Мультидисциплинарный процесс управления разработкой залежей.
Управляемый объект — система разработки нефтегазового месторождения, т.е. комплекс мероприятий и условий для их выполнения по вовлечению в разработку залежей нефти и газа, выполнению плановых показателей по добыче нефти и газа при условии наиболее полного извлечения углеводородов из недр с учетом технико-экономических возможностей текущего и проектируемого периодов. Это связано с особенностями объекта как системы с существенной "неполнотой" информации. Поэтому управление такой системой — сложная многоаспектная задача, не имеющая единственного решения.
Представление о месторождении, а также о принципах и методах его разработки зависит от этапа "жизненного цикла" месторождения и накопленных внутрисистемных знаний специалистов, их квалификации и опыта, сложившейся системы нефтегазодобычи и др. Такое представление формируется на основе анализа информации со скважин, пробуренных на данном месторождении и накопленного опыта разработки. Само месторождение — это набор залежей нефти и газа, контролируемых одним структурным элементом в пределах определенной площади на поверхности земли. Залежь — элементарное скопление углеводородов в недрах земной коры. Понятно, что структурные элементы выделяются также по анализу геолого-геофизической информации скважин и геофизических исследований регионального характера. Такое рекурсивное определение месторождения, в конечном итоге, через определенный на основе текущих представлений геологов набор пробуренных скважин и представляет собой первую характерную особенность объекта, которая неявно учитывается при традиционном управлении и которую нужно учесть явно при проектировании, прежде всего, информационного обеспечения организационно-технологических автоматизированных систем (ОТ АСУ) и систем автоматизированного проектирования (САПР).
Вторая отличительная особенность объекта — это структурированность. Очень редко под месторождением понимается одна залежь нефти и газа. Как правило, это набор залежей, приуроченных к осадочным отложениям разных возрастов и представленных коллекторами, разного типа. Сами залежи нефти и газа и коллекторы их вмещающие имеют разнообразные размеры как по толщине, так и по площади. Кроме того, залежи имеют разные условия образования и, следовательно, разный физико-химический состав коллекторов и флюидов. В специальной литературе имеется большое количество всевозможных классификаций месторождений по тем или иным признакам. Для проектирования разработки очень важен принцип выбора структурных элементов месторождения.
Третьей особенностью объекта является сложность построения формализованной модели. Исследованиями установлено, что на современном этапе физико-химические процессы в пласте не описываются в полной мере существующими уравнениями подземной гидродинамики. Установлено также, что дебиты скважин существенно зависят не только от геолого-физических и фильтрационных параметров пласта, но и от технологии строительства скважин и применяемого оборудования, состояния скважин, качества их ремонта и обслуживания. Большое количество уравнений (формализованных моделей процессов) получены эмпирическим путем, т.е. в ограниченном интервале признаков. Распространение тех же зависимостей на другой интервал противоречит природе процессов. В чисто теоретическом плане формализованная модель системы разработки нефтегазового месторождения — это система уравнений со многими неизвестными. Среди них — значительное число уравнений с коэффициентами, подобранными эмпирическим путем. Решать такую многомерную систему уравнений либо крайне затруднительно, либо практически невозможно. Поэтому даже трехмерные детерминированные модели процесса разработки весьма приближенно описывают процесс разработки реального месторождения.
Обязательные комплексы и виды геофизических исследований и работ в скважине по СТ ЕАГО-046- 01.
Виды геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах по СТ ЕАГО-046-01
Билет № 3
1. Принципы и критерии проектирования разработки.
Система разработки нефтегазовых месторождений — сложная производственная система, в которой задействованы как геологические объекты, объекты подземного и наземного обустройства, так и "человеческий фактор". Вся система находится в тесной взаимосвязи (многофакторной, с множеством прямых, обратных и перекрестных связей), которая должна поддерживаться в рабочем состоянии. Можно отметить следующие реальные свойства этой системы:
· отсутствие достаточной статистической информации о системе разработки;
· нестационарность процесса добычи углеводородов (фонд скважин, дебит и обводненность добываемой продукции и т.д.);
· возникновение неоднозначной статистической совокупности фонда скважин вследствие того, что свойства неоднородного продуктивного пласта не полностью детерминированы;
· сложность системы добычи углеводородов с большим числом элементов и связей (пласт, скважина, оборудование и т.д.) — в процессе разработки параметры изменяются, т.е. система в целом динамична.
Разработка нефтегазовых месторождений делится на четыре основные стадии, в соответствии с которыми меняется содержание проектных работ. В силу отмеченной выше специфики, обусловливающей тесную взаимосвязь и взаимодействие подземных и наземных технологических процессов, каждая стадия разработки имеет свои специфические особенности и требует выполнения значительного объема научных исследований, проведения опытно-промышленных работ и обобщения результатов. В начальной стадии разработки месторождения большое внимание уделяется доразвед-ке залежей, определению их геологического строения, подсчету (пересчету) запасов.
При раздельном составлении проектных документов на разработку, бурение, обустройство нефтегазопромыслов необходимо увязывать проектные решения непосредственно на производстве. Возникшие трудности могут быть преодолены только при комплексном проектировании разработки и обустройства нефтегазовых месторождений. Однако вопросы комплексного проектирования ещё не решены окончательно, поскольку вопросы увязки различных проектных положений, сконцентрированных в одном проектном документе, при отсутствии единой методики, учитывающей все виды и формы взаимосвязи наземных и подземных технологических процессов (особенно в динамике) остаются открытыми.
Рациональная разработка нефтегазовых месторождений основывается на соблюдении ряда принципиальных положений, базирующихся на научно-технических достижениях отрасли, анализе и обобщении отечественного и зарубежного опыта разработки, требований по охране недр и окружающей среды, учитывающих изменения в сырьевой базе страны и объективные тенденции ее развития.
Эффективность разработки месторождений и прогнозируемые по ним параметры определяются научно-техническим уровнем и обоснованностью проектных решений по проектируемым системам разработки. Поэтому проектные решения должны:
· быть направлены на достижение максимального экономического эффекта от возможно полного и комплексного использования всех запасов углеводородов, содержащихся в них компонентов при ограничениях, накладываемых условиями развития отрасли или региона, технологическими возможностями, правилами проведения горных работ, требованиями по охране недр и окружающей среды;
· обеспечивать возможно высокий стабильный уровень добычи углеводородов при высоком, экономически обоснованном коэффициенте извлечения углеводородов и наилучшем использовании основных производственных фондов, материальных и трудовых ресурсов;
· базироваться на применении освоенной промышленностью наиболее эффективной техники и технологии;
· учитывать реальные производственные, экономико-географические и природно-климатические условия района, наличие инфраструктуры, существующие мощности буровых и строительных организаций, а также перспективы их развития.
Обоснование рекомендуемых к внедрению систем разработки производится по результатам сопоставления техникоэкономических показателей расчетных вариантов разработки, различающихся выбором эксплуатационных объектов, способами воздействия на пласт, системой размещения и плотностью сетки скважин, темпом и порядком разбуривания месторождения, способами эксплуатации скважин и т.д. При этом рекомендуется один из расчетных вариантов, обеспечивающий максимальный эффект за экономически обоснованный срок разработки.
Методические основы комплексного изучения геолого-геофизических характеристик месторождений нефти и газа.
Разработка нефтяного месторождения на всех этапах: поисков и разведки, бурения скважин, оконтуривания и оценки запасов, составления проектных документов на проведение опытно-промышленной эксплуатации и процессов разработки (на стадиях роста, стабилизации и монотонного падения добычи во времени) вплоть до завершающей стадии основывается на информации о геолого-геофизических характеристиках продуктивных нефтегазовых пластов и залежей. Это информационное сопровождение процессов разработки осуществляется на базе результатов комплексных исследований скважин (геофизических, гидродинамических и геохимических). Эти комплексные исследования (каждое из них, в свою очередь, также предоставляет совокупный комплекс различных видов одного и того же типа исследований) отличаются теоретическими и методическими основами, техникой и технологией проведения, методами обработки данных исследований (в т.ч. с использованием различных компьютерных технологий), интерпретацией данных и их практическим использованием
В практике разработки нефтяных месторождений наблюдается разделение промысловых исследований скважин на гидродинамические, геофизические и текущие промысловые. Эти исследования проводятся разными организациями и инженерами разных специальностей. Гидродинамические исследования проводятся нефтегазодобывающими предприятиями (подразделениями - ЦНИПРами, ЦНИЛами, исследовательскими центрами и др.) и научно-исследовательскими и геофизическими организациями, геофизические исследования - специализированными геофизическими предприятиями, текущие промысловые - цехами и подразделениями нефтегазодобывающих предприятий (замеры и учет: дебитов, устьевых давлений и температур; отбор и лабораторный анализ проб жидкости и т.д.).
Программы проведения исследований должны увязываться между собой. Должна проводиться совместная интерпретация данных. Необходима финансово-экономическая оценка комплексированных исследований.
В поисках и разведке месторождений различают 3 этапа комплексных поисково-разведочных работ.
Детальная разведка. Начинается с момента получения притока из поисковой скважины - открытия месторождения и включая бурение оценочных и оконтуривающих скважин, на которых производятся комплексы ГДИ и ГХИ.
В разработке нефтяных залежей и месторождений, например, выделяют 4 стадии:
I - рост добычи нефти во времени;
II - стабилизация добычи нефти;
III - крутое падение добычи нефти;
IV - низкая добыча нефти с очень медленным падением в течение продолжительного периода времени.
Билет № 5