Оптимальное число скважин в кусте

Количество скважин в кусте определяется по разным показателям, основными из которых являются пожарная безопасность, техническая возможность проходки направленных скважин, экономическая целесообразность.

При существующей технике пожаротушения нормативно установлено, что суммарный дебит скважин в кусте не должен превышать 4000 т/сут и газовый фактор должен быть не более 200 м³/м³. В противном случае тушение пожара при открытом фонтанировании практически невозможно.

С технической точки зрения максимальное число скважин в кусте n_max определяется из выражения

n_max = p ^. a_пр²/ t, (103)

где a_пр - предельно возможное отклонение забоя скважины от вертикали для используемых технических средств направленного бурения, м; t - плотность геометрической сетки разработки месторождения,

t = b ^. h, (104)

где b - расстояние по горизонтали между рядами геометрической сетки, м; h - расстояние по горизонтали между скважинами в ряду, м.

Так, например, при сетке 400 х 600 м (наиболее распространенная на месторождениях Западной Сибири) и максимально возможном отклонении скважин равном 2000 м, максимальное число скважин в кусте составит 52 шт.

В ряде случаев отклонение скважины от вертикали может быть меньше технически возможного. Это условие оговаривается специальными инструкциями. Кроме того, в зависимости от конкретных условий может быть ограничен максимальный зенитный угол скважины, что при известной глубине залегания продуктивного горизонта и выбранном типе профиля определяет предельно возможное отклонение забоя.

Рис. 38. Зависимость себестоимости основания под одну скважину от числа скважин в кусте

С экономической точки зрения при кустовом бурении сокращаются затраты средств на сооружение оснований под буровую, на монтажно-демонтажные работы, строительство подъездных путей, ЛЭП, нефтепроводов и т. д., однако одновременно возрастают затраты на бурение скважин в связи с необходимостью их искусственного искривления, увеличивается длина скважин по стволу. Очевидно, что при некотором оптимальном числе скважин в кусте, стоимость каждой из них будет минимальной. Расчет себестоимости проводится по следующей методике [5].

1. Определяется зависимость затрат средств С на строительство кустового основания (основания для одной скважины куста) от числа скважин n. Эта зависимость будет разной для различных конкретных условий, но для большинства реальных случаев имеет вид, показанный на рис. 38.

Аналитически эта зависимость, например, для Нефтеюганского УБР имеет следующий вид

C = 0, 2 C_о (1 + 4/n), (105)

где С_о - затраты средств на строительство основания одиночной скважины.

2. Определяется зависимость возрастания себестоимости метра скважины d в связи с дополнительными затратами на искусственное искривление от числа скважин в кусте. Для большинства месторождений Среднего Приобья эта зависимость имеет вид

d = 0, 4 d_о (1 + 1, 5К), (106)

где d_о - себестоимость метра вертикальной скважины; К - коэффициент, равный отношению производительности бурения наклонных и вертикальных скважин.

Ориентировочно коэффициент К может быть определен по графику, показанному на рис. 39.

3. Определяется зависимость увеличения объема бурения в связи с удлинением скважин от числа скважин в кусте. Для Самотлора эта зависимость выглядит следующим образом

h = 13, 5 n + 2000, (107)

где h - длина ствола наклонной скважины.

Себестоимость одной скважины в кусте А может быть определена по выражению

А = С + dh, (108)

или

А = 0, 2С_о (1 + 4/n) + 0, 4do (1 + 1, 5K)(13, 5n + 2000). (109)

Экстремум функции определяется, как известно, приравниванием первой производной к нулю, т.е.

dA/dn = 0, 8C_o/n² + 5, 4d_o (1 + 1, 5K) = 0. (109)

В этом случае себестоимость скважины минимальна, а отсюда

n_опт = {0, 8C_o / [5, 4do (1 + 1, 5K)]}^{0, 5}. (110)

Однако, как указывалось ранее, коэффициент K зависит от числа скважин в кусте n, поэтому при решении задачи приходится использовать метод подбора. Для этого предварительно задается значение n, определяется K, а затем n_опт. Если принятое и расчетное значения n существенно отличаются друг от друга, то расчет повторяется.

Следует отметить, что для современного уровня развития техники и технологии направленного бурения, оптимальное число скважин в кусте по расчетам некоторых специалистов составляет около 80.