Лекция№4 – расчет оптимальной сетки горизонтальных скважин и сравнительная эффективность их работы с вертикальными

 

Системы разработки залежей классифицируют в зависимости от размещения скважин и вида энергии, используемой для перемещения нефти. Под размещением скважин понимают сетку размещения и расстояния между скважинами (плотность сетки), темп и порядок ввода скважин в работу. Системы разработки подразделяют на следующие: с размещением скважин по равномерной сетке и с размещением скважин по неравно­мерной сетке (преимущественно рядами). Системы разработки с размещением скважин по равномерной сетке различают: по форме сетки; по плотности сетки; по темпу ввода скважин в работу; по порядку ввода скважин в работу относительно друг друга и структурных элементов залежи. Сетки по форме бывают квадратными и треугольными (шести­угольными). При треугольной сетке на площади размещается скважин больше на 15,5 %, чем при квадратной в случае одинаковых расстояний между скважинами.

На рисунке 4.1 изображены схемы размещения вертикальных скважин.

На рисунке 4.1 а однорядная, добывающая горизонтальная скважина заменяет одну вертикальную.

На рисунке 4.1 b однорядная, добывающая горизонтальная скважина заменяет две вертикальные. Схема рисунок 1 с аналогична схеме рисунок 1 b, но вдвое сокращено число нагнетательных вертикальных скважин. На рисунок 1 d площадная добывающая горизонтальная скважина заменяет полторы добывающие скважины.

 

Рисунок 4.1 – Схемы размещения вертикальных скважин: а - пятирядная; b - трехрядная; с - однорядная; d - площадная 5-точечная; е - площадная обращенная 9-точечная; 1 - вертикальная добывающая скважина; 2 - вертикальная нагнетательная скважина

На рисунке 4.2 изображены схемы размещения горизонтальных скважин: однорядная горизонтальная скважина заменяет одну вертикальную скважину (рисунок 2 а) и однорядная горизонтальная скважина заменяет две вертикальные скважины (рисунок 2 b), площадь на скважину увеличена вдвое.

 

Рисунок 4.2 – Схемы размещения горизонтальных скважин

Горизонтальные скважины Однорядное расположение добывающих скважин

Принципиальное отличие определения общего дебита нефтяной площади при применении горизонтальных скважин по сравнению с применением вертикальных скважин заключается в определении внутренних фильтрационных сопротивлений рядов скважин в соответствии с расчетной схемой эквивалентных фильтрационных сопротивлений Ю.П. Борисова.

Так, при применении вертикальных скважин внутреннее фильтрационное сопротивление ряда определяется по следующей формуле:

                                               (4.1)

а при применении горизонтальных скважин - по следующей формуле:

                                  (4.2)

в этих формулах: n - число скважин рассматриваемого ряда;- - гидропроводность нефтяного пласта; h - эффективная толщина этого пласта; 2σ - расстояние между соседними скважинами ряда; r_с - радиус скважины; l - горизонтальная длина горизонтальной скважины в пределах нефтяного пласта.

Обычно у нефтяных пластов определяют две толщины: общую и эффективную; причем общая бывает заметно или значительно больше эффективной, поскольку общая, кроме эффективной, включает в себя неэффективную толщину. Обычно нефтяные пласты состоят из нескольких или многих проницаемых нефтяных слоев (это - эффективная толщина) и их разделяющих непроницаемых прослоев (это - неэффективная толщина). Бывает, что толщина разделяющих прослоев (неэффективная толщина) в два-три раза превосходит толщи­ну проницаемых слоев (эффективную толщину).

Обозначим число проницаемых нефтяных слоев у рассматриваемого нефтяного пласта через n_сл,общую толщину нефтяного пласта через h_об, эффективную толщину нефтяного пласта h, эффективную толщину отдельного слоя пласта,  общую горизонтальную длину горизонтальной скважины в пределах нефтяного пласта l_г, горизонтальную длину горизонтальной скважины в пределах отдельного нефтяного слоя

                                                                                         (4.3)

С учетом всего этого при многослойном нефтяном пласте внутреннее фильтрационное сопротивление ряда горизонтальных скважин имеет вид

        (4.4)

где n - число горизонтальных скважин в рассматриваемом ряду (или рассматриваемых рядах); n_сл - число слоев нефтяного пласта; - гидропроводность; h_общ и h - общая и эффективная толщины этого нефтяного пласта; r_с - радиус скважины.

При этом формула общего дебита нефтяной площади с чередованием параллельных линейных нагнетательных и добывающих рядов вертикальных скважин будет

(4.5)

где n_н - число нагнетательных скважин; n - число добывающих скважин; 2σ_н - расстояние между соседними скважинами в нагнетательном ряду; 2σ - расстояние между соседними скважинами в добывающем ряду; L - расстояние между нагне­тательными и добывающими рядами.

Формула общего дебита нефтяной площади с чередованием параллельных линейных рядов нагнетательных и добывающих горизонтальных скважин имеет вид

(4.6)

Формула общего дебита нефтяной площади с чередованием параллельных линейных рядов нагнетательных вертикальных скважин и добывающих горизонтальных скважин

(4.7)

По приведенным формулам выполним расчеты на практическом занятии.

 

Контрольные вопросы.