Полный текст

Введение Разработка месторождений Пермского края ведется с 1929 г. После достижения максимального уровня добычи нефти (1976 г.) следует резкое снижение (практически в три раза) и получение минимального уровня в 1994 г. Постепенный рост годовых отборов (с 1995 г.) приводит к двукратному увеличению добычи нефти к 2019 г. Факторный анализ роста показывает, что базовая добыча относительно года минимальной исторической добычи по состоянию на 01.01.2020 г. составляет лишь четвертую часть от всей добычи нефти. Ввод в эксплуатацию залежей разрабатываемых месторождений, а также открытие новых позволили бы стабилизировать добычу нефти на уровне исторического минимума. Применение современных технологий эксплуатационного бурения совместно с массовым тиражированием новых геолого-технических мероприятий по результатам успешного проведения опытно-промышленных работ (ОПР) позволило обеспечить рост добычи в старом нефтедобывающем регионе почти на 40 % (рис. 1). По состоянию на 01.01.2020 г. большинство объектов разработки месторождений Пермского края, обладающих высокими и средними фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), имеют высокую степень отбора запасов нефти [1]. По текущей структуре остаточных извлекаемых запасов (ОПЗ) нефти месторождений Пермского края следует, что к неэффективным запасам относится 61 % (рис. 2). К данной категории отнесены залежи нефти с низким значением проницаемости (менее 0,05 мкм2), высокой вязкостью (более 30 мПа∙с) и малыми нефтенасыщенными толщинами (менее 2 м). Очевидно, что с течением времени происходит ухудшение структуры остаточных извлекаемых запасов нефти и возникает необходимость поиска, опробования и внедрения новых технологий для вовлечения трудноизвлекаемых запасов. Рассматривая структуру накопленной добычи нефти с 1994 г., необходимо отметить, что основная доля добычи (88 %) приходится на старые активы - зрелые месторождения. Значительная доля месторождений Пермского края находится на третьей стадии разработки (66,1 %) и характеризуется наибольшими остаточными извлекаемыми запасами. Наращивание объемов добычи нефти в ежегодно ухудшающихся геологических условиях стало возможно за счет проведения работ по следующим направлениям [2-7]: - сокращение затрат путем использования скважин облегченной конструкции, применения системы одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов, бурение боковых стволов; - внедрение новых технологий интенсификации добычи нефти (гидравлический разрыв пласта, самоотклоняющиеся кислотные составы, радиальное бурение и т.д.); - открытие новых залежей нефти, доизучение месторождений (проведение сейсморазведочных работ методом 3D, разведочное и поисковое бурение). Применение скважин облегченной конструкции на месторождениях Пермского края началось с 2010 г., снижение стоимости от наклонно направленной скважины стандартного диаметра (ННС) на тот момент составило 8 % [8-11]. В 2012-2013 гг. началось промышленное внедрение данной технологии, затем технология бурения малого диаметра распространилась на горизонтальные и многозабойные скважины. Приобретенные знания, а также изучение опыта ПАО «Татнефть» к 2018-2019 гг. при использовании уменьшенных диаметров обсадных колонн, применении буровой установки с меньшей грузоподъемностью и внедрении комплекса технико-технологических решений обеспечивает сокращение стоимости строительства скважины до 50 % (верхние объекты разработки) относительно скважин стандартного диаметра (168 мм) [12-17]. Рис. 1. Динамика добычи нефти в Пермском крае Рис. 2. Структура остаточных извлекаемых запасов месторождений Пермского края, % Рис. 3. Динамика бурения горизонтальных скважин на месторождениях Пермского края Рис. 4. Распределение горизонтальных скважин по объектам разработки. Здесь и далее: Д - девонские отложения; Т-Фм-Фр - турнейско-фаменско-франские отложения; визей - визейские отложения; Бш-Срп - башкирско-серпуховские отложения; В3В4 - верейские отложения; КВ1+Пд+См - каширско-верейские + подольские + сакмарские отложения Горизонтальные скважины на месторождениях Пермского края В настоящее время накоплен значительный опыт строительства и эксплуатации горизонтальных скважин, как в стандартном, так и в малом диаметре [18-22]. Начальные дебиты горизонтальных скважин обычно кратно превышают таковые вертикальных (наклонно направленных) в одинаковых геолого-физических условиях [23, 24]. На месторождениях Пермского края пробурено более 385 горизонтальных скважин. Наиболее интенсивный рост эксплуатационного бурения (ЭБ) горизонтальных скважин наблюдается с 2010 г. Основное бурение горизонтальных скважин (82 %) приходится на карбонатный тип коллектора (рис. 3). Массовое бурение горизонтальных скважин для разработки верхних объектов (Бш, Срп, В3В4, КВ1) началось с 2012 г. По состоянию на 01.01.2020 г. на верхние объекты разработки пробурено 23 % от общего количества горизонтальных скважин. Менее чем за десятилетний период (2011-2020 гг.) на месторождениях Пермского края появился опыт бурения скважин малого диаметра на башкирских и верейских объектах разработки с различным типом заканчивания (наклонно направленные, в том числе горизонтальные и многозабойные скважины). Распределение горизонтальных скважин по объектам разработки представлено на рис. 4. Эффективность использования ГС зачастую оказывается существенно ниже потенциальной, что негативно влияет на экономические показатели разработки объекта и, в конечном счете, приводит к снижению ценности актива. Проведенный анализ бурения ГС показывает, что главной причиной низкой эффективности их использования является недостаточное понимание геолого-физических условий эксплуатации [25-35]. В работах [36-46] установлено, что успешность бурения и эксплуатации ГС определяются экономической эффективностью метода разработки и правильным выбором объекта, всесторонним изучением геолого-физических свойств пласта. Стоить отметить, что ГС часто не оправдывают своего назначения: фактический дебит не достигает планового значения, наблюдается быстрое обводнение добываемой продукции, уменьшается доля работающих интервалов и т.д. В связи с этим актуальным становится вопрос выбора профиля направленности скважины для конкретных геолого-физических условий. Территориально месторождения Пермского края делятся условно на две группы: «северную» и «южную». Данные группы месторождений отличаются своими геолого-физическими характеристиками и, как следствие, добывными возможностями скважин. Производительность скважин объектов «северной» группы месторождений, как правило, выше «южной». Динамика средних начальных дебитов нефти ГС в карбонатном типе коллектора и ранжирование по территориальной принадлежности за период 2005-2019 гг. (80 % от всех пробуренных ГС введено под добычу) представлены на рис. 5, основные геолого-физические параметры данных залежей - в таблице. Рис. 5. Динамика средних начальных дебитов нефти новых горизонтальных скважин в карбонатном коллекторе, ранжированная по территориальной принадлежности Геолого-физические характеристики карбонатных коллекторов месторождений Пермского края Параметр Объект Т-Фм Объект Бш Объект В3В4 «южная» «северная» «южная» «северная» «южная» «северная» Проницаемость, мД 1-1420 2-647 22-698 9-123 17-605 - Пористость, % 7-15 8-17 14-16 9-14 12-20 - Средняя эффективная нефтенасыщенная толщина, м 2,0-13,4 4,5-30,2 2,4-7,4 4,4-15,9 1-3,9 - Расчлененность 3,0-19,0 6,0-41,4 3,5-17,7 5,4-29,9 1,0-9,3 - Песчанистость 0,007-0,74 0,08-0,45 0,22-0,40 0,15-0,62 0,2-0,3 - Опыт бурения скважин с различным типом заканчивания по «южной» группе месторождений на верхние объекты разработки позволил скорректировать проектные решения по ряду таких объектов, поскольку именно они, обладая основными остаточными запасами на сегодняшний день, представляют наибольший риск для актива, так как неверно выбранная конструкция скважин может значительно снизить его стоимость. Так, на примере Батырбайского месторождения, опыт бурения ГС на объектах Бш и КВ1 в ухудшенных геолого-физических условиях (высокая расчлененность, низкая проницаемость и подвижность нефти) показал их низкую эффективность и позволил скорректировать программу по эксплуатационному бурению с изменением профиля скважин на собственных объектах и на объектах-аналогах. Опыт бурения ГС на Батырбайском месторождении В период 2017-2018 гг. в рамках опытно-промышленных работ (ОПР) на объекте Бш в западной части Асюльского поднятия (рис. 6) выполнено бурение трех добывающих горизонтальных скважин (скв. 1203, 1207, 1206) и одной наклонно направленной нагнетательной скважины (скв. 1205). Эксплуатационное бурение проводилось в неразрабатываемой ранее части залежи, со значением эффективных нефтенасыщенных толщин более 4 м. Начальные дебиты изменяются в пределах от 8,3 до 12,2 т/сут по нефти и от 11 до 18,2 м3/сут по жидкости. Несмотря на одновременную организацию закачки (скв. 1205) с вводом добывающих скважин при эксплуатации наблюдается снижение продуктивности по всем скважинам. На текущую дату дебиты нефти изменяются в пределах 2,2-7,7 т/сут по нефти и 5-10 м3/сут по жидкости. Средняя приемистость нагнетательной скв. 1205 составляла 25 м3/сут. Снижение дебитов по скважинам, скорее всего, связано с ухудшенной гидродинамической связью между зонами отбора и закачки, которая обусловлена геолого-физической характеристикой объекта (высокая расчлененность, низкая проницаемость и подвижность). Снижение продуктивности, возможно, связано и с высокими начальными отборами скважин, не характерными для данного объекта разработки: практически весь добывающий фонд скважин малодебитный, 70 % эксплуатируется с дебитами нефти до 2 т/сут. В качестве примера на рис. 7 представлены основные показатели, характеризующие работу добывающей скв. 1203. На основе фактической работы скважин на залежах со схожими геолого-физическими характеристиками (ГФХ) при составлении проектно-технологического документа по Баклановскому месторождению в 2018 г. выполнено обоснование по изменению профиля скважин с горизонтальных на наклонно направленные. Предыдущим проектным документом 2008 г. предусмотрено вовлечение обширных участков залежей по объектам Бш и В3В4 бурением горизонтальных скважин стандартного диаметра по трехрядной системе размещения скважин, с сеткой 350×350 м. Ввиду несоответствия проектных решений критериям рентабельности компании эксплуатационное бурение выполнено не было. При опробовании бурения горизонтальных скважин малого диаметра в 2017 г. на месторождениях Пермского края при составлении отраслевой программы развития по Баклановскому месторождению стандартный диаметр заменен на малый. Соответственно, при составлении проектного документа в 2018 г. рассмотрены варианты с различной конструкцией скважин. Вариант с эксплуатационным бурением наклонно направленных скважин малого диаметра показал увеличение NPV до 30 % по отношению к варианту с бурением горизонтальных скважин малого диаметра. По утвержденному варианту фактически на месторождении пробурено более 30 скважин, введено 17 добывающих скважин с дебитами по нефти от 6,2 до 13,6 т/сут. Рис. 6. Карта текущих отборов объекта Бш Асюльского поднятия Батырбайского месторождения с очагом ОПР Рис. 7. Основные показатели работы горизонтальной скв. 1203 Батырбайского месторождения (объект Бш) Заключение Внедрение новых технологий эксплуатационного бурения и методов интенсификации добычи нефти способствовало увеличению объемов годовой добычи нефти в течение последних 26 лет в старом нефтедобывающем регионе практически на 40 %. По горизонтальным скважинам, пробуренным в коллекторах с высокой расчлененностью, малыми значениями эффективных нефтенасыщенных толщин, отмечается более интенсивная динамика снижения продуктивности. Выявлено снижение производительности до средних значений дебитов наклонно направленных скважин данных объектов. Опыт бурения скважин различной конструкции и профиля направленности в одинаковых геолого-физических условиях требует определения критериев для выбора того или иного способа заканчивания скважин, которые существенно влияют на стоимость актива.

Об авторах

Роман Александрович Зайцев

Автор, ответственный за переписку.
Email: Roman.Zajtsev@pnn.lukoil.com
Пермь, Россия

ведущий инженер

Алексей Владимирович Распопов

Email: Roman.Zajtsev@pnn.lukoil.com
Пермь, Россия

кандидат технических наук, заместитель директора филиала по научной работе в области разработки месторождений

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 282

PDF (Russian) - 117

PDF (English) - 87

Ссылки

• Ссылки не определены.