Нефть является одним из основных ресурсов, необходимых человеку. Уже на протяжении многих тысячелетий человечество использует нефть в разных сферах деятельности. И, не смотря на то, что ученые неустанно работают над разработкой новых энергетических технологий, нефть все равно остается незаменимым продуктом в области энергетики, в первую очередь. Однако, запасы этого «черного золота» истощаются несказанно быстро. Практически все гигантские месторождения давно уже найдены и разработаны, таковых практически не осталось. Стоит отметить, что с начала текущего столетия еще не было найдено ни одного крупного нефтяного месторождения, как Самотлор, Аль-Гавар или Прудо-Бей. Этот факт является свидетельством того, что человечество уже израсходовала самую большую часть нефтяных залежей. В связи с этим, вопрос о добыче нефти с каждым годом становится все острее и актуальнее, особенно для Российской Федерации, которая по объему мощности своего сектора в нефтеперерабатывающей области среди всех стран в мире находится на третьем месте, пропустив вперед Китай и США.
Таким образом, российская власть прилагает максимум усилий для того, чтобы поддержать объемы нефтедобычи, тем самым сохранив влиятельность государства на мировом рынке. Согласно аналитическим прогнозам, в скором будущем лидерство в области нефтедобычи перейдет к Канаде, Бразилии и США, что является неутешительным для РФ. С 2008 года в стране наблюдается отрицательная динамика в добыче этого ресурса. По данным Министерства энергетики по состоянию на 2010 год добыча нефти в государстве составляла 10,1 млн бар., однако к 2020 году, если ничего не изменится, добыча упадет до 7,7 млн бар. Ситуацию может изменить только принятие кардинальных мер в политике нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли. Однако, эти все статистики и показатели не являются свидетельством того, что запасы нефти и вовсе заканчиваются. Это говорит о том что теперь большую часть составляют трудноизвлекаемые запасы нефти. По подсчетам Минэнего, общее количество таких нефтяных залежей на территории России составляют прядка 5-6 миллиардов тонн, что в процентном соотношении составляет 50-60% от общего объема. Таким образом, трудноизвлекаемая нефть является хорошим решением проблемы, которая заключается в сохранении необходимых объемов добычи нефти. Таким образом, добыча трудноизвлекаемой нефти является вынужденной мерой.
Трудноизвлекаемыми запасами нефти называются нефтяные залежи, для которых характерны неблагоприятные условия для добычи данного ресурса, а также неблагоприятные физические свойства. Кроме этого, к данному типу нефтяных залежей также относятся и те, которые располагаются в шельфовой зоне, в месторождениях, находящихся в поздней стадии разработки, а также высоковязкая нефть. Хорошим примером добычи высоковязкой нефти является разработка Ямало-Немецкого месторождения, которое имеет особенности, способствующие застыванию нефти не только на морозе, но и при плюсовой температуре.
Абсолютно все залежи трудноизвлекаемой нефти подразделяются на две категории:
Стоит отметить, что нефть, относящаяся к первой группе по своим качественным характеристикам вполне сопоставима с той нефтью, которая добыта традиционным способом.
Учитывая трудности во время добычи такой нефти, стоит отметить, что обычные методы разработки таких месторождений будут неэффективными. В связи с этим, применяются совершенно иные технологии, требующие соответствующих затрат. На протяжении нескольких лет специалисты изучают залежи трудноизвлекаемой нефти и разрабатывают подходящие, и в то же время относительно бюджетные, способы ее добычи.
Таким образом, разработка трудноизвлекаемых запасов нефти традиционными методами приводит к тому, что изначально ресурс из скважины идет хорошо, однако он быстро заканчивается. Это связано с тем, что добыча нефти в данном случае осуществляется из маленького участка, который вплотную прилегает к перфорированному участку скважины. В связи с этим, бурение привычных вертикальных скважин не дает необходимого результата. В данном случае, следует использовать методы, позволяющие увеличить продуктивность скважины. Как правило, они направлены на увеличение площади соприкосновения с пластом, который имеет большую нефтяную насыщенность. Такой эффект можно достичь путем бурения скважин, имеющих большой горизонтальный участок, а также применения метода гидроразрыва пласта в нескольких местах одновременно. Данный способ также зачастую используется при добыче сланцевой нефти. Однако, для добычи, например, природных битумов или сверхвязкой нефти, данный способ будет неэффективным.
Выбор методов добычи подобного сырья основывается на таком параметре, как глубина залегания пород, насыщенных нефтью. Если залежи находятся на сравнительно небольшой глубине, до нескольких десятков метров, то применяется открытый способ добычи. В противном случае, если глубина залегания достаточно велика, то трудноизвлекаемую нефть сначала подогревают паром под землей, что позволяет сделать ее более жидкой и поднять на поверхность. Производство пара, который закачивается в скважину, осуществляется в специальной котельной. Стоит отметить, что трудности возникают с использованием данного метода в том случае, если глубина залегания трудноизвлекаемой нефти сильно большая. Это связано с тем, что по пути к нефти, пар теряет свою температуру, тем самым не прогревая нефть необходимым образом, из-за чего ее вязкость изменяется не так, как нужно. Поэтому, существует метод парогазового воздействия, предполагающий не подачу пара в пласт, а его получение прямо на нужной глубине. Для этого осуществляется установка парогенератора прямо в забое. В парогенератор подаются специальные реактивы, при взаимодействии которых выделяется тепло, что способствует образованию азота, углекислого газа и воды. Когда углекислый газ растворяется в нефти, то она также становится менее вязкой.
Таким образом, стоит отметить, что трудноизвлекаемая нефть является важным ресурсом, добыча которого позволит поддерживать добычу необходимых объемов нефти. Однако, для ее извлечения следует применять принципиально другие методы, существенно отличающиеся от добычи нефти из традиционных залежей. Это, в свою очередь, влечет за собой дополнительные финансовые растраты. В связи с этим, конечная стоимость добытой трудноизвлекаемой нефти составит порядка 20 долларов за 1 баррель, в то время, как стоимость 1 барреля традиционной нефти составляет 3-7 долларов. Специалист продолжают работать над новыми технологиями, которые позволят добывать трудноизвлекаемую нефть с минимальными затратами.
Сотрудники Научно-технического центра «Газпром нефти» совместно со специалистами компании «Газпромнефть-Восток» на Арчинском месторождении в Парабельском районе провели первый повторный гидроразрыв пласта с использованием специальных химических веществ и полимеров нового поколения. Дальнейшее тиражирование технологии может увеличить до 50 % объем добычи нефти на месторождениях с карбонатными залежами, которые составляют более 40 % извлекаемых запасов компании.
Во время проведения гидроразрыва на месторождениях с карбонатными породами используются химические вещества, которые создают в пласте трещины: по ним нефть поступает в скважину. Чем больше протяженность трещин, тем больший объем залежи она может охватить.
НТЦ «Газпром нефти» и «Газпромнефть-Восток» провели повторный гидроразрыв пласта с использованием загущенной кислоты и передовых полимеров. С помощью специальных рецептур замедляется скорость реакции состава с породой, что позволяет реагенту охватывать дополнительные зоны нефтеносного пласта, создавая более протяженные трещины.
Специалисты «Газпром нефти» проработали варианты технологических решений, подходящих для условий Арчинского месторождения. После проведения экспериментальной обработки скважины первый месяц эксплуатации показал двукратное увеличение объема добычи нефти.
«Газпромнефть-Восток» сделал очередной важный шаг на пути к эффективной разработке трудноизвлекаемых запасов, стабилизации добычи нефти в Томской области, развитию отрасли», - прокомментировал результаты применения новой технологии заместитель губернатора Томской области по промышленной политике Игорь Шатурный.
«Новые вызовы, которые перед нами ставит нефтяная отрасль, требуют использования инновационных подходов. Ежегодно растет фонд скважин, пробуренных в карбонатных коллекторах, и мы первые в Томской области применили такое технологическое решение, как использование специального полимера при повторном проведении КГРП. Это позволяет вовлечь в работу неохваченные зоны пласта и тем самым более эффективно вырабатывать запасы на наших активах. Для нас это очередной и важный шаг в работе с трудноизвлекаемыми запасами», - отметил главный геолог «Газпромнефть-Востока» Анатолий Верин.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) - способ интенсификации добычи нефти. Заключается в том, что под высоким давлением в пласт закачивается смесь жидкости и специального расклинивающего агента (проппанта). В процессе подачи смеси формируются высокопроводящие каналы (трещины ГРП), соединяющие ствол скважины и пласт и обеспечивающие приток нефти. При многостадийном ГРП (МГРП) в одном стволе горизонтальной скважины проводится несколько операций гидроразрыва. Таким образом обеспечивается многократное увеличение зоны охвата пласта одной скважиной.
Карбонатные породы - это пласты, сложенные преимущественно известняками и доломитами. Отличительной особенностью карбонатных коллекторов является сложная структура пустотного пространства, в котором заключены углеводороды. В настоящее время 60 % запасов нефти в мире сосредоточено в карбонатных залежах.
Загущенная кислота - химическое вещество вязкого, тягучего типа.
Тема: Перспективы разработки трудноизвлекаемых запасов республике, и в целом по России
Тип: Реферат | Размер: 146.70K | Скачано: 50 | Добавлен 12.11.14 в 15:04 | Рейтинг: 0 | Еще Рефераты
Вуз: Альметьевский государственный нефтяной институт
Год и город: Альметьевск 2013
Введение 3
1. Перспективы ТИЗ. Недропользование и развитие ресурсной базы в РТ и в России 4
2. Перспективы развития нефтяной промышленности 9
3. Научное обеспечение новых технологий разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами 13
Заключение 22
Список использованной литературы 23
Основным резервом поддержания уровней добычи нефти во многих регионах Российской Федерации в современных условиях развития отрасли являются трудноизвлекаемые запасы нефти (ТИЗ). Если в начале 60-х гг. доля трудноизвлекаемых запасов в общем балансе СССР/России составляла примерно 10%, то уже в 90-е гг. она превысила 50% и продолжает увеличиваться. Нефтяная промышленность Татарстана за 60 лет после открытия первого промышленного месторождения нефти пережила рост, 7-летнюю стабилизацию с уровнем добычи более 100 млн. т/год, последующее непрерывное падение на протяжении 19 лет, а затем после небольшого роста (1995 г.) вновь наступил период стабилизации добычи па уровне свыше 25 млн. т/год. Во многом это явилось результатом реализации ряда программ повышения нефтеотдачи на объектах с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Именно поэтому опыт многолетнего освоения здесь залежей и пластов с ТИЗ и повышения эффективности их разработки весьма ценен.
Актуальность проблемы. В сложившейся в России экономической ситуации проблема повышения эффективности извлечения запасов нефти па основе применения новейших технологий доразведки, разработки и доразработки месторождений в старых нефтедобывающих районах приобрела особую актуальность. Стабильность уровня нефтедобычи на месторождениях, вступивших в заключительные стадии разработки, определяется рациональным использованием оставшихся трудноизвлекаемых запасов. По существу запасы всех месторождений на поздней стадии разработки превращаются в трудноизвлекаемые. Сейчас около половины, добываемой в стране нефти обеспечивается за счет трудноизвлекаемых запасов.
Цель данной работы: исследование научного обеспечения новых технологий разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Из поставленной цели вытекают следующие задачи: рассмотреть перспективы развития нефтедобычи в стране, и динамику трудноизвлекаемых запасов нефтеотдачи месторождений России.
Для России - страны с колоссальным природно-ресурсным потенциалом - вопросы развития отношений, связанных с предоставлением прав на пользование недрами и контролем за выполнением условий их предоставления, вопросы использования отношений в процессе недропользования для регулирования более широкого спектра социально-экономических процессов являются одними из важнейших. На наш взгляд, в ходе проводимых экономических реформ комплексный характер отношений в процессе недропользования, сфера их действия не осознаны и не использованы в достаточно полной мере.
В России уже в течение длительного времени (с 1994 г.) приросты запасов углеводородного сырья не компенсируют добычу нефти и газа. Только с 1994 по 2000 г. не восполненная добыча жидких углеводородов составила около 700 млн. % газа - более 2,3 трлн. м3. В последующие годы это отставание только усиливалось. Так, если за 1997-2001 гг. прирост промышленных запасов нефти, включая газовый конденсат, обеспечил возмещение ее добычи на 86 %, то в 2002 г. - лишь на 64 %, составив 243 млн. т при добыче 421,4 млн. т. Кроме того, ухудшается качество сырьевой базы. Доля трудноизвлекаемых запасов в России превысила 55 %. Доля запасов, степень выработки которых составляет более 80 %, превышает 25 % разрабатываемых нефтяными компаниями запасов, а доля запасов обводненностью более 70 % составляет более 30 %. С 1991 по 2001 г. в структуре извлекаемых запасов число мелких месторождений увеличилось на 40 %, в то время как число уникальных и крупных снизилось более чем на 20 %. В целом 80 % месторождений, находящихся на государственном балансе, относятся к категории мелких.
Причин неблагоприятного состояния сырьевой базы много, все они хорошо известны специалистам. Это и резко сократившиеся объемы региональных геолого-разведочных работ на нефть и газ вследствие общего снижения государственных средств, выделяемых на указанные цели, и отсутствие соответствующей мотивации у нефтегазовых компаний - недропользователей, и слабый контроль со стороны государства за обеспечением рационального использования недр и эффективностью разработки месторождений, а также отсутствие необходимых полномочий по государственному регулированию отношений недропользования у федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих государственную политику в области добычи горючих полезных ископаемых. Кроме того, непрозрачность, коррупция, высокие риски, связанные, в частности, с возможностью отзыва лицензий на добычу полезных ископаемых у недропользователя, снижают инвестиционную привлекательность этой сферы деятельности.
До 2002 г. регионы активно участвовали в инвестировании воспроизводства минерально-сырьевой базы. Их вложения в геологоразведку в 2-3 раза превышали объемы федеральных инвестиций. Даже в 2003 г, когда региональные бюджеты были практически лишены источников финансирования геологии, они в сумме вкладывали примерно столько же средств, сколько и федеральный бюджет. С упразднением отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы объемы геологоразведочных работ в основных нефтедобывающих регионах России снизились в 1,5-1,8 раза. При этом считалось, что добывающие компании должны самостоятельно и за счет собственных средств осуществлять геологоразведочные работы и обеспечивать прирост запасов полезных ископаемых. Однако соответствующих стимулов компании-недропользователи не получили. Следовательно, законодательство должно стимулировать эту деятельность, имеющую важное государственное значение.
Сложившийся рыночный механизм ведения хозяйства без реализации мер государственного регулирования сферы недропользования не обеспечивает комплексного решения стратегических задач использования минерально-сырьевой базы. В результате сложилось многолетнее отставание в региональных работах, как по важнейшим нефтегазодобывающим регионам, так и по новым перспективным нефтегазоносным провинциям. По существу упущено время для подготовки новых регионов к проведению широкомасштабных поисково-оценочных работ, а в дальнейшем и по подготовке промышленных запасов углеводородов.
При интенсификации до предела добычи нефти в старых регионах практически ничего не делается для подготовки им смены. Можно как угодно критиковать советскую плановую систему, но при ней всегда учитывалась перспектива. Это было традицией развития минерально-сырьевой базы страны.
В связи с указанным как можно скорее должны быть выполнены работы по изучению новых регионов, которые бы обеспечили стабилизацию положения в этой области. Тем более что такие регионы в стране еще есть: прежде всего Каспий, Восточная Сибирь, шельфы окраинных морей. Промедление в решении этой важнейшей задачи может привести к потере национальных топливно-энергетических ресурсов. Однако успешное решение данной задачи невозможно без принятия новых законов, которые бы стимулировали выход компаний-недропользователей в эти регионы.
В целом система государственного управления недропользованием должна строиться на базе стратегических интересов государства как такового и субъектов РФ с учетом экономических интересов хозяйствующих субъектов. Для этого необходимо:
Провести реальный мониторинг всех выданных лицензий и всей системы лицензирования недр;
Выработать общую стратегию управления недропользованием с ориентацией на формирование процедур и принципов объективизации издержек недропользователей;
Обеспечить стабильный налоговый режим недропользования, не менять (без крайней необходимости) действующие законы и правила.
Сырьевая база страны должна развиваться по схеме расширенного воспроизводства. Заявления об избыточности запасов у российских компаний и предложения о введении экономических санкций на запасы, превышающие восьми - девятилетнюю обеспеченность, ошибочны, по сути, и опасны для экономического развития страны.
Перспективы развития нефтедобычи.
Перспективные уровни добычи нефти в России будут определяться в основном следующими факторами: спросом на жидкое топливо и уровнем мировых цен на него, развитостью транспортной инфраструктуры, налоговыми условиями и научно-техническими достижениями в разведке к разработке месторождений, а также качеством разведанной сырьевой базы.
Перспективные объемы добычи нефти в России будут существенно различаться в зависимости от того или иного варианта социально-экономического развития страны. При сочетании благоприятных внутренних и внешних условий и факторов (оптимистический и благоприятный варианты развития) добыча нефти в России может составить порядка 460-470 млн.т. в 2010 г. и возрасти до 500-520 млн. т. к 2020 г. При внешних и внутренних условиях, формирующих умеренный вариант социально-экономического развития страны, добыча нефти прогнозируется существенно ниже - до 450 млн. т. в 2010 г. и до 460 млн. т. в 2020 г. Наконец, в критическом варианте рост добычи нефти может продолжаться лишь в ближайшие 1-2 года, а затем ожидается падение добычи: до 360 млн. т. к 2010 г. и до 315 млн. т. к 2020 г.
Добыча нефти будет осуществляться, и развиваться в России как в традиционных нефтедобывающих районах, таких как Западная Сибирь, Поволжье, Северный Кавказ, так и в новых нефтегазоносных провинциях на Европейском Севере (Тимано-Печорский регион), в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, на юге России (Северо-Каспийская провинция).
Главной нефтяной базой страны на весь рассматриваемый период останется Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция. Добыча нефти в регионе будет увеличиваться до 2010 г. по всем вариантам, кроме критического, а затем несколько снизится и составит в 2020 г. 290-315 млн. т. В рамках критического варианта разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами станет малорентабельной, что приведет к значительному падению добычи в регионе.
В Волго-Уральской провинции и на Северном Кавказе добыча нефти будет падать, что обусловлено исчерпанием сырьевой базы. В умеренном и критическом вариантах добыча в этих регионах будет снижаться более интенсивно.
В целом в Европейской части России добыча нефти (включая шельфы) будет уменьшаться и составит к 2020 г. 90-100 млн.т. (против 110 млн.т. 2002г).
Исходя из современного и прогнозируемого качества сырьевой базы отрасли, необходимы:
Значительная интенсификация геологоразведочных работ, чтобы обеспечить необходимый прирост добычи из неоткрытых пока месторождений (государственная программа лицензирования недр должна с учетом вероятных рисков обеспечить достижение необходимых для устойчивого развития отрасли уровней геологоразведочных работ и инвестиций в них);
Повышение коэффициентов нефтеизвлечения с целью повышения извлекаемого потенциала и текущей добычи разрабатываемых месторождений.
Республика Татарстан является старейшим нефтедобывающим районом страны. Имеются положительные факторы, позволяющие оптимистично оценивать перспективы подготовки новых запасов в старых нефтедобывающих районах.
Практика показывает, что прогнозные ресурсы и оценки по мере изучения непрерывно возрастают и Республика Татарстан классическое подтверждение этого. В Татарстане за годы рыночных реформ обеспечивалось расширенное воспроизводство запасов нефти против 20-50% в предыдущие годы. Обеспеченность разведанными запасами текущей добычи при ее непрерывном росте возрастала и в настоящее время выше, чем по стране. В республике регулярно проводится переоценка прогнозных ресурсов нефти. В результате начальные суммарные (извлекаемые) ресурсы возросли за последнее десятилетие на 21 %. Неопоискованные извлекаемые ресурсы оцениваются выше, чем 30 лет назад. По мере изучения они будут возрастать. Планируется дальнейшая переоценка прогнозных ресурсов, которая проводится один раз за 5 лет. Как правило, каждая переоценка прогнозных ресурсов приводит к их увеличению.
Во-вторых, при оценке ресурсов коэффициент извлечения нефти (КИН) принимается обычно равным 30-35 %. Предполагается, что при освоенных технологиях в недрах после выработки извлекаемых запасов останется в 2 раза больше нефти, чем будет добыто к концу разработки месторождений.
Хотя для Республики Татарстан характерна высокая опоискованность недр, за годы рыночных реформ воспроизводство запасов в лом улучшилось и по сравнению со среднероссийским с более благоприятным. Однако в общем объеме прирост запасов за счет новых открытий снизился с 49,2 до 13 %/год. Несмотря на достаточную обеспеченность разведанными запасами нефти в стратегии значительное внимание уделено вопросам подготовки новых запасов. Это объясняется высокой долей трудноизвлекаемых запасов нефти, составляющей 80 %. Стратегия воспроизводства запасов на длительную перспективу в старых нефтяных районах должна предусматривать проведение работ в трех направлениях:
Дальнейшее изучение и опоискование залежей нефти в традиционных объектах разведки (отложения девона и карбона).
Проведение широкомасштабных работ по повышению КИН, что может стать новым важнейшим направлением повышения ресурсной базы старых нефтедобывающих районов.
Геологическое изучение нефтегазоносности нетрадиционных объектов глубокозалегающих пород кристаллического фундамента и рифей-вендских осадочных отложений, пермских битумов.
В настоящее время в нефтяной промышленности Республики Татарстан работает 28 малых нефтяных компаний, добыча нефти по которым составляет от 10 тыс. до 500 тыс. т/год. В основном эти компании были созданы на основании Указа Президента Республики Татарстан об увеличении добычи нефти в 1997-1998 гг. На конкурсной основе им было передано 67 нефтяных месторождений, причем в основном с трудноизвлекаемыми запасами, содержащих высокосернистые нефти, большинство из которых было открыто 15-30 лет назад. Создание новых нефтяных компаний коренным образом изменило ситуацию с добычей нефти в республике появились новые инновационные технологии, конкуренция, новые МУН и методы интенсификации добычи. В 2004 г. малыми компаниями добыто более 4,8 млн. т. В ближайшие годы намечается довести добычу нефти по всем независимым нефтяным компаниям до 8 млн. т/год.
Опыт развития нефтяной промышленности Татарстана показал следующее
Оптимизация условий недропользования и налогообложения - ключ к решению проблемы ВМСБ и обеспечения потребностей страны в нефти и газе,
Налоговое стимулирование и дифференцированное налогообложение добычи нефти в зависимости от горно-геологических условий и пенсии истощения запасов можно регламентировать и администрировать без коррупции;
Действующий закон «О недрах» позволяет дифференцировать НДПИ, стимулировать разработку «старых» и истощенных месторождений;
Если бережно относиться к недрам и по-хозяйски ими распоряжаться на уровне субъектов Федерации, то появляются огромные возможности для дальнейшего
С целью успешной реализации стратегии развития нефтегазового комплекса Республики Татарстан необходимо создать благоприятные условия, обеспечивающие необходимый прирост запасов и нефти, что возможно в результате принятия более совершенного закона «О недрах», проект которого находится на обсуждении.
Для успешной реализации энергетической стратегии Республики Татарстан до 2020 г. необходимо создать нормальные условия развития нефтяной промышленности. С этой целью следует:
Сохранить действующий механизм недропользования - совместное ведение Федерации и субъектов Российской Федерации по выдаче лицензий по принципу «двух ключей»: Российской Федерацией и субъектом Российской Федерации;
Предусмотреть возможность делегирования части полномочий федерального центра по регулированию недропользования на региональный уровень; передать региональным органам власти полномочия по распоряжению мелкими и средними месторождениями полезны ископаемых с извлекаемыми запасами нефти до 30 млн. т.;
Ввести дифференцированное налогообложение добычи нефти зависимости от горно-геологических и экономико-географических условий разработки нефтяных месторождений и товарного качеств нефти в недрах;
Для повышения эффективности освоения недр необходимо оста вить как конкурсную, так и аукционную форму доступа к недрам, каждая из них имеет преимущества и недостатки и может применяться зависимости от конкретных условий;
Для рационального использования ресурсов недр нужно усилить государственный контроль за выполнением оговоренных условий недропользования; это осуществимо через ежегодные дополнения к лицензионным соглашениям, в которых записываются годовые уровни добычи, воспроизводства запасов, объемы разведочного и эксплуатационного бурения; они берутся из утвержденных в установленном порядке проектных документов и авторских надзоров; контролируете выполнение органами МПР РФ; положительный опыт имеется в Республике Татарстан;
В законе «О недрах» необходимо предусмотреть стимулировании ВМСБ в результате отмены платежей на проведение ГРР за счет собственных средств недропользователей, заявочного характера представления участков для рисковых нефтепоисковых работ, оплаты недропользователями исторических затрат государства на участках недр только после выхода проекта на окупаемость и получения достаточных при былей, упрощения процедуры оформления открытий, полного финансирования региональных и функциональных геологических исследований за счет государства;
Утвердить на правительственном уровне «Правила разработки нефтяных месторождений» и для рационального использования запасов углеводородного сырья государственную комиссию по запасам и Цен тральную комиссию по разработке месторождений горючих полезны ископаемых подчинить непосредственно Правительству России.
Доля трудноизвлекаемых запасов в низкопроницаемых коллекторах, в подгазовых зонах и с вязкими нефтями, продолжает увеличиваться и сейчас составляет около 60% (рис. 3.1).
К сожалению, качество остаточных запасов ухудшается еще и по причине более активной выработки именно хороших, активных запасов. Если активные запасы выработаны к настоящему времени в среднем на 75%, то трудноизвлекаемые только на 35%.
Рисунок 3.1 - Динамика трудноизвлекаемых запасов нефтеотдачи месторождений России
Из рисунка 3.1 можно видеть, что с увеличением доли трудноизвлекаемых запасов проектный коэффициент нефтеотдачи снижался многие годы, и только в последние годы стал незначительно расти.
Эти зависимости достаточно ярко иллюстрируют сложившуюся многолетнюю тенденцию в разработке нефтяных месторождений - негативное изменение структуры запасов многие годы, к сожалению, не компенсировалось совершенствованием используемых технологий нефтеизвлечения.
В некоторых случаях это было связано с отсутствием технологических решений по эффективному нефтеизвлечению для тех или иных геолого-физических условий, что в последние годы усугублялось тем, что соответствующие научно-исследовательские работы были ограничены. Однако гораздо чаще известные новые технологии недропользователями не используются. Причина, как правило, та, что их применение связано с большими затратами, особенно в начальный период разработки месторождения, и недропользователи зачастую избегают необходимости их использования. Не вполне оправдались и надежды на приход в Россию новых технологий нефтеизвлечения в связи с работой на месторождениях страны иностранных компаний.
Особую проблему в стране составляют заводненные месторождения - сейчас средняя обводненность добываемой продукции составляет около 86%.
Учитывая, что основным методом разработки месторождений страны является заводнение, количество остаточных запасов нефти в обводненных пластах будет постоянно возрастать. Для доизвлечения этих запасов необходимо также использовать более совершенные технологии.
Принимая во внимание складывающуюся структуру запасов и перспективы их развития, можно утверждать, что значительную роль в приросте извлекаемых запасов страны должны играть увеличение нефтеотдачи из трудноизвлекаемых запасов, а также запасов в заводненных пластах.
Нужно отметить, что международные нефтедобывающие компании обращают особое внимание на прирост извлекаемых запасов за счет применения новых технологий нефтеизвлечения: технологии повышения нефтеотдачи обеспечивают от 4 до 12% прироста извлекаемых запасов.
По оценкам зарубежных исследователей средняя проектная нефтеотдача в мире сейчас составляет около 30%, в США - 39%, при этом средняя реальная нефтеотдача в будущем прогнозируется в размере 50 - 60%.
Можно выделить три крупных блока основных методов разработки нефтяных месторождений: естественный режим, вторичные методы и третичные методы (методы увеличения нефтеотдачи).
Широкое применение заводнения позволило значительно повысить эффективность разработки нефтяных месторождений страны. Дополнительные увеличения нефтеотдачи пластов при заводнении в определенных условиях обеспечивают так называемые гидродинамические методы воздействия: циклическое воздействие с переменой фильтрационных потоков, системная технология реализации ОПЗ, горизонтальные скважины, гидроразрыв пласта в системе скважин и другие.
Вместе с тем, по мнению большинства специалистов, кардинального повышения среднего коэффициента нефтеотдачи в стране особенно в трудноизвлекаемых запасах можно достичь только при существенном увеличении масштабов применения «третичных» методов: тепловых, газовых и химических (достигаемая нефтеотдача 35 - 70%).
Вместе с тем методы увеличения нефтеотдачи являются гораздо более сложными, по сравнению с заводнением, процессами, основанными на механизмах дополнительного извлечения нефти из пористой среды. Технологии этих методов требуют, как предварительного тщательного научного обоснования применительно к конкретным условиям, так и последующего научного сопровождения при их применении с использованием новых и принципиально новых средств контроля и регулирования.
Все это требует дополнительных затрат. Вместе с тем, реальные вложения на создание новых технологий в отечественных компаниях на порядок меньше, чем в зарубежных.
Однако зарубежный да и отечественный опыт свидетельствует, что сложность и дополнительные затраты в конечном счете компенсируются повышенной эффективностью.
Имеются сведения, по более чем, 1500 проектам МУН в мире. Годовая добыча оценивается в 120 - 130 млн тонн.
В США на начало 2010 г. в работе было 194 проекта по повышению нефтеотдачи. Их число с 1998 г. несколько уменьшилось, изменяясь от 199 в 1988г., до 143 - в 2004 г. и 194 - в 2010 г., но, при этом произошло их укрупнение. Общая добыча нефти за счет этих методов составляет 34,4 млн.т/год. Особенно важно отметить, что доля добычи нефти за счет «третичных» методов в общей добыче в США составляет около 12%.
Рассматривая состояние и перспективы применения методов увеличения нефтеотдачи, следует сказать и об отечественном опыте активного внедрения этих методов в 80-е годы прошлого столетия.
Толчком к развитию проблемы явилось специальное постановление Правительства страны (1976 г.), которое определяло объемы дополнительной добычи нефти за счет применения «третичных» методов увеличения нефтеотдачи, а также объемы выпуска в стране необходимых для этого материально-технических средств. Было также предусмотрено экономическое стимулирование осуществления опытно-промышленных работ нефтедобывающими предприятиями. С целью концентрации усилий по решению данной проблемы был создан «Межотраслевой научно-технический комплекс «Нефтеотдача». Организационная структура комплекса обеспечивала как научное сопровождение проблемы, так и обеспечение реализации программы опытных работ.
Переданные в структуру РМНТК сервисные компании («Термнефть», «Союзнефтепромхим», «Союзнефтеотдача», «Татнефтебитум») выполняли на опытных промыслах нефтедобывающих предприятий специальные комплексы работ, которые ранее не входили в практику деятельности предприятий (закачка химических агентов, генерирование и закачка теплоносителей и воздуха, закачка углеводородного газа, монтаж специального оборудования).
За сравнительно короткий период дополнительная добыча нефти за счет «третичных» методов возросла до 11 млн т/год. Научное сопровождение проблемы осуществлялось через «ВНИИнефть» с обеспечением соответствующего финансирования.
С переходом нефтяной промышленности на новую систему хозяйствования перестали действовать механизмы стимулирования проблемы увеличения нефтеотдачи, существенно уменьшилась активность научных исследований, объемы применения методов стали снижаться.
Сейчас добыча за счет «третичных» методов лишь незначительно превышает 1,5 млн т/год. В последние годы на месторождениях страны были начаты и развиты несколько проектов по применению тепловых и газовых методов воздействия. Вместе с тем, на наш взгляд, есть ряд проблем скорее прикладного порядка, исследование которых не может откладываться, если ставить цель увеличения объема освоения трудноизвлекаемых запасов в ближайшие годы. Среди этих проблем:
Регулирование продвижения оторочек растворов химреагентов по пласту;
Снижение адсорбции химических реагентов на пористой среде;
Создание адресных композиций химреагентов для конкретных условий пласта;
Внутрипластовое снижение вязкости нефти химреагентами;
Моделирование процессов фильтрации различных агентов нефтеизвлечения;
Регулирование процесса внутрипластового окисления нефти;
Определение влияния свойств пористой среды и закачиваемых в пласт агентов на кинетику окисления при закачке воздуха высокого давления;
Определение влияния температуры на капиллярные свойства пористой среды;
Определение влияния температуры на кривые фазовых проницаемостей для различных пористых сред;
Оптимизация объемов газовых агентов при сочетании закачки газа и воды;
Использование пенных систем и других реагентов для регулирования физико-химических, тепловых и газовых методов;
Оценка эффективности закачки слабоминерализированной воды в пласты, изменение смачиваемости пористой среды;
Оценка эффективности методов увеличения нефтеотдачи по промысловым данным и многие другие.
Объемам и уровню работ по применению методов увеличения нефтеотдачи и освоения трудноизвлекаемых запасов соответствует, к сожалению, и их текущее научное обеспечение.
Хотя отсутствие федеральных и отраслевых программ по данной проблеме не позволяет конкретно представить объемы исследований по отдельным методам, но косвенные показатели (особенно в сопоставлении с зарубежными компаниями) достаточно красноречивы.
Так по имеющимся данным, расходы на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в зарубежных нефтегазовых компаниях в 6 - 10 раз больше, чем в крупных российских компаниях.
Рисунок 3.2 - Объемы финансирования НИОКР на одного исследователя, тыс. долл.
По данным Г.И. Шмаля, компания «Шелл» затратила на НИОКР в 2007 г. - 1,2 млрд долл., в 2008 г. - 1,3 млрд долл., в 2009 г. - 1 млрд долл. Затраты же всех нефтяных компаний России вместе с Газпромом на НИОКР составляли в том же году 250 млн. долл. Рассматривая более широко проблему научного обеспечения создания новых технологий, отметим необходимость участия в ее финансировании как государства так и бизнеса. Можно видеть (рис. 3.2), что в России финансирование НИОКР значительно меньше, чем в других странах - как со стороны государства, так, и особенно, со стороны бизнеса.
Интересны данные по патентованию в нефтегазовом секторе, которые еще раз подчеркивают зависимость этого показателя от объемов финансирования НИОКР: количество зарегистрированных патентов в российских компаниях в десятки раз меньше, чем в зарубежных (рис. 3.3).
Рисунок 3.3 - Количество зарегистрированных патентов нефтяными и газовыми компаниями, шт.
В последнее время появился ряд обнадеживающих факторов для возможности ускоренного развития проблемы увеличения нефтеотдачи пластов с трудноизвлекаемыми запасами. Озабоченность состоянием полноты нефтеизвлечения на месторождениях страны высказана руководством страны.
Приняты постановления Правительства по экономическому стимулированию разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами:
Нефти повышенной вязкости (более 20 мПа.сек);
Высокообводненними (более 85%);
С пластами низкой проницаемости (1,5-2,0; 1,0-1,5; менее 1,0 мкм 2 .10 -3).
К сожалению, реализация принятых документов встречает ряд практических трудностей, которые связаны с необходимостью создания обособленных систем сбора и подготовки нефти, что требует иногда значительных затрат. Что касается низко проницаемых пластов, то представленная редакция Постановления еще требует дополнительных уточнений, как по методике определения проницаемости (абсолютная или относительная), так и по возможности достижения такой точности диагностирования нефтяных пластов по проницаемости.
При рассмотрении перспектив усиления научного обеспечения отрасли иногда высказывается предложение возложить решение отраслевых проблем на нефтяные компании и их научные центры. Следует, однако, учитывать, что сосредоточенные в нефтяных компаниях научно-аналитические центры ориентированы на решение текущих прикладных задач, кроме того, общемировая практика показывает, что любая экономически развитая страна имеет свою промышленную политику, а промышленная политика без системно организованной отраслевой науки невозможна. Объясняется это тем, что горизонт технологического прогноза корпорации редко превышает 7 - 10 лет, фундаментальные же исследования обещают экономически значимый результат через 20 - 30 лет. В образовавшемся двадцатилетнем зазоре как раз и работает система прикладной (отраслевой) и академической науки - именно в этом временном промежутке задаются ориентиры для прорывных инноваций, передающихся на следующем шаге в подразделения НИОКР корпораций.
Известны также предложения о концентрации нефтяной науки в учебных университетах, как это отчасти практикуется в ряде зарубежных стран. Однако при этом надо учитывать тот факт, что отечественные университеты пока не имеют необходимой научно-технической и кадровой базы, а также, самое главное, опыта прикладных исследований, который создается многолетними усилиями.
Поэтому, как представляется, перспективы повышения эффективности разработки нефтяных месторождений страны и применение МУН связаны с необходимостью возрождения системы научного обеспечения этой проблемы на базе комплекса отраслевых и учебных институтов с привлечением в ряде случаев институтов АН России.
В целом можно следующим образом сформулировать предложения по активизации работ по созданию новых технологий для разработки трудноизвлекаемых запасов нефти необходимы:
Государственное регулирование проблемы;
Концентрация научных, методических и технологических усилий на основе научно-технических программ;
Создание научных Центров на базе отраслевых институтов и ВУЗов;
Организационно-финансовое обеспечение проблемы на основе государственных программ опытных и научно-исследовательских работ, лицензионных и проектных документов;
Совместные программы (пулы) нефтяных компаний по исследованию и испытанию МУН;
Научное сопровождение опытных работ.
На мой взгляд, реализация этих предложений позволит уже к 2025 г. извлекаемые запасы страны увеличить на 2 - 4 млрд тонн с годовой дополнительной добычей: 30 - 60 млн тонн/год.
Вопросы освоения трудноизвлекаемых запасов нефти сопряжены с проблемой повышения коэффициента нефтеотдачи. В последние 25 лет КИН в России снизился с 42 до 27-28%, в то время как в США за тот же период КИН вырос с 32 до 40%, хотя структура запасов нефти там изначально хуже. Эта опасная тенденция связана с двумя причинами. Во-первых, трудноизвлекаемые запасы уже составляют более 50% запасов нефти России, а при их отработке КИН всегда ниже. Во-вторых, утвержденные проекты разработки главных месторождений России предусматривают традиционное заводнение залежей с характерным для него низким КИН, а не использование современных технологий увеличения нефтеотдачи. Об эффективности этих технологий свидетельствует опыт США, где, несмотря на истощенные недра, за счет инновационных технологий ежегодно добывается более 30 млн. тонн нефти. Но и в России, на старейшем Ромашкинском месторождении Татарстана, за счет применения этих методов ежегодная прибавка к объему добычи составляет 1,5 млн. тонн. К сожалению, это единственный пример в России.
Прирост запасов нефти, особенно в последние годы, в 2 раза превышает ее добычу. Созданные в Татарстане 24 новые независимые нефтяные компании уже обеспечили ускоренный ввод в разработку 36 нефтяных месторождений. Все нефтяные компании (без ОАО «Татнефть») в ближайшие годы будут добывать 8 - 8,5 млн. т/год. Крупнейшая нефтяная компания - ОАО «Татнефть», по объему годовой добычи входящая в четверку крупнейших нефтяных компании России и в число 30 ведущих нефтяных компаний мира, дает до 40 % поступлений в бюджет Республики Татарстан. Добывшая с начала разработки месторождений Татарстана около 2,7 млрд. т нефти, компания стабилизировала добычу нефти, обеспечив превышение прироста запасов над добычей в 2 раза. В настоящее время более 40 % нефти на месторождениях Татарстана добывается за счет внедрения современных технологий и методов повышения нефтеотдачи пластов. Неслучайно ценные бумаги ОАО «Татнефть» котируются на престижных Лондонской и Нью - Йоркской биржах.
1. Бурение и нефть. Август 2012. Специализированный журнал.
2. Дунаев В.Ф. Экономика предприятий нефтяной и газовой промышленности: учебник / В.Ф. Дунаев, В.Л. Шпаков. Н.П. Епифанова, В.Н. Лындин. - Нефть и газ, 2009. - 352 с.
3. Конторович А. Э., Коржубаев А. Г., Эдер Л. В. Стратегия развития нефтяного комплекса / Всероссийский экономический журнал «Экономика и организация». - 2008. - №7. - 78 с.
4. Коржубаев А. Г., Соколова И. А., Эдер Л. В.. Анализ тенденций в нефтяном комплексе России / Всероссийский экономический журнал «Экономика и организация», 2010., - № 10 - 103 с.
5. Мартынов В. Н. В нефтегазовом образовании - кризис перепроизводства / Журнал «Нефть России», 2009., - № 8 - 23 с.
Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно , а нам приятно ).
Чтобы скачать бесплатно Рефераты на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Важно! Все представленные Рефераты для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.
Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.
Если Реферат, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.
1.1 Характеристика трудноизвлекаемых запасов нефти
Дефиниции трудноизвлекаемых запасов углеводородов (далее ТрИЗ) в нормативной правовой базе нет. Однако необходимо отметить, существующая нефтегазовая терминология, четко отделяет запасы от ресурсов и геологические запасы от извлекаемых. «…К извлекаемым запасам относится часть геологических запасов, извлечение которых из недр на дату подсчета экономически эффективно в условиях конкурентного рынка при рациональном использовании современных технических средств и технологий добычи с учетом соблюдения требований по охране недр и окружающей среды.
То есть, запасы, можно назвать извлекаемыми, в том числе и трудно, только тогда, когда они могут экономически эффективно извлекаться в условиях конкурентного рынка при рациональном использовании современных технических средств и технологий добычи с учетом соблюдения требований по охране недр (ОН) и окружающей среды(ОС). Трудноизвлекаемые запасы нефти содержатся в залежах или частях залежей, отличающихся сравнительно неблагоприятными для извлечения УВ геологическими условиями залегания нефти и (или) аномальными физическими её свойствами.
В пластах с трудноизвлекаемыми запасами наблюдается чрезвычайно сложный механизм вытеснения нефти, связанный с одновременным влиянием множества факторов, таких, как капиллярные явления, вязкостные силы, фазовые переходы в сочетании со слоистой неоднородностью.
Трудноизвлекаемыми запасами нефти называются нефтяные залежи, для которых характерны неблагоприятные условия для добычи данного ресурса, а также неблагоприятные физические свойства. Кроме этого, к данному типу нефтяных залежей также относятся и те, которые располагаются в шельфовой зоне, в месторождениях, находящихся в поздней стадии разработки, а также высоковязкая нефть. Хорошим примером добычи высоковязкой нефти является разработка Ямало-Немецкого месторождения, которое имеет особенности, способствующие застыванию нефти не только на морозе, но и при плюсовой температуре.
Под «трудноизвлекаемыми» запасами понимаются месторождения или объекты разработки, которые характеризуются неблагоприятными для добычи нефти геологическими условиями или (и) ее физическими свойствами. ТИН могут считаться запасы в шельфовой зоне, остатки нефти в месторождениях, которые находятся в поздней стадии разработки, а также нефть с высокой вязкостью.
В «Классификации трудноизвлекаемых запасов» (Халимов Э. М., Лисовский Н. Н.) все критерии отнесения запасов к трудноизвлекаемым объединены в пять групп по признакам: - аномальности свойств нефтей и газов (вязкость);
Неблагоприятности характеристик коллекторов (низкие значения коэффициентов пористости, нефтенасыщенности, проницаемости, латеральная и вертикальная неоднородность пластов);
Типам контактных зон (нефть-пластовая вода, нефть-газовая шапка);
Технологическим причинам (выработанность);
Горногеологическим факторам, осложняющим (удорожающим) бурение скважин и добычу нефти.
Отсутствует понятие коллектор/неколлектор с точки зрения граничных значений пористости и проницаемости; - основное влияние на содержание углеводородов и качество запасов оказывает степень катагенеза твердого органического вещества (керогена);
Для прогноза продуктивных и перспективных зон необходима выработка комплекса специфичных геологических критериев и признаков;
Нетрадиционность пород баженовской свиты требует изучения не только петрофизических, но и геохимических характеристик пород.
Баженовская свита сложена карбонатно-глинисто- керогенкремнистыми породами. Толщина кремнистых и карбонатных прослоев не превышает 2-3 м. Они не имеют широкого площадного распространения даже в пределах локальных структур, в связи с этим они не могут рассматриваться как объекты разработки. В этом состоит отличие баженовской свиты от широко известной формации Бакен (крупнейшее месторождение «сланцевой» нефти в США).
1.2 Мировые ресурсы нефти из трудноизвлекаемых запасов нефти
В Энергетической стратегии России на период до 2030 года указаны следующие параметры развития нефтяной отрасли: добыча нефти в 2030 году в объеме 530 млн т и достижение коэффициента извлечения нефти (далее КИН) 0,35–0,37.
В настоящее время средний КИН составляет:
0,38–0,45 для активных запасов;
0,10–0,35 для низкопроницаемых коллекторов (НПК), которых в России более 25 %;
0,05–0,25 для высоковязких нефтей.
Добыча нефти в России по итогам 2016 г. выросла до максимальных показателей с 1990 г. и составила 547,5 млн т нефти. При этом абсолютный максимум добычи на территории РСФСР был достигнут в 1988 г. и составил около 570 млн т.
В настоящее время доля России в мировой добыче нефти составляет 12,5 %. Западная Сибирь с ее Ханты-Мансийским и Ямало-Ненецким округами остается центральными районами добычи в России. Она стоит в одном ряду с такими крупнейшими нефтегазовыми бассейнами, как Персидский и Мексиканский заливы, Сахара и Аляска.
В Дальневосточном федеральном округе прирост запасов нефти происходит в основном в Республике Саха (Якутия) .
По итогам 2016 г. прирост запасов в УФО составил около 231 млн т (+29 млн т относительно предыдущего года), Приволжском – 159 млн т (-33 млн т), Сибирском – 68 25 млн т (-14 млн т). В результате самое значительное сокращение прироста запасов произошло по ПФО.
Дефиниции трудноизвлекаемых запасов углеводородов (ТрИЗ) в нормативной правовой базе нет. Однако необходимо отметить, существующая нефтегазовая терминология, четко отделяет запасы от ресурсов и геологические запасы от извлекаемых.
На данный момент не только в России, но и в мире целом складывается следующая ситуация по запасам ТИН.
В настоящее время в условиях ухудшения сырьевой базы традиционных источников углеводородов в России баженовская свита является основным нетрадициооным источников углеводородов в России на долгосрочную перспективу.
Согласно оценке ИНГГ СО РАН в этих отложениях сосредоточено 150-500 млрд т геологических ресурсов нефти, в том числе в «высокоемких» коллекторах – 120-400 млрд т. Принимая коэффициент извлечения нефти 0,15, можно предварительно оценить извлекаемые ресурсы нефти баженовской свиты в районе 10-60 млрд т.
Карта перспектив нефтегазоносности баженовского горизонта Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции приведена в приложении
Нетрадиционность баженовской свиты заключается в следующем:
Вся толщина баженовской свиты является нефтематеринской и содержит нефть и твёрдое органическое вещество;
Отсутствует понятие «залежь» с её атрибутами – водонефтяной контакт, внешним внутренним контуром, переходной зоной, зоной предельного нефтенасыщения и т.п.;
Отсутствует понятие коллектор/неколлектор с точки зрения граничных значений пористости и проницаемости;
Основное влияние на содержание углеводородов и качество запасов оказывает степень катагенеза твердого органического вещества (керогена);
Для прогноза продуктивных и перспективных зон необходима выработка комплекса специфичных геологических критериев и признаков; - нетрадиционность пород баженовской свиты требует изучения не только петрофизических, но и геохимических характеристик пород.
Баженовская свита сложена карбонатно-глинисто- керогенкремнистыми породами. Толщина кремнистых и карбонатных прослоев не превышает 2-3 м. Они не имеют широкого площадного распространения даже в пределах локальных структур, в связи с этим они не могут рассматриваться как объекты разработки. В этом состоит отличие баженовской свиты от широко известной формации Бакен (крупнейшее месторождение «сланцевой» нефти в США) .
Нефтематеринские породы, слагающие основную матрицу баженовской свиты, могут быть как непроницаемы, так и являться коллектором. Именно с этим коллектором связывают основные перспективы добычи нефти из баженовской свиты и её стратиграфического эквивалента нижнетутлеймской подсвиты.
Большинство из месторождений начали разрабатываться еще в советское время. С 2010 года по 2016 год добыча нефти в Западной Сибири (без учета льготируемого по НДПИ ЯНАО), снизилась с примерно 307,5 млн тонн до примерно 285,5 млн тонн в год (только по ХМАО добыча сократилась на 27 млн тонн, то есть на 10%). Добыча нефти в Северо-Западном федеральном округе составляет 33,7 млн т (около 6 % общероссийского показателя) (рис. 1).
Рисунок 1 - Прирост добычи нефти в Северо-Западном федеральном округе
Основой сырьевой базы в регионе является Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция. В рамках провинции располагаются административные границы двух субъектов: Республики Коми и Ненецкого автономного округа.
Помимо Тимано-Печорской провинции, добыча нефти также осуществляется в Калининградской области, включая шельф.
Развитие нефтедобычи в Республике Коми идет с 1920-х гг. Пик добычи нефти приходится на середину 1980-х гг., когда добывалось более 19 млн т нефти в год, однако в течение 10 лет добыча сократилась до 7 млн т.
С середины 1990-х гг. по настоящее время происходит восстановление добычи нефти, что связано с интенсификацией добычи тяжелых и высоковязких нефтей. Широкомасштабная добыча нефти в Ненецком АО ведется с середины 1990-х гг. Пик добычи нефти в регионе пришелся на 2009-2010 гг. (более 18,8 млн т), после чего она несколько снизилась. Это связано с пересмотром прогноза развития ряда крупных базовых месторождений региона.
По итогам 2016 г. добыча нефти в Республике Коми составила 15,1 млн т. Добыча нефти в Ненецком автономном округе составляет 17,9 млн т. Суммарная добыча нефти в Тимано-Печорской провинции составила 33 млн т, что на 1,6 млн т выше уровня предыдущего года. В Калининградской области, включая месторождения на шельфе, добыто 0,7 млн т нефти. Условия работы нефтяных компаний ухудшаются по причинам, обусловленным геологическими характеристиками месторождений и производственными параметрами, такими как рост обводненности и истощенности месторождений .
Как следствие снижается дебит на действующих месторождениях (с 69 баррелей в сутки в 2012 году до примерно 64,8 баррелей в сутки в 2016 году). Для поддержания добычи приходится бурить на много больше и глубже: средняя глубина выросла на 162 м с 2012 по 2016 г. (с 2810 до 2972 м), а общая проходка за 5 лет выросла на 22% (с 21187 до 25786 тыс. м). При этом также растет количество ГТМ, необходимых для обеспечения экономически обоснованных дебитов – количество ГРП выросло в 1,4 раз за 5 лет.
Рисунок 2 – Изменение объемов нефтедобычи 2011-2016 гг. крупнейшими добывающими компаниями, млн. тонн
Рисунок 3 – Вклад крупнейших компаний в нефтедобычу в 2016 году, в %
При этом КИН в России составляет в среднем около 27-28%, при среднесрочном потенциале в 32%-35% и выше. Но потенциал может быть достигнут только в случае применения более совершенных технологий, в том числе применение третичных методов нефтеотдачи пластов, для этого необходим экономический стимул. Однако представленная динамика, по мнению специалистов, может быть сохранена в случае активного вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти, так как доля добычи на новых месторождениях Восточной Сибири незначительна (21%) , а добыча на месторождениях Западной Сибири будет падать на 3–4% в год, а также за счет увеличения прироста запасов.
Прирост запасов нефти в 2016 г. составил 575 млн. т, что на 21,2 % ниже уровня 2015 г. (730 млн т) и превысил текущий уровень добычи нефти по стране на 41 млн т, или на 7,7 % (рис. 4).
Рисунок 4 - Прирост запасов нефти в России
На протяжении последних 25 лет объём прироста запасов нефти имел неустойчивую динамику. В период с 1991 г. по 2004 г. наблюдалось в основном сокращение объёма прироста запасов нефти, а с 2005 г. Начался устойчивый рост.
В то же время уровень прироста запасов нефти, который бы обеспечивал расширенное воспроизводство сырьевой базы, т.е. превышал текущую добычу, был достигнут только в 2008 г. До этого на протяжении 14 лет происходило так называемое «проедание» запасов, т. е. объём разведанных и подготовленных к промышленной эксплуатации запасов нефти не компенсировал уровень текущего их изъятия из недр.
В последние годы меняется характер воспроизводства сырьевой базы нефти. В зрелых нефтегазоносных провинциях вновь открываемые месторождения и структуры представлены мелкими и мельчайшими по запасам нефти объектами, которые и дают в последние десятилетия основной прирост запасов в России. Продолжает ухудшаться структура разведанных запасов нефти и газа.
Происходит опережающая разработка наиболее рентабельных частей месторождений и залежей. Вновь подготавливаемые запасы сосредоточены в основном в средних и мелких месторождениях и являются в значительной части трудноизвлекаемыми .
В целом объем трудноизвлекаемых запасов составляет более половины разведанных запасов страны. Современное состояние минерально-сырьевой базы углеводородного сырья характеризуется относительно невысокими темпами воспроизводства жидких углеводородов. Перспективные извлекаемые запасы этого полезного ископаемого Российской Федерации на 1.01.2017 г. составляли 18340,1 млн. тонн.
Примером комплексного анализа свойств трудноизвлекаемой нефти может служить изучение закономерности пространственных и количественных изменений свойств вязкой нефти. Исследования свойств ВН проводились для нефтеносных территории мира. Из рисунке на котором приведены результаты геозонирования нефтегазоносной территории, видно, что бассейны с вязкой нефтью распространены повсеместно нефтегазоносных бассейнов содержат ВН, что составляет более 1/5 части от общего числа бассейнов мира. Больше всего бассейнов с ВН находится на территории Евразии.
Анализ информации из базы данных показал, что большинство ресурсов вязкой нефти сосредоточено между тремя континентами – Северная Америка, Южная Америка и Евразия. Так, основные запасы ВН (более 82 %) размещаются в ЗападноКанадском (Канада) и Оринокском бассейнах (Венесуэла). Россия обладает большими ресурсами вязкой нефти, где их общая доля составляет более 11 % общемировых ресурсов. Для этих территорий установлены далее пространственные закономерности размещения.
Рисунок – 5. Размещение нефтегазоносных бассейнов с вязкой нефтью на территории континентов с указанием доли их ресурсов от мировых
Здесь в качестве среднебассейнового значения вязкости использовано среднеарифметическое значение, а для нефтегазоносных бассейнов с менее чем десятью образцами ВН использовано медианное значение. Сверхвязкой является нефть Западно-Канадского (месторождение Атабаска), Санта-Мария, Лос-Анджелес, Грейт-Валли бассейнов в Северной Америке, Маракаибского и Оринокского НГБ в Южной Америке, Тимано-Печорского в Евразии и бассейнов Гвинейского залива и Сахаро-Ливийского в Африке. На территории Евразии самой вязкой является нефть Тимано-Печорского и Прикаспийского бассейнов.
Как видно ВН континентов отличается плотностью в Евразии вязкая нефть относится к подклассу «нефть с повышенной плотностью», в Южной Америке – к подклассу «сверхтяжелая», а в Северной Америке – «битуминозная». По вязкости евразийская вязкая нефть является высоковязкой, а в Америке – сверхвязкой. По содержанию серы ВН является в среднем сернистой (1¸3 %) в Евразии и Южной Америки, асфальтеновой (3¸10 %) в Евразии и высокоасфальтеновой (> 10 %) в Америке, высокосмолистой (> 10 %). Показано, что на территории Евразии вязкая нефть залегает в пластах с более высокими пластовыми температурой и давлением по среднему значению, чем в Америке.
В то же время, для вязкой нефти Евразии характерно более глубокое ее залегание – большинство ВН залегает на глубинах до 2000 м, большинство вязкой нефти Южной Америки залегают всего до 500 м, в Северной Америке глубина залегания еще меньше – до 400 м. Показано, что физико-химические характеристики ВН изменяются в зависимости от географического местоположения – менее тяжелой и вязкой, с меньшим содержанием в нефти серы, смол и асфальтенов является ВН Евразии. Таким образом установлено, что для нефтеносных территорий континентов подтверждается ранее выявленная закономерность – чем ниже глубина залегания, тем меньше плотность и вязкость в ВН, уменьшаются концентрации серы, смол и асфальтенов. Аналогичная зависимость изменения свойств ВН выявлена при изменении значений пластовых температур и давлений – чем выше температура и давление в пласте, тем плотность, вязкость, содержание серы, смол и асфальтенов в ВН меньше.
Таким образом, необходимость изыскания новых путей поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов в связи с ростом нефтепотребления и увеличения запасов трудноизвлекаемой нефти определяет актуальность изучения физико-химических свойств и состава нефти. Для выполнения указанных исследований разработана и развивается базы данных по химии нефти, с использованием которой в течение ряда лет проводится комплексный анализ свойств трудноизвлекаемой нефти в зависимости от их географического положения, глубины залегания, возраста пород. С помощью комплексного анализа вязкой нефти выявлены пространственные закономерности ее распределения. Так, количество нефтегазоносных бассейнов, на территории которых есть вязкая нефть, значительно и составляет примерно 1/5 общего количества бассейнов в БД. Расположены эти бассейны на нефтегазоносных территориях Евразии, Африки и Америки, однако на территории Евразии они составляют большинство. Более 82 % запасов вязкой нефти сосредоточено на территориях Северной и Южной Америки. Показано, что для нефтеносных территорий разных масштабов (континент – страна нефтегазоносный бассейн) подтверждаются выявленные закономерности – чем ниже глубина залегания и чем выше температура и давление в пласте, тем меньше плотность и вязкость в ВН, уменьшаются концентрации серы, смол и асфальтенов. На примере изменения свойств российской ВН показана обратная зависимость для концентрации парафинов в ВН – чем ниже залежь и выше температура и давление в пласте, тем содержание парафинов увеличивается, как это видно для западно-сибирской нефти. Выявленные закономерности пространственных изменений физико-химических свойств вязкой нефти могут быть использованы с целью повышения прогнозов физикохимических свойств нефти вновь открываемых месторождений на новых территориях, в совершенствовании геохимических методов поиска месторождений и при решении других задач нефтяной геологии, в частности, при определении оптимальных схем и условий транспортировки нефти.
1.3 Ресурсная база трудноизвлекаемых запасов нефти ПАО «Газпром»
Трудноизвлекаемые запасы (ТрИЗ) играют все возрастающую роль в работе нефтегазовых компаний. В общем случае под ними подразумеваются запасы традиционных коллекторов, которые имеют невысокую экономическую эффективность при разработке с существующим уровнем технологий, освоенности и доступности разрабатываемых территорий. В НТЦ была разработана собственная классификация ТрИЗ с учетом осложняющих добычу геолого-технологических факторов.
Согласно этой классификации, около половины текущих запасов «Газпром нефти» являются трудноизвлекаемыми.
Для роста и поддержания высокого уровня добычи ТрИЗ необходимо вовлекать в разработку. Одной из ключевых задач НТЦ является поиск и оценка новых технологий для освоения этой категории запасов. В НТЦ создана методика и программное обеспечение, позволяющее выполнить массовые расчеты для экономической оценки вовлечения ТрИЗ в добычу, в том числе для оценки эффекта от применения новых технологий с учетом налогового режима.
С 2011 г. компания дополнительно вовлекла в разработку порядка 160 млн тонн ТрИЗ, а к 2020 г. планируется удвоить эту цифру. Для эффективной работы с ТрИЗ «Газпром нефть» использует инновационные технологии, занимаясь бурением горизонтальных и многоствольных скважин, а также применяя операции многостадийного гидроразрыва пласта (далее МГРП).
Кроме того, «Газпром нефть» ежегодно проводит отраслевую научно-техническую конференцию по работе с трудноизвлекаемыми запасами.
По результатам проведенной государственной экспертизы Федеральным агентством по недропользованию извлекаемые запасы месторождения «Газпром нефти» имени Александра Жагрина в Ханты-Мансийском автономном округе увеличены до 31 млн тонн нефтяного эквивалента. Таким образом комиссия подтвердила сделанный экспертами геологический прогноз по площади нефтеносности участка, уточнив ранее сделанный предварительный расчет. Согласно действующей классификации нефтяных участков, месторождение имени Александра Жагрина отнесено к категории крупных .
Месторождение было открыто в конце 2017 года на перспективном лицензионном участке в Кондинском районе Ханты-Мансийского автономного округа - Югры.
Геологоразведочные работы на лицензионном участке в Кондинском районе Ханты-Мансийского автономного округа - Югры ведет «Газпромнефть-Хантос», дочерняя компания «Газпром нефти». В кратчайшие сроки в условиях полной автономии были подготовлены и проведены сейсморазведочные работы, создана геологическая модель резервуара, пробурена поисково-оценочная скважина глубиной более 3 тыс. метров. При испытании основного перспективного объекта первой поисково-оценочной скважиной был получен приток безводной нефти с расчетным дебитом 50 куб. м в сутки.
Подгазовые залежи - существенная часть запасов, с которыми «Газпром нефти» придется иметь дело в самой близкой перспективе. Достаточно сказать, что подобные залежи есть на таких крупных месторождениях, как Восточно-Мессояхское и Новопортовское, и сразу становится ясно: успех принятой в 2016 году программы технологического развития по разработке подгазовых залежей будет оказывать самое непосредственное влияние на показатели компании.
Подгазовые залежи или нефтяные оторочки - особый тип запасов, в которых над нефтяным слоем находится газовая «шапка», как правило, значительного объема. Нефтяная и газовая части в таких месторождениях связаны, и это вызывает различные сложности при их разработке.
Так, например, добыча газа без учета ее влияния на нефтяную часть часто приводит к потере существенной части запасов. А прорыв газа к нефтяной скважине может сделать дальнейшую добычу нефти из нее невозможной. Помимо Нового Порта и Мессояхи подгазовые залежи есть на Урманском, Арчинском, Новогоднем месторождениях «Газпром нефти», на Восточном участке Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, Куюмбе и Чоне, а также на некоторых активах, которые разрабатываются совместно с компанией «Новатэк» (Яро-Яхинское, Самбургское месторождения). Кроме того, нефтяные оторочки присутствуют на многих месторождениях «Газпрома» (Заполярное, Уренгойское, Оренбургское, Ен-Яхинское, Чаяндинское, Песцовое), и материнская компания привлекает «Газпром нефть» для проведения работ на нефтяной части.
Запасы типа подгазовых залежей могут пополнять ресурсную базу нефтегазовых компаний и во время разработки месторождений «жирного» газа с высоким содержанием газового конденсата: в процессе добычи жидкая фаза может начать выделяться, формируя нефтяную оторочку.
В свою очередь на месторождениях легкой нефти с высоким содержанием растворенного в ней газа при изменении давления в процессе добычи может сформироваться техногенная газовая шапка, как это, в частности, произошло на Новогоднем месторождении.
Суммарные извлекаемые запасы нефти и конденсата в подгазовых залежах «Газпром нефти» превышают 500 млн тонн. Из них только около 300 млн тонн можно добыть с применением традиционных технологий. Еще более 200 млн тонн нефти в компании надеются извлечь благодаря реализации новой технологической программы, разработанной сотрудниками Научно-технического центра «Газпром нефти».
До последнего времени подгазовые залежи не пользовались большим спросом у российских нефтяников.
Причина этого кроется в различных особенностях таких запасов, осложняющих разработку и определяющих их статус, как трудноизвлекаемые. Достаточно сказать, например, что в отличие от традиционных нефтяных месторождений в подгазовых залежах на нефть, как правило, одновременно действуют два агента вытеснения: снизу - вода, а сверху - газ. Это усложняет прогнозирование нефтеотдачи и проектирование скважин, ведь больше параметров приходится брать в расчет.
Однако главная проблема при разработке подгазовых залежей, крайне негативно влияющая на их рентабельность, - прорывы газа к скважине. Чтобы их избежать или максимально отсрочить, депрессию в скважинах необходимо удерживать на относительно низком уровне. Это позволяет в итоге повысить коэффициент извлечения нефти (КИН), однако отрицательно сказывается на дебите, который напрямую зависит от величины депрессии на пласт .
Добыча в этом случае может оказаться нерентабельной. «Разработку большинства нефтяных оторочек „Газпром нефти“ невозможно вести традиционными методами, не допуская при этом прорывов газа и сохраняя положительную экономику, - отметил начальник управления научно-методического сопровождения геологии и разработки новых активов - Решением проблемы может стать увеличение коэффициента охвата».
Поэтому скважины на таких месторождениях делают все более длинными и многоствольными. Это позволяет увеличить площадь притока, одновременно понизить депрессию на пласт и сохранить приемлемые объемы добычи .
Справляться с неприятным газовым фактором помогает и еще одна перспективная технология - устройства контроля притока, состоящие из дистанционно управляемых клапанов и систем измерения на забое. Они позволяют ограничивать приток нефти в скважину и тем самым предупреждают прорывы газа, а если прорыв все-таки произошел, дают возможность отсекать проблемные участки ствола.
Вывести проект по разработке подгазовых залежей в плюс удается также за счет оптимизации затрат на бурение и инфраструктуру. Это дает возможность сократить сроки окупаемости и получить прибыль за более короткое время, пока газ и вода еще не успели добраться до скважин. При разработке месторождений, которые имеют как нефтяную, так и газовую часть, важно правильно определить приоритеты: будет ли более эффективной добыча нефти или газа, или, возможно, их стоит добывать одновременно.
Ключевыми параметрами здесь выступают так называемый М-фактор (соотношение объемов газовой и нефтяной частей) и толщина нефтяной оторочки. Если М-фактор высок, то есть газа на месторождении заметно больше, чем нефти, а толщина нефтяного слоя при этом не велика (менее 9 метров), как правило, следует делать выбор в пользу добычи газа.
В случае более мощной нефтяной оторочки добычу нефти и газа ведут одновременно. Относительно небольшая газовая шапка говорит о том, что преимущество стоит отдать нефти. В мировой практике при разработке нефтяных оторочек в 63% случаев выбор делался в пользу первоочередной добычи нефти. На 24% месторождений нефть и газ добывались одновременно, и лишь в 13% случаев добывался только газ.
В отличие от отечественных нефтяных компаний, мировые лидеры отрасли уже ни одно десятилетие ведут добычу нефти из подгазовых залежей. За это время был накоплен значительный опыт по борьбе с прорывами газа: для этого используют горизонтальные и многоствольные скважины, активные и пассивные системы управления притоком по стволу скважины, закачку в пласт различных химических составов.
Так, например, на месторождении Oseberg в Северном море компания Statoil строила горизонтальные скважины длиной до 2,5 км, а также использовала «умные» системы заканчивания с управлением притоком. На месторождении Shaybah в Саудовской Аравии бурились «фишбоны», имеющие до 10 стволов с общей протяженностью до 12 км. Системы управления притоком использовались на месторождении Troll в Северном море. Различные варианты поддержания пластового давления с закачкой воды и газа были опробованы компанией Petronas на месторождении Samarang в Малайзии. На ряде месторождений, в том числе в России, использовалось барьерное заводнение.
На месторождениях США (Northeast Hallsville и Byron) закачка полимеров на нефтяных оторочках обеспечила прирост КИН до 13%. Использование пенообразующих составов на месторождении Snorre позволило снизить газовый фактор на 50% на срок до 6 мес. Что касается «Газпром нефти», пока наибольших успехов компания добилась в освоении технологий бурения, которые помогают получать экономически рентабельный дебит по нефти .
Речь идет о строительстве протяженных горизонтальных, а также многоствольных скважин. Так, на Новопортовском месторождении уже пробурены скважина с двухкилометровым горизонтальным стволом, а также двуствольные скважины. На Восточно-Мессояхском месторождении компания осваивает строительство «фишбонов» с многочисленными ответвлениями. Пробурено уже четыре такие многоствольные скважины. Средняя суммарная длина их горизонтальных стволов с «отростками» составляет порядка 2500 метров.
Среди основных вызовов при разработке подгазовых залежей на активах «Газпром нефти» принятая программа технологического развития выделяет необходимость наращивать опыт по созданию интегрированных моделей месторождений, а также по применению различных систем поддержания пластового давления, совершенствовать используемые модели прогнозирования газового фактора, улучшать оборудование для геофизических исследований в условиях притока газа в скважину.
Важной задачей в рамках программы станет подбор наиболее подходящих конструкций заканчивания скважин в зависимости от горно-геологических условий, а также тестирование методов увеличения нефтеотдачи (далее МУН), которые могут защитить от прорывов газа (закачка разнообразных гелей, полимерных составов, пен и т. п.).
Так как при высоком содержании газа в нефти использование для ее подъема электрических центробежных насосов с газосепараторами становится неэффективным потребуется либо усовершенствовать эти агрегаты, либо отказаться от них в пользу газлифтного метода .
18.10.2017
Источник: Журнал «PROнефть»
В данной статье концепция разработки трудноизвлекаемых запасов конформнозалегающих нефтяных оторочек рассматривается на примере Восточно-Мессояхского месторождения, которое на сегодня является самым северным материковым месторождением нефти в России . Помимо основного объекта разработки пласта ПК1-3, вмещающим значительные запасы нефти и газа, на месторождении установлена нефтегазоносность еще в 30 пластах. Сложное структурно-тектоническое строение региона обусловило образование перспективных ловушек как тектонически, так и литологически экранированных. Проблемы, связанные с особенностью залегания пластов и реализацией концепции разработки, требуют различных технологических решений.
Проблематика
Примером перспективных ловушек на месторождении являются объекты Блока 4 (рис. 1 ), приуроченные к зоне локального понижения структуры, вызванного серией крупных тектонических нарушений, сформировавших грабен. Именно в районе грабена (см. рис. 1 ) сосредоточены 25 пластов с мелкими газонефтяными залежами и небольшой по толщине нефтяной оторочкой, в основном приуроченных к отдельным блокам (всего 40 залежей, из которых 22 – нефтяных, 12 – газонефтяных и 6 – газовых).
Рис. 1. Структурная модель Восточно-Мессояхского месторождения (а
), Блок 4 с обособленными блоками (б
) и продуктивные пласты Блока 4 (в
)
К задачам разработки нижезалегающих объектов многопластовых залежей относятся как обеспечение экономической эффективности извлечения запасов, так и апробирование технологий их извлечения. Для введения объектов Блока 4 в полномасштабную разработку составлена блок-схема этапности их концептуального проектирования (рис. 2 ).
Рис. 2. Порядок проектирования объектов разработки Блока 4:
ГДМ – гидродинамичсекая модель; ППД – поддержание пластового давления; ГС – горизонтальные скважины; МЗГС – многозабойные горизонтальные скважины; ОРЭ – одновременно-раздельная эксплуатация; ОПР – опытно-промышленные работы
При создании концепции разработки нефтяного месторождения после определения размеров и основных геолого-физических параметров пластов необходимо решить задачу ранжирования выделенных объектов разработки и предварительной оценки ожидаемой продуктивности скважин и рентабельности разработки данных объектов. В ходе оценки приоритетности объектов разработки рассматривались пласты с запасами нефти категории С1, при этом объектами расчета являлись залежи каждого пласта.
Приоритетность объектов разработки определялась по методу суперпозиции на основе трех методов (аналитический коэффициентный, аналитическийтехнико-экономический, численный расчет по линиям тока).
Приоритизация объектов
Аналитический коэффициентный метод
1. Вычисление коэффициента скорости отбора по формуле
где k – проницаемость, определенная по данным геофизических исследований скважин; ∆р – перепад давлений между добывающей и нагнетательной скважинами; μ – вязкость нефти в пластовых условиях.
2. Расчет коэффициента относительного дисконтирования по формуле
где K с.о.max – максимальный коэффициент скорости отбора.
3. Выделение объектов по величине дисконтированных подвижных запасов нефти, определенной из выражения
где Q п – подвижные запасы нефти
Технико-экономический метод
1. Нахождение начальных дебитов нефти при прямолинейном заводнении по формуле Маскета
где L – длина элемента системы разработки; W – межрядное расстояние; h н – нефтенасыщенная толщина пласта; r w – радиус скважины.
2. Определение коэффициентов падения добычи нефти
Падение дебита q
во времени t
задается по экспоненциальному закону: q
(t
)=q
0 e
– D
t
(D
= q
0 /N
pw – коэффициент падения добычи; N
pw – накопленная добыча по скважине). Таким образом N
pw равна приходящимся на нее подвижным запасам
3. Расчет чистого дисконтированного дохода, приходящегося на одну скважину, для каждого объекта разработки по формуле
где FCF w (t
) – чистый денежный поток, в наиболее простой форме FCF w
(t
)= q
0 e
–Dt
p
nb
;
p nb – net-back цена нефти за вычетом НДПИ; r – нормальный (непрерывный) коэффициент дисконтирования; c w – удельные капитальные вложения в бурение и строительство локальных объектов; θ – ставка налога на прибыль.
4. Выделение объектов по величине ЧДД (7)
где N p – подвижные запасы объекта разработки.
Расчет линий тока
1. Задание параметров пласта и системы разработки. Для проведения расчетов использовалась программа GP, реализующая метод линий тока для определения динамики добычи.
2. Расчет динамики добычи нефти, жидкости, закачки воды
3. Вычисление ЧДД.
4. Выделение объектов по величине ЧДД.
После расчетов тремя методами была получена гистограмма с учетом приоритетности объектов (рис. 3 ). На данном этапе уже можно выделить перспективные объекты, которые будут являться первостепенными при разработке всего блока.
Рис. 3. Гистограмма приоритетности объектов разработки, постороенная на основе расчетов по трем различным методам
При низких значениях индекса доходности PI по объектам дополнительно рассчитана возможность приобщения пластов путем изменения капитальных вложений в бурение всей скважины (вовлечение запасов нефти за счет бурения ГС и МЗГС). Выделение объектов по суперпозиции результатов методик с учетом возможности приобщения пластов приведено на рис. 4 .
Рис. 4. Итоговая приоритизация объектов
С учетом возможности использования МЗГС и применения ОРЭ рентабельны все рассматриваемые объекты, кроме БУ6 3. Определена итоговая приоритетность пластов: основными объектами являются БУ13 1, МХ4, МХ8-9, БУ6 1+2, БУ8, БУ10 1, БУ10 2, объектами приобщения – ПК20, ПК21, МХ4, БУ7, БУ9, БУ10 1, БУ12 2.
Для оптимизации затрат на разработку объектов была рассмотрена возможность объединения пластов в один эксплуатационный объект. Критериям такого объединения соответствуют пласты ПК20 и ПК21. Рекомендуется следующее: формирование избирательной системы разработки наклонно направленными скважинами или МЗГС; разработка пластов ПК20-21 как единого объекта; пласта ПК22 – возвратным или самостоятельным фондом скважин. Исходя из того, что фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) рассматриваемых пластов имеют довольно большой разброс, а также довольно высокую степень неопределенности, перед построением полномасштабных гидродинамических моделей были получены матрицы секторных моделей с учетом диапазонов изменения геолого-физических характеристик пластов. Созданы четыре матрицы секторных моделей. Такие параметры, как глубина залегания, пористость, нефтенасыщенность, песчанистость, начальное пластовое давление, вязкость нефти, были приняты средневзвешенными по группе рассматриваемых пластов. Секторные модели отличались нефтенасыщенной толщиной hн, отношением нефтенасыщенной толщины к газонасыщенной hг или к водонасыщенной hв, параметром k∆p/µ, а также расстоянием между скважинами при принятой однорядной системе разработки. Перед расчетом всех вариаций моделей были определены оптимальные режимы работы скважин и их расположение в разрезе в зависимости от нефтенасыщенной толщины.
Таким образом, после проведенных расчетов секторных моделей были построены матрицы устойчивости технико-экономического решения при различных геолого-физических характеристиках объектов (рис. 5 ).
Рис. 5. Матрица устойчивости технико-экономического решения при различных геолого-физических характеристиках объектов
В дальнейшем, оценивая диапазон неопределенности геологических параметров по каждой залежи, принималось решение о построении полномасштабной гидродинамической модели исходя из устойчивости рентабельности разработки объекта. Результаты оценки рентабельности при аналитических расчетах и секторном моделировании приведены в табл. 1 , где выделены основные объекты разработки, по которым в дальнейшем предполагалось построение полномасштабных ГДМ.
| Объект |
Блок скважин |
Категория запасов нефти |
Рентабельность по результатам |
Необходимость построения 3D ГДМ |
Примечание | |
|
аналитич‑х расчетов |
секторного моделир‑я |
|||||
| ПК 20 | 50, 132 | С 1 +С 2 |
✔ |
= |
✔ |
Рассмотрение совместной эксплуатации объектов |
| ПК 21 | 50, 132 | С 1 +С 2 | ✔ | ✔ | ✔ | Малая h эф.н |
| МХ 1 | 50, 132 | С 1 | = | ✘ | ✘ | Малая h эф.н |
| МХ 4 | 50, 132 | С 1 +С 2 | = | ✘ | ✘ | |
| МХ 4 | 33 | С 1 +С 2 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| МХ 8-9 | 50, 132 | С 1 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| МХ 8-9 | 33 | С 1 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 6 (1+2) | 50, 132 | С 1 +С 2 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 6 (1+2) | 33 | С 1 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 6 3 | 50, 132 | С 1 +С 2 | ✘ | ✘ | ✘ | |
| БУ 7 | 33 | С 1 +С 2 | = | ✔ | ✔ | |
| БУ 8 | 33 | С 1 +С 2 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 9 | 41 | С 1 | = | ✘ | ✘ | Малая h эф.н |
| БУ 10 1 | 33 | С 1 +С 2 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 10 2 | 33 | С 1 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| БУ 10 2 | 41 | С 1 | ✔ | ✔ | ✘ | Избирательная система разработки |
| БУ 12 2 | 50, 132 | С 1 +С 2 | = | ✔ | ✘ | Малая h эф.н |
| БУ 13 1 | 38 | С 1 | ✔ | ✔ | ✔ | |
Примечания.
1. h
эф.н – эффективная нефтенасыщенная толщина.
2. = – высокие риски при разработке объекта.
Наличие карт нефтенасыщенных толщин, проницаемости и карты отношения толщин (газонасыщенные/нефтенасыщенные) позволяет получить карту рентабельных зон всех рассматриваемых пластов и применять ее без расчетов на полномасштабных моделях. Дополнительным преимуществом использования матрицы секторных моделей по сравнению с полномасштабными расчетами является скорость принятия решений о целесообразности бурения скважин после изменения геологического строения залежей.
Для детальной оценки профиля добычи и рентабельности объектов построены 3D ГДМ по 10 пластам. На основе выполненных расчетов на полномасштабных ГДМ и технико- экономических показателей разработки сформированы базовые варианты разработки объектов с возможностью применения МЗГС и технологии ОРЭ. Затем проведена оптимизация систем разработки объектов с учетом рентабельных зон, которые были опеределены на основе следующих данных:
Экономические показатели разработки по результатам секторного моделирования (зависимость NPV от ФЕС);
Результаты анализа профиля притоков нефти/газа/воды к скважине, полученные на полномасштабных ГДМ;
Наличие глинистой перемычки между газом и нефтью (контактность).
Пример оптимизации системы разработки по вариантам для объекта БУ6 1+2 в районе разведочной скв. 33 представлен на рис. 6 .
Рис. 6. Расположение скважин по вариантам разработки:
а
– освоение объектов регулярной системой разработки;
б
– адаптивная система разработки с учетом размещения скважин в рентабельных зонах;
в
– избирательная система разработки с учетом размещения скважин в рентабельных зонах без ППД
После оконтуривания рентабельных зон базовый вариант разработки корректировался таким образом, чтобы скважины не располагались в нерентабельных участках залежи.
Экономические показатели рассчитывались через удельные исходные данные (дисконт 15 %) и представлены как положительный или отрицательный NPV.
С учетом определения технико-экономических показателей разработки по данному объекту рекомендуется избирательное размещение скважин без ППД, так как при таком сценарии выполняется условие максимального значения NPV.
Подобным образом по всем объектам рассматривалась оптимизация систем разработки с учетом наличия рентабельных зон. При проектировании разработки многопластовых месторождений системами многозабойных скважин важно оценить возможность технической реализации данной технологии. При этом необходимо решить следующие вопросы:
Возможность объединения проектных целей разных объектов в одну многозабойную скважину;
Возможность сдвига проектных целей, что связано с проблемами технической реализации;
Проектирование многозабойных скважин с кустовых площадок Фазы 1 (объект ПК1-3);
Моделирование профилей стволов скважин и расчет технической реализации;
Выбор и учет уровня заканчивания многозабойной скважины на ее профиль;
Выбор первоочередных кустов скважин для проведения ОПР;
Оценка стоимости скважин при различных вариантах разработки и схем кустования.
Подготовительной работой перед моделированием являлось определение максимально возможной длины горизонтального участка для каждого объекта с точки зрения бурения. За основу расчетов были взяты данные предварительного кустования Блока 4 объектов МХ и БУ.
Затем для определения возможности бурения горизонтальных стволов различной длины приняты усредненные параметры по профилю скважин, полученные при кустовании. Путем моделирования бурения скважин с различной длиной горизонтального участка были выявлены ограничения по технической реализации бурения, возможности передачи нагрузки на долото. Классификатор технологий бурения скважин в зависимости от длины горизонтального участка ствола приведен в табл. 2 . Он включает марку стали бурильной трубы, класс труб, КНБК, тип раствора.
| Пласт |
Усредненная длина по стволу, м |
Усредненная глубина по вертикали, м |
Номер скважины для расчетов |
Классификатор технологий бурения в зависимости от длины ГС, м |
||
| 1200 | 1500 | 2000 | ||||
| БУ 6 1+2 | 4053 | 2114 | 106 |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
S; P; РУС; РУО |
| БУ 7 | 4251 | 2171 | 26 |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
S; P; РУС; РУО |
Складывание 89 инструмента |
| БУ 8 | 3859 | 2220 | 7 |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
S; P; РУС; РУО |
| БУ 10 1 | 4051 | 2269 | 1 |
G; P; ВЗД / РУС; РУО |
S; P; РУС; РУО |
Складывание 89 инструмента |
Примечание. G/S – марка стали бурильной трубы; Р – класс труб; ВЗД/РУС – винтовой забойный двигатель/роторная управляющая система; РУО – буровой раствор на углеводородной основе.
Первый этап работы – создание модели для кустования и получение исходных координат целей скважин. Модель для кустования была проработана при проектировании разработки Фазы 1 объекта ПК1-3 – вышележащего пласта на малой глубине, особенностью которого является плотное размещение целей.
По результатам изысканий и топографических и инфраструктурных ограничений итоговым результатом стало скорректированное проектное положение кустовых площадок Фазы 1 . Дальнейшие работы проводились с учетом привязки новых проектных скважин к кустовым площадкам Фазы 1.
Были определены цели проектных скважин Блока 4 для каждой скважины по каждому объекту совместно с предложениями по объединению целей на разные объекты в одну скважину. Моделирование схемы кустования осуществлялось в специализированном ПК DSD WellPlanning.
В связи с необходимостью привязки проектных скважин к кустовым площадкам объекта ПК1-3 проводились работы по профилированию скважин. Сначала моделировался основной ствол, затем осуществлялась привязка вторых стволов к основным, т.е. объединение целей в одну скважину.
Поскольку существует вариативность привязки основного ствола к кустовым площадкам Фазы 1, работа выполнялась итерационным способом для обеспечения возможности технической реализации и минимизации проходки по скважине.
Далее на основе геологических предпосылок были определены первоочередные кустовые площадки стадии ОПР, включающие проектные скважины с максимальными извлекаемыми запасами и простыми траекториями стволов скважин.
Благодаря описанному в статье подходу к выбору интегрально-структурированных групп систем разработки удалось вовлечь в рентабельную разработку около 80 % запасов по нижезалегающим пластам, которые ранее оценивались как самостоятельные нерентабельные объекты
В итоге данный комплекс работ был проведен по трем вариантам разработки (реалистичный, оптимистичный и пессимистичный), каждый из которых подразделялся еще на два подварианта с построением многоствольных скважин и одиночным разбуриванием целей скважин.
По результатам моделирования кустования получены следующие данные:
Координаты точек забоя и входа в пласт для каждой цели, исключающие их пересечения в процессе бурения;
Параметры профиля по каждой скважине с описанием основных характеристик для оценки конструкции и стоимости каждой скважины;
Результаты инклинометрии по каждому участку скважины;
Порядок ввода скважин на кустовой площадке для расчета графика ввода и профиля добычи.
Эти данные были использованы для расчета графиков ввода скважин, профилей добычи, обоснования первоочередных кустов ОПР, экономической оценки вариантов разработки.
Технико-экономические показатели по рассмотренным вариантам разработки объектов Блока 4 приведены в табл. 3 .
| Параметры | ГС |
МЗГС (2 лифта) |
МЗГС (1 лифт) |
| Число скважин для бурения, в том числе: | 61 | 50 | 50 |
| добывающих | 42 | 34 | 34 |
| нагнетательных | 19 | 16 | 16 |
| Капитальные вложения, усл. уд. | 2055 | 1733 | 1715 |
| NPV (дисконт 10 %), усл. ед. | 1724 | 2082 | 2053 |
| PI | 9 | 2,3 | 2,3 |
|
NPV (дисконт 10 %), усл. ед. |
1185 | 1524 | 1507 |
| PI | 1,6 | 2,0 | 2,0 |
Примечание. Проектный период разработки – 2017–2053 гг.
Результатами проведенной работы с учетом рисков по бурению скважин являются определение участков ОПР в рентабельных зонах при разработке как ГС, так и МЗГС с применением технологии ОРЭ и реализация программы исследовательских работ. В концепте также предусмотрена оптимизация проводки скважин с запроектированных кустовых площадок основного вышезалегающего объекта ПК1-3. В начале полномасштабной разработки или ОПР в случае изменения геологического строения залежи предложенный подход определения рентабельных зон дает возможность скорректировать стратегию разбуривания многопластовых залежей без перестроения полномасштабных геологических и гидродинамических моделей. Кроме того, результаты аналитических методик и секторного моделирования позволяют находить оптимальные решения при изменении исходных экономических показателей, в том числе стоимости капитальных вложений в бурение скважин.
1. Благодаря описанному в статье подходу к выбору интегрально-структурированных групп систем разработки удалось вовлечь в рентабельную разработку около 80 % запасов по нижезалегающим пластам, которые ранее оценивались как самостоятельные нерентабельные объекты.
2. В рамках концепции разработки пластов Блока 4 проведено ранжирование пластов, определены первоочередные объекты разработки, а также объекты приобщения.
3. Для зон чисто нефтяной залежи по пластам Блока 4 предлагается на стадии ОПР опробование технологий с применением ГС, МЗГС, ОРЭ и многостадийного гидроразрыва пласта, для зон водогазонефтяной залежи – технологии с применением ГС, МЗГС и ОРЭ.
1. Технологическая схема разработки Восточно-Мессояхского нефтегазоконденсатного месторождения: отчет о НИР в 3 т. / ЗАО «Мессояханефтегаз», ООО «Газпромнефть-Развитие», ООО «Газпромнефть Научно-Технический Центр». – Тюмень: 2014.
2. Карсаков В.А. Определение оптимального количества кустовых площадок при проектировании разработки месторождений//SPE 171299-RU. – 2014.
