Розробка та видобуток нафти та газу з використанням горизонтальних свердловин

Застосування горизонтальних свердловин для видобутку нафти та газу. Області їхнього дренування. Використання спеціальних методів буріння. Аналіз формул до розрахунку коефіцієнта продуктивності горизонтальних свердловин. Гідродинамічні методи дослідження свердловин.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено наhttp://www.allbest.ru/

свердловина буріння горизонтальне

Розробкою та видобуванням нафти та газу з використанням горизонтальних чи похилих свердловин у світі займаються ще з середини минулого століття. Однак цей метод до вісімдесятих років минулого століття використовувався вкрай незначно, переважно для збільшення продуктивності вертикальних свердловин застосовували гідророзрив пласта. Поширення методу горизонтального буріння стримувалося підвищеними витратами на буріння та «закінчення» свердловини. Сучасний розвиток буріння набуло завдяки ДНБ.

Прогрес у технологіях буріння та дослідження свердловин у процесі самого буріння кардинально змінив ситуацію в галузі видобутку нафти та газу. За останні роки у світі пробурено величезну кількість саме горизонтальних свердловин. Основним завданням горизонтальної свердловини є збільшення поверхневого контакту з колектором і внаслідок цього підвищення продуктивності свердловини в цілому. Експлуатаційна свердловина горизонтального типу може мати велику поверхню контакту з пластом порід, що збільшує коефіцієнт вилучення нафти зі свердловини та її прийомистість. Внаслідок цього чинника у всьому світі простежується тенденція буріння самегоризонтальних свердловин, які забезпечують різке зростання доходів проти традиційними вертикальними.

У більшості випадків горизонтальна свердловина бурить паралельно площині напластування колектора. Використовуються бурові установки. Вертикальна свердловина буриться перпендикулярно до площини напластування. Навіть у колекторах з вертикальним заляганням нафтоносних шарів можливе спочатку вертикальне буріння і після цього можна бурити поперечно з метою перетину кількох зон видобутку. Продуктивність горизонтальної свердловини залежить від довжини її контакту із пластом.

Завдяки цим перевагам горизонтальна свердловина забезпечує більший і навіть швидший видобуток нафти в порівнянні з вертикальною свердловиною за один і той самий проміжок часу (це за умови, що нафтоносний колектор дає можливість пробурити горизонтальну свердловину). В результаті, суттєва і швидка віддача може виправдати додаткові витрати на буріння, дослідження та закінчення горизонтальної свердловини.

Головна перевага горизонтальної свердловини – велика область контакту з колектором. В даний час можливе буріння горизонтальних свердловин на нафту довжиною понад 1000 м, які забезпечують більшу область контакту, ніж вертикальна свердловина. Головний недолік при цьому – одна продуктивна зона для дренування. Для дренування кількох зон застосовують два методи:

1) протяжні горизонтальні секції буряться у більш ніж одній продуктивній зоні;

2) свердловина цементується, а потім збуджується шляхом гідровибуху пласта.

Як зазначалося, інший недолік горизонтальних свердловин - їх підвищена вартість. Як правило, стандартна горизонтальна свердловина дорожча за вертикальну в 1,4-3 рази, залежно від обраногоспособу буріння та схеми закінчення робіт. Ця вартість буріння горизонтальних свердловин у порівнянні з вертикальними свердловинами значно скоротилася протягом останніх десяти років. Ще один фактор, що впливає на вартість буріння - досвід бурильних робіт у конкретному районі. У міру збільшення числа пробурених горизонтальних свердловин в одному певному районі вартість буріння в порівнянні з вертикальними свердловинами знижується. Придбаний досвід позначається на зменшенні вартості буріння до вирівнювання вартості рівня вертикальних свердловин. Звідси випливає, що для економічного успіху кращим є проект буріння декількох горизонтальних свердловин, а не однієї окремої. Крім того, економічно вигідним може бути купівля та продаж ДНБ.

Таким чином, найбільш ефективно використовувати буріння горизонтальних свердловин на нафту у таких випадках:

1. У колекторах із тріщинами горизонтальні свердловини використовуються для перетину тріщини з метою ефективного дренування колектора.

2. Для мінімізації проблем обводнення та підвищення нафтовидобутку в колекторах з небезпекою водних та газових проривів.

3. При видобутку газу горизонтальні свердловини використовують у колекторах з будь-якою проникністю. З низькою проникністю колектора застосування горизонтальних свердловин зменшує їх кількість, з високою проникністю - знижує швидкість газу в свердловинні зоні.

4. Використання горизонтальних свердловин збільшення нафтовіддачі пласта, особливо у разі методів термічного на пласт.

5. Інші випадки застосування горизонтальних свердловин пов'язані переважно з вирішенням фінансових проблем при бурінні. Особливо у випадках, де потрібна мінімізація числа свердловин для дренування колектора, щобзменшити екологічне навантаження на навколишнє природне середовище. У разі горизонтальні свердловини надають унікальні переваги.

1. Теоретична частина

1.1 Загальні відомості про горизонтальні свердловини

Традиційні методи розробки родовищ системою вертикально пробурених свердловин який завжди ефективні. У 50-ті роки в нашій країні група фахівців почала розробляти та застосовувати спеціальну техніку та технологію буріння багатовибійних похилих та горизонтальних свердловин. Великий внесок у цьому напрямі було зроблено А.М. Григоряном. У ці роки були виконані перші теоретичні роботи з розрахунку припливу нафти до горизонтальних свердловин (П.Я. Полубаринова-Кочина, Ю.П. Борисов, В.П. Пилатовський, В.П. Меркулов, В.П. Табаков). Однак відсутність необхідної техніки на той час не дозволило знайти широке практичне застосування цього методу.

В останнє десятиліття в нашій країні та за кордоном ведуться інтенсивні практичні та теоретичні роботи в галузі застосування технології похило горизонтального буріння. Переваги горизонтальних свердловин часом очевидні. Горизонтальна свердловина має значно більшу область дренування, ніж вертикальна. Особливо сильно проявляється цей ефект у пластах малої продуктивної товщини. Область дренування горизонтальної свердловини можна апроксимувати об'ємом досить протяжного вздовж напластування еліпсоїда, тоді як вертикальна свердловина дренує об'єм кругового циліндра. Продуктивність горизонтальної свердловини зростає із її довжиною. Виграш у продуктивності може бути у 3-5 разів.

Горизонтальні свердловини особливо ефективні у родовищах, що містять вертикальні тріщини. У дуже неоднорідних по проникності пластах (таких, наприклад, як карстові поклади)горизонтальні свердловини мають більшу ймовірність зустріти продуктивну зону, ніж вертикальні. У плані боротьби з обводненням горизонтальна свердловина також має переваги.

1.2 Застосування горизонтальних свердловин

Горизонтальні свердловини ефективно використовувалися у таких випадках:

1. У тріщинуватих колекторах горизонтальні свердловини використовувалися для того, щоб перетнути тріщини з метою ефективного дренування колектора (приклади: Bakken formation, Північна Дакота, США; Austin Chalk, Штат Техас, США та Devonian Shale, Західна Вірджинія, США).

2. У колекторах з небезпекою водних та газових проривів горизонтальні свердловини використовувалися, щоб мінімізувати проблеми обводнення та підвищувати нафтовидобуток (наприклад: родовище Rospo Маге, морське буріння, Італія; родовище Helder, морське буріння, Нідерланди; родовище Bima, Індонезія; Prudho; Аляска, США та Empire Abo Unit, Нова Мексика, США).

3. При видобутку газу горизонтальні свердловини можуть використовуватися як у колекторах з низькою проникністю, так і колекторах з високою проникністю. У низькопроникних колекторах горизонтальні свердловини можуть покращити дренажну зону і скоротити кількість свердловин, які потрібні для дренування колектора. У колекторах з високопроникним колектором, де швидкості газу в свердловинні зоні високі у вертикальних свердловинах, горизонтальні свердловини можуть використовуватися для того, щоб знизити швидкості газу в свердловинні зоні. Таким чином, горизонтальні свердловини можуть використовуватися для зменшення турбулентності в зоні свердловини і збільшення продуктивності свердловини в колекторах з високою проникністю. Нещодавнє застосування технології горизонтального буріння на газовому родовищі Zuidwal у Нідерландах.підтверджує ефективність горизонтальних свердловин у зниженні турбулентності в свердловинні зоні.

4. Горизонтальні свердловини використовувалися збільшення нафтовіддачі пласта, особливо із застосуванням термічних методів на пласт. Довга горизонтальна свердловина забезпечує велику область контакту з колектором і тому підвищує прийом нагнітальної свердловини. Це особливо вигідно у випадках збільшення нафтовіддачі, коли прийомистість є проблемою. Горизонтальні свердловини також використовувалися як експлуатаційні.

Належна орієнтація горизонтальних свердловин, особливо у тріщинуватих колекторах, може підвищити ефективність витіснення при інтенсифікації нафтовіддачі пласта. З недавніх пір горизонтальні свердловини використовуються в обводнених районах для закачування полімерів та інших агентів для підвищення ефективності витіснення нафти.

Таблиця 1.1 Пробурені горизонтальні свердловини