Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Предметно-динамический анализ геолого-промысловой информации и локализация текущих запасов нефтяных месторождений

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Предметно-динамический анализ геолого-промысловой информации и локализация текущих запасов нефтяных месторождений"

На правах рукописи

АРТАМОНОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ПРЕДМЕТНО-ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ТЕКУЩИХ ЗАПАСОВ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Специальность 25.00.17 — «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

2 О ДЕК 2012

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа-2012

005047433

Работа выполнена на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Ольховская Валерия Александровна

Официальные оппоненты:

Плотникова Ирина Николаевна доктор геолого-минералогических наук, Казанский (Приволжский) Федеральный университет, заведующая кафедрой «Геология нефти и газа»

Дьячук Иван Алексеевич

кандидат технических наук,

ЗАО «СТЭМ», генеральный директор

Ведущая организация:

ООО «Уфимский научно-технический центр»

Защита состоится 25 декабря 2012 года в 16— на заседании диссертационного совета Д 212.289.04 при ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Автореферат разослан 20 // _ 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Ямалиев В. У.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Предприятиям нефтегазового комплекса в процессе добычи углеводородов приходится сталкиваться с множеством проблем. Одной из важнейших задач рациональной разработки нефтяных месторождений является поддержание высокого уровня добычи углеводородов на её третьей и четвертой стадиях.

Для эффективной разработки нефтяных месторождений необходимо не только решение частных производственных задач, но и комплексный анализ всего процесса нефтедобычи. Этот процесс связан, например, с определением оптимальных физических параметров пластовых систем, с учётом технических, экологических, экономических, управленческих и других факторов. При осуществлении контроля состояния разработки месторождений следует принимать во внимание и анализировать сотни переменных, которые описывают пластовую систему и скважины, состав и возможности оборудования.

Уменьшение темпа падения добычи нефти на третьей стадии и стабилизация отборов на более высоком уровне достигаются массированным применением различных видов геолого-технических мероприятий (ГТМ), таких например, как бурение новых скважин, бурение вторых стволов, гидроразрыв пласта (ГРП), ремонтно-изоляционные работы (РИР) и т.д.

Подбор скважин-кандидатов при планировании ГТМ осуществляется по большому количеству критериев, основным из которых являются остаточные извлекаемые запасы, сосредоточенные в зоне расположения скважины-кандидата. Другими критериями, которые также принимают во внимание reo лого-техно логические службы предприятий, являются: текущая обводнённость пласта, коэффициент охвата выработкой по мощности, положение промытых участков, петрофизические свойства коллекторов, статистика по ранее проведённым ГТМ и т.п. Вся необходимая информация, как правило, сосредоточена в различных локальных базах.

Обработка огромного количества информации традиционными методами при огромном фонде скважин и динамично меняющемся процессе разработки весьма затруднительна и требует затрат большого количества времени. Практика нефтедобычи требует принятия быстрых оперативных решений, для которых трёхмерное моделирование не всегда является применимым и оправданным.

Разработанный подход позволяет выполнять оперативный анализ любого количества переменных, визуализировать данные, получать наглядное представление о пространственном размещении остаточных запасов нефти.

Цель работы

Обоснование способа локализации остаточных запасов нефти для повышения эффективности адресного планирования геолого-технических мероприятий с использованием геоинформационных систем (ГИС) в условиях динамично меняющегося процесса разработки.

Основные задачи исследования

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи.

1. Исследование возможностей алгебры карт как инструмента отображения и целевого структурирования пространственно распределённой геолого-промысловой информации.

2. Разработка метода оперативного анализа геолого-промысловых данных с использованием ГИС-технологий.

3. Разработка алгоритмов построения карт остаточных запасов нефти и их анализа.

4. Апробирование разработанных алгоритмов на примере Вынгапуровского и Муравленковского месторождений.

5. Использование результатов апробации при составлении и реализации программы геолого-технических мероприятий 2010-2011 годов.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались компьютерные методы обработки и динамической визуализации исходной геологической,

геофизической, петрофизической и промысловой информации, методы математического планирования эксперимента и статистического анализа.

Научная новизна

1. Проведена процедура обработки и отображения геолого-промысловой информации месторождений, основанная на применении геоинформационных систем, которая позволила её структурировать, упростить анализ, путём классификации пространственно-распределённых данных, необходимых для текущего рассмотрения.

2. Предложен и обоснован механизм локализации текущих извлекаемых запасов, основанный на использовании ГИС-технологий, который учитывает всю имеющуюся геолого-промысловую информацию, что позволило наглядного представить размещение текущих извлекаемых запасов, а также любую геологическую и промысловую информацию в любой временной срез.

Защищаемые положения

1. Анализ разработки месторождений Западной Сибири на основе предметно-динамического анализа геолого-промысловой информации.

2. Регулирование текущей разработки нефтяных месторождений на основании полученных результатов построения карт запасов и визуализации дополнительной геолого-промысловой информации.

3. Адресное планирование геолого-технических мероприятий для повышения нефтеотдачи в зависимости от текущего состояния разработки.

Практическая ценность исследований

1. Материалы диссертации используются в учебном процессе Самарского государственного университета при подготовке инженеров по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» в дисциплинах «Разработка нефтяных месторождений», «Компьютерные методы моделирования углеводородов», «Проектирование, анализ разработки и обустройство месторождений углеводородов», а также при подготовке инженеров по специальности 130304 «Геология нефти и газа» в дисциплине «Компьютерно-графические методы прикладной геологии».

2. В результате внедрения метода предметно-динамического анализа и локализации остаточных запасов разработана программа геолого-технических мероприятий на Вынгаяхинском и Суторминском месторождениях, позволившая получить 184,83 тыс.т. дополнительно добытой нефти с экономическим эффектом 575 млн. рублей.

3. Результаты работы внедрены и использованы на объектах разработки филиала «Муравленковскнефть» ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» в качестве методики «Оперативного анализа объектов разработки с целью локализации и выработки остаточных запасов».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на конференциях ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» (г.Ноябрьск, 2008-2009гг.), на конференции Департамента недропользования и экологии Тюменской области (г.Тюмень, 2008 г.), на VII Международном технологическом симпозиуме «Новые технологии освоения и разработки трудноизвлекаемых запасов нефти и газа и повышения нефтегазоотдачи» (г.Москва, 2008 г.), на научно-технических советах филиала «Муравленковскнефть» ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» (г.Муравленко, 2009-2010 гг.).

Публикация результатов и личный вклад автора

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 7 научных статей, в том числе 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 91 наименования. Текст работы изложен на 136 страницах, включая 64 рисунка и 17 таблиц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель, основные задачи исследований и методы их решения, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе сформулированы цели, задачи и охарактеризованы методические аспекты предметно-динамического анализа (ПДА) геолого-промысловой информации, реализованные с участием автора в ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» посредством программного модуля ArcGIS Spatial Analyst. Дан обзор известных способов локализации запасов углеводородного сырья (УВС), а также методов измерения и корректировки геолого-физических параметров, позволяющих определить их начальные и текущие значения.

Поддержание стабильного уровня добычи нефти возможно за счёт применения различных геолого-технических мероприятий, планирование которых немыслимо без качественного анализа показателей эксплуатации месторождения. Главной задачей анализа разработки месторождений является оценка эффективности системы разработки путём изучения её технологических показателей, которых насчитывается огромное количество. Основные определения и понятия анализа геолого-промысловой информации изложены в руководящем документе РД 153-39.0-110-01. Ввиду непрерывности процесса разработки и необходимости принятия оперативных решений, на практике нефтедобывающие предприятия используют лишь некоторые показатели.

Углублённый и тщательный анализ разработки выполняется специализированными организациями и научными институтами в процессе составления проектно-технической документации. Как правило, данный процесс очень трудоёмкий и длительный по времени, его результатом является выдача рекомендаций по разработке месторождения: формирования системы разработки, применения методов интенсификации добычи и увеличения нефтеотдачи, использованию новых технологий.

В данной главе показан обзор выполнения запланированных мероприятий в проектных документах по ряду месторождений. Существенное расхождение запланированных мероприятий с выполненными говорит о необходимости принятия оперативных решений, учитывая динамично меняющийся процесс разработки.

В отличие от традиционных методов геолого-промыслового анализа метод ПДА позволяет быстро анализировать и представлять в удобном для восприятия виде огромное количество различной по формату информации для принятия оперативных решений.

Большой вклад в развитие системного подхода к интерпретации геолого-промысловой информации, включая методическое наполнение автоматизированных систем, на разных этапах внесли Д.В. Булыгин, В.Я. Булыгин, A.B. Городнов, Д.Н. Гуляев, В.Н. Дахнов, И.Р. Дияшев, Ю.П. Желтое, Г.Р. Ибатуллин, А.И. Ипатов, A.A. Казаков, М.И. Кременецкий, Е.В. Лозин, С.Н. Назаров, И.В. Рудов, В.И. Рыжков, Б.Ф. Сазонов, М.Х.Серкова, Н.В. Сипачев, М.А. Токарев, В.Н. Черноглазов, A.M. Берлянт, М. Зейлер, Э. Митчелл, Дж. Данджермонд и многие другие отечественные и зарубежные учёные и специалисты.

Основная цель исследования - это разработка метода оперативного мониторинга большого количества геолого-промысловой информации разрабатываемых объектов для повышения эффективности адресного планирования ГТМ.

Основная проблема при планировании ГТМ состоит в корректном определении расположения остаточных запасов. В данной главе выполнен обзор существующих методов подсчёта запасов. Также для объективной оценки запасов необходимо иметь корректные подсчётные параметры, которые определяются в лаборатории (исследования керна), геофизическими методами исследования скважин и детальными трехмерными сейсмическими исследованиями.

Структурировать, анализировать и компоновать в удобном для восприятия виде огромное количество геолого-промысловой информации возможно посредством представленного в данной работе усовершенствованного метода предметно-динамического анализа, реализованного на основе геоинформационных систем.

Метод ПДА позволяет оперативно получать всю необходимую для планирования разработки месторождений информацию и принимать быстрые и эффективные управленческие решения. Совершенно новый способ анализа разработки состоит в том, что каждый параметр, каждый объект рассматривается предметно. Особенностью такого способа анализа данных является предметный подход к каждому элементу и одновременно работа с образами, растрами, картами, которые несут в себе всю необходимую информацию и позволяют оперативно получить необходимый результат.

Во второй главе дано описание геологической информационной системы Сео1п1о5у81:ст как универсального инструмента для поиска, хранения, структурирования, оперативной визуализации и анализа многофакторной геолого-промысловой информации с возможностью принятия управленческих решений. Приведены корреляционные зависимости, полученные на основе материала комплексного исследования керна из скважин Вынгапуровского месторождения, и результаты определения петрофизических параметров, участвующих в подсчёте запасов УВС. Даны примеры реализации технологии структурирования пространственно-распределённой петрофизической информации путём визуализации полученных данных.

Современный процесс разработки нефтяных месторождений характеризуется необходимостью решения не только частных задач, но и требованиями комплексного анализа процесса нефтедобычи с определением оптимальных физических параметров пластовых систем и учётом технических, экологических, экономических, управленческих и других факторов. При осуществлении контроля за состоянием разработки месторождений следует принимать во внимание и анализировать сотни переменных, которые описывают пластовую систему и скважины, состав и возможности оборудования. Интуитивный подход в решении подобных задач вследствие их усложнения становится всё менее результативным. Современному инженеру, технологу, руководителю нужен инструмент, используя который можно было бы на разных этапах анализировать и прогнозировать процесс

нефтеизвлечения, оценивать влияние отдельных факторов, принимать решение об эффективности средств модернизации и новых технологий. Для управления существующими знаниями и повышения эффективности деятельности предприятий создаются специальные программы обработки информации, определённым образом структурирующие ее. В значительной степени данная проблема решается посредством картопостроения.

Выбранное в качестве объекта исследования Вынгапуровское месторождение отличается многопластовостью и значительной степенью неоднородности. В продуктивном разрезе выделяются пласты группы ПК, АВ, БВ, Ач и Ю, по которым коэффициенты расчленённости варьируют от 1,6 до 11,3, коэффициенты песчанистости (зональной неоднородности) - от 0,22 до 0,86.

На основе материала комплексного исследования керна из скважин Вынгапуровского месторождения выполнено обоснование петрофизических зависимостей для определения коэффициентов вытеснения, начальной нефтенасыщенности, анизотропии и граничных параметров.

В общей сложности рассмотрено 2316 образцов по 26 скважинам. Общий пробуренный фонд составляет 1843 скважины. По каждой группе пластов между петрофизическими свойствами коллекторов установлены корреляционные зависимости. При этом использованы три вида уравнений: линейное, логарифмическое и экспоненциальное. В табл. 1 представлены зависимости, полученные для пласта БВ8 Вынгапуровского месторождения. Также для получения более надежных зависимостей, и, соответственно, другого распределения свойств в межскважинном пространстве в отдельных случаях исследуемый интервал делился на участки, исходя из представительности данных.

Далее для вычисления остаточной водо- и нефтенасыщенности приняты соотношения:

К»0 = 100 - *„.„, %;

Кт = 100-Кво-Кп,„-(100- Кт), %.

Восприятие статистической информации, скомпонованной в виде таблиц, затруднено. В свою очередь, графические зависимости не позволяют получить представление о том, где именно расположены участки пласта с высокими значениями пористости и проницаемости. В связи с этим необходимо установить пространственное расположение участков с хорошими коллекторскими свойствами. Эту задачу решает картопостроение. В работе использован язык Алгебры карт для выполнения математических вычислений с помощью операторов и функций, создания запросов выбора или выполнения определённых операций.

Таблица 1 — Виды корреляционных уравнений

Коррелирующие параметры Корреляционное уравнение

Горизонтальная проницаемость по газу, Л'пр.гор. Коэффициент пористости, Кп Лпрхор. = 3,12-10-3-ехр(0,47-А-п)

Вертикальная проницаемость по газу, -Ку верт. Коэффициент пористости, Кп = 6,2-Ш5-ехр(0,57-Кп)

Динамический коэффициент ПОРИСТОСТИ, /*Гп.дин. Эффективный коэффициент пористости, Кпзф, Л"п.эф.= 1,24 -Кп.тя. + 4,93

Общий коэффициент пористости, Кп Эффективный коэффициент ПОРИСТОСТИ, Л"п.эф. Кп = 0,64-/:п,ф.+12,09

Проницаемость по газу, Я"пр. Эффективный коэффициент ПОрИСТОСТИ, Кп.эф. ^. = 0,31 • ех/;(0,41-Л"п,ф)

Проницаемость по газу, Кпр Начальная нефтенасыщенность, Кяж К,,,, = 7,35 • ¿п(Кпр) + 30,49

Проницаемость по газу, Кпр. Коэффициент вытеснения, Квш, ЯГвыт. = 0,06 • Ьп(Кпр) + 0,22

Проницаемость по газу, Кпр Эффективная проницаемость по нефти при Кв = Км, ^эф.н. ^. = 0,97-^.-2,02

Проницаемость по газу, Кпр, Эффективная проницаемость по воде при КЛ = Кк о, А"ЭфВ. Лэф.в. = 0,17 • Клр — 2,63

Принцип использования алгебры карт в отображении (структурировании) пространственно распределенной информации показан на рис. 1.

Последовательность выполнения операций с растрами представлена на рис. 2.

Рис. 1. Схема анализа карт с использованием калькулятора растра

На приведённой схеме слева направо: входные растры, промежуточные и готовый

результаты.

Анализируя пространственно-распределённую петрофизическую информацию, структурированную в виде карты, можно с высокой степенью достоверности локализовать участки пласта с наилучшими коллекторскими свойствами. При выборе скважин-кандидатов для проведения различных ГТМ целесообразно использовать карту выполненных и планируемых ГТМ с индикацией атрибутивной информации. В таких случаях нет необходимости оперировать с большим количеством таблиц: достаточно проанализировать карту, где параметры отражены в наиболее удобном для восприятия виде.

Рис. 2. Блок-схема операций с растрами

Опыт обработки и анализа данных, реализованный на Вынгапуровском месторождении, был применён для развития методики предметно-динамического анализа геолого-промысловой информации и создания геологической информационной системы. Упрощённо процесс обработки и анализа данных происходил следующим образом. Данные по геологии (Maplnfo), геофизике (Finder), разработке (OIS, GEO), петрофизике (электронный архив), ГДИС (локальная база данных), по состоянию фонда (OIS) и ГТМ (ВизГТМ) обрабатывались, визуализировались и анализировались посредством ArcGIS, в результате чего получен набор различных карт и таблиц. Управление всей исходной и полученной информацией осуществлялось через СУБД Oracle. Доступ к результатам работы для пользователей осуществлялся через web-приложение GeoInfoSystem (рис.3).

Рис. 3. Информационные потоки

GeoInfoSystem представляет собой набор различных блоков для работы с данными.

1. Потенциал по пластам для действующего и бездействующего фонда.

2. Калькулятор (расчёт фазовых проницаемостей, расчёт прогнозируемой проницаемости, расстояние между скважинами).

3. Работа с ArcGIS (выгрузка данных с растров, загрузка ASCII файлов, расчёт растров, расчёт и экспорт данных в merfond).

4. Визуализация данных (текущие карты разработки).

Ниже на рис. 4 приведён пример анализа карты с использованием различных способов отображения. Интерактивная работа с картами позволяет рассматривать интересующие участки (блоки) пласта, получать значимые параметры в конкретно указанных точках или скважинах, принимать в расчёт расстояние между скважинами или произвольно выбранными точками. На больших площадях с внушительным пробуренным фондом облегчается поиск интересующих скважин с указанием их местонахождения, а также появляется возможность непрерывного контроля основных параметров работы скважин. Таким образом, визуально видны участки с наилучшими характеристиками, что позволяет качественно контролировать процесс разработки.

"3

3

/

.о*

Рис. 4. Пример анализа карты текущих запасов Вынгапуровского месторождения

В третьей главе приведены результаты вычислительного эксперимента, связанного с планированием ГТМ на нефтяных месторождениях и выбором скважин-кандидатов по данным предметно-динамического анализа. Многовариантными расчётами с учётом значений плотности остаточных запасов нефти и полученных двухмерных петрофизических моделей доказаны преимущества определённых способов воздействия на пласт.

Наиболее актуальным является вопрос доизвлечения остаточных ресурсов и достижения максимального КИН. Выполнение ГТМ позволяет активизировать ранее не затронутые процессом разработки остаточные запасы. Однако применяемые ГТМ не всегда эффективны в конкретных условиях. На поздних стадиях разработки, когда ГТМ выполнены на фонде скважин не по одному разу, подбор кандидатов становится всё более сложным, а эффект более низким. В таких условиях для достижения наилучшего эффекта требуется применение комплекса мероприятий. Более высокий эффект планируемых ГТМ (особенно на поздних стадиях) будет достигаться при рассмотрении не единичных скважин, а кустов, блоков скважин, всей залежи или даже месторождения в целом.

Планирование ГТМ практически невозможно без наглядного представления о пространственном размещении остаточных запасов нефти. Подобные задачи, как правило, решаются посредством 30- м од с л и ро в а 11 ия.

которое широко используется в наши дни. Однако создание трёхмерной гидродинамической модели - это достаточно трудоёмкий и длительный процесс, требующий специализированного программного обеспечения, не всегда доступного. Помимо этого практика нефтедобычи требует принятия быстрых оперативных решений задач, для которых ЗБ-моделирование не применимо. Таким образом, построение карт и их анализ с применением ГИС-технологий в ряде случаев становится основным методом оперативного решения текущих геолого-промысловых задач.

Для обоснования преимуществ предлагаемого подхода и повышения эффективности адресного планирования геолого-технических мероприятий был произведён оперативный анализ большого количества переменных по пластам Суторминского месторождения. С использованием алгоритма и средств, обозначенных во второй главе, получены основные корреляционные зависимости между петрофизическими свойствами коллекторов Суторминского месторождения, а с их помощью - пространственные распределения данных.

После этого на основе формулы (1) стандартного подсчёта запасов объёмным методом и инструмента алгебры растров была получена величина запасов в виде растра, то есть распределение запасов по площади. Необходимо отметить, что инструмент алгебры растров, используемый в данном подходе, не противоречит всем принятым в нефтепромысловой геологии и разработке формулам и методам расчёта. Просто вместо параметров и коэффициентов используются растры и, соответственно, результаты тоже получаются в растровом виде (рис.5).

£?геол = ^-й- т-кя-ут (1)

где Р — площадь залежи, м2; И — мощность пласта, м; т — коэффициент пористости, д.ед.; к„ — коэффициент нефтенасыщенности, д.ед.; у — плотность нефти, кг/м3; т - пересчётный коэффициент, б/р.

Огеоф» р* * ? ' * * V * Т

Рис.5. Подсчёт запасов объёмным методом в проекте АгсМЭ

Таким способом была получена карта начальных запасов нефти. Далее с использованием данных по разработке выбранного для анализа месторождения и материалов промысловых исследований скважин, а также петрофизических зависимостей была получена карта остаточных (текущих) подвижных запасов нефти (рис.6).

Достоверность полученных результатов подтверждена анализом величины накопленной добычи по каждому объекту. Погрешность расчетов при этом составила менее 5%, иначе производились корректировки. Второй способ оценки корректности произведенных расчетов - анализ сходимости значений нефтенасыщенности, определенной геофизическими методами, с модельными данными, с привлечением данных о ранее выполненных ГТМ.

Всего в процессе реализации проекта было получено порядка 60 карт, которые были использованы для планирования дальнейшей разработки месторождения, включая карты пористости, толщин, эффективной проницаемости по нефти, текущего коэффициента вытеснения, коэффициента охвата пласта выработкой по мощности, заводнения пласта и другие.

Фрагмент карты остаточных запасов, разбитой на зоны влияния каждой скважины, показан на рис.7. Геоинформационные технологии позволяют сформировать зоны влияния по любой логике. В данном случае карта разбита на «полигоны Вороного» с локальным наложением регулярной сетки. В результате реализации проекта и формирования двухмерной петрофизической модели были получены не только карты остаточных запасов нефти и множество вспомогательных растров, но и удобные таблицы петрофизических свойств, показателей разработки и таблицы запасов, которые используются для прогнозирования геолого-технических мероприятий.

Рис. 6. Карта текущих подвижных запасов нефти

. 477

4

■КХ «15 д 4317

" ез^^ л"«'«.'4^"75

4319

4318 16 «7.

/Г" V

«7

О

<13

- ^ II

+

.4357 327 4 №« +3430

^4377 * ..У43*®' ,4180 "

">1377 » 437!»

'я.<б>

С

Рис.7. Фрагмент карты остаточных запасов, разбитой на зоны влияния каждой скважины с сопутствующей таблицей запасов

Ежегодно на месторождениях Западной Сибири проводится большой объём ГТМ, направленных на снижение темпов падения базовой добычи нефти и поддержание проектного уровня добывающего и нагнетательного фонда скважин. Структура алгоритма планирования геолого-технических мероприятий представлена на рис. 8.

Рис.8. Упрощённая схема планирования ГТМ

За главный критерий для выполнения экономически эффективного геолого-технического мероприятия принималась его обеспеченность запасами. Определена методика расчёта минимальной накопленной добычи, необходимой для принятия решения о целесообразности проведения мероприятия. Допускалось, что исходя из различных условий (макроэкономические параметры, наличие инфраструктуры и др.) минимально необходимые запасы будут неодинаковы, проще говоря, мероприятие оправдает себя в том случае, если выручка от реализации добытой продукции будет больше затрат на её добычу и уплату налогов. Следующим основным критерием считалась геолого-промысловая характеристика объекта (пористость, проницаемость, обводнённость, пластовое давление, плотность и вязкость нефти и др.), которая определяет параметры работы скважины после проведения ГТМ. Параметры работы обуславливают период времени, за который будут отобраны запасы и получена прибыль. Очередным немаловажным критерием для принятия

решения о возможности проведения того или иного мероприятия являлась оценка технического состояния скважины. Принимая во внимание тот факт, что основные ГТМ - это бурение новых скважин, зарезки боковых стволов, гидроразрыв пласта, перевод на другой горизонт, проводилась предварительная экономическая оценка для всех возможных мероприятий. Далее наиболее предпочтительные мероприятия рассматривались детально. Осуществлялся анализ параметров работы (дебит жидкости, обводнённость, состав воды, накопленная добыча, остаточные запасы) скважины-кандидата, ранее проведённых ГТМ и исследований, а также работы окружающих скважин для оценки исходных параметров, влияющих на потенциал скважины, который выполнялся в лицензионном программном пакете Perform. Оценивалось положение фронта нефть-вода (ФНВ) от ближайших нагнетательных скважин. Более подробно изучался каротажный материал, строились схемы корреляции вдоль и в крест простирания структуры. Анализировались сложность и основные этапы планируемого ремонта.

С использованием средств геоинформационных технологий и метода ПДА был выполнен анализ геолого-промысловой информации и составлена программа ГТМ по основным объектам разработки Суторминского месторождения. После выполнения технологических и экономических расчетов потенциальный список составил 301 мероприятие по увеличению добычи нефти, из них: 36 операций по зарезке бокового ствола (ЗБС) и 5 углублений методом реконструкции скважин, 120 мероприятий по гидравлическому разрыву пласта (ГРП), 131 переход скважин на другой объект и 9 мероприятий по выводу скважин из бездействия (прочие КРС).

По Вынгаяхинскому и Муравленковскому месторождениям составлены подобные программы мероприятий, включающие, соответственно, 14 (1 - ЗБС, 6 операций ГРП и 7 прочих КРС) и 16 (2 ГРП, 6 возвратов и 8 прочих КРС) скважин-кандидатов на основные объекты разработки.

В четвёртой главе освещены результаты практической реализации предметно-динамического анализа геолого-промысловой информации и

способов локализации остаточных запасов УВС на Вынгаяхинском и Суторминском месторождениях. Приведены сведения об успешности проведённых мероприятий, дана оценка ожидаемой и фактической технологической эффективности.

Анализируя успешность выполнения ГТМ, принято говорить о достижении запланированных параметров работы скважин. Для оценки успешности проведенных мероприятий было принято допустимое отклонение в ±15% от запускного дебита по нефти (£>„).

При отклонении в положительную сторону мероприятие считается сверхуспешным. На рис.9 показана диаграмма успешности выполненных ГТМ в 2009-2010 годах по Суторминскому и Вынгаяхинскому месторождениям. В 2009 году доля неуспешных мероприятий составила 33,3%. Успешность выполненных ГТМ в 2010 году составила около 80%, причины которых были разложены на технические и геологические факторы (рис.10). Двумя основными причинами являются ухудшенные фильтрационно-емкостные свойства коллектора и прорыв фронта нагнетаемой воды. По итогам анализа было рекомендовано: 1) проведение СО-каротажа на всех скважинах кандидатах; 2) своевременное введение системы поддержания пластового давления по участкам пласта в зонах проведения ГТМ; 3) проведение ремонтно-изоляционных работ с выявлением наиболее эффективных технологий; 4) проведение комплекса исследований качества цементирования эксплуатационной колонны на всех скважинах кандидатах; 5) использование щадящей перфорации.

При сохранении объёмов ГТМ и доли дополнительной добычи от них планируется удержание сложившегося тренда уровня успешности ГТМ на основе мероприятий по повышению эффективности и снижению рисков, сформированных на основе проведения регулярных анализов полученных результатов.

А,<85% 85%<£>„>85% ен>85% 6„<85%85%<^я>85% £>„>85%

а) б)

Рис. 9. Диаграмма успешности различных видов ГТМ а) - 2009 год, б) - 2010 год, 1 - ГРП, 2 - Возвраты, 3 - Углубления, 4 - ЗБС, 5 - Прочие КРС

■ Техническая

■ Прорыв ФНВ

не подтверждение ФЕС

■ низкое Рпл

■ не подтверждениеИн н ■■ Подошвенная вода

Рис. 10. Факторный анализ неуспешных ГТМ 2010 года ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Применение классификации пространственно-распределенных данных позволило разработать метод предметно-динамического анализа геолого-промысловой информации, предназначенный для оперативного анализа разработки нефтяных месторождений с целью адресного планирования геолого-технических мероприятий.

2. С сшшьзование м метода оперативного анализа геолого-промысловых данных на основе ГИС-технологий проведён анализ текущего состояния разработки Суторминского, Вынгаяхинского, Вынгапуровского и Муравленковского месторождений и составлены адресные программы ГТМ.

3. Карты остаточных запасов нефти, построенные с использованием механизма локализации запасов, основанного на петрофизических корреляционных зависимостях и пространственном распределении вспомогательных данных, позволили выявить наиболее перспективные участки для реализации ГТМ.

4. Применение разработанных алгоритмов на Вынгапуровском и Муравленковском месторождениях с анализом эффективности ГТМ доказало возможность их использования для реальных объектов разработки.

5. Реализация метода предметно-динамического анализа на месторождениях ОАО «Газпром нефть» позволила повысить успешность геолого-технических мероприятий до 80%.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих научных трудах:

в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:

1. Артамонов A.A. Структурирование остаточных запасов углеводородов на основе данных ГИС [Текст] / А.А.Артамонов, Р.Г.Габбасов, Л.Р.Ханипова // Каротажник. - Тверь. - 2009. - № 4(181). - С. 3-11.

2. Артамонов A.A. Новый подход к планированию геолого-технических мероприятий на нефтяных месторождениях [Текст] / А.А.Артамонов, М.А.Альмухаметов, М.А.Виноходов // Георесурсы. - Казань. - 2010. - № 1(33). - С. 39-42.

3. Артамонов A.A. Структурная интерпретация петрофизической информации как инструмент геолого-промыслового динамического анализа [Текст] / А.А.Артамонов, В.А.Ольховская, Р.Г.Габбасов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2010. - № 6. - С. 4-7.

в других изданиях:

4. Габбасов P.P. Анализ геолого-промысловой информации и построение карт текущих извлекаемых запасов с использованием ГИС [Текст] / Р.Г. Габбасов, A.A. Артамонов // ARCREVIEW современные геоинформационные технологии. - М. -2008. - № 45. - С.20.

5. Артамонов A.A. Предметно-динамический анализ разработки нефтяных месторождений [Текст] / А.А.Артамонов // VIII творческая конференция молодых специалистов. Тезисы к докладам. - Ноябрьск: ОАО «Газпромнефть», 2008. - СП.

6. Габбасов P.P. Современные подходы к планированию ГТМ на нефтяных месторождениях с использованием ГИС [Текст] / Р.Г. Габбасов, A.A. Артамонов II ARCREVIEW современные геоинформационные технологии. - М. -2009. - № 49. -С.12.

7. Захаров A.A. ГИС как основа геологической информационной системы ОАО «Газпромнефть-ННГ» [Текст] / А.А.Захаров, Б.Г.Докукин, Р.Г.Габбасов, A.A. Артамонов // ARCREVIEW современные геоинформационные технологии. - М. -2010. -№51. - С.12.

8. Артамонов A.A. Анализ геолого-промысловой информации и планирование ГТМ на основе геоинформационных технологий [Текст] / А.А.Артамонов // XII Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2010». Сборник докладов. - Ухта. - 2010. - С. 215-221.

Подписано в печать 15.11.12 Формат 60х84'Лб Цифровая Печ. л. 1.0 Тираж 100 Заказ 16/11 печать

Отпечатано в типографии «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)