Ing. Milan Pagáč 

Moravské naftové doly, a.s.

ODTĚŽOVÁNÍ PUKLINOVÉHO KOLEKTORU

POMOCÍ HORIZONTÁLNÍCH VRTŮ

 

Úvod.

 

V současné době nabývají zásoby uhlovodíků vázané na puklinové kolektory stále většího významu na úkor zásob vyskytujících se v kolektorech s klasickou pórovitostí. Odhaduje se, že přibližně 60 % světových zásob ropy se nachází v puklinových karbonátech. Potřeba zvyšování produkce a celkové vytěžitelnosti z těchto kolektorů je proto významným úkolem ropného průmyslu.

Navzdory významnosti puklinových kolektorů a zásob v nich vázaných, existuje v ropném průmyslu tendence popírat přítomnost puklin v ložisku po co nejdelší dobu existence ložiska. Tento fakt je způsoben přáním vyhnout se komplikacím v průzkumné, těžební i technické oblasti, které výskyt puklinových kolektorů přináší. Tato ložiska jsou ve skutečnosti mnohem komplikovanější než klasická pískovcová a jejich správné charakterizování vyžaduje mnohem více času, vědomostí, úsilí a finančních prostředků. Snaha popřít výskyt puklin v ložisku často způsobí nevratné snížení koeficientu vytěžitelnosti; použití primární otvírky ložiska, která je v budoucnosti nevhodná pro druhotné těžební metody; neefektivní investiční náklady v průběhu otvírky ložiska; vrtání nepotřebných zahušťovacích vrtů; nesprávné ocenění ekonomických příležitostí; atd. Z tohoto pohledu je důležité stanovit efekt puklin v daném ložisku co nejdříve, čili již při objevu takovéhoto ložiska.

 

 

Definice puklinového kolektoru.

 

Co se vlastně rozumí pod pojmem puklina? Dle Nelsona [1] je puklina, přítomna v ložisku, definována jako přirozeně se vyskytující makroskopická rovinná diskontinuita v hornině způsobená deformací nebo v procesu diageneze.

Puklinový kolektor je kolektor, který obsahuje pukliny vytvořené přirozenou cestou. Tyto pukliny mohou mít kladný nebo záporný efekt na proudění ložiskových médii. Otevřené necementované nebo částečně mineralizované pukliny mohou mít kladný efekt na proudění ropy, ale negativní efekt na tvorbu kuželů vody a plynu, které mohou způsobit předčasné zavodnění nebo zaplynění produkce. Úplně mineralizované přirozené pukliny můžou vytvořit bariéry nepropustné pro proudění všech typů médií. To může vést k existenci malých, hydrodynamicky izolovaných bloků v rámci celého ložiska, což může způsobit dosažení neekonomických nebo sotva rentabilních vytěžitelností.

Dle Nelsona [1] vykazují všechny kolektorské horniny určitý stupeň puklinatosti. Avšak z geologického a ložiskově-inženýrského pohledu se za skutečně puklinové kolektory považují pouze ty, ve kterých mají pukliny pozitivní nebo negativní vliv na proudění ložiskových médii.

 

 

 

Porozita.

 

Porozita představuje volné prostory v hornině. Kvantitativně může být určena podílem volného prostoru k celkovému objemu horniny. Porozita se dělí na primární a sekundární.

Primární porozita je vytvořena v průběhu prvotního ukládání sedimentů. Hodnota primární porozity závisí na uspořádání a distribuci, stupni cementace a vnitřního propojení jednotlivých pórů. Proto je nevyhnutelné rozlišovat mezi celkovou primární a efektivní primární porozitou. Efektivní primární porozita vyjadřuje poměr vzájemně propojených pórů k celkovému objemu horniny. Z komerčního hlediska se v naftovém průmyslu zajímáme o efektivní porozitu.

Sekundární porozita je výsledkem geologických procesů, které proběhly po uložení sedimentů. Většina ložisek se sekundární porozitou je tvořena vápenci nebo dolomity. Avšak ložiska s výskytem přirozených puklin lze nalézt i v jiných litologických typech například v pískovcích, jílovcích, anhydritech a vyvřelých horninách.

Obecně je sekundární porozita vytvořena v důsledku procesů rozpouštění, rekrystalizace, dolomitizace a rozpukáním.

 

 

Propustnost.

 

Propustnost je vlastnost pórového prostředí a je určena schopností propouštět ložisková média. Kolektorské horniny mohou mít primární a sekundární propustnost. Primární propustnost je ložiskovými inženýry nazývána propustností matrix. Sekundární propustnost bývá způsobována přítomností puklin nebo kaverniček.

 

 

Hlavní typy puklinových kolektorů.

 

Rozeznáváme 3 hlavní typy puklinových kolektorů:

 

1. typ: Pukliny poskytují porozitu i propustnost. Matrix má nulovou porozitu, čili neobsahuje žádné uhlovodíky. Veškerá ropa a plyn je vázaná pouze na pukliny. Příkladem takovéhoto typu kolektoru je rozpukaný granit. Odtěžování takovýchto ložisek se častokrát vyznačuje rychlým poklesem těžby. Dalším nebezpečím je možnost rychlého průniku vody do těžebních vrtů. Kritickými faktory jsou mocnost ložiska, drenážní oblast jednotlivých vrtů a intenzita puklin.
2. typ: Pukliny poskytují propustnost, zatímco matrix má skladovací kapacitu, čili převážný objem uhlovodíků je obsažen v matrix. Pro dosažení zajímavých vytěžitelností je nevyhnutelná dobrá komunikace mezi matrix a puklinovým systémem, která zajistí, že značná část uhlovodíků bude proudit z matrix do puklin a dále systémem puklin do těžebních vrtů. Přítomnost puklin způsobuje existenci nebezpečí předčasného průniku vody nebo plynu do těžebních vrtů, proto je nevyhnutelné odtěžovat tato ložiska přiměřeným tempem a volit takové denní těžby, aby byly vytvořeny podmínky pro prostup uhlovodíků z matrix do systému puklin. Síť těžebních vrtů musí být „ušita“ na míru pro každé ložisko vzhledem na orientaci, četnost a sklon puklin a rovněž vzhledem ke kolektorským vlastnostem matrix a puklinového systému.
3. typ: Matrix má dostatečnou porozitu i propustnost, pukliny pouze vylepšují propustnost kolektoru. Vrty, které zastihnou v tomto typu kolektoru pouze matrix, jsou schopny dosahovat ekonomických těžeb a zastižení puklin pouze vylepšuje produktivitu těchto vrtů. Výskyt puklin však může mít i negativní efekt v podobě předčasného natažení vody nebo plynu do těžebních vrtů. Vše závisí hlavně na sklonu puklin a vzdálenosti vrtů od plynové čepice nebo vodního zápolí. V tomto typu kolektorů hrozí nebezpečí, že včas nezjistíme, že máme co do činění s puklinovým kolektorem. Dochází k tomu hlavně v případě vertikálních vrtů, které přímo nezastihly puklinový systém nacházející se v okolí těchto vrtů, ale i tak dosahují slušné produktivity díky dobrým kolektorským vlastnostem samotného matrix.

 

 

Těžební mechanizmy působící v puklinových kolektorech.

 

Mechanizmy výměny mezi matrix a puklinami mohou a častokrát i skutečně trvají několik let.

Těžební mechanizmy musíme popisovat zvlášť pro systém ropa-voda a zvlášť pro plyn-ropa.

1. V systému ropa-voda působí následující mechanizmy těžby: expanze, kapilarita, gravitační síly, viskózní síly.

§         expanze: Medium z matrix proudí do puklin vlivem existence tlakového rozdílu mezi matrix a puklinami. Z hlediska dlouhodobé těžby bývá obvykle tento mechanizmus zanedbatelný avšak například při krátkodobém hydrodynamickém výzkumu je nutné ho uvažovat.

§         kapilarita má pozitivní efekt v případě, že matrix je vodousmáčivý a v puklinách se nachází voda. Působením kapilárních sil prostupuje voda do matrix a vytláčí ropu do puklin.

Negativní efekt má v případě, že matrix je ropousmáčivý a v puklinách se nachází voda, pomocí které chceme vytěsnit ropu z matrix. Kapilární síly v tomto případě brání tomu, aby voda z puklin pronikla do matrix, čili nemá význam aplikovat zavodňování.

§         gravitační síly: V případě, že blok matrix má významnou výšku, napomáhají gravitační síly průniku médii z puklin do matrix, čímž přispívají k vytláčení uhlovodíků z matrix do puklin. Čím větší rozdíl měrných hmotností médii v puklinách a matrix, tím výraznější efekt gravitačních sil, čili nejvýraznější je v systému plyn-ropa.

§         viskózní vytěsňování K pohybu kapaliny dochází působením existence tlakového rozdílu v puklinovém systému.

V mnohých případech je tento tlakový rozdíl velmi malý, protože puklinový systém má velmi vysokou propustnost, čímž je šíření tlaku velmi rychlé, což zabraňuje vytvoření výrazného tlakového rozdílu.V takovém případě je rozumné zanedbat viskózní vytěsňování kapaliny z matrix působením tlakového rozdílu v puklinách.

Avšak v případě, že puklinový systém má nízkou propustnost a rozměr bloku matrix v horizontálním směru je značný, může tok kapalin do a z matrix způsobený tlakovým rozdílem v puklinách, působit jako významný mechanizmus těžby.

 

 

2. V systému plyn-ropa působí následující mechanizmy těžby: expanze, kapilarita, gravitační síly, difuze.

§         expanze: Medium z matrix proudí do puklin vlivem existence tlakového rozdílu mezi matrix a puklinami. Může být významná v případě, že ložiskový tlak je nižší než tlak nasycení.

§         kapilarita: V systému plyn-ropa mají kapilární síly vždy negativní efekt

§         gravitační síly: V případě, že blok matrix má významnou výšku, napomáhají gravitační síly průniku plynu z puklin do matrix, čímž přispívají k vytláčení ropy z matrix do puklin.

§         difuze: Velikost účinku difuse závisí na složení ropy v matrix a plynu v puklinách. Přetok médii z puklin do matrix a naopak působením difuze je podmíněn stykem dvou médii výrazně odlišného složení.

 

 

Rozdíl v otvírce ložisek pomocí vertikálních a horizontálních vrtů.

 

Vrtání horizontálních vrtů je v současnosti již běžnou záležitostí. Hlavním účelem horizontálního vrtu je zvětšit kontakt s kolektorskou horninou a tím i zvětšit produktivitu vrtu. Horizontální vrt může v průběhu daného časového období díky své délce drenovat větší plochu ložiska než vrt vertikální. Praxí bylo ověřeno pravidlo, že horizontální vrt o délce 305 m (1000 ft) může za stejné časové období drenovat dvakrát větší plochu než vrt vertikální, zatímco horizontální vrt o délce 610 m (2000 ft) plochu třikrát tak velkou. Z toho důvodu není nutné, v případě otvírky ložiska pomocí horizontálních vrtů, vrtat tak hustou síť vrtů.

 

Zvláštní význam nabývají ukloněné a horizontální vrty v případě otvírky ložisek v puklinových kolektorech jak je znázorněno na obr. č. 1. Přirozené pukliny mají většinou sklon blízký vertikálnímu směru a relativně značnou vzdálenost mezi jednotlivými puklinami. V takových případech se může stát, že vertikální vrt neprotne žádnou puklinu, čili zastihne pouze matrix. V závislosti na propustnosti matrix může být vrt buďto bez přítoku nebo s neekonomickým přítokem a bude zlikvidován, čili ložisko vlastně nebude objeveno. Naopak, ukloněný nebo horizontální vrt má mnohem větší naději, že protne i subvertikální pukliny a tím pádem dosáhne ekonomické těžby a bude vyhlášen za vrt, který objevil nové ložisko.

 

Otvírka ložisek pomocí horizontálních vrtů se upřednostňuje dále v případech, kde v průběhu odtěžování hrozí vytváření kuželů vody nebo plynu. Horizontální vrty v porovnání s vertikálními dosahují srovnatelných denních těžeb při mnohem nižší depresi, čímž minimalizují problémy s tvorbou kuželů.

 

 

Odtěžování ložiska Žarošice pomocí horizontálních vrtů.

 

Charakteristika ložiska:

Ložisko Žarošice bylo objeveno v červenci 2001 vrtem Žarošice - 3. Nachází se v katastru obce Žarošice, okr. Hodonín, nedaleko od již dříve objevených ložisek Uhřice, Dambořice a Uhřice –Jih, v hloubkovém intervalu 1565 – 1820 m. Z hlediska geologické stavby je situováno na severovýchodním svahu nesvačilského příkopu. Ropa a zemní plyn jsou akumulovány ve vápnitých dolomitech, řazených k tzv. vranovickým karbonátům. Objevným vrtem byl ložiskový objekt zastižen v celkové nepravé mocnosti 307 m ( int. 1565 – 1872 m ), z nichž svrchních zhruba 150 m je nasycených plynem, dalších cca 105 m je nasyceno ropou a zbývajících 52 m pak představuje vodonosnou část ložiska. Původní kontakty ropa – voda a plyn – ropa byly kladeny na strukturní úrovně – 1595 a –1490 m. Geologický řez ložiskem je zobrazen na obrázku č. 2.

Primární pórovitost kolektorské horniny (pórovitost matrix) je nízká. Podle výsledků rozborů dosahuje hodnot 1 – 3 %. Propustnost matrix je téměř nulová. Významnou z hlediska kolektorských vlastností je tedy druhotná pórovitost, a to jak puklinová, tak kavernová. Pórovitost stanovená vyhodnocením karotážního měření se nejčastěji pohybuje v rozmezí 6 – 13 %. Z laboratorních měření a hydrodynamického výzkumu vyplývá, že celková propustnost kolektoru dosahuje hodnoty kolem 500 mD.

Těžená ropa je ropou středně těžkou, parafinicko-naftenickou, olejového charakteru s malým obsahem benzinové frakce. Měrná hmotnost odplyněné ropy za laboratorních podmínek je 906 - 919 kg.m^-3 ( při teplotě 15 ^oC).

Těžený doprovodný plyn je plynem metanovým s obsahem 82,49 % mol metanu. Obsah dusíku je 0,08 % mol a oxidu uhličitého 7,37 % mol.

PVT analýza hlubinného vzorku [6] stanovila hodnotu viskozity ropy za ložiskových podmínek na 3,6 cP.

Hodnota počátečního ložiskového tlaku na kontaktu plyn – ropa činí 17,172 abs.MPa. Tento tlak se rovná hodnotě tlaku nasycení.

Ložisková teplota ve středu ložiska ( -1718 m) dosahuje hodnoty 51,4 ^oC.

Ložisko Žarošice je těženo při smíšeném režimu, tj. režimu rozpuštěného plynu s  aktivitou rozpínající se plynové čepice a značnou aktivitou vodního zápolí.

 

Otvírka ložiska:

Na ložisku bylo do roku 2005 odvrtáno celkem 6 vrtů, z toho 4 ukloněné (Žarošice 3, 4a, 6a, 7) a 2 horizontální vrty (Ža 5H, 9H). Strukturní mapa na povrch vranovických karbonátů s vyznačením polohy uvedených vrtů je zobrazena na obr. č. 3. Vrt Ža 6a slouží jako pozorovací ke sledování vývoje statického ložiskového tlaku a rovněž i pohybu kontaktů ropa – voda a plyn - ropa. Vtlačný vrt Ža 7 se využívá k utrácení vytěžené ložiskové vody zpět do vodního zápolí. Ostatní vrty se využívají jako těžební.

 

Vývoj těžby:

 

Ze všech vrtů ložiska Žarošice si podrobněji popíšeme vývoj těžby na horizontálním vrtu Ža-5H. Tento vrt byl uveden do produkce v dubnu 2003. Horizontální část je vystrojena jako nezapažený vrt (open-hole) v úseku 2550 – 2860 m. Délka horizontální části procházející vranovickými karbonáty je cca 270 m. Vertikální vzdálenost od počátečního kontaktu ropa - voda dosahovala cca 30 m. V hloubce cca 2495 m je usazen pakr a těsně nad ním se nachází permanentně zapuštěný elektronický hlubinný manometr od firmy Baker. Schéma vrtu je zobrazeno na obr. č. 4. Ložiskový tlak a teplota, snímané tímto manometrem, jsou v reálním čase přenášeny kabelem na povrch, kde je možné sledovat tyto údaje přímo na displeji. Současně probíhá ukládání těchto údajů do paměti.

 

Vývoj těžby vrtu Žarošice 5H je znázorněn na obr. č. 5.

Počáteční těžba byla nastavena na cca 95 m³ kapaliny za den. Jednalo se o samotokovou těžbu přes trysku 7,2 mm při depresi 0,9 barů. Po zjištění, že vrt je schopný produkovat uvedené množství bezvodé ropy při relativně nízké depresi, byla produkce zvýšena na 124 m³/d. Po asi tři a půl měsících těžby pronikla ložisková voda z podestýlajícího akviferu do horizontální části vrtu a objevila se v  produkci na povrchu. Těžební režim byl proto snížen na 97 m³  kapaliny za den. Na uvedené úrovni byla těžba udržována až do března 2004, kdy byly v nezapažené horizontální části vrtu provedeny intenzifikační práce (kyselinování). V následujícím období v roce 2004 byl těžební režim udržován v rozmezí od 80 do 120 m³  kapaliny za den. S poklesem ložiskového tlaku a se zvyšujícím se zavodněním produkce klesal i dynamický tlak na stupačkách a začal se blížit hodnotě tlaku v systému povrchové technologie. Tím pádem ztrácel vrt na produktivitě. Pro překonání tlaku v systému a obnovení produktivity vrtu musel být zvyšován průměr trysky z 9,5 až na 11 mm. Simulační studie provedené hned po objevení ložiska ukázaly, že pokles ložiskového tlaku a nárůst procenta vody v těžené ropě způsobí ustání samotokové produkce a vrty budou muset být zmechanizovány. Po dlouhých diskuzích o způsobu mechanizace bylo rozhodnuto o nasazení elektrických ponorných čerpadel. Oddálit okamžik mechanizace a tím udržet nižší provozní náklady se podařilo instalací regulačního ventilu do systému povrchové technologie (srpen 2004). Tím byl snížen tlak v povrchové technologii ložiska Žarošice z 2,2 na 1,6 MPa, což se projevilo na zvýšení produktivity vrtu. To umožnilo snížit průměr trysky z 11 na 9,5 mm. Na jaře 2005 poklesl tlak na ústí vrtu na hodnotu blízkou tlaku v systému. Pro zachování samotokové produkce bylo nutné v krocích zvyšovat průměr trysky až na 12 mm. V květnu 2005 bylo přistoupeno k přepojení vrtu na druhý stupeň separace s nižším protitlakem systému. Tím bylo možné vrátit se zpět k těžbě přes trysku 9,5 mm a dosahovat samotokové produkce cca 120 m³  kapaliny/den. Začátkem srpna byl vrt zmechanizován pomocí elektrického ponorného čerpadla.

 

Celkem bylo z vrtu Ža 5H ke 30.6.2005 vytěženo 73 789 m³  ropy, 4,2 mil. m³  doprovodního plynu a 8 823 m³  vody.

 

 

Porovnání velikosti depresí horizontálního vrtu Ža 5H a vertikálního vrtu Ža-3:

 

Jak již bylo uvedeno, výhodou horizontálních vrtů je, že v porovnání s  vrty vertikálními dosahují srovnatelných denních těžeb při mnohem nižší depresi.

Tento fakt potvrzují i získané hodnoty naměřené na ložisku Žarošice. Pro ilustraci lze uvést srovnání velikosti depresí vertikálního vrtu Ža-3 s horizontálním vrtem Ža-5H. Vertikální vrt Ža-3 těžil 97 m³ ropy/den při depresi 4 bary (index produktivity = 242 m³/d.MPa), kdežto horizontální vrt Ža-5H těžil stejné množství při 4,5-krát nižší depresi, konkrétně při depresi 0,9 baru (index produktivity = 1078 m³/d.MPa).

Vertikální vrt Ža-3 těžil ze 70-ti metrového otevřeného intervalu a horizontální vrt Ža-5H těžil z cca 270-ti metrového otevřeného intervalu, přičemž skutečný přítok pocházel pouze z 10-ti metrového intervalu (viz kapitolu Produkční karotáž).

 

 

Produkční karotáž:

 

Velkou neznámou při odtěžování ložisek pomocí horizontálních vrtů je velikost těžícího intervalu. Celosvětová praxe ukazuje, že ve většině případů se na produkci podílí pouze jedna třetina z délky horizontálního úseku. Numerické simulace historie těžby naznačovaly, že v případě vrtu Ža 5H je do těžby zapojená pouze malá část otevřeného intervalu. Za účelem ověření tohoto podezření byla v prosinci 2003 firmou Schlumberger provedena produkční karotáž. Měření mělo dále identifikovat místo přítoku ložiskové vody (v té době dosahovalo zavodnění 4 %), případný výskyt statické vody v ohybech horizontální části a určit, zda nedošlo ke zborcení stěn vrtu a zavalení nebo zmenšení průměru nezapaženého otevřeného intervalu.

Sestava karotážních sond, průtokoměrů a kavernoměru byla do horizontální části zapuštěna pomocí vinutých stupaček.

Na základě vyhodnocení naměřených údajů bylo zjištěno, že veškerá produkce vrtu pochází pouze z desetimetrového intervalu v hloubce 2570 – 2580 m (obr. č. 6). Tato nepříjemná skutečnost nás přiměla k hledání řešení, které by umožnilo zapojení větší části otevřeného intervalu do produkce. Těžba z většího intervalu by vedla ke snížení deprese při těžbě, čímž by se také snížilo zavodnění produkce. Dalším efektem by bylo zvětšení drenážní oblasti vrtu a tím přímé odtěžování ropy z většího území, což by mohlo vést k dosažení vyšší konečné vytěžitelnosti. Za tímto účelem byly navrženy dvě možné operace:

 

 

1. provést intenzifikaci netěžícího intervalu pomocí speciální kyseliny
2. odizolovat těžící interval nadouvacím pakrem a vyvolat depresi přímo na dosud netěžící interval tím, že pata stupaček by byla umístěna pod nadouvacím pakrem.

 

 

Intenzifikace horizontální části kyselinováním:

 

Kyselinování celého horizontálního úseku by bylo finančně příliš nákladné. Proto byly na základě vyhodnocení karotážního měření metodou FMS (Formation Micro Scanner) vybrány 4 intervaly (2737-2730, 2700-2645, 2630-2620, 2605-2595), ve kterých byl interpretován největší výskyt puklin. Cílem bylo zvýšit propustnost těchto puklin do také míry, aby svou produktivitou byly schopny konkurovat dosud dominantnímu intervalu.

Pro intenzifikaci byla firmou Schlumberger navržena speciální kyselina nazývaná VDA (Viscoelastic self-diverting acid) určená pro stimulaci puklinových karbonátů. Reakcí této kyseliny s karbonáty má dojít k vytvoření gelu, který má dočasně zablokovat pukliny, do kterých kyselina vnikla. Blokace těchto puklin má umožnit nově přitékající kyselině proudit do dalších, zatím nestimulovaných puklin. Takovýmto mechanizmem se má zabránit tomu, aby převážná část kyseliny vnikla pouze do nejdominantnějších puklin a stimulovala pouze tyto pukliny bez efektu na zbývající pukliny. K odstranění zgelovatěné kyseliny dojde po vyvolání deprese a uvedení vrtu do těžby. 

Intenzifikaci provedla firma Schlumberger dne 3.3.2004. Před samotným zahájením stimulace vybraných intervalů, byla VDA kyselina zatlačena do těžícího intervalu s cílem dočasně ho zablokovat a znemožnit proudění další kyseliny do dominantních puklin v tomto intervalu. Začerpávání kyseliny do vybraných intervalů horizontálního úseku bylo prováděno pomocí vinutých stupaček.

Po stimulaci horizontálního úseku vrtu byla sonda uvedena do těžby a byl zjištěn 2-násobný index produktivity a sonda těžila při poloviční depresi než před intenzifikací. Zároveň však bylo zjištěno dvojnásobné zavodnění produkce v porovnání se zavodněním před kyselinováním (viz obrázek č. 7). Z toho bylo usouzeno, že intenzifikací pravděpodobně nebyly zapojeny do těžby další úseky otevřeného intervalu, ale pouze došlo k intenzifikaci již těžícího úseku, což vylepšilo jeho komunikaci s podestýlajícím akviferem. Tyto domněnky by potvrdila nebo vyvrátila pouze opakovaná produkční karotáž.

 

 

Očekávaný vývoj a návrh dalšího postupu odtěžování ložiska Žarošice:

 

Odtěžováním ložiskových médii dochází v ložisku Žarošice k poklesu ložiskového tlaku, protože tlaková dotace z akviferu a plynové čepice není dostatečná na to, aby udržela počáteční hodnotu ložiskového tlaku a tím i samotokovou produkci. Tím pádem vyvstane ve velice blízké budoucnosti nutnost mechanizace všech těžebních sond. Tento okamžik ovlivňuje i velikost zavodnění produkce. Čím vyšší je procento vody v těžené ropě, tím dříve ustane samotoková produkce.

 

Další událostí, která se očekává je průnik plynu z plynové čepice do těžícího intervalu vrtu Ža 3. Souběžně s odtěžováním ropy z ropné zóny a s poklesem ložiskového tlaku, dochází i k expanzi plynové čepice a tím k posunu původního kontaktu plyn – ropa směrem do nižších strukturních pozic. Svrchní část otevřeného intervalu vrtu Ža 3 se nachází pouze cca 35 m od původního kontaktu plyn – ropa. Není proto divu, že po určité době těžby dosáhne rozpínající se plynová čepice úrovně svrchní hranice těžícího intervalu a dojde k průniku plynu do produkce. Tím pádem by byl těžen převážně plyn s malým množstvím ropy, což je nežádoucí, protože by docházelo ke zbytečnému odčerpávání ložiskové energie.

Z toho důvodu je navrženo odizolování těžícího intervalu a odvrtání úhybového re-entry stvolu v podobě krátkého horizontálního vrtu s délkou horizontální části cca 130 m. Navrhovaná poloha vrtu Ža 3 re-entry je zobrazena na obr. č. 8.

 

Již od počátku objevení ložiska Žarošice se objevují úvahy, zda by bylo možné toto ložisko konvertovat na podzemní zásobník plynu. Za tímto účelem již byly provedeny simulační práce, které ocenili možné dosažitelné výkonové parametry budoucího zásobníku plynu. O případné konverzi se rozhodne až v budoucnosti dle aktuálního posouzení vývoje těžby, poptávky trhu o nabízenou uskladňovací kapacitu a ekonomického posouzení dané konverze.

 

 

Závěr.

 

Příklad otvírky ložiska Žarošice potvrzuje výhodnost aplikace horizontálních vrtů v porovnání s vrty vertikálními. Drenážní oblast horizontálního vrtu je větší, tím pádem je schopen dosahovat stejných těžeb jako vrty vertikální při několikanásobně nižších depresích. To způsobuje, že horizontální vrty jsou méně náchylné na tvorbu kuželů vody a plynu, což prodlužuje dobu těžby z těchto vrtů a tím i zlepšuje ekonomiku ložiska.

Další výhodou je fakt, že aplikací horizontálních vrtů se snižuje požadavek na počet vrtů potřebných pro otvírku ložiska.

 

 

 

Použitá literatura:

 

1. Nelson Ronald: „Geologic Analysis of Naturally Fractured reservoáre“, Gulf Proffesional Publishing, 2001.
2. Aguilera Roberto: „Naturally Fractured Reservoáre“, Pennwell 1995.
3. Joshi Sada: „Horizontal Well Technology“, Penwell 1991.
4. Kostelníček, Berka, Bittner: „Výpočet zásob uhlovodíků ložiska Žarošice“, archiv MND.
5. Pagáč M., Bittner: interní vyhodnocení čerpacích zkoušek, hydrodynamických výzkumů, zpracování vývoje těžeb, simulační studie, atd.
6. laboratoře Krosno, Polsko: „PVT analýza hlubinného vzorku odebraného z vrtu Žarošice 3“, archiv MND.

 

 

PŘÍLOHY

 

 

Obrázek č. 1: Rozdíl v otvírce puklinového kolektoru pomocí vertikálních a ukloněných, případně horizontálních vrtů.

 

 

Obrázek č. 2: Geologický řez ložiskem Žarošice.

 

 

Obrázek č. 3: Strukturní mapa na povrch vranovických karbonátů ložiska Žarošice.

 

 

Obrázek č. 4: Schéma vrtu Žarošice 5H

 

 

 

 

Obrázek č. 5: Vývoj těžby na horizontálním vrtu Žarošice 5H

 

 

 

Obrázek č. 6: Produkční karotáž na vrtu Žarošice 5H

 

 

Obrázek č. 7: Vývoj dynamického ložiskového tlaku, těžby kapaliny a deprese na vrtu Žarošice 5H před a po intenzifikací kyselinováním.

 

 

 

Obrázek č. 8: Strukturní mapa na povrch vranovických karbonátů ložiska Žarošice s vyznačením navrhované polohy vrtu Ža 3 re-entry.