Оборудованной фильтрами

Инженерные формулы (1.1) - (1.5) дают потенциальный дебит горизонтальной скважины с открытым стволом. В реальных условиях пластов скважины с открытыми стволами абсолютно не защищены от возможных обвалов пород и пробкообразований, дебитность их непродолжительна. Поэтому, как правило, горизонтальные скважины, как и вертикальные, обсаживаются и приток жидкости в них обеспечивается через перфорированные участки и фильтры.

Если сравнивать потоки жидкости в фильтры (без цементажа заколонного пространства) и в перфорированные участки (при зацементированном заколонном про-
странстве), то при одной и той же длине участка фильтр "обслуживает" значительно бóльшую длину горизонтального ствола скважины, чем перфорированный участок.

В начальный момент жидкость может поступать в фильтры со всей длины горизонтального ствола (из-за сообщаемости заколонного пространства) и дебит скважины может оказаться равным дебиту скважины с открытым стволом. Поэтому в качестве верхнего предела дебита скважины, оборудованной фильтрами, можно принять дебит необсаженной скважины по формулам (1.1) - (1.5).

В процессе работы скважины может случиться, что перенос жидкости в фильтры через заколонное пространство вследствие его заполнения песком и обломками пород практически прекращается. Работа фильтров становится аналогичной работе перфорированных участков скважины с зацементированным заколонным пространством. Поэтому в качестве нижнего предела дебита скважины, оборудованной системой фильтров, можно принять дебит скважины с избирательной перфорацией (заменяя фильтры участками перфорации).

Можно предположить, что на практике засорение заколонного пространства песком и обломками пород происходит в сравнительно короткие сроки и основным режимом работы фильтров в процессе эксплуатации скважины будет режим, близкий к режиму работы перфорированных участков.

Таким образом приходим к одной общей задаче - оценке дебита горизонтальной скважины с избирательной перфорацией или оборудованной фильтрами.

Допустим, что горизонтальная скважина с длиной ствола L имеет "n" перфорированных участков (фильтров) одинаковой длины. Схема притока жидкости в такую скважину представлена на рисунке 13.

Рис. 13

Во внешней области линии тока к перфорированной скважине ничем не отличаются от линий тока к горизонтальной скважине со сплошным открытым стволом. Преломление линий тока начинается лишь в области, непосредственно примыкающей к скважине. Поэтому в формуле дебита внешнее фильтрационное сопротивление остается прежним, необходимо изменить внутреннее сопротивление.

В формулах (1.1) - (1.5) внутреннее сопротивление горизонтальной скважины с открытым стволом выражается в виде

Пусть длина каждого перфорированного участка (фильтра) есть l. Тогда общая длина перфорированной части равна

L_ф= n × l

Внутреннее сопротивление горизонтальной скважины с фильтрами выражается формулой

Таким образом, аналогом формул (1.3) или (1.5) для дебита горизонтальной скважины с фильтрами (с избирательной перфорацией) является выражение

(7.1)

Следовательно, для исследования влияния длины и количества фильтров на дебит горизонтальной скважины, достаточно выполнить расчеты по формуле (7.1) и сопоставить их с результатами расчетов по формуле Renard (1.5) для скважины с открытым стволом.

Пример расчетов приведен в таблице 18. Из таблицы и по графику к ней следует, что влияние длины фильтровой части на дебит горизонтальной скважины далеко не линейно. Уже при двух фильтрах, вскрывающих всего лишь1/30 часть горизонтального ствола, дебит скважины равен 1/4 дебита скважины с открытым стволом. При шести фильтрах, вскрывающих 1/10 часть ствола, дебит составляет 0,55 от дебита открытой скважины. Начиная с 30 фильтров (общая длина 150 м), соотношение дебитов близко к

единице. Это свидетельствует о том, что не следует стремиться устанавливать фильтры по всей длине ствола, существует предел, начиная с которого по экономическим показателям увеличение фильтровой части горизонтального ствола не оправдывается.

Естественно, это первые результаты и исследования в этом направлении следует продолжить.