза больше.

Возникает вопрос, а если все скважины проектной сетки и скважины-дублеры сделать скважинами значительно более густой проектной сетки, т.е. пробурить сразу в один этап, то какой эффект будет на одну скважину. Интересно сравнить одноэтапное и многоэтапное бурение одинакового числа скважин.

Первый вариант – многоэтапное бурение скважин.

Коэффициент долговечности сетки скважин, входящий в состав коэффициента нефтеотдачи пластов,

Второй вариант – одноэтапное бурение скважин.

Формула для определения коэффициента долговечности сетки скважин имеет вид

но в этой формуле вместо n_O надо подставить n_O+2Q_OO/q'_O, после чего получается

.

Сравним первый вариант со вторым

Как видно, сравнение получается в пользу первого варианта многоэтапного бурения скважин.

Но второй вариант можно усилить, учитывая его более высокую плотность проектной сетки скважин и соответственно более высокий коэффициент сетки, входящий в коэффициент нефтеотдачи,

.

С учетом этого сравним первый вариант со вторым

Например, для следующих исходных данных: получаем

Таким образом, более эффективно многоэтапное бурение скважин, при котором постоянно (кад до, так и после разбуривания нефтяной залежи) бурят скважины-дублеры.

Проблема лучшего дублирования выбывших скважин настолько важна, сложна и противоречива, что требует дальнейших научных исследований, специальных экспериментальных работ и анализа фактических данных. С одной стороны, понятно, что можно значительно повысить эффективность новых скважин-дублеров, используя избирательность – не перфорируя в них уже обводненным слои и пласты. С другой стороны, оказывается, трудно принять правильное решение о бурении скважин-дублеров, поскольку используемая информация обладает погрешностью и выбывшие скважины являются плохими датчиками информации. Не ясно, где лучше бурить скважину-дублер: на месте выбывшей скважины или на каком-то удалении от нее, например, на половине расстояния до соседних скважин. Не ясно, как использовать имеющуюся информацию по соседним работающим скважинам и какие исследования необходимо по ним дополнительно провести