АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЁТА ПРОДУКТИВНОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЁТА ПРОДУКТИВНОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Сохошко Сергей Константинович

д-р техн. наук, проф. кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Тюменского индустриального университета,

РФ, г. Тюмень

Аль-Башири Аммар Хади Абдулла

магистрант, кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Тюменского индустриального университета, Республика Йемен,

РФ, г. Тюмень

ANALYSIS OF CALCULATION METHODS PRODUCTIVITY OF HORIZONTAL GAS WELLS

Sergey Sokhoshko

Doctor of Science in Engineering, Professor of Oil and Gas Field Development Faculty at the Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Al-Bashiri Ammar Hadi Abdullah

Master's student    at the Faculty of Oil and Gas Fields Development of the Tyumen Industrial University, Republic of Yemen,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Актуальность исследований: В наше время практически на всех нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях, все большее применение находят горизонтальные скважины. Основное достоинство горизонтальных скважин состоит в многократном увеличении площади фильтрации пластового флюида за счет длины горизонтального ствола, что ведет к уменьшению депрессии на пласт.  Сейчас  теоретические основы применения горизонтальных скважин на газовых и газоконденсатных месторождениях разработаны не в полном объёме.

Цель исследований: Анализ  методов определения производительности горизонтальных газовых скважин и исследование их на стационарных режимах фильтрации для снижения эксплуатационных затрат при разработке месторождений природного газа.

Методы исследований: методы определения производительности горизонтальных газовых скважин и исследование их на стационарных режимах.

ABSTRACT

Relevance of research: Currently, horizontal wells are increasingly used in almost all oil, gas and gas condensate fields, as well as underground gas storage facilities. The main advantage of horizontal wells is a manifold increase in the filtration area of the formation fluid due to the length of the horizontal wellbore, which leads to a decrease in the drawdown.

To date, the theoretical foundations for the use of horizontal wells in gas and gas condensate fields have not been fully developed.

Purpose of research: Analysis of methods for determining the productivity of horizontal gas wells and their study at stationary filtration modes to reduce operating costs in the development of natural gas fields.

Research methods: methods for determining the productivity of horizontal gas wells and their study in stationary modes.

Ключевые слова: горизонтальная газовая скважина, режим фильтрации, траектория ствола скважины.

Keywords: horizontal gas well, filtration mode, wellbore trajectory.

Научные основы использования горизонтальных скважин для разработки газовых месторождений, за исключением единичных работ, опубликованных в 60-х годах XX века, были созданы после 1980 года, что связано с созданием оборудования и технологий бурения таких скважин к тому времени. Эти работы были в основном посвящены определению продуктивности нефтяных скважин. К ранним работам по горизонтальным скважинам относятся работы Григоряна А.М., Пилатовского В.П., Лейбензон Л.С., Табаков В.П.,  Борисова Ю.П. и других авторов. За последние годы опубликовано большое количество  публикаций по теории притока нефти в горизонтальные скважины, исследования таких скважин, технологии и методики их бурения и эксплуатации. Среди наиболее часто встречаемых в литературе работы по горизонтальным скважинам, необходимо  отметить авторов, которые оценивали в своих работах продуктивность горизонтальных нефтяных скважин. Это такие авторы, как Гигер F. М., Бабу Д. В., Одех А. С., Джаннесини Д. Ф., Ренар Г. И., Дупуг Дж. М., Шеремет В.В. Они изучили возможность определения продуктивности горизонтальных скважин методами с различной схематизацией притока нефти к таким скважинам.

Продуктивность горизонтальных газовых скважин можно определить по приблизительным и «точным» численным методами для любой конфигурации зоны, дренируемой горизонтальный стволом скважины. В трудах Алиева З.С. описываются методы и технологии определение параметров температуры и давления, производительность горизонтальных газовых скважин, возможность их исследования в стационарных режимах фильтрации, а также размещение таких скважин по площади и толщине газовой залежи.

В своих работах Шеремет В.В. и Алиева З.С. предложили два приближенных метода определения продуктивность горизонтальных газовых скважин, полностью вскрывших волосообразный фрагмент залежи. В этих работах подробно изучено влияние длины горизонтального участка ствола скважины, его диаметра, наличия фонтанных труб на горизонтальном участке. В то же время методы расчета для скважин с открытым забоем скважин, не позволяющие учесть расположение интервалов перфорации и скважинных фильтров, а также явлений, происходящих в таких колодцах.

Эти методы определяют производительность горизонтальных газовых скважин и исследуют их с помощью стационарных режимов фильтрации для снижения эксплуатационных затрат при разработке месторождений природного газа, в основном, два математических метода:

- классический аналитический метод, который часто используется при решении задач по фильтрации газа в вертикальных скважинах. По аналогии с этим классическим подходом задача

приток газа к горизонтальному стволу также решается в предположении, что однородный полосообразный фрагмент, в пределах толщины пласта сформирован плоско-радиально, перпендикулярно к горизонтальному стволу скважины. За границами толщины – это одномерный плоскопараллельный нелинейный приток к первой зоне. Такой метод использовался при получении приближенных данных определения продуктивность горизонтальных скважин и их коэффициентов фильтрационного сопротивления.

- численный метод, моделирующий фрагменты залежи, вскрытых горизонтальными скважинами полосообразной и секторной форм, применяется для получения результатов по решению определения производительности при неполном раскрытии этих фрагментов, если необходимо проверить достоверность полученных аналитических решений.

Данная программа для численного решения исследуемых прямых и обратных задач основывается на основе системы уравнений многомерной, многофазной нестационарной фильтрации в неоднородной анизотропной пористой среде, учитывая гравитационные и капиллярные силы; фазовые переходы и их влияние на фазовые проницаемости; межпластовые и зональные перетоки газа и газоконденсата; взаиморастворимость фаз и другие факторы. Использование числового решение путем моделирования фрагментов различной формы помогло получить графические зависимости прикладного характера для пористых сред с различными свойствами и различные геометрические параметры этих фрагментов и горизонтальных стволов.

Для сравнения, разработанная С.В. Сохошко, методика расчета притока газа к пологой перфорированной скважине в однородно-анизотропном пласте с непроницаемой кровлей и подошвой, помогает определять траекторию пологого ствола газовой скважины,

зенитный угол ствола скважины и его длину, обеспечивающую линейный режим притока к стволу скважины при заданной депрессии на пласт. А также для любой заданной траектории ствола скважины можно определить предельную депрессию, при которой приток в ствол скважины происходит по линейному закону, что является важным отличием от методик вышеперечисленных авторов.

Список литературы:

1. Алиев З.С., Шеремет В.В. Определение производительности горизонтальных скважин, вскрывших газовые и газонефтяные пласты М.: Недра, 1995.
2. Брехунцов А.М., Телков А.П., Федорцов В.К. Развитие теории фильт­рации жидкости и газа к горизонтальным стволам скважин. -Тюмень: ОАО «СибНАЦ», 2004. — 290 с.: 75 ил
3. Сохошко С.К. Профиль притока к пологой газовой скважине / С.К. Сохошко // Газовая промышленность, 2005. № 6. 35-36 с.
4. Телков А.П., Краснова Т.Л. Расчет оптимального положения и дебита горизонтальной скважины, дренирующей нефтегазовую залежь с подошвенной водой. // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997. № 6. С. 34.