Диссертация (1172988), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Технология многозабойных горизонтальныхскважин является в настоящее время одним из самых современных и эффективныхспособов добычи МУП. Применяемые многозабойные скважины для добычи МУПимеют свои особенности. На рисунке 1.7 приведены поперечное сечение (А) и видсверху (Б), которые иллюстрируют формирование горизонтальной квадратнойдренажной схемы в продуктивном пласте. Из рисунка видно, что дренажная схематакой скважины имеет центральную диагональ, симметричные и равномерносмещенные боковые стволы, которые отходят от каждой из сторон диагонали. Такаяскважина называется "перистой" или "скважиной типа «перо»", так как еедренажная схема напоминает построение пера птицы.Рисунок 1.7 Дренажная схема многозабойной скважины для добычи МУП31Перистая скважина для добычи МУП проектируется с целью попаданияглавным стволом горизонтальной сочлененной скважины в ствол вертикальнойсоставляющей, в которой проводится операция кавернообразования, чтобы создатьмежду ними прочную гидродинамическую связь.
После пересечения двух скважинв каверне бурение горизонтального ствола продолжается до запланированнойдлины. Соответственно рисунку 1.7 параллельные боковые стволы расположены напротивоположных сторонах от оси на одинаковом расстоянии друг от друга, илимогут быть смещены друг относительно друга вдоль диагонального стволаскважины. При этом скважина обладает однородной дренажной схемой,обеспечивающей равномерный охват квадратной области. Для того, чтобыудержать дренажную схему в пределах угольных пластов и обеспечитьформирование желательной схемы дренажа, при бурении боковых стволов можетбыть использованы системы для измерений в процессе бурения (MWD) дляизмерения параметров бурения и передачи информации на поверхность.Боковыестволыперистойскважиныимеютнаибольшуюдлинувнепосредственной близости от вертикальной составляющей, и длина боковыхстволовпостепенноуменьшаетсявнаправлениикудаленномуконцудиагонального ствола.
С одной стороны, такое проектирование позволяетобеспечить одинаковый доступ к четырехугольным зонам решетки и равномерныйохват угольного пласта. С другой стороны, если все боковые стволы имеютодинаковые длины, то стволы на самом удалении от вертикальной составляющейбудут иметь слишком большие суммарные горизонтальные длины (длина боковогоствола + длина главного ствола), и при этом высокое осевое трение стволаскважины затрудняет поток флюидов в горизонтальной скважине.В перистых скважинах боковые стволы обычно остаются открытыми, принеобходимости в главный ствол горизонтальной сочлененной скважины спускаетсящелевой фильтр, и работы по интенсификации притока не проводятся. Насосноеоборудованиедляобезвоживанияугольногопластаустанавливаетсяввертикальной составляющей.
Важно отметить, что перистые скважины следуетрасполагать на максимально возможном удалении от зон тектонических нарушений,32где возникает проблема с устойчивостью стволов скважины при бурении, ипотеряется гидродинамическая связь между скважинами.Перистая дренажная схема увеличивает дебит скважины и отдачу метана засчет большой суммарной длины горизонтальных стволов скважины в угольномпласте и, соответственно, большой площади контакта стенок скважин с пластом.На некоторых метаноугольных месторождениях технология перистой скважиныобладает очевидными преимуществами перед другими способами заканчивания,такими как создание каверны, проведение ГРП, и традиционная горизонтальнаяскважина [45, 46]. Перистая скважина особенно эффективна для анизотропныхтрещиноватых пластов, поскольку она предполагает возможность управлятьориентацией и направлением горизонтальных стволов, и способна пересекатьбольшое количество естественных трещин.
При этом гарантируются более высокиедебиты даже при меньших перепадах давления, чем это достигается при другихвариантах заканчивания скважин.Особенности ГС в угольных пластахГоризонтальныескважиныдлядобычиМУПимеютнеоспоримыепреимущества перед другими способами заканчивания скважин.⚫ Одним из главных преимуществ горизонтальных скважин является то, чтосуществуетвозможностьуправлятьориентациейирасположениемгоризонтальных участков скважин.⚫ Горизонтальные скважины по сравнению с вертикальными имеют большуюдренажную схему, которая широко распространяется в угольных пластах.Большая дренажная схема сокращает период откачки пластовой воды,способствует равномерному и быстрому снижению пластового давления, иувеличивает скорость десорбции и диффузии газа.
С помощью горизонтальныхскважин высокая газоотдача может быть достигнута в течение короткогопериода времени по сравнению с применением вертикальных скважин [47],поэтому срок эксплуатации метаноугольных месторождений при применениигоризонтальных скважин сокращается.⚫ Увеличивается эффективный радиус дренирования скважины. Легко пробурить33горизонтальные или боковые стволы скважины на 400-600 м, однако, создатьтакие длинные трещины при ГРП практически невозможно. Горизонтальныескважины пересекают большее число естественных трещин и зачастуюзначительно повышают добычу газа.⚫ Увеличивается дренирующая способность угольных пластов.
Фильтрационныесопротивленияпотокужидкостивгоризонтальныхстволахскважинзначительно меньше, чем в трещинах, образующихся при ГРП.⚫ Уменьшаетсяповреждениепродуктивногопластабуровымраствором(промывочными жидкостями). В ходе обычной операции бурения получаютстандартную колонну бурового раствора, которая имеет вертикальную высоту,равную глубине скважины.
При этом гидростатическое давление в скважинесоответствует глубине скважины. При бурении в угольных пластах повышаетсяриск потери бурового раствора по сравнению с традиционными коллекторамиуглеводородов, поскольку угольные пласты имеют систему естественныхтрещин и, как правило, низкое давление. Потеря бурового раствора в пластприводит не только к экономическим потерям (приходится пополнятьпотерянный буровой раствор), но и к закупорке пор и трещин в угольном пласте(загрязнению пласта).
Одним из возможных решений этой проблемы являетсябурение горизонтального участка скважины на депрессии, которое изображенона рисунке 1.8. Для бурения горизонтальной скважины на депрессии в угольныхпластахпредусмотренывоздушныекомпрессоры,обеспечивающиециркуляцию сжатого воздуха вниз через вертикальную составляющую (черезкольцевое пространство (КП) или насосно-компрессорные трубы (НКТ)) иназад вверх через горизонтальную составляющую. Такая операция эффективноснижает гидростатическое давление бурового раствора на забое скважины втакойстепени,чтобынепревышалопластовоедавление.Бурениегоризонтальных стволов на депрессии позволяет снизить риск потерициркуляции и вероятность повреждения продуктивного пласта.34Рисунок 1.8 Схема бурения горизонтальной составляющейна депрессии [35]⚫ Горизонтальные скважины позволяют увеличить дебиты газа и воды (в 2-10 развыше по сравнению с вертикальными скважинами [43, 48]); уменьшитьсуммарное количество скважин на месторождениях; уменьшить затраты на сбори транспорт добываемого газа на устье скважин; повысить конечныйкоэффициент извлечения газа; вовлечь в разработку новой залежи метана вугольных бассейнах.35ГЛАВА 2.
ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗУЧАЕМОГООБЪЕКТА2.1Общие сведения о месторожденииВ центре Китая расположен один из наиболее значительных по размерам встране угольный бассейн пермо-карбонового возраста - Qinshui. Бассейнрасположен на юго-востоке провинции Шаньси, и его географические координаты:35°00′-38°00′ северной широты и 111°00′-113°50′ восточной долготы.
Угленоснаяплощадь бассейна составляет более половины всей угленосной площадипровинции Шаньси, которая по промышленному значению, масштабу развитияугленосности и добыче углей, занимает первое место в Китае. По запасам метанабассейн также занимает лидирующее место в Китае, и является одним из основныхбассейнов, где ведутся работы по геологическому изучению недр, поиску, разведке,а также промышленной добыче МУП.Объект изучения – участок QD бассейна Qinshui. Угленосная площадьбассейна Qinshui составляет около 32000 квадратных километров, и бассейн имеетовальную форму, вытянутую в северо-восточном направлении, как показано нарисунке 2.1. Изучаемый участок QD, выделенный красными линиями (смотретьрисунок 2.1), находится на юге бассейна.
Участок находится в районе с горнохолмистым рельефом, который отражен на топографической карте участка(смотреть рисунок 2.2). Из рисунка 2.2 также видно, что на данном участкенаходится магистральный газопровод – QT, по которому можно осуществлятьдоставку добываемого газа.Климат в регионе континентальный засушливый, характеризующийсястабильно жарким летом, стабильно морозной зимой и малым количеством осадков.Среднее годовое количество осадков составляет около 400-900 мм. Годовая средняятемпература составляет 10,9 ℃, температура самого тёплого месяца 37,3 ℃,температура самого холодного месяца -16,3 ℃, и максимальная величина глубиныпромерзания грунта составляет 0,41 м.
Участок находится в зоне растягивающегонапряжения. Вероятность землетрясений низка.36Рисунок 2.1 Схема расположения исследуемого участка QD бассейна QinshuiРисунок 2.2 Топографическая карта участка QD372.2Литолого-стратиграфическая характеристика участка QDВ геологическом разрезе участка QD принимают участие породы ордовикского,карбонового (каменноугольного), пермского, триасового и четвертичного периодов.Самыми угленасыщенными среди продуктивных отложений в целом по всемубассейну являются отложения Тайюань свиты карбона и Шаньси свиты перми,которые характеризуются как самые перспективные для промысловой добычиМУП на этом участке.Ордовикский период(1) Мадягоу - свита среднего отделаПо литологическому составу отложения свиты Мадягоу подразделяются на тричасти.
Отложения нижней части свиты представлены как светло-серыми и серымибрекчированными мергелями, аргиллитовыми известняками и доломитовымимергелями; отложения центральной части свиты представлены серыми толстымиплотными известняками; отложения верхней части - светло-серые и темно-серыеизвестняки, доломитовые известняки. Мощность свиты составляет 308 м.(2) Фэнфэн - свита среднего отделаСвита Фэнфэн служит фундаментом для вышележащих угленосных отложений.Она сложена серыми слоистыми известняками и известковыми аргиллитами, режебрекчиевидными известняками. Нижняя часть свиты представляет более тонкийпрослой гипса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
