РОЗДІЛ 2
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ СТОВБУРА ПОХИЛО-СКЕРОВАНИХ ТА ГОРИЗОНТАЛЬНИХ СВЕРДЛОВИН
2.1. Типові інклінометричні показники похило-скерованих та горизонтальних
свердловин
На даний час в структурі запасів нафти та газу значну долю займають поклади з
погіршеними колекторними властивостями (занижена проникність, пошарова
неоднорідність тощо). Одним із методів збільшення нафтогазовилучення таких
родовищ є буріння похило-скерованих та горизонтальних свердловин.
Так в роботі [138] приводяться профілі свердловин зображені на рисунках 2.1,
2.2 та 2.3. Починаючи із глибини приблизно 570 м всі профілі містять нахилені,
умовно прямолінійні ділянки із зенітними кутами відповідно: рис.2.1 – 800;
рис.2.2 – 830 та рис.2.3 – 730. Для переходу до горизонтального стовбура
свердловини пробурено криволінійні ділянки з інтенсивністю набору зенітного
кута відповідно 0,4 град/10 м; 1,75 град/10 м та більше 3 град/10 м. Кожна із
свердловин містить горизонтальний стовбур, довжина якого для рисунків 2.1 та
2.2 становить 1200 та 1000 м, а для рисунку 2.3 – 1300 м. З рисунку 2.1 видно,
що горизонтальна ділянка свердловини не є прямолінійною, а містить місця, де
відбувається збільшення або зменшення зенітного кута.
Розглянемо рисунок 2.1. Горизонтальний стовбур даної свердловини містить дві
«вгнуті» ділянки, на яких відбувається зміна зенітного кута з інтенсивністю 0,5
та 0,7 градусів на 10 м.
Рис.2.1 Вертикальна проекція горизонтальної ділянки свердловини
Свердловина, профіль якої зображено на рисунку 2.2, складається з двох
горизонтальних ділянок із розгалуженням, яке розміщене на інтервалі 700 м.
Стовбур містить «випуклу» ділянку з інтенсивністю зміни зенітного кута
1,32 град/10 м.
Рис.2.2 Вертикальна проекція розгалуженої горизонтальної ділянки свердловини
Горизонтальний стовбур (рис.2.3) містить дві ділянки з інтенсивністю
викривлення відповідно 0,82 та 0,44 град/10 м.
Рис.2.3 Вертикальна проекція розгалуженої горизонтальної ділянки свердловини
В роботі [62] наведено вертикальну проекцію горизонтальної свердловини
(рис.2.4). Як бачимо, вхід у продуктивний пласт здійснено на глибині 1228 м під
зенітним кутом 660. На інтервалі 1228 – 1520 м проведено набір зенітного кута
до величини 950 з інтенсивністю 0,990 / 10 м.
Стаття [111] містить відомості про успішно закінчене буріння та кріплення
горизонтальної свердловини № 152 (ГС-152) на Яблунівському родовищі. Основною
метою буріння було збільшення видобутку високов’язкої нафти з продуктивного
пласту. В результаті отримано дебіт 160 м3 за добу, що у 16 – 20 разів
перевищує існуючі на даному родовищі показники. В загальному випадку
свердловина містила чотири ділянки: 1) прямолінійна, інтервал буріння 0 – 2960
м, зенітний кут – 1,00; 2) криволінійна, інтервал буріння 2960 – 3451 м, зміна
зенітного кута 1,00 – 33,00; 3) криволінійна, інтервал буріння 3451 – 3840 м,
зміна зенітного кута 33,00 – 87,50; 4) прямолінійна горизонтальна, інтервал
буріння 3840 – 4100 м, зенітний кут 85,00 (див. рис.2.5). Інтенсивність набору
зенітного кута у обох випадках становила відповідно 0,65 та 2,09 градуси / 10
м.
Рис.2.4 Вертикальна проекція свердловини № 106
Рис.2.5 Вертикальна проекція свердловини № 152
Результати освоєння Східно-Таркосалінського родовища, що знаходиться на теренах
Російської Федерації (РФ), представлені у роботі [63]. Типовий профіль
свердловин зображено на рисунку 2.6. Вхід у продуктивній пласт здійснено із
зенітним кутом 44,70. Характерною особливістю даної свердловини є наявність
викривленої ділянки на інтервалі 1380 – 1410 м з інтенсивністю набору зенітного
кута 7,00/ 10 м.
В роботі [16] описуються результати буріння свердловини з горизонтальною
ділянкою на Вать-Єганському родовищі (Російська Федерація). Характерно, що
горизонтальна ділянка містить цілий ряд локальних викривлень з інтенсивністю
зміни зенітного кута відповідно: 1) – 2,50/10 м; 2) – 0,50/10 м;
3) – 0,80/10 м. (див. рис.2.7).
Рис.2.6 Вертикальна проекція свердловини № 11
Рис.2.7 Вертикальна проекція горизонтальної ділянки свердловини № 7866
Аналогічні викривлення горизонтального стовбура спостерігалися при аналізі
інклінометричних показників свердловин № 2141 та № 3051, що пробурені
відповідно на Мішкінському та Бавлінському родовищах (рисунки 2.8 та 2.9).
Рис.2.8 Вертикальна проекція свердловини № 2141
Рис.2.9 Вертикальна проекція свердловини № 3051
Наприклад, перша містить дві спряжені криволінійні ділянки з інтенсивністю
зміни зенітного кута відповідно 2,5 та 1,75 градусів / 10 м.
Горизонтальний стовбур свердловини № 3051 містить місця зміни зенітного кута з
інтенсивністю 1,1 та 0,8 град./10 м.
Профіль свердловини № 222 з горизонтальним стовбуром, що пробурена на
Кущовських площах РФ зображений на рисунку 2.10 [25].
Рис.2.10 Вертикальна проекція ділянки свердловини № 222
Вхід у колектор здійснено із зенітним кутом 450. Далі, згідно інклінометрії,
кут зростав до позначки 1040. Таким чином інтенсивність викривлення досягнула
4,50/10 м.
Для ще більшої інтенсифікації видобутку вуглеводнів розробку продуктивних
пластів здійснюють багатовибійними розгалуженими горизонтальними свердловинами
[4] (рис.2.11).
Рис.2.11 Багатовибійна розгалужена горизонтальна свердловина
Як видно з рисунка, спряження основного горизонтального стовбура з додатковими
здійснюється через криволінійні ділянки з мінімальною інтенсивністю викривлення
порядка 5,60/10 м.
2.2. Математичне моделювання стовбура криволінійної та прилеглих до неї
прямолінійних ділянок свердловини
При аналізі напружено-деформованого стану бурильної колони необхідно врахувати
її взаємодію з
- Київ+380960830922