Технологический режим работы горизонтальной газовой скважины при постоянной депрессии и постоянном забойном давлении

Параметры, определяющие допустимую депрессию на пласт в горизонтальных скважинах. В горизонтальной скважине степень вскрытия пласта не является фактором, влияющим на депрессию. Для горизонтальной скважины её совершенство по степени вскрытия определяется длиной полосы и горизонтальной части ствола. Поэтому допустимая депрессия на пласт, при которой достигается максимальное значение дебита, определяется не степенью вскрытия, а положением ствола относительно кровли и подошвы пласта. Перемещение ствола относительно кровли и подошвы незначительно снижает дебит горизонтальной скважины по сравнению с дебитом получаемом при симметричном по толщине расположением ствола (приблизительно на 3%). Главная задача обоснования технологического режима эксплуатации горизонтальной скважины заключается в установлении величин допустимой депрессии на основе геолого-промысловой характеристики продуктивного пласта.

Места определения максимально допустимой депрессии в ГС. Если скважина не оборудована фонтанными трубами, то максимально допустимая депрессия должна определяться для сечения, где скважина переходит от горизонтального положения к вертикальному. Если скважина оборудована фонтанными трубами, то допустимая депрессия определяется у башмака фонтанных труб.

Положительные факторы горизонтального бурения и его целесообразность.

значительно повышается отбор; создается новая геометрия дренирования пласта; растет производительность при наличии вертикальных трещин; создаются условия эксплуатации, при которых повышается компонентоотдача маломощных пластов; становится рентабельной разработка низкопродуктивных и практически истощенных пластов.

Так, например, применение горизонтальных скважин позволяет: увеличить коэффициент извлечения нефти минимум на 5%; уменьшить толщину продуктивного пласта до 6м. Кроме перечисленных выше причин следует отметить, что при наличии горизонтального ствола работы по интенсификации притока могут дать больший эффект, чем в вертикальных скважинах, так как по длине горизонтального ствола можно провести несколько операций по гидроразрыву, сделать их селективно или последовательно, начиная от конца горизонтального ствола. Для трещиноватых коллекторов ствол горизонтальной скважины может быть ориентирован с учетом главных направлений трещин.

Бурение горизонтальными скважинами позволяет за счет значительного увеличения площади контакта ствола с породой существенно снизить величины депрессии на пласт с получение экономически приемлемых дебитов в случае незначительной мощности пластов при наличии подошвенной воды.

Значения допустимых gragP для пород с различной устойчивостью соответствует: 1.Неустойчивые коллектора; 2.Слабоустойчивые; 3.Среднеустойчивые; 4.Устойчивые; 5.Высокоустойчивые.

Эксплуатация газовых скважин в условиях разрушения коллектора. Общие положения о режиме работы скважины при разрушении ПЗП, устойчивость горных пород.

Основные факторы, оказывающие влияние и способствующие разрушению пласта в ПЗП: - глубина залегания продуктивного пласта, его сцементированность, естественная проницаемость и фильтрационная характе-ристика; - нарушение технологии перфорации колонны обсадных труб, вызывающее разрушение ПЗП, цементного камня и самой колонны труб; - вид добываемой жидкости и соотношения пластовых флюидов (нефть, вода, газ и газовый конденсат); - освоение скважины с созданием на продуктивный пласт больших величин депрессии; - большие значения забойной депрессии; - значительные рабочие дебиты и скорости фильтрации пластовых флюидов в ПЗП; - наличие в ПЗП и в стволе скважины жидкости.

Коллектор это физическое тело, состоящие из скелета, сложенного цементированными зернами различных минералов и порового пространства, заполненного пластовыми флюидами, т.е. они обладают определенными прочностными свойствами. Для оценки устойчивости стенок скважин и ПЗП используют решения трехмерных задач теории упругости и пластичности в сочетании с теориями прочности: - наибольших нормальных напряжений; - деформаций; - касательных напряжений. Напряжение, при котором осуществляется пластическая деформация или разрушение коллектора является предельным напряжением состояния. Согласно теории нормальных напряжений разрушения начинается, если максимальное нормальное напряжение достигает временного сопротивления разрыву, при этом оно достигается вследствие положительного удлинения оцениваемого по выражению:

, где Р₁ – предел прочности на растяжение; Е – модуль Юнга, или

, здесь Р₂ предел прочности на сжатие;

ε – поперечное расширение. Равнозначность значений ε₀ и ε достигается при выполнении условий

где ν - коэффициент Пуассона.

По теории касательных напряжений разрушение обусловлено максимальным касательным напряжением, равновесие которого выражается следующей зависимостью

где S – постоянная величина; f- коэффициент трения; σ – нормальное напряжение в плоскости скольжения.

В случае если , то происходит разрушение горной породы и считая, что f = 0 предельное условие разрушения горной породы можно представить как

,

где σ₁ и σ₃ – напряжения по основным осям.

По теории касательных напряжений предельное условия разрушения можно представит:

при растяжении

при сжатии

Исходя из вышеизложенного, пределы текучести для растяжения и сжатия справедливы только для пластичных горных пород. В общем случае напряжение горных пород зависит от глубины залегания продуктивного пласта и описывается уравнением следующего вида

где К – коэффициент бокового распора; γ_п – средний объёмный вес горной породы (γ_п = 0,0025 кг/см²); z - глубина залегания продуктивного пласта, см.

Коэффициент бокового распора определяется из выражения

Следует добавить, что возникающие в горной породе напряжения в определенной степени зависят и от давления насыщающей продуктивный пласт жидкости, которое можно оценить по выражению следующего вида

Если продуктивный пласт заполнен каким - либо флюидом, касательные напряжения воспринимаются только скелетом породы, а нормальное напряжение воспринимается суммой двух составляющих – напряжением твердых частиц о давление жидкости Р_н. И поэтому, основной причиной приводящей к деформации горной породы будет не полное нормальное напряжение, а разность между полным нормальным напряжением и давлением жидкости.