О некоторых вопросах проектирования нефтегазовых месторождений

О некоторых вопросах проектирования нефтегазовых месторождений
Some aspects of planning of oil and gas fields
Пан А.К., Джексенбаев Е. К., Орынгожин Е.С.
Казахский Национальный Технический Университет им. К.И. Сатпаева
Kazakh National Technical University named after K. Satpayev
Вопросы cовершенствования проeктирования разработки нефтегазовых
месторoждений всегда являлись важнейшими, от их решения зависела
эффективность разработки.
Рассмотренный опыт проектирования позволяет утверждать, что методы
составления технологических документов основаны на последних достижениях
теории и практики, учитывают отечественный и зарубежный опыт.
Одним из направлений научно-технического прoгресса в решении вопросов
анализа и проектирования является создание программно-аппаратного комплекса
для управления процессом разработки нефтегазовых месторождений. Этот
комплекс, имеющий в своей основе постоянно действующие геологоматематические модели, созданные для реальных объектов, будет решать задачи
как по анализу, так и по проектированию разработки месторождений с
традиционными и новыми методами, задачи оптимизации систем разработки.
Questions of planning perfection development oil and gas fields always were
major, efficiency of its development depends on their decision.
The considered experience of planning allows asserting that the methods of drafting
of technological documents are based on the last achievements of theory and practice, and
are taken into account home and foreign experience.
One of directions of scientific and technical progress in the decision of questions of
analysis and planning is creation of programming complex for a management by a
development of oil and gas deposits process. This complex is having in the basis the
constantly operating geo-mathematical models created for the real objects, and will
decide tasks both on an analysis and on planning of working mine with traditional and
new methods, also task of optimization of the systems of development.
Ключевые слова: проектирование нефтяного месторождения, разработка
нефтяного месторождения.
Key words: planning of oil and gas fields, oil field development.
Разрaботка нефтяного месторождения направляется и регулируется рядом
проектных документов, что является oтражением сложившегося в отечественной
практике принципа многостадийного прoектирования: сначала прoект опытной
эксплуатации, затем технолoгичеcкая cхема, прoект разработки и прoект
доразработки. Периодичeское внесение в запроектированную систему разрaботки
более или менее существенных изменений, ее совершенствование путем
проведения различных мероприятий, уточнение уровней добычи нефти и других
технoлoгических пoказателей разработки по мере детализации геологического
строения эксплуатационного объекта и получения дополнительной промысловой
информации
—
процесс
естественный
и
неизбежный.
Совершенствование подходов и методов проектирования изменяет содержание
и
глубину
проектных
документов.
Проектный документ на процесс разработки можно рассматривать как некоторую
модель, лишь приближенно отражающую действительные условия и процессы,
происходящие в недрах. Поэтому фактические и проектные показатели разработки
не всегда совпадают. Задача проектировщиков заключается в том, чтобы эти
расхождения были минимальными, а точность прогноза соответственно более
высокой. К сожалению, до настоящего времени не нашел обоснованного решения
вопрос о допустимых погрешностях в прогнозировании технологических
показателей на разных стадиях проектирования разработки нефтяных и
газонефтяных месторождений.
Проектные и фактические показатели сравниваются между собой при анализе
состояния разработки месторождений, в исследованиях по авторскому надзору за
внедрением технологических схем и проектов разработки и в работах оперативного
порядка. При этом должны быть установлены причины несоответствия
фактических данных проектам. На основании анализа делаются необходимые
выводы, вносятся коррективы в добывные возможности объекта, намечаются
мероприятия по обеспечению запроектированных или поддержанию (увеличению)
достигнутых
уровней
добычи
нефти.[1]
На основании анализа и обобщения опыта длительно разрабатываемых
месторождений выделены три основные группы причин, вызывающих расхождения
проектных
и
фактических
показателей.
1. Ошибки в исходных данных при проектировании, обусловленные
ограниченным количеством фактического материала, невысокой достоверностью
принятых значений параметров пластов, насыщающих их флюидов и т. д.
Относительное влияние ошибок этого ряда уменьшается по мере накопления
дополнительной информации и учета изменения представлений о пласте (объекте
разработки) в последующих проектных документах. Практически избежать этих
ошибок нельзя. Их можно уменьшить путем совершенствования методов изучения
пластов, увеличения количества и качества исходной геолoгопромысловой
информации.
2. Несовершенство применяемых моделей и расчетов. Избежать полностью
этих ошибок даже теоретически нельзя. Никакая математическая, физическая,
геологическая или гидродинамическая модель не может полностью отразить и
учесть реальные природные условия подземного резервуара и тем более сложные
условия фильтрации жидкости в неоднородных средах. Точность моделей
повышают:
- путем унификации существующих методов расчетов и выбора наиболее
приемлемых из них для конкретных условий эксплуатационного объекта;
- развитием существующих и созданием новых расчетных методов и методик,
наиболее полно учитывающих реальные особенности пластов и условия
фильтрации в них жидкостей при различных системах воздействия;
- путем создания и внедрения более гибких систем разработки, обеспечивающих
как возможность полного использования естественной энергии пластов, так и
позволяющих без значительных затрат средств и времени осуществлять
дополнительные мероприятия по совершенствованию разработки и увеличению
коэффициентов
извлечения
нефти.
Большое значение в решении этого вопроса имеет максимальный учет
геологической неоднородности продуктивных пластов. Однако, несмотря на
определенные успехи, эта проблема далека от окончательного решения.
3. Организационно-технические причины: невыполнение или несвоевременное
выполнение нефтедобывающими предприятиями рекомендаций проекта,
запаздывание сроков (против проектных) разбуривания месторождения, ввода
скважин в эксплуатацию, организации системы ППД, отставание с объемами
закачки воды при заводнении и др. Эти недостатки в свою очередь объясняются
отставанием в обустройстве промыслов, нехваткой буровых станков, отсутствием
необходимых мощностей обессоливающих и деэмульсионных установок,
некомплектностью насосного оборудования, трудностями транспорта нефти и т. д.
Перечисленные причины субъективного порядка (зависящие от эффективности
хозяйственной деятельности) могут играть доминирующую роль, особенно на
ранних стадиях разработки месторождений, вызывая существенные отклонения
фактических показателей разработки от проектных, а иногда и дискредитируя сам
проект.
Таким образом, оставление тeхнoлогической схeмы разработки — сложный и
ответственный этап проектирования. Именно в этом проектном документе
обосновывается вид воздействия, система заводнения, схема размещения и
плотность сетки скважин, оцениваются добывные возможности пластов
(эксплуатационного объекта), решаются многие другие важные задачи, связанные с
проектированием внешних коммуникаций, мощностей первичной обработки нефти,
обустройства промыслов и др. От правильного решения этих задач на ранней
стадии проектирования, т. е. от правильного выбора стратегии разработки, зависит
в конечном счете эффективность процесса и возможность достижения высоких
коэффициентов извлечения нефти.[3]
Опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что достижение
максимальной эффективности разработки нефтяного месторождения возможно
лишь в тесной увязке основных слагаемых системы разработки нефтяного пласта—
системы заводнения нефтяного пласта и оптимальной плотности сетки скважин,
причем установить принципы размещения и оптимальную плотность сетки скважин
невозможно без учета влияния системы заводнения пласта. Поэтому при
проектировании разработки нефтяного месторождения необходимо, сначала
определить для пласта систему заводнения, а уже затем решать задачу определения
оптимального размещения и плотности сетки скважин. Как показали теоретические
исследования, для каждого нефтяного пласта может быть установлена своя
оптимальная система заводнения, обеспечивающая наилучшие техникоэкономические показатели. Однако для этого требуется детальное знание
особенностей геологического строения, знание адресной информации о всех
геолого-физических параметрах пласта для создания адекватной ему
математической модели. На стадии составления технологической схемы
разработки, к сожалению, объем имеющейся информации об эксплуатационном
объекте обычно недостаточен, не всегда полны и достоверны сведения о
геологическом строении пласта, физико-гидродинамических особенностях,
свойствах нефти и т. д. Отсутствие необходимых данных может привести (и
нередко приводит) к просчетам в оценке добывных возможностей месторождения,
к ошибкам в прогнозе технологических показателей разработки [2].
В связи с изложенным при составлении технологических схем разработки
нефтяных пластов приходится прибегать к аналогии, использованию осредненных
показателей и зависимостей, полученных в результате анализа и обобщения опыта
длительно разрабатываемых месторождений. Использование аналогии на ранних
стадиях проектирования является вполне логичным и оправданным. Однако
следует вначале показать, что такая аналогия правомочна. Бездоказательная
аналогия не гарантирует от ошибок, более того может привести (и приводит на
практике) к серьезным просчетам в оценке добывных возможностей продуктивных
пластов, в прогнозировании технологических показателей разработки.
В технологической схеме (проекте) обосновывается:
- адресная геолого-промысловая модель (статическая);
- комплекс технологических мероприятий по воздействию на пласт;
- необходимость бурения оценочных, добывающих, нагнетательных и
специальных скважин, местоположение, порядок и время их бурения;
- потребность в специальном оборудовании, агентов воздействия на пласт;
- уровни добычи нефти и закачки агента воздействия на период проведения
опытно-промышленной разработки;
- комплекс исследований по контролю за процессом разработки с целью
получения информации о ходе и эффективности проводимого процесса,
дополнительные данные о строении и геолого-физических свойствах
эксплуатационного объекта;
- основные требования к схеме промыслового обустройства;
- мероприятия по охране недр и окружающей среды;
- предполагаемая технологическая и экономическая эффективность опытнопромышленных работ.
Технико-экономические расчеты проводятся за период не менее 20 лет.
На основании пробной и опытно-промышленной эксплуатации составляется
технико-экономическое обоснование разработки месторождения, с последующим
проектом промышленной разработки. [4]
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Гавура В. Е. Геология и разработка нефтяных и газонефтяных
месторождений. – ГП «Роснефть» М.: ВНИИОЭНГ, 1995
2.
Боксерман А. А., Гавура В. Е., Желто в Ю.П„ Кочешков А. А.,
Оганджанянц В. Г., Петраш И. Н., Сургучев М. Л. Упруго-капиллярный
циклический метод разработки нефтяных месторождений.— М.:
ВНИИОЭНГ, 1968.
3.
Мулявин С.Ф. «Основы проектирования разработки нефтяных и
газовых месторождений», учебное пособие, Тюмень: ТюмГНГУ, 2012г.
4.
Методические рекомендации по проектированию разработки
нефтяных и газонефтяных месторождений.
Сведения об авторах:
Пан А.К., г. Алматы, Республика Казахстан, 1990 г.р., магистрант 2 курса
кафедры РНГМ, института Геологии и нефтегазового дела им. К. Турысова
Казахского Национального Технического Университета им. К. И. Сатпаева.
Джексенбаев Е.К., к.т.н., доцент кафедры ЭиОМНиГ Казахского
Национального Технического Университета им. К. И. Сатпаева.
Орынгожин Е.С., д.т.н., профессор кафедры РНГМ Казахского
Национального Технического Университета им. К. И. Сатпаева.