Главная страница  |  Карта сайта  |  Обратная связь  |  Поиск по сайту:
Geologam.ru
Геология Геофизика Минералогия Индустрия Нефть и газ
Подразделы
Все статьи Разведка Проектирование Месторождения Месторождения Ямала Месторождения Гыдана
 
Социальные сети
 
Похожие статьи
Математические модели прогнозирования показателей разработки горизонтальными скважинами
Нефть и газ › Проектирование

Проектирование разработки опытных участков залежей углеводородов горизонтальными скважинами
Нефть и газ › Проектирование

Эффективность технологий разработки месторождений системами горизонтальных и многозабойных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы устойчивости разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Оценка процессов термического заводнения в пласте с горизонтальными скважинами
Нефть и газ › Проектирование

Современные принципы проектирования разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Выбор расчетной схемы для моделирования разработки месторождений и динамики выработки
Нефть и газ › Проектирование

Математическое моделирование и анализ разработки нефтяных и газовых месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Информационное обеспечение задач анализа, учета, прогнозирования при разработки нефтяных и газовых месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Технологические модели разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Моделирование разработки газоводонефтяной залежи системой горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы проектирования разработки залежей углеводородов
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы строительства горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

 
 

Состояние исследований по проблемам разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами

  • Главная
  • Нефть и газ
  • Проектирование
  • Состояние исследований по проблемам разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами

Статья добавлена: Февраль 2017
            0

Существует большое количество методик и расчётных схем, позволяющих прогнозировать эффективность применения горизонтальных скважин (ГС) на месторождениях нефти и газа. Однако совершенно не разработан концептуальный подход, общие принципы, на основании которых можно было бы проектировать не только отдельные скважины, но и системы разработки месторождений ГС, обладающие некоторыми наперед заданными свойствами. Такой подход позволил бы при проектировании решать оптимизационные задачи по определению объектов разработки, системы разработки, плотности сетки скважин и т.д. Таким образом, при проектировании разработки залежей углеводородов системами ГС необходимо сформулировать геологотехнологические, технико-технологические, технико-экономические и экологические принципы. Такие принципы и критерии позволят осуществлять первый тестовый отбор, который в дальнейшем должен сопровождаться конкретными гидродинамическими расчетами и технико-экономическим обоснованием. Каждая из этих проблем является сложной и многоаспектной задачей, поэтому в работе рассмотрены только некоторые принципы, приближающие нас к решению этих задач.



История возникновения идеи применения ГС для повышения нефтеотдачи пластов и темпов разработки месторождений, насчитывающая более 50 лет, а также дальнейшая эволюция этой технологии детально рассмотрены в работах [43, 67, 73]. Ранее к этому методу прибегали тогда, когда другие методы (вторичные, третичные) не достигали цели. При бурении же ГС и РГС, как правило, получали положительные результаты. По существу, имелся опыт бурения и эксплуатации отдельных скважин, но не системы скважин.

Начиная с конца 70-х годов технологии разработки нефтегазовых месторождений с помощью ГС стали бурно развиваться как за рубежом [275], так и в России. За рубежом в настоящее время насчитывается более 60 различных фирм, осваивающих эту технологию. Одной из первых активизировала исследования фирма ELJ Agutrane в содружестве с французским институтом нефти JFP AGJP. По инициативе JFP в г. Уфе в 1980 г. был проведён советско-французский симпозиум по наклонно направленному и горизонтальному бурению. Начался второй этап применения технологий разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами. Уже в 1991—1992 годах в России пробурено 48 ГС, из введенных в эксплуатацию добыто 180 тыс. тонн нефти.


Новые технологии, основанные на применении ГС, по мнению Н.К. Байбакова [18], коренным образом изменили практику и теорию мировой добычи углеводородов. Дебиты скважин, имеющих горизонтальные окончания большой протяжённости, значительно возросли. В результате есть возможность эксплуатировать месторождения раздельными сетками скважин, снизить депрессии, увеличить продолжительность безводного периода эксплуатации скважин. На некоторых месторождениях запасы нефти, которые ранее считались неизвлекаемыми, в настоящее время могут вырабатываться в промышленных масштабах, повысилась эффективность многих "старых" методов воздействия на пласт, значительно улучшилось большинство показателей разработки. Анализу состояния эксплуатации ГС в нефтегазодобыче посвящён ряд работ, в частности [64, 65].

Действительно, за последнее десятилетие технология разработки месторождений с применением ГС опробована во многих нефтегазодобывающих регионах. 1988 год является началом нового этапа активных работ в области бурения и разработки месторждений ГС в Башкортостане (АНК "Башнефть"). По утвержденным в ЦКР проектным документам пробурено более 50 ГС на Михайловском, Татышлинском, Лемезинском, Усень-Ивановском, Югомаш-Максимовском, Старцевском, Балкановском месторождениях и на опытных участках Арланского месторождения [148]. Опыт разработки залежей нефти с применением ГС показал их эффективность. Стоимость ГС превышала стоимость вертикальных в 1,4—2,5 раза, а продуктивность в 1,5—6 раз. Применяемые в Башкортостане технологии бурения позволяют успешно прокладывать горизонтальные стволы в продуктивных пластах толщиной 3—4 метра [6, 60].

Освоение горизонтальных технологий в Республике Татарстан было начато в 1976—1978 годах бурением ГС на турнейские отложения Сиреневского и Тавельского месторождений [151]. В 1991—1995 годах институтом ТатНИПИнефть составлено более 20 проектных документов на разработку месторождений с применением ГС, согласно которым предстояло пробурить 1200 скважин, или 40 % от общего числа скважин. Глубины залегания продуктивных пластов, вскрытых ГС, составили 829—1728 м, вскрываемые толщины равны 4—40 м. Бурение дает хороший экономический эффект и из категории сложных перешло в стандартную [250].


В ОАО "Удмуртнефть" разработка месторождений с применением ГС ведется с 1992 г. Первая ГС пробурена на Мишкинском месторождении по разработанной нами технологической схеме. Плановое опытно-промышленное бурение ГС начато в 1994 г. В настоящее время пробурено 47 ГС. Наибольшая эффективность достигнута на Мишкинском месторождении. Выполненными технико-экономическими расчётами подтверждена высокая технологическая и экономическая эффективность ГС на Мишкинском месторождении. Дополнительная добыча нефти оценивается в 1,5 млн. тонн, увеличение КИН — на 2,9 %. Неплохие результаты получены при бурении ГС на Гремихинском месторождении, залежи которого характеризуются вязкими и высоковязкими нефтями. Продуктивность ГС в 2—4 раза выше продуктивности соседних вертикальных скважин. Примерно такие же результаты получены на Чутырско-Киенгопском, Ончугинском, Кезском месторождениях. В значительно худших геологических условиях бурились ГС на Южно-Киенгопском месторождении. Верейский горизонт представлен чередованием терригенных и карбонатных коллекторов с небольшими эффективными толщинами (в среднем 2,9 м). Средний дебит по ГС составил 15 т/сут, что на 10—12 т выше, чем дебит вертикальных скважин. В условиях этого месторождения была доказана возможность получения достаточно больших технико-экономических эффектов в бурении ГС на продуктивные пласты малой толщины (2—3 м) [111].

В ПО "Саратовнефтегаз" в результате бурения 22 ГС накоплен богатый опыт, который показывает, что месторождения этого региона можно успешно разрабатывать системами ГС; при этом средний дебит по сравнению с вертикальными скважинами увеличивается в 6—8 раз [116].

В ПО "Краснодарнефтегаз" рассмотрены вопросы повышения объёмов добычи нефти за счёт увеличения производительности малодебитных скважин бурением дополнительных стволов. В объединении накоплен богатый опыт бурения РГС из стволов старых скважин [117].

В работе [62] дается обоснование применения ГС на месторождениях Республики Саха (Якутия). По результатам научных и технико-экономических проработок доказывается, что ГС могут использоваться как на стадии разведки, так и на стадии разработки месторождений.


Технологии разработки нефтяных месторождений ГС нашли применение и на месторождениях Западной Сибири. Составлены и реализуются проекты разработки Ем-Егоровского и Мало-Балыкского месторождений [148], приводятся результаты бурения 1995—1996 годов на Федоровском месторождении [84]. Анализ строительства и эксплуатации ГС на опытном участке Самотлорского месторождения [55] показал целесообразность разработки пласта (1+2/1) — дебиты превысили в 3—11 раз дебиты вертикальных и наклонно направленных скважин при значительно низкой обводнённости продукции.

Успешно ведется освоение технологии разработки залежей углеводородов и на нефтегазоконденсатных месторождениях страны. Так, например, на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении [61] первая ГС пробурена в 1990 г. с целью разработки одного объекта. После успешного строительства первой скважины (получено 2,5-кратное увеличение продуктивности по сравнению с вертикальными) пробурено еще 17 ГС на газовые и газонефтяные горизонты; в бурении находятся еще четыре газовые скважины. Кроме того, с 1995 г. ведется работа по зарезке горизонтальных стволов из простаивающего, обводнённого и низкодебитного фонда скважин. Результаты позволяют говорить о перспективности метода, учитывая тот факт, что на 1998 г. на Оренбургском месторождении 35 скважин простаивают по причине обводнения и 120 скважин работают с дебитом до 10 тыс. м3/сут. На Восточно-Таркосалинском нефтегазоконденсатном месторождении (Ямало-Ненецкий автономный округ) введены в эксплуатацию три ГС — скв. 16 на пласт ПК1 и скв. 2030, 2031 на пласт БП16. Продуктивность ГС выше продуктивности ВС в 5 раз [122].

В последние десятилетия разработка нефтяных месторождений с помощью ГС стала бурно развиваться за рубежом. Резкое повышение активности в области горизонтального бурения и многообещающие прогнозы на будущее вызвали быструю реакцию подрядных и сервисных фирм, которые провели реорганизацию своих структур с целью создания отдельных подразделений для работы в этой области. Большинство крупных нефтяных компаний организовали специальные группы (их насчитывается более 60) по изучению новых технологий, связанных с бурением и эксплуатацией ГС .


За 1979—1983 годы в Европе пробурен ряд ГС: Лак 90, Кастера Лау 110, Распаро Маре 6 и другие, в общей сложности несколько десятков, давших необходимую информацию для дальнейшего развития работ как в технологии бурения, так и для выработки режима эксплуатации [275].

На месторождении Лак Сьюпериер (юг Франции), залегающем на глубине 610 м, пробурены две ГС. Продуктивный пласт залежи здесь достигает 100 м, пористость — 20 %, проницаемость — 100 мкм2, вязкость нефти — 17 мПа·с. Месторождение эксплуатируется 25 лет. Обводненность продукции составляет в среднем 98 %. Пласт состоит из двух частей: сильно трещиноватых доломитов и известковых линз. Суточная добыча из ГС № 90 оказалась почти в 3 раза выше, чем в вертикальных, расположенных рядом.

Месторождение Кастера Лау расположено на юго-западе Франции. Коллектор здесь представлен трещиноватым доломитом, залегающим на глубине 2896 м. Толщина пласта 70 м, пористость — 10 %, проницаемость — 500 мкм2. Горизонтальная скважина Кастера Лау 110 длиной 335 м в продуктивном пласте обеспечила увеличение добычи в 5 раз по сравнению с типичной соседней скважиной.

Большой интерес представляет разработка месторождения Распаро Маре (Италия), где, по существу, создана первая в мире система нефтедобычи ГС [258]. Месторождение находится в Адриатическом море на глубине 60 — 90 м. Нефть на месторождении тяжелая — 0,99 г/см3, и вязкость ее — 300 мПа-с в пластовых условиях. Коллектор, залегающий на глубине 1290 м, из-за своей геологической природы карстового характера имеет низкую вторичную пористость — 1,8 %, хотя проницаемость его весьма значительна — от 2 до 1500 мкм2. Продуктивный пласт состоит из двух наложенных один на другой слоев. Верхний слой толщиной до 60 м характеризуется наличием расширенных вверху в результате эрозии вертикальных трещин, расположенных через 90 м и смыкающихся внизу. Нижний слой толщиной до 50 м характеризуется наличием пустот — карстовых образований, заполненных нефтью. Здесь находится ВНК с активным водоносным горизонтом больших размеров. Разведка месторождения была начата в 1975 г. и до 1980 г. были закончены и испытаны три одиночные скважины (вертикальная, наклонная, горизонтальная). Продуктивность ГС составила 11,3 м3/сут, наклонной — 4,77 м3/сут, а вертикальной — 2,067 м3/сут. Эффективность вытеснения нефти внутри опытного участка можно вычислить по суммарной добыче: она в среднем в 4,6 раза больше на ГС, чем на других скважинах [255].

Промышленное развитие горизонтального бурения в Германии началось со второй половины 80-х годов. В 1994 г. основана Ассоциация горизонтального бурения (DCA), занимающаяся координацией исследований и публикацией работ по проблемам горизонтального бурения [277], что приводит к существенному удешевлению горизонтального бурения. Следует отметить, что в Германии ГС используются также для прокладки нефте- и газопроводов, электрокоммуникаций и т.д.

Большое развитие технология бурения ГС получила в США. ГС использовались как для разведки и доразведки месторождений, например в бас. Уиллисон Северной Дакоты [267], так и с целью интенсификации добычи нефти. В 1990 г. в штатах Техас, Северная Дакота, Юта и других пробурено всего 850 скважин. За пределами США в том же году пробурено 200 ГС, половина из которых находятся в Канаде [14]. Средняя стоимость бурения ГС составила 1 млн. дол., а стоимость заканчивания скважины — 140 тыс. дол. В 1993 г. пробурено 3000 ГС, а в 2000 г. планировалось извлекать 40 % углеводородного сырья. Об эффективности применения ГС имеется много публикаций [227, 265, 272, 273, 283 и др.]. Как и у нас, диапазон показателей эффективности применения этой технологии очень широк. Так, например, повторное заканчивание 30-летней скважины в Зап. Техасе, при котором на глубине 2360 м был пробурен горизонтальный ствол длиной 60 м, увеличило дебит от 1,27 до 31,8 м3/сут. Затраты на все работы окупились уже через 45 дней. С другой стороны, в том же Зап. Техасе многие скважины оказались нерентабельными. Это объясняется просчетами как при проектировании скважины, так и при подготовке экономического обоснования [244].

Большую эффективность технологии разработки нефтяных месторождений ГС показали на уникальных по величине и продуктивности месторождениях Ближневосточного региона. Пробуренные в Саудовской Аравии, Омане и Египте ГС дают дебиты в 2—10 раз выше, чем вертикальные стволы. Кроме того, уменьшается вероятность прорыва водяных и газовых конусов, что способствует более высокой нефтеотдаче. По мере совершенствования технологии стоимость ГС вплотную приблизилась к стоимости вертикальной. Руководство фирмы Aramco считает, что применение и усовершенствование технологий горизонтальной проводки стволов может увеличить нефтеотдачу на 5—10 %, что приведёт к увеличению запасов нефти на 1,7—3,5 млрд. т. В настоящее время доказано, что запасы нефти в Саудовской Аравии исчисляются 35 млрд. т, что составляет 1/4 мировых. Экономическая эффективность использования горизонтальной проходки в Саудовской Аравии достигается за счет увеличения производительности скважин на 150—400 %; снижения общего числа скважин на 30 %; сокращения расходов на бурение, прокладку промыслового оборудования на 20—25 %; сокращение расходов на обработку воды и газа на 50 %; увеличения извлекаемых геологических запасов нефти на 5—10 %; отсрочки установки газлифтных систем и компрессорного оборудования.
Источник: «Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин», 2000


ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ
+1
ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Информационное обеспечение задач анализа, учета, прогнозирования при разработки нефтяных и газовых месторождений
Проблемы адаптации параметров математических моделей
Математическое моделирование и анализ разработки нефтяных и газовых месторождений
Проблемы устойчивости разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Выбор расчетной схемы для моделирования разработки месторождений и динамики выработки
Современные принципы проектирования разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Основные этапы проектирования разработки залежей углеводородов
Общая структура процесса проектирования разработки залежей углеводородов
СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Эффективность технологий разработки месторождений системами горизонтальных и многозабойных скважин
Проблемы строительства горизонтальных скважин
Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Технологические модели разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Определение оптимальной конструкции горизонтального ствола скважин
Математические модели прогнозирования показателей разработки горизонтальными скважинами
Численное моделирование притока жидкости к горизонтальным скважинам
Оценка процессов термического заводнения в пласте с горизонтальными скважинами



ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ
ТекстHTMLBB Code


Комментарии к статье


Еще нет комментариев


Сколько будет 16 + 10 =

       



 
 
Geologam.ru © 2016 | Обратная связь | Карта сайта | Поиск по сайту | Мобильная версия
Статьи о геологии Земли • Геофизика процессов в геосфере Земли • Минералогия и изучение структуры минералов • Индустриальные предприятия, рудники и шахты • Разведка и добыча нефти и газа