О выборе оптимальной долговечности скважин

При проектировании технологии извлечения нефти из недр надо осуществлять всестороннюю системную оптимизацию.

Обычно проектирование строительства скважин ведется отдельно от проектирования системы разработки нефтяного месторождения. При проектировании разработки исходят из предположения, что скважины нужной глубины и нужного диаметра будут существовать нужное время, что продолжительность времени существования скважин достаточно большая, во всяком случае больше, чем это необходимо для выполнения ими технологической функции.

Обычно в расчетные формулы процесса добычи нефти не вводят параметр долговечности скважины Т_С. Это означает, что рассматривается оптимистичный идеализированный вариант с бесконечно большой долговечностью скважины. Ошибочность этого предположения особенно резко видна при проектировании разработки малопродуктивных малопроницаемых нефтяных пластов с низким темпом отбора запасов нефти, когда годовой темп отбора составляет 1-2%, среднее время отбора 50-100 лет, а полное время отбора 100-300 лет и более, когда невооруженным взглядом видно, что первоначально пробуренные скважины не могут так долго существовать, что проектную сетку скважин за время разработки нефтяной залежи придется многократно повторять – 5-10 раз и более.

Проблема обостряется в связи со стремлением буровиков к удешевлению строительства скважин. Мероприятия, направленные на удешевление строительства, не согласованные с интересами обеспечения нефтеотдачи пластов, приводят к уменьшению долговечности скважин и потере запасов нефти. Сталкиваются три крупные проблемы – выделение эксплуатационных объектов, определение рациональной сетки скважин и выбор оптимальной долговечности скважин.

Увеличение числа эксплуатационных объектов при заданной сетке скважин отдельного объекта приводит к сгущению общей сетки и увеличению общего числа скважин. Понятно, что сгущение сетки скважин отдельного объекта при заданном числе объектов тоже приводит к увеличению общего числа скважин. Не так очевидно другое: при заданной сетке скважин в случае уменьшения их долговечности происходит самопроизвольное хаотическое разрежение сетки и уменьшение извлекаемых запасов нефти, а при заданной нефтеотдаче в случае уменьшения долговечности заданную проектную сетку скважин приходится неоднократно дублировать.

Однако существуют такие ситуации, когда дублирование вышедших из строя скважин новыми исключено, например в болотистой местности при кустовом бурение скважин с насыпных островов. В таких ситуациях экономически эффективным будет значительное усложнение конструкции скважин ради увеличения их долговечности.

Проблема долговечности скважин до сих пор не рассматривалась в теории разработки нефтяных месторождений, так как определение долговечности скважин по фактическим данным конкретной залежи сильно запаздывает во времени на многие годы и десятилетия и при учете ограниченной долговечности скважин методика проектирования разработки становится гораздо более сложной. Результирующий процесс – динамику добычи нефти образуют элементарные взаимно независимые процессы: давно произошедший геологический процесс образования неоднородных по проницаемости пластов; процесс бурения и ввода в работу скважин; процесс их функционирования,.т.е закачки в нагнетательные и отбор из добывающих, процесс аварийного выбытия скважин. Представление результирующего процесса более простым приводит к существенным ошибкам. Долговечность скважины служит важнейшим параметром и трудности его определения не могут служить оправданием отказа от его учета. На первых порах долговечность скважины придется определять по фактическим данным давно разрабатываемых месторождений и с учетом аналогии распространять на рассматриваемые объекты, по которым составляют проекты разработки.

Обычно при проектировании строительства скважин учитывают максимально возможные кратковременные нагрузки и перегрузки и стремятся обеспечить прочность и работоспособность конструкции, фактически принимая во внимание требования лишь бурения и испытания, игнорируя требования многолетней эксплуатации. Но существующее положение надо считать ненормальным, надо осознанно проектировать необходимую долговечность скважин. Пути увеличения долговечности – усложнение конструкции, увеличение числа обсадных колонн, улучшение качества цементирования заколонного пространства, увеличение толщины стенок и улучшение качества металла труб, применение эмалирования и различных защитных покрытий труб, осуществление специального режима вскрытия и освоения продуктивных пластов и применение при этом специальных жидкостей.

Упомянутые усложнения и дополнения требуют новых капитальных затрат. Примем, что средняя долговечность скважины прямо пропорциональна 3_К' – капитальным затратам на ее строительство и оборудование Т_С=z3_К'. Этот постулат лежит в основе дальнейших рассуждений, является вполне правдоподобным и практически удобным. В последующих исследованиях по данной проблеме возможно отступление от прямолинейной зависимости, однако выбор более сложной кривой требует соответствующей более полной информации.