Методика ранжирования скважин-кандидатов ГТМ на газоконденсатном месторождении с существенной выработкой запасов для ввода в разработку из длительной консервации
А. Т. ТЮЛЬКОВ – ООО «Тюменский нефтяной научный центр»
А. В. ПЕРМЯКОВ, Р. Р. ШАКИРОВ – ООО «Кынско-Часельское нефтегаз»
Данная работа посвящена формированию комплексного подхода к определению наиболее эффективных скважин-кандидатов для проведения геолого-технических мероприятий. Чтобы оценить совокупность влияния основных критериев, был сформирован систематический подход к оценке весового ранга кандидата под ГТМ. Сама же нормировка скважин проводилась при помощи метода анализа иерархий на примере месторождения N. В статье приведено подробное описание всех используемых критериев, при выборе скважин-кандидатов, а также показана их комплексная оценка с последующим ранжированием наиболее эффективных кандидатов для проведения геолого-технических мероприятий.
Ключевые слова: ГТМ, комплексная оценка, ранжирование, метод иерархий, нефтегазоконденсатное месторождение
На протяжении всего периода эксплуатации месторождений проводятся геолого-технические мероприятия (ГТМ), особенно актуально проведение ГТМ на поздних стадиях разработки, в связи с падающей добычей. Основной задачей проведения таких мероприятий является достижение целевых уровней добычи газа, а также повышение коэффициента извлечения из пласта. Однако, в основе данной статьи лежит не столько увеличение дебитов или коэффициента извлечения, сколько проведение геолого-технических мероприятий с целью вывода месторождения из длительной консервации. Поскольку, при запуске в работу месторождения, после длительной консервации, проведение ГТМ несет иную смысловую нагрузку, необходимо не только подобрать технологию проведения мероприятия, но и выбрать, в каком порядке выводить скважины из бездействия. Чтобы грамотно оценить целесообразность расконсервации месторождения, в случае получения неудачной статистики запуска скважин с наивысшим приоритетом – необходимо составить рейтинг скважин-кандидатов на проведение ГТМ.
Иными словами, ключевой задачей описываемой работы является: разработка методики ранжирования скважин-кандидатов на ГТМ, которые смогут обеспечить успешный вывод месторождения из длительной консервации.
Особенностью представленной методики является то, что она учитывает не только продуктивность скважин, как это описано в работах [1], [6], но и наличие системы наземного обустройства месторождения, а также степень его выработки и особенности геологического строения. В связи с тем, что основной задачей является введение месторождения в разработку, то в отличии от работ [4], [7], экономическая оценка эффективности ГТМ в данной работе не рассматривалась.
Подбор скважин-кандидатов на ГТМ
Для начала, стоит вкратце рассказать про месторождение. Месторождение N является газоконденсатным; по геологическому строению относится к сложным; по количеству запасов классифицируется как среднее. Всего на месторождении N шесть газоконденсатных пластов. По трем из них велась активная выработка. Степень выработки по состоянию на 01.01.2020 г. – 43%. Находится в консервации с 2007 года (13 лет). Характерной особенностью разработки месторождения является эксплуатация скважин одновременно на несколько продуктивных пластов в режиме истощения. Что касается наземного обустройства, то у четырех скважин (17% фонда) отсутствует газосборная сеть, линия электропередач, внутрипромысловая дорога, либо скважины находятся на значительном удалении от кустовых площадок.
К основным видам ГТМ, обсуждаемым в настоящей статье, относятся мероприятия по выводу из бездействия законсервированных скважин с проведением мероприятий по ГРП, ОПЗ и дострелу продуктивных пластов. Однако, прежде, чем приступить к ранжированию скважин-кандидатов на ГТМ, необходимо определить, какие из скважин являются кандидатами к проведению геолого-технологических мероприятий, а какие нет. Иными словами, нужно подготовить дерево решений. Для этого, в рамках данной работы, была разработана блок-схема подбора скважин-кандидатов ГТМ, которая отражена на рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема подбора скважин-кандидатов на ГТМ
Из представленной блок-схемы видно, что основными видами ГТМ являются: ЗБС/ЗБГС, в случае, если скважина аварийная; вывод скважины из бездействия, проведение гидроразрыва пласта для увеличения площади притока; обработка призабойной зоны, при незначительном ее загрязнении; перестрел-перфорация и приобщение остальных продуктивных пластов в разрезе скважины.
Поскольку, нас интересует запуск месторождения после длительного простоя, а также минимизация рисков и затрат, то выбор был сделан в пользу вывода скважин из бездействия с последующей реперфорацией или приобщением других пластов. Таких скважин на месторождении оказалось 29.
Ранжирование скважин-кандидатов на ГТМ
После того, как отобраны скважины, для расконсервации месторождения и проанализирована возможность дострела выше- и нижележащих пластов, необходимо расставить приоритетность вывода скважин из бездействия. Для этого в данной работе предлагается использовать систематический подход ранжирования скважин-кандидатов ГТМ методом анализа иерархии критериев [3], представленный на рис. 2.
Рис. 2. Метод анализа иерархий. Типовая схема
Основными критериями для принятия решения о проведении ГТМ на скважине-кандидате являются:
- базовый критерий;
- геологический критерий;
- технологический критерий;
- критерий на обустройство.
Для присвоения каждой скважине коэффициента приоритетности необходимо произвести нормировку скважин по каждому из критериев ранжирования. В свою очередь, все критерии имеют свои подкритерии, каждому из которых присваивается весовой коэффициент, которые в дальнейшем складываются в итоговое нормировочное значение. Далее будет приведено описание каждого критерия и условий ранжирования.
Поскольку основной целью работы является запуск месторождения в эксплуатацию, то с увеличением количества потенциальных к вскрытию пластов – возрастает шанс вывода скважины из бездействия. Благодаря же критерию на обустройство, можно сразу исключить скважины, с выводом которых могут возникнуть проблемы (отсутствие дороги, удаленное нахождение, отсутствие ЛЭП и т.д.). Для удобства, все критерии были выделены в отдельные группы.
Базовый критерий
Базовый критерий, в отличие от работы [9] подразумевает под собой совокупность следующих показателей: степень выработки запасов (сколько приходится остаточных запасов на каждую скважину), предполагаемое текущее пластовое давление и остановочный дебит скважины.
Базовый критерий определяется по следующей формуле:
где:
ОИЗ(БАЗА) – параметр остаточных извлекаемых запасов газа базового уже перфорированного пласта, приходящий на скважину-кандидата ГТМ, д.ед;
РПЛ(тек) – параметр текущего пластового давления базового пласта, д.ед;
QГ – параметр остановочного дебита газа базового пласта, д.ед.
Данный критерий учитывает потенциал скважины базового пласта в случае эксплуатации после ГТМ. В случае изоляции базового пласта следует принять минимальное значение критерия Wбаза по сравнению с остальными скважинами-кандидатами, по которым предполагается эксплуатация базового пласта.
Определение параметра РПЛ(тек) и QГ(ост) проводится по следующему алгоритму:
- Формируется список скважин-кандидатов на ГТМ (в данном случае вывод из бездействия);
- Проводится расчет остаточных извлекаемых запасов газа;
- Определяется текущее пластовое давление по базовому пласту;
- Оцениваются остановочные дебиты газа по базовому пласту;
- Проводится сортировка значений (от максимального к минимальному) соответствующего параметра из выбранного критерия ;
- Расставляются значения согласно линейному распределению (от 0 до 1 с шагом );
где:
i – шаг распределения линейной функции, д.ед,
Nскв – количество скважин-кандидатов ГТМ, ед.
Коэффициенты параметра ОИЗ расставляются путем нормализации к максимальному значению из списка скважин-кандидатов. Аналогичное распределение проводится и для ОИЗ по пластам на которых планируется ГТМ в виде дострела.
В табл. 1 приведен пример нормировки «базового» критерия.
Таблица 1. Пример расчета «базового» критерия
Геологический критерий
Геологический критерий определяется по формуле (2):
где:
PI(ГТМ) – параметр средней продуктивности скважины пластов, предполагаемых к дострелу в результате ГТМ, д.ед;
ОИЗ(ГТМ) – параметр средних остаточных извлекаемых запасов газа пласта предполагаемых к дострелу в результате ГТМ, д.ед.
Индекс продуктивности получен с ГДМ, а критерий ОИЗ(ГТМ) рассчитывался по аналогии с Базовым критерием. По скважинам 24-29 запасы газа в потенциальных к приобщению пластах отсутствуют. Это связано с тем, что в данных скважинах невозможно провести приобщение неразрабатываемых ранее пластов, в виду их изоляции совместно с другими интервалами, либо вовсе с отсутствием насыщения (табл. 4). Исключать данные скважины из нормировки нелогично, т.к. по ним возможно высокое показание базового критерия. Сами же результаты нормировки по «геологическому» критерию приведены в табл. 2.
Таблица 2. Расчет «геологического» критерия
Технологический критерий
Технологический критерий определяется по следующей формуле (3):
где:
РПЛ(ГТМ) – параметр среднего пластового давления пластов под приобщение, д.ед;
NПЛ – параметр количества пластов под приобщение, д.ед;
Т.к. месторождение многопластовое, то на кандидате возможно проведение до 5 приобщений (в случае, если скважина эксплуатировалась всего на один объект). Как было сказано ранее, проведение экономической оценки рентабельности всех мероприятий в работе не проводилось, поскольку месторождение находилось в консервации 13 лет и, в первую очередь, необходимо запустить его в работу и получить промышленный приток газа. Следовательно, увеличение пластов приобщения ведет к увеличению выработки запасов и росту дебита, а самое главное – увеличение шансов расконсервации месторождения и запуска его в эксплуатацию.
Распределение параметров проводится аналогично описанному ранее алгоритму в пункте «базовый» критерий. В случае отсутствия пластов под ГТМ принимается минимальное значение параметра по результату линейного распределения.
Результаты нормировки по «технологическому» критерию приведены в табл. 3.
Таблица 3. Пример расчета «технологического» критерия
Критерий на обустройство
Как было сказано ранее, отличительной особенностью данной методики от работ [1], [4], [6] и [7], является наличие критерия на обустройство. Данный критерий позволяет существенно снизить рейтинг скважин, у которых отсутствует наземное обустройство и, как следствие, вывод которых из бездействия весьма затруднителен.
Сам критерий рассчитывается по следующей формуле (4):
где:
L – параметр, обратно пропорциональный расстоянию от дороги до куста, д.ед;
ЛЭП – наличие линии электропередач, д.ед;
ГСС – наличие газосборной сети, д.ед;
Дорога – наличие внутри промысловой дороги, д.ед.
Т.е. параметр L тем выше, чем меньше расстояние от куста до скважины. Здесь в ранжировании наблюдается наименьший разброс, т.к. удельный вес подкритерия L, по мнению авторов значительно меньше, нежели факт наличия дороги или ЛЭП.
Поэтому в качестве нижней границы для скважин, расположенных в пределах куста было принято значения 0.8. Исключение составили разведочные скважины, находящиеся на значительном удалении от любой кустовой площадки. Им были присвоены коэффициенты от 0.2 до 0.6.
Параметры «ЛЭП», «ГСС» и «Дорога» распределяются в зависимости от их наличия, то есть в случае наличия внутрипромысловой дороги присваивается коэффициент 1, при отсутствии принимается значение 0.5.
Например, проведение операций на некоторых скважинах возможно только при наличии «зимника». Т.е. в летнее время добраться до скважины невозможно. Иными словами, если дорога к разведочной скважине отсутствует, но к ней возможно добраться по зимнику, параметру «Дорога» присваивался коэффициент 0.5. Подкритерии «ЛЭП» и «ГСС» нормируются аналогично подкритерию «Дорога».
Результаты нормировки по критерию «обустройство» приведены в табл. 4.
Таблица 4. Пример расчета критерия «на обустройство»
Для выявления первоочередных скважин-кандидатов для проведения ГТМ необходимо рассчитать общий рейтинг ранжирования приведенных критериев. Общий рейтинг высчитывался по следующей формуле (5):
Комплексная нормировка
Итоговые результаты расчетов общего списка скважин-кандидатов, ранжированных от первоочередных к последующим параметрам, приведены в табл. 5.
Условные обозначения: П – текущая перфорация; Г – интервал пласта насыщен газом; Н – интервал пласта насыщен нефтью; В – интервал пласта насыщен водой; Изол – интервал изолирован; З – интервал пласта заглинизирован.
Стоит отметить, что в данной статье под «новыми объектами» подразумеваются неразрабатываемые ранее пласты по каждой скважине. По результату проведенного анализа первоочередными скважинами-кандидатами для проведения ГТМ являются скважины №№1, 5 и 6, которые имеют наибольшее значение по совокупности всех критериев ранжирования.
Таким образом, преимущество данного метода заключается в том, что при выборе наиболее перспективных скважин-кандидатов учитывается поверхностное обустройство, а критерии выделены в отдельные группы. Не стоит также забывать о преимуществах экспресс-анализа, ведь он позволяет в сжатые сроки скорректировать программу ГТМ и выделить наиболее эффективные скважины.
Выводы
Иными словами, в рамках данной работы:
- Разработана методика подбора скважин-кандидатов ГТМ, учитывающая степень выработки месторождения, особенности геологического строения, а также наличие системы наземного обустройства.
- Разработанная методика ранжирования скважин-кандидатов ГТМ позволила в сжатые сроки выделить основной пул скважин, на основе которых планируется запуск месторождения в эксплуатацию, что позволилоисключить затраты на малоэффективные скважины.
ЛИТЕРАТУРА:
- Ситников А. Н. Формирование программ геолого-технических мероприятий с помощью цифровой информационной системы «подбор ГТМ». PROНЕФТЬ. – 2017 – №2(4). с. 39–46.
- Колев Ж. М. Принятие решений в условиях неопределенности и риска применительно к задачам нефтегазовой отрасли: учебное пособие. / Ж. М. Колев, А. И. Мамчистова, Е. И. Мамчистова, А. В. Ревнивых, Н. В. Назарова, А. В. Красовский. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2015 – с. 94.
- Савельев А. О. Автоматизированная система поддержки принятия решений по планированию геолого-технических мероприятий на нефтедобывающей скважине – Томск – 2016, с. 173.
- Уметбаев В. Г. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. – М.: Недра, 1989. – с. 217.
- Дейк Л. П. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений. – ЗАО Премиум Инжиниринг, 2012 – с. 549.
- Чернорукова О. Н. Внедрение цифровой информационной системы «подбор ГТМ» на объектах НИС а. д. Нови Сад. PROНЕФТЬ. – 2019 – № 1(11). с. 52–54.
- Нифантов В. И. Эффективность ремонта газовых скважин на завершающем этапе разработки месторождений: обз. Инф. / В. И. Нифантов, М. Г. Гейхман, С. И. Иванов и др. – м.: ИРЦ Газпром, 2004. – с. 65 – (Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений).
- Методические указания компании № П1-01.03 М-0105 версия 1.00. – М.: 2016 – с. 141.
- Ахмедов К. С. Методика планирования геолого-технологических мероприятий на фонде скважин газовых месторождений. К. С. Ахмедов, Н. М. Аршинова, А. А. Семеняк – Нефтепромысловое дело. – 2014 – №2. с. 18–23.
