Определение технологической эффективности  по характеристикам вытеснения по сравнению  с ВС

 

Проводится определение  технологической эффективности  бурения горизонтальной скважины по кривой обводнения при постоянном нефтесодержании.

Рис.3 Расчет дополнительной добычи за счет бурения ГС

 

   

 
Обзор применяемых горизонтальных технологий на объекте  разработки Республики Татарстан.

 

     Основные  нефтяные месторождения РТ вступили в позднюю стадию разработки, характеризующуюся  значительным ухудшением структуры  запасов нефти: доля трудноизвлекаемых запасов достигла 80% против начальных 37%, высокая обводненность продукции – 83%.

     При применении традиционных технологий около 75% остаточных запасов разрабатываемых  месторождений и 80% еще не введенных  в эксплуатацию залежей не могут  рентабельно разрабатываться.

     Проблема  повышения эффективности дальнейшей разработки нефтяных месторождений  может быть решена только за счет широкого внедрения высокоэффективной комплексной  технологии разработки трудноизвлекаемых  запасов, одним из важнейших элементов  которой является широкое использование  горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин наряду с перевооружением  и реорганизацией служб бурения, капитального ремонта, повышения нефтеотдачи, стимуляции работы скважин и, что  особенно важно, обязательным налоговым  стимулированием разработки трудноизвлекаемых  запасов. Бурение и эксплуатация горизонтальных, многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин, проводка горизонтальных стволов  из старых, получившие на Западе общее  название «горизонтальные технологии», являются одним из ярких и перспективных  достижений в нефтегазовой индустрии  за последние два десятилетия.

     Общепризнано, что применение горизонтальной технологии с соблюдением вполне четко определенных условий позволяет решить ряд  важных проблем разработки нефтяных, нефтегазовых и газовых месторождений.

     Горизонтальные  скважины (ГС) в большей степени, чем вертикальные, позволяют разрабатывать  нефтяные месторождения при пластовых  давлениях, близких к начальному. Как известно, значительное превышение пластового давления над первоначальным приводит к более высоким темпам обводнения скважин, к уменьшению охвата пласта процессом вытеснения вследствие ускоренного прорыва закачиваемой воды по наиболее проницаемым прослоям продуктивного пласта. Вследствие вышеизложенного, бурение и эксплуатация горизонтальных, разветвленно-горизонтальных скважин в мире стали одним из важнейших направлений научно – технического прогресса в области разработки нефтяных месторождений, вовлечения в промышленное освоение трудноизвлекаемых запасов нефти.

     Можно отметить, что месторождение Альба  в Северном море является первым месторождением, освоение которого запланировано исключительно  с помощью горизонтальных скважин.

     К настоящему времени в мире пробурено  более 26000 ГС, более 1300- в России, в  том числе около половины –  в Татарстане и Башкортостане. На месторождениях Татарстана объектами применения ГС являются:

     – залежи пластового типа, представленные чередованием терригенных нефтенасыщенных пластов и плотных глинистых прослоев, приуроченных к отложениям нижнего карбона и девона.

     – залежи массивного типа, приуроченные к карбонатным породам нижнего и среднего карбона;

     Освоение  горизонтальной технологии в республике было начато в 1976–1978 гг. бурением семи ГС на турнейские отложения Сиреневского и Тавельского месторождений (НГДУ «Ямашнефть»). Две из них (№1990 и 1092) относительно быстро обводнились вследствие проведения при их освоении большеобъемных кислотных обработок. По скважинам 1093,1094,1095 накопленная добыча нефти составила 9,2–13,5 тыс. т, дебиты скважин в 1,3–1,7 раз превышали дебиты окружающих вертикальных скважин (ВС). Скважины 1918 и 1947 Сиреневского месторождения оказались наиболее продуктивными:

• накопленная добыча нефти по ним составила 35,9 тыс. т и 40,2 тыс. т при средних дебитах более 6 т/сут, что в 2–2,2 раза выше средних дебитов соседних ВС. Горизонтальная скважина 1990 в 1986 г. была переведена под закачку, на что ГС 1918 и 1947 отреагировали стабильным увеличением дебитов. Так впервые была реализована определенная система заводнения на участке залежи, разрабатываемой группой горизонтальных и вертикальных скважин.

     Бурение ГС в Татарстане возобновилось в 1991 г., в основном, на малопродуктивные турнейские и башкирские отложения небольших месторождений и залежей. В последние годы пробурен ряд ГС на бобриковский (НГДУ «Бавлынефть» и «Нурлатнефть»), данково-лебедянский (НГДУ «Азнакаевскнефть»), башкирский и серпуховский горизонты. В настоящее время по месторождениям Татарстана выполнено более 50 проектных документов разработки нефтяных месторождений, в которых запроектировано бурение более 2000 ГС.

     Наиболее  часто применяемая система разработки – трехрядное заводнение с веерным (лучевым) размещением горизонтальных добывающих скважин. Так как приемистость нагнетательных скважин в большинстве случаев достаточно высокая, они проектируются как вертикальные или наклонно-направленные.

     На  начало 2010 г. в Татарстане пробурено 575 горизонтальных скважин, из них 550 освоены, эксплуатируются или были в эксплуатации. Их средний дебит в настоящее время составляет 7,2 т/сут, что превышает дебит окружающих вертикальных скважин в 2,2 раза. Горизонтальными скважинами всего добыто 8844 тыс. т нефти. Здесь представляет интерес сравнить аналогичные данные по республике Башкортостан, где в действии находятся 295 ГС, средний дебит которых в 2009 г. составил около 6 т/сут, накопленная добыча нефти 3322 тыс. т.

     Как показывают результаты освоения и эксплуатации ГС, их продуктивность значительно  ниже теоретически возможной. Одной  из важнейших причин недостаточной эффективности ГС, очевидно, являются особые условия вскрытия продуктивного пласта горизонтальным стволом, особенно, длительное время воздействия промывочной жидкости на пласт, несимметричность воздействия на призабойную зону различных химических агентов и т.д. другой, не менее важной, причиной недостижения ожидаемых результатов эксплуатации ГС является отставание организации поддержания пластового давления.

     Хотя  в Татарстане накоплен определенный опыт применения ГС – проектирования, проводки, каротажа, крепления, освоения и эксплуатации, тем не менее, резервы  дальнейшего повышения эффективности  горизонтальной технологии еще далеко не исчерпаны.

     На  практике часто имеет место недостаточно точное определение гипсометрического  положения точки входа в продуктивный пласт. Вследствие этого вместо рекомендуемой  преимущественно нисходящей формы  условно горизонтального участка  в действительности получаются синусоидальные, v-образные и другие почти случайные конфигурации наиболее ценного и важного участка ствола ГС практически вне связи с геологическими условиями.

     Чрезвычайная  сложность управления процессом  бурения ГС без надежной информации о продуктивном пласте, фактическом  геологическом положении бурового инструмента относительно кровли пласта, ВНК или ГНК приводит к снижению эффективности ГС.

     Особое  внимание следует уделять проблеме восстановления бездействующего фонда  скважин. Одним из способов решения  этой проблемы является забуривание вторых стволов из эксплуатационных колонн.

 
Анализ  эффективности применяемых  горизонтальных технологий в залежах Ромашкинского месторождения

     

     Рис. 3 Профили скважин 14076 и 23535 с БГС

 

     На  залежах 302–303 пробурены 109 горизонтальных скважин, 8 разветвленно-горизонтальных скважин и в одной скважине был забурен боковой горизонтальный ствол.

     На 1.01.2010 г. на залежах 302–303 пробурены 109 горизонтальных скважин, в том числе на башкирские отложения – 21, на серпуховские -88.

     В целом за весь период эксплуатации добыто горизонтальными скважинами 1079,25 тыс. т нефти или же 9,9 тыс. т на одну скважину.

     При этом средний текущий дебит составил 6,3 т/сут, что в 2,5 раза выше, чем по вертикальным скважинам.

     По  скважинам, пробуренным на серпуховский горизонт, средний дебит составил 6,5 т /сут, что в 2,6 раза выше, чем по вертикальным скважинам. На одну скважину в среднем добыто 10,0 тыс. т нефти. По скважинам, пробуренным на башкирский горизонт, средний дебит составил 5,8 т /сут. Это в 2,3 раза выше, чем по вертикальным скважинам. На одну скважину в среднем добыто 9,44 тыс. т нефти.

     Средний текущий дебит составляет 6,3 т/сут, этот показатель ниже дебита для ГС, пробуренных в терригенные отложения, но бурение таких скважин в  зонах со значительными запасами на 1 скважину (не менее 20 тыс. т) позволяет  успешно применять ГС в этих условиях.

     Рассматривая  скважины, введенные из бурения с 2001 г. видно, что вертикальных скважин было пробурено в 1,95 раза больше, чем горизонтальных, отработанное время соответственно тоже в два раза больше. Дебит на 1 м вскрытой толщи на горизонтальных скважинах на порядок ниже. Несмотря на вышеперечисленное, 109 горизонтальных скважин добыли нефти больше, чем 213 вертикальных. И если провести расчет добычи нефти 1 скважиной на одинаковое отработанное время то получается, что горизонтальная скважина добыла в 2,5 раза больше нефти, чем одна вертикальная.

 

   

     Таблица1. Сравнение показателей работы вертикальных и горизонтальных скважин, введенных в эксплуатацию на залежах 302–303 в период с 2001 г.

     

     В результате проделанного анализа видно, что, несмотря на имеющиеся трудности  и сложности с практической реализацией, использование горизонтальных технологий является высокоэффективным мероприятием и позволяет рекомендовать его  дальнейшее развитие на 302–302 залежах  Ромашкинского месторождения.

 

   

 
Вывод.

Разработка нефтяных месторождений с использованием горизонтальных скважин (ГС) обретает все более широкое распространение. Это обусловлено рядом причин:   
        1.   в условиях сокращающихся разведанных запасов нефти горизонтальные скважины способствуют приросту извлекаемых запасов;   
       2.    обеспечивается увеличение объемов добычи трудноизвлекаемой нефти;  
       3.   возрастает экономическая привлекательность бурения и эксплуатации горизонтальных, многоствольных горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов в скважинах;  
       4.   обеспечивается снижение неблагоприятного воздействия на окружающую среду;  
       5. технология строительства и эксплуатации горизонтальных скважин постоянно совершенствуются.

   Исходя  из анализа эффективности применения горизонтальных скважин на месторождениях Республики Татарстан, рассмотренных  в работе, можно сказать, что этот метод является высокоэффективным  при условии правильного подбора  и расчета условий и места  бурения ГС.

   По  результатам выборочного анализа 10 тысяч горизонтальных скважин в Западно-Канадском осадочном бассейне с суммарной добычей в среднем 15 тыс. м³/скв., прирост в запасах по состоянию на июнь 2003 г. составил 150 млн. м³, в дополнение к другим положительным результатам, таким как увеличение объемов добычи, повышение прибыльности, обеспечение доступа к ранее нерентабельным и неохваченным разработкой залежам углеводородов.  
В подробном докладе, представленном в мае 2003 г. на состоявшейся в Калифорнии совместной конференции специалистов Международного общества инженеров-нефтяников (SPE International) и Геологической службы США, была рассмотрена эффективность ГС в США и в ряде других стран, приводились многочисленные примеры из практики. Была доказательно подтверждена эффективность применения горизонтальной технологии в разработке нефтяных месторождений.

   Таким образом, по сравнению с вертикальными  скважинами, использование ГС в целом  более прибыльно. Экономическая  успешность скважин, пробуренных в  карбонатных коллекторах, оценивается  в 50%, а скважин, пробуренных в  песчаных коллекторах – 80%.