Исследование влияния на дебит горизонтальной скважины параметров пластовой системы и длины ствола

Влияние на дебит горизонтальной скважины таких параметров как толщина пласта h, длина ствола L, радиус контура питания R_кможно проанализировать на основании таблицы 1. Из таблицы 1 однозначно следует, что при прочих равных параметрах с ростом толщины пласта преимущество горизонтальной скважины перед вертикальной по дебиту падает. Для пластов большой толщины (50 и более метров) вертикальная скважина по дебиту может оказаться эффективней горизонтальной.

Влияние длины горизонтального ствола однозначно - чем больше длина ствола, тем больше дебит горизонтальной скважины. Однако зависимость дебита от длины L отнюдь не линейна.

К примеру, при толщине пласта h =10 м и радиусе контура питания R_к= 500 м дебит горизонтальной скважины длиной L = 50 м превышает дебит вертикальной скважины в 2 раза, а при длине L = 500 м - в 5,9 раз. Таким образом, увеличение длины горизонтальной скважины в 10 раз приводит к увеличению дебита всего лишь в 2,95 раза. Это обстоятельство должно учитываться при технико-экономическом обосновании длины горизонтальной скважины в каждом конкретном случае проектирования.

Рассмотрим влияние на эффективность горизонтальной скважины коэффициента анизотропии пласта по проницаемости .

Для анизотропного пласта по особому считается не только дебит горизонтальной скважины, но и вертикальной.

Вместо формулы Дюпюи для вертикальной скважины будем иметь

, (1.15)

где (1.16)

- эквивалентный радиус скважины.

Расчеты отношения дебитов q_г/q_вдля анизотропных пластов представлены в таблице 3.

Толщина пласта принята равной h =10 м, радиус контура питания R_к= 500 м, длина скважины L = 300 м.

Расчеты выполнены для отношения проницаемостей K_г/K_в= 10;5;2;1;0,5;0,2;0,1.

Для расчета дебита горизонтальной скважины использовались формулы (1.6), (1.7), (1.8) и (1.13).

Поскольку формула Renard, Dupuy (1.7) является наиболее точной из них, достаточно проследить за изменением отношения q_г/q_вв зависимости от значения K_г/K_вна основе этой формулы.

Для изотропного пласта (K_г/K_в=1) отношение дебитов равно q_г/q_в= 4,28.

Для анизотропного пласта для случаев K_г/K_в> 1 отношение дебитов q_г/q_ввозрастает, а при K_г/K_в< 1 - убывает.

Так, например, для отношения K_г/K_в= 10 отношение дебитов равно 11,84, для случая K_г/K_в= 0,1 составляет 1,38.

Анализ показывает, что столь резкое влияние анизотропии на отношение дебитов горизонтальной и вертикальной скважин обусловлено в большей мере сильной зависимостью дебита вертикальной скважины от показателя анизотропии по формуле (1.15). Дебит же горизонтальной скважны по формуле (1.7) зависит от анизотропии не так существенно.

Для сравнения в таблице 3 представлены отношения дебитов q_г/q_вдля тех же значений коэффициента анизотропии при расчетах дебита горизонтальной скважины с учетом влияния анизотропии, а дебита вертикальной скважины по формуле (1.14) - без учета анизотропии. Сопоставление показывает, насколько можно исказить результаты, если при расчете дебита вертикальной скважины анизотропию не учитывать.

Из данных таблицы 3 следует основной вывод - эффективность горизонтальной скважины по отношению к вертикальной в анизотропном пласте выше, чем в изотропном при K_г/K_в>1 и ниже при K_г/K_в< 1. Поэтому учет влияния анизотропии является обязательным при технико-экономическом обосновании варианта разработки.

Были выполнены расчеты и по оценке влияния асимметричности расположения горизонтальной скважины относительно кровли и подошвы пласта.

Наибольший дебит по формулам (1.11), (1.12) и (1.13) имеет горизонтальная скважина, расположенная в центре пласта относительно кровли и подошвы. Со смещением скважины в сторону кровли или подошвы дебит горизонтальной скважины снижается. Наименьший дебит будет иметь скважина, примыкающая к кровле или подошве. К сожалению, формулы не учитывают гравитационных эффектов и дают одинаковый результат для скважин, примыкающих как к кровле, так и подошве пласта.