Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Обоснование выбора сетки разбуривания и конфигурации куста подземных скважин

Обоснование выбора сетки разбуривания и конфигурации куста подземных скважин

12.11.2017

Ранее, в общих чертах мы уже касались этого вопроса, не освещая, однако, геологическую и горно-экономическую сущность выбора рациональной сетки разбуривания и конфигурации куста подземных скважин.
Установление расстояния между забоями подземных скважин (сетка разбуривания) определяется, во-первых, теми задачами, которые ставятся в данном случае перед нефтешахтной разработкой, и, во-вторых, состоянием уровня техники проведения работ по бурению эксплуатационных скважин в подземных условиях и по проходке горных выработок. При этом всегда необходимо иметь и виду, что шахтный способ разработки нефтяных месторождении в своей принципиальной основе, как и разработка этих месторождений скважинами с поверхности, преследует цели максимального получения нефти из пласта, т. е. достижение наиболее высокого коэффициента извлечения. Исходя из этого, следует при выборе расстояний между забоями подземных скважин начинать с минимального так как практика нефтешахтной разработки как и разработка скважинами с поверхности, показала, что чем меньше это расстояние, тем выше при прочих равных условиях коэффициент извлечения нефти из пласта. Эта известная зависимость выдерживается даже при расстояниях между забоями подземных скважин в 10—12 м. Обычно поэтому, если позволяют условия и достигнутый уровень развития горных работ в бурении, проектируют 12-метровую сетку бурения, гарантирующую максимальное извлечение нефти из пласта при проходке вертикальных и наклонных скважин сверху вниз из буровых камор в полевых штреках, проведенных в толще надпластовых пород (в 15—20 м от кровли нефтяного пласта). Если уровень развития горных работ и бурения не является настолько высоким, чтобы обеспечить разбуривание шахтного поля вертикальными и наклонными скважинами до 12-метровой сетке, то временно применяют 15- и 18-метровую, а иногда даже 25-метровую сетку.
Применять сетку бурения подземных скважин более редкую, чем в 25 м, не следует, так как в этом случае потребуется огромный объем горных работ, а коэффициент извлечения нефти из пласта будет сравнительно низким, что может привести разработку нефтяного месторождения шахтным способом к экономически невыгодным результатам.
При 12-метровой сетке бурения на 1 га можно разместить 80 подземных скважин, при 15-метровой сетке — 51 скважину, при 18,5-метровой сетке — 34 скважины, а при 25-метровой сетке — только 18 скважин.
Практика показала, как мы уже отметили, что чем больше расстояние между забоями подземных скважин, тем выше производительность каждой отдельной скважины, но одновременно меньше суммарная отдача с 1 га и, следовательно, меньше коэффициент извлечения нефти (при всех прочих равных условиях). Поэтому и не рекомендуется применять укрупненную сетку бурения подземных скважин при нефтешахтной разработке, которая преследует цель максимального извлечения нефти из пласта.
При бурении горизонтальных полого восходящих или полого нисходящих подземных скважин из одной камеры наподобие раскрытого в нескольких горизонтальных плоскостях веера выбор расстояния между забоями таких скважин определяется па основе принципа равнозначности поверхности дренирования нефти из продуктивного пласта. Это значит, что при бурении горизонтальных скважин на определенной площади суммарная проходка по пласту (эксплуатационному объекту) при определенной величине его промышленно-нефтенасыщенной мощности должна равняться суммарной проходке вертикальных и наклонных скважин, которые могли быть пробурены на этой площади при определенной (заданной) сетке бурения.
Примем, например, что а — количество вертикальных и наклонных скважин, которые можно пробурить но определенной сетке на единице площади шахтного поля (1 га) при средней мощности промышленно-нефтенасыщенной части продуктивного пласта, вскрываемой этими скважинами, равной б метрам, и в — определенная площадь (га), запроектированная для бурения горизонтальных скважин, средняя длина (интервал) проходки которых по нефтяному пласту принимается, предположим, в 100 м. Тогда а1 — количество горизонтальных скважин с указанным интервалом проходки по нефтяному пласту, которое можно будет пробурить на площади в, при указанной мощности промышленно-нефтенасыщенной части пласта б — составит:
а1 = - авб/100б
Здесь величина авб — суммарная проходка в метрах по эксплуатационному объекту вертикальных и наклонных скважин, проводимых по определенной сетке на площади в. Разделив эту величину на среднюю длину (интервал) проходки одной горизонтальной скважины по нефтяному пласту, мы и получим то количество горизонтальных скважин, которое можно пробурить на указанной площади в.
Предположим, что а — 80 скважинам (12-метровая сетка), б = 20 в = 9 га. Тогда а1 — количество горизонтальных скважин, которое можно пробурить на площади в 9 га, взамен бурения вертикальных и наклонных скважин по 12-метровой сетке, — составит
а1 = 80*9*20/100 = 144 скважины.
При мощности промышленно-нефтенасыщенной части пласта 40 м количество таких горизонтальных скважин будет па указанной площади (9 га) в два раза больше, 288 скважин, которые и следует расположить забоями в различных горизонтальных плоскостях. Число плоскостей и количество забоев в каждой из них зависят от положения буровой камеры (в кровле пласта, в подошве пласта, к средней его части), формы площади, разбуриваемой горизонтальными скважинами из одной камеры, и пр.
Переходя к выбору конфигурации куста бурения подземных вертикальных и наклонных скважин из одной камеры, следует предварительно отметить, что этот выбор связан не только с принципом равномерного дренирования нефти из продуктивного пласта по всей его промышленно-нефтеносной мощности, но также и с объектами горных работ.
Говоря о равномерности дренирования нефти, надо сказать, что идеальная равномерность такого дренирования может быть достигнута только при бурении вертикальных скважин по оптимальной сетке разбуривания. Однако экономика нефтешахтной разработки диктует необходимость бурения и наклонных скважин, т. е. бурение из одной точки (камеры) не только одной вертикальной скважины, а целого куста их, в котором одна скважина была бы вертикальной, а все остальные — наклонными, бурящимися под различными углами к вертикальной или к горизонтальной плоскости.
Благодаря применению при нефтешахтной разработке кустового бурения подземных скважин резко снижаются объемы нарезных горных работ (полевых штреков и буровых камер) и, следовательно, значительно удешевляется себестоимость тонны добываемой шахтным способом нефти. Понятно, что чем больше будет скважин в одном подземном кусте, тем меньше будет объем горных нарезных работ, приходящихся на одну скважину, и тем ниже будет при всех прочих равных условиях себестоимость тонны добытой нефти. Однако чрезмерно большое количество подземных скважин в одном кусте приводит к необходимости бурить большое количество полого наклонных скважин, вследствие чего резко возрастает объем бурения и значительно ухудшаются условия эксплуатации и дренажа нефти.
Поэтому при составлении геологического обоснования для проектирования нефтешахтной разработки рекомендуется применять такое кустование подземных скважин, которое удовлетворяет условиям равномерного дренирования нефти из пласта но всей его промышленно-нефтеносной мощности т. е. условиям рациональной разработки месторождения и наиболее экономичному объему горных работ. Практика показала, что для наиболее равномерного дренирования нефти из пласта идеальным является семилучевой подземный куст, который состоит из одной вертикальной и шести одинаково наклоненных (по ребрам шестигранной пирамиды) скважин. Этот куст подземных скважин интересен наличием равноотстоящих забоев наклонных скважин от забоя вертикальной скважины, что и обусловливает равномерное дренирование нефти из пласта. Кроме того, семилучевой куст подземных скважин представляет интерес и в смысле возможного использования его при применении заводнения или газовой репрессии. В этом случае вертикальная скважина может быть использована как инжекционная, а наклонные — как эксплуатационные скважины и т. п.
Однако стремление к уменьшению объема трудоемких горных работ в нефтяной шахте иногда вынуждает к переходу на восьми-девятилучевые кусты бурения подземных скважин и даже па одиннадцатилучевые.
Для представления о геолого-эксплуатационной и горно-экономической характеристике каждого из многолучевых кустов подземных скважин, ниже приводятся ориентировочные расчеты (табл. 8), основанные на предварительном и сравнительном анализе для 18,5-метровой сетки. Этими расчетами можно в определенной мере руководствоваться при выборе того пли иного куста бурения подземных скважин при составлении геологического обоснования для проектирования разработки нефтяного месторождения шахтным способом.
Таким образом, мы видим, что при разработке нефтяных месторождений шахтным способом многие вопросы, в частности, в области бурения и эксплуатации скважин, решаются по аналогии с известными положениями нефтегазопромысловой геологии. Однако нефтешахтная разработка имеет при этом свои характерные и специфические особенности, в первую очередь, в части наблюдения за проведением горных выработок и документацией их, а также в отношении огромнейшей ответственности в деле безопасного проведения работ в шахте по бурению и эксплуатации подземных скважин, которые дают нам полное право на установление нового самостоятельного направления в советской геологии нефти и газа — нефтешахтной геологии.
Основы этого направления, как мы уже отметили, зародились в сороковых годах на Ярегском месторождении тяжелой нефти и в настоящее время оформились в самостоятельную дисциплину, имеющую, с нашей точки зрения, большое будущее.
В Советском Союзе не оставят лежать в недрах без пользы для народа миллиардные запасы нефти на старых и новых месторождениях, которые нельзя использовать при современных способах эксплуатации скважин с поверхности. На помощь придет шахтный способ разработки нефтяных месторождении, руководящее положение при котором и будет иметь нефтешахтная геология.
Выше мы достаточно наглядно показали на ряде примеров, что в нефтешахтной, как и в нефтегазопромысловой геологии, нашли весьма широкое применение основные положения советской нефтяной геологической науки, и ее действительно можно рассматривать как третье самостоятельное направление в советской геологии нефти и газа.
Выше мы отмечали и подчеркивали много раз, что нефтегазопоисковая и разведочная геология, нефтегазопромысловая геология и нефтешахтная геология зародились и оформились в нашей стране в самостоятельные дисциплины и непрерывно в историческом аспекте совершенствовались на базе основных положений советской нефтяной и газовой геологии. Поэтому нам необходимо в заключительной главе осветить современные взгляды к представления на такие актуальные проблемы советской геологии нефти и газа как происхождение этих полезных ископаемых, условия и особенности формирования залежей, а также на закономерности пространственного размещения их в земной коре.