Комплексный подход к выбору скважинкандидатов для проведения геологотехнических мероприятий (на примере Талинского лицензионного участка Красноленинского нефтегазоконденсатного месторождения)

Oдной из основных задач разработки нефтяных и газовых месторождений является достижение максимального коэффициента извлечения нефти (КИН) при минимальных затратах. При этом решения, принятые при проектировании разработки объектов, нуждаются в оптимизации по результатам фактической эксплуатации пластов. Основным инструментом регулирования и повышения эффективности разработки зрелых месторождений являются геолого-технические мероприятия (ГТМ).

Комплексный подход к планированию ГТМ позволяет решать задачи повышения эффективности разработки залежей и месторождения в целом. Актуальность работ, направленных на реализацию комплексного подхода к планированию ГТМ, обусловлена следующими факторами:

• сокращением легкоизвлекаемых запасов и, как следствие, необходимостью вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов с помощью применения различных методов стимуляции отдельных зон пластов;

• снижением «качества» скважин-кандидатов и эффективности повторных ГТМ;

• большим числом скважин, требующих проведения ГТМ.

Очевидно, что точечный (поскважинный) подход к оценке потенциала внедрения отдельных видов ГТМ не обеспечивает оперативного подбора скважин-кандидатов, так как требует высоких трудозатрат специалистов, особенно это касается уникальных и крупных (по запасам) месторождений, где эксплуатационный фонд зачастую составляет

тысячи скважин. Для таких месторождений необходим комплексный подход к оценке соответствия скважины всем параметрам для проведения

ГТМ, который должен включать:

1) интеграцию необходимой геолого-промысловой информации;

2) обоснование критериев для выбора скважинкандидатов под отдельные виды ГТМ;

3) оценку рисков проведения мероприятий;

4) ранжирование скважин-кандидатов на основе полученных комплексных параметров;

5) расчет добычного потенциала скважин и экономическую оценку целесообразности проведения ГТМ.

В настоящее время на средних и мелких (по запасам) месторождениях распространенным подходом к подбору ГТМ является индивидуальное рассмотрение каждой скважины. На большом фонде скважин реализация данного способа занимает очень много времени, поэтому необходимо выполнять сортировку скважин с помощью фильтров по набору критериев. Однако такой подход не всегда успешен, так как

скважины оцениваются не комплексно. В связи с этим с целью совершенствования подхода к выбору скважин-кандидатов для отдельных видов ГТМ в

рамках данной работы решались следующие задачи.

1. Выделение основных факторов (критериев), влияющих на успешность (неуспешность) проведения ГТМ в определенных геолого-промысловых условиях.

2. Расчет потенциала увеличения добычи нефти с использованием фактических данных по эксплуатации скважин и гидродинамических моделей пластов, адекватных по качеству и объему информации.

3. Разработка комплексной программы ГТМ с уче том всех выявленных критериев с помощью математических расчетов (ранжирования по критериям).

Реализация методики

Для минимизации риска ошибочного выбора скважин-кандидатов при реализации ГТМ следует анализировать и учитывать множество параметров различных категорий: геологических, технологических и экономических [1].

В статье предлагается при планировании ГТМ использовать математический инструмент, позволяющий на основании выделенных критериев выбирать скважины-кандидаты под отдельные виды мероприятий. Инструмент создан на базе Microsoft Excel 2010 c использованием Visual Basic for Applications (VBA).

Главным преимуществом использования этого метода подбора является значительное сокращение временных затрат по сравнению с часто применяемыми экспертными методами решения данных задач. Опробование данного метода на Талинском лицензионном участке (ЛУ) Красноленинского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) с трудноизвлекаемыми запасами подтвердило его эффективность и позволило кратно увеличить число подбираемых ГТМ. Так, за время реализации проекта специалистами ООО «ТННЦ» было подготовлено и согласовано с недропользователем около 650 скважин-кандидатов для проведения гидроразрыва пласта (ГРП), обработок призабойной зоны (ОПЗ) и перевода и приобщения (ПиП) пластов.

Особого внимания потребовало установление основных критериев, учитываемых при принятии ре- шения о проведении ГТМ. Из всего многообразия критериев выделились главные для выбранного типа ГТМ с учетом особенностей месторождения (геологическое строение, инфраструктура и др.). Поэтому первый этап работы состоял в обобщении опыта проведения ГТМ прошлых лет, выявления критериев для отдельных видов ГТМ и последующего их объединения в группы.

В результате были сформированы критерии подбора скважин-кандидатов для наиболее часто проводимых на месторождении видов ГТМ. Например, для принятия решения о целесообразности проведения ГРП должны учитываться следующие критерии:

1) величина остаточных запасов нефти, сосредоточенных в зоне дренирования скважины;

2) показатели эксплуатации соседних скважин, в том числе результаты последних ГТМ;

3) эксплуатационные показатели рассматриваемой скважины;

4) энергетическое состояние пласта;

5) показатели работы окружающих нагнетательных скважин;

6) кратность операций ГРП;

7) дата проведения последнего ГРП;

8) эффект от последнего ГРП;

9) разность между накопленной добычей нефти по рассматриваемой скважине и усредненной по окружающим скважинам;

10) техническая исправность скважины или возможность нормализации требуемого забоя для аварийного фонда скважин [2, 3].

Принятие положительного решения о проведении, например, ПиП пластов базируется на следующих критериях:

1) начальные извлекаемые запасы нефти пласта, планируемого к переводу или приобщению, сосредоточенные в зоне дренирования скважины;

2) показатели эксплуатации рассматриваемой скважины;

3) запускная добыча по соседним скважинам;

4) энергетическое состояние пласта;

5) техническая исправность скважины или возможность нормализации требуемого забоя для аварийного фонда скважин [4, 5].

Скважины выбираются на основе комплексного (обобщенного) параметра, являющегося функцией нескольких критериев. В качестве такого параметра применяется произведение частных критериев, имеющих определенный вес k, который отражает величину критерия. Вес критериев определяется по результатам анализа ГТМ прошлых лет. Функция задается в виде

K = k₁.k₂.k₃.k₄.k₅…k_n.

Вычислив обобщенный параметр для всех скважин, вошедших в расчет, на основе ранжирования полученных результатов можно выделить наиболее перспективные скважины-кандидаты для дальнейшего их включения в график проведения ГТМ.

Практическая ценность работы

В качестве примера практического применения такого расчета рассмотрим планирование ГРП на Талинском ЛУ Красноленинского НГКМ. Выборка скважин достаточно велика: общий фонд насчитывает более 5000 скважин. Адресное рассмотрение такого числа скважин заняло бы очень много времени, в связи с чем после просмотра каждой скважины отдельные данные на текущую дату могут потерять актуальность. Кроме того, существует вероятность пропуска какого-либо важного параметра.

Использование предложенного расчета исключает трудоемкий процесс выбора ГТМ вручную и автоматически учитывает все факторы, исключая пропуск критериев при экспертной оценке скважиныкандидата.

Пласты Талинского ЛУ характеризуются как благоприятными, так и неблагоприятными для прове дения ГРП факторами. К благоприятным факторам можно отнести высокую плотность остаточных извлекаемых запасов и наличие существенной послойной неоднородности пластов по проницаемости. Неблагоприятными факторами являются наличие зон с пониженными энергетическими характеристиками пластов, повышенной обводненностью отдельных участков, связанной с прорывом фронтов нагнетания воды по высокопроводящим интервалам (наличие «суперколлектора»).

В связи с этим при расчете комплексного параметра были приняты критерии, удовлетворяющие выявленным факторам. На рисунке в качестве примера приведены численные значения весов, использованные в расчете комплексного параметра. По ним проведены расчет и ранжирование критериев по важности для выполнения ГРП.

Например, по результатам анализа всех ранее проведенных ГРП на месторождении выявлено, что на прирост дебитов нефти и жидкости максимально влияет энергетическое состояние пластов. Так, при пластовом давлении менее 190 атм (19 МПа) прирост дебита нефти считается неудовлетворительным. В результате пластовому давлению 190 атм задан вес 0,9, а для давления 170 атм вес равен нулю.

Таким же образом на основе анализа выполненных мероприятий были рассмотрены все критерии и заданы определенные веса согласно их значениям (см. рисунок).

По результатам автоматизированного ранжирования скважин и последующей адресной работы со скважинами, характеризующимися максимальными значениями комплексных параметров, выбраны и обоснованы скважины-кандидаты для проведения ГРП. В настоящее время с недропользователем согласовано около 650 скважино-операций, более 110 из которых были выполнены за период с 01.2014 г. по 12.2015 г.

Средний запускной дебит нефти составил более 8 т/сут, что соответствует плановым показателям и свидетельствует об эффективности данного подхода.

Экономическая эффективность проекта складывается из двух факторов: увеличения эффективности выполняемых мероприятий на 10 % и сокращения трудозатрат в 5 раз.

Выводы

1. Предложен инструмент для подбора и ранжирования ГТМ по многокритериальной оценке.

2. Инструмент апробирован на Талинском ЛУ Красноленинского НГКМ. По результатам его применения в 2014–2015 гг. подобрано и согласовано с недропользователем около 650 плановых мероприятий, из них выполнено более 110.

3. Данный инструмент применим для подбора скважин-кандидатов для проведения широкого спектра ГТМ. В процессе планирования работ на других месторождениях могут использоваться дополнительные критерии, основанные на особенно-стях каждого рассматриваемого месторождения или его части.

4. Для достижения максимальной эффективности ГТМ, направленных на увеличение добычи углеводородов, необходимо комплексно оценивать промысловые и технологические параметры скважинкандидатов.

5. Применение математических инструментов позволяет одновременно учитывать несколько параметров, минимизировать трудозатраты специалистов и планировать выполнение оптимальных мероприятий для увеличения прироста добычи углеводородов.

Список литературы

1. Толстоногов А.А. Оценка эффективности геолого-технических мероприятий в области нефтедобычи // Фундаментальные ис- следования. – 2014. – №11-1. – С. 150-154

2. Экономидес М., Олини Р., Валько П. Унифицированный дизайн гидроразрыва пласта: от теории к практике. – Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007. – 236 с.

3. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений /под ред. Ш.К. Гиматудинова. – М.: Недра, 1983. – 455 с.

4. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. – М.: Недра, 1986. – 333 с.

5. Уметбаев В.Г. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. – М.: Недра, 1989. – 217 с.

Т.И. Машканцева, А.В. Князев, А.Г. Олюнина (ООО «ТННЦ»),
C.П. Канайкин (АО «РН-Няганьнефтегаз»)

Статья опубликована в научно-техническом Вестнике ОАО «НК «Роснефть» № 1, 2016 г., стр. 34; ISSN 2-74-2339.

Публикуется с разрешения редакции.