Modeling of Horizontal Well Performance to Provide Insight in Coning Control Modélisation des performances de forages horizontaux pour comprendre les phénomènes de formation de cônes

Abstract

This paper addresses the relatively new topic of performance and characterization of horizontal wells in numerical simulation models. The productivity index of a well grid block is obtained by the use of conformal mapping techniques to transform complex flow geometries to simple ones for which analytical expressions can be derived. The techniques have already been reported in the literature with regard to the whole reservoir. Therefore we report in this paper only those aspects that relate to simulation grid blocks, namely, the conditions under which such an expression can be used to represent flow in a horizontal well block. It is shown that the grid block width to length ratio should not exceed 10 if the existing analytical expressions are to be used. A single horizontal well model has been proposed. Here a horizontal well continuum is represented by a discretised model consisting of a horizontal cylindrical grid system. The conversion of an existing single well simulator to this model is outlined. In order to demonstrate the potential advantages of horizontal wells in thin oil zone recovery, a number of case studies are presented to show the sensitivity of well length to aquifer control. Results obtained show that the recovery of oil from thin oil zones can be efficiently carried out if the well length is of the order of 70% or more of the reservoir length. An attempt to recover the oil by a conventional vertical well will lead to early water break-through and poor sweep efficiency. Cet article traite d'un sujet relativement nouveau, les performances et les caractéristiques des forages horizontaux dans les modèles de simulation numérique. On obtient l'indice de productivité d'un bloc de maillage de puits en utilisant des techniques de projection conforme pour transformer les géométries d'écoulement complexes en systèmes simples pour lesquels on peut calculer une expression analytique. Ces techniques ont déjà été exposées dans la littérature en ce qui concerne l'ensemble d'un réservoir. Nous ne parlerons donc ici que des aspects relatifs aux blocs de maillage utilisés en simulation, c'est-à-dire des conditions dans lesquelles cette expression peut être utilisée pour représenter l'écoulement dans un bloc de puits horizontaux. On montre que le rapport largeur/longueur du bloc de maillage ne doit pas dépasser 10 si l'on veut utiliser les expressions analytiques existantes. Le modèle proposé est un puits horizontal unique. Ici, le continuum de forage horizontal est représenté par un modèle discret composé d'un système de maillage cylindrique horizontal. On explique comment passer d'une simulation de puits unique existante à ce modèle. Pour démontrer les avantages potentiels des forages horizontaux dans les zones de faible épaisseur, les auteurs présentent plusieurs études de cas montrant la sensibilité de la longueur de forage au contrôle de l'aquifère. D'après les résultats obtenus, la récupération des hydrocarbures dans les résultats obtenus, la récupération des hydrocarbures dans les zones de faibles épaisseur peut être efficace si la longueur du forage est égale à 70 % ou plus de la longueur du réservoir. Une tentative de récupération par un forage vertical classique entraînerait une percée d'eau précoce et une faible efficacité du balayage.