Система дренажных стволов как метод увеличения дебита скважины и нефтеотдачи пласта

Одним из методов увеличения отдачи нефтегазового пласта явля­ется бурение дренажных скважин. Увеличить дебиты эксплуатацион­ных скважин при одновременном сокращении их количестве на неф­тяном или газовом месторождении можно за счет внутрипластового дренажа по горизонтальным стволам, пробуренным в контур питания одиночной скважины или куста эксплуатационных скважин.

Впервые использовать систему дренажных скважин для увеличе­ния дебита эксплуатационных скважин предложили инженеры ВНИИБТ A.M. Григорян и К.И. Коваленко. Рядом со старыми верти­кальными скважинами закладывали несколько многозабойных сква­жин с горизонтальными боковыми ответвлениями, направленными в контур питания эксплуатационных скважин. Такие ответвления будут пересекать трещины или литологически изолированные области про­дуктивного пласта, и питать нефтью истощенную часть призабойной зоны эксплуатационных скважин. Эффективность работы дренажных стволов подтверждается многолетним опытом эксплуатации многоза­бойных скважин, пробуренных на рифовые залежи нефти. Установле­но, что вертикальные скважины, пробуренные рядом с многозабойны­ми скважинами с горизонтальными стволами, работают устойчиво и с большим дебитом, чем отдельно расположенные вертикальные скважины.

Строить специальные скважины с ответвленными дренажными стволами нецелесообразно, прежде всего, по экономическим причи­нам. Дренажную систему эксплуатационной скважины необходимо формировать во время строительства. Дренажными стволами можно обеспечить гидравлическую связь в пласте, разделенном литологиче- скими экранами и перемычками. В некоторых случаях можно отка­заться от бурения горизонтальных добывающих скважин, эксплуати­ровать которые гораздо сложнее и дороже обычных вертикальных и наклонных.

Сущность предлагаемой технологии, которую предложил доктор технически наук А.С. Повалихин, иллюстрируется схемой на рис. 15.3. С буровой 1 бурят эксплуатацию скважину 2, забуривают из нее боко­вые стволы 4 с горизонтальным окончанием в продуктивном пласте 3, формируя основную дренажную систему. Направление горизонталь­ных стволов 4 может быть различным, например, вокруг эксплуатаци­онной скважины 2.

В зависимости от структуры продуктивного пласта 3 можно сформировать несколько дополнительных дренажных систем. Причем дренажные системы, как основная, так и дополнительная, могут рас­полагаться в продуктивном пласте ярусами. На рис. 15.3 горизонталь­ные стволы 4 сформировали двух ярусную дренажную систему.

Для повышения нефтеотдачи можно сформировать дополнитель­ную дренажную систему забуриванием из эксплуатационной скважи­

ны горизонтальных стволов 5 и проводной их в продуктивный пласт 3 вне зоны основной дренажный системы горизонтальных стволов 4 (рис. 15.3 и 15.4). Дополнительная дренажная система расположена на расчетном расстоянии от основной дренажной системы и имеет в про­дуктивном пласте, по крайней мере, два яруса горизонтальных стволов 5. Перед началом эксплуатации скважины 2 стволы 4,5 выше продуктивного пласта 3 изолируются от эксплуатационной скважины 2 пробками 6.

Рис. 15.3.

Бурение эксплуатационный скважины 2 можно приостановить выше продуктивного пласта 3. Горизонтальными стволами 4 и 5 фор­мируют основную и дополнительную дренажные системы, изолируют горизонтальные стволы 4 и 5 от эксплуатационной скважины 2, кото­рую углубляют до продуктивного пласта 3. Горизонтальные стволы 4 и 5 оснащены фильтрами или заполнены пористым олеофильным гид­рофобным материалом.

Боковые стволы 4 и 5 можно забуривать из окон эксплуатацион­ной колонны, предварительно вырезанных с установкой подвижной заслонки, покрытой композитным материалом для герметичности. Композитный материал легко разбуривается без предварительного фрезерования обсадной трубы. В эксплуатационной колонне можно устанавливать достаточное количество окон, что позволяет забуривать боковые стволы на расчетной глубине. Ориентируют окна относитель­но друг друга специальным устройством. Первый горизонтальный ствол 4 основной дренажной системы забуривают по радиусу в 40 м. После достижения зенитного угла 90° бурят 100 м в пласте 3. Забури­вают следующий горизонтальный ствол выше первого на 8 м со сме­щением азимута на 90°. Искривленный интервал второго горизонталь­ного ствола 4 бурят по радиусу 48 м. Таким образом, формируют ос­новную одноярусную дренажную систему из 4-х стволов. Каждый ствол 4 смещен относительно соседнего на 90° и имеет горизонталь­ный интервал длиной 100 м. Дополнительная дренажная система также состоит из 4-х взаимно - перпендикулярных стволов 5, расположен­ных на одном уровне, причем каждый из них также имеет горизон­тальный интервал длиной 100 м. Горизонтальные стволы 4, 5 дополни­тельной и основной дренажной системы смещены в окружном направ­лении относительно друг друга на 45°.

Рис. 15.4.

Забуривание первого горизонтального ствола 5 дополнительной дренажной системы осуществляют по радиусу 50 м и производят ис­кривление ствола до получения зенитного угла ровного 50°. Проводят тангенциальный интервал длиной 24 м, необходимый для достижения расчетной точки в продуктивном пласте 3. Продуктивный пласт 3

вскрывают по радиусу 300 м. На расстоянии 240 м от эксплуатацион­ной скважины 2 переходят к бурению горизонтального интервала дли­ной 100 м. Аналогично по расчетной траектории бурит остальные го­ризонтальные стволы 5 дополнительной дренажной системы.

После завершения бурения каждый горизонтальный ствол обса­живают хвостовиком с фильтром. В каждом горизонтальном стволе выше продуктивного горизонта устанавливают пробку 6 с клапаном, позволяющим управлять потоком пластового флюида в основной и дополнительной дренажных системах и контуру питания эксплуатаци­онной скважины 2. Открывая или закрывая клапаны, можно отсекать обводненные горизонтальные стволы. На определенном этапе эксплуа­тации через горизонтальные стволы можно нагнетать жидкость для повышения давления в пласте и вытеснения нефти из коллектора. При необходимости можно гидроразрывом пласта изменять гидродинами­ческую связь между дренажными системами.

Построенная по данному способу скважина 2 позволит рацио­нально отбирать нефть с существенным повышением нефтеотдачи коллектора. Такой метод можно использовать и для повышения дебита старых скважин.

Метод строительства скважин с системой дренажных стволов в определенных горно-геологических условиях может стать альтернати­вой гидравлическому разрыву пласта, потому что систему можно фор­мировать в зависимости от физических свойств продуктивного пласта.