Повышение эффективности интенсификации выработки остаточных запасов нефти с рациональным использованием пробуренного фонда скважин

Актуальность работы. Тенденция развития современного нефтегазодобывающего комплекса такова, что все большее число эксплуатируемых месторождений вступают в завершающую стадию разработки. Данная динамика обуславливает возникновение целого ряда новых задач и проблем, требующих своего решения.

В период истощения запасов за счет первоочередной выработки высокопродуктивных высокопроницаемых коллекторов, все большая доля остаточной нефти переходит в категорию трудноизвлекаемых. Выработка запасов нефти основных месторождений Западной Сибири и Урало-Поволжья превышает 50%, а доля трудноизвлекаемых возросла до 55−60% [1]. Применению традиционных методов выработки остаточных трудноизвлекаемых запасов, характеризующихся высокой расчлененностью и неоднородностью коллекторов, присущи низкие технико-экономические показатели. Сложившиеся системы разработки месторождений становятся малоэффективными. Вместе с тем эффективное вовлечение в разработку таких запасов может стать существенным резервом поддержания, и даже увеличения уровня добычи нефти. На этом плане на первую роль выходит проблема повышения эффективности эксплуатации пробуренного фонда в сочетании с применением различного рода МУН и ГТМ. Поэтому научные изыскания, посвященные проблемам всесторонней и адекватной оценки успешности выработки запасов с точки зрения эффективности использования добывающего фонда скважин, становятся крайне актуальными для нефтяной промышленности.

Процесс выбытия скважин происходит по целому ряду причин — аварии внутрискважинного инструмента, выработка скважиной своего технического ресурса и потеря крепью своей герметичности, предельно допустимое обводнение добываемой продукции, отсутствие притока и т. д. При этом даже «планомерное» выбытие скважины из категории добывающих по причине предельной обводненности продукции, не всегда сопровождается полной выработкой скважиной своих запасов.

Внеплановое" выбытие скважины по техническим причинам практически всегда сопряжено с потерями в добыче нефти. Недоотобранные запасы не могут быть полностью вовлечены в разработку близлежащими соседними скважинами. Разрежение текущей ПСС приводит к отсечению от процесса дренирования части остаточных запасов вследствие зональной и послойной неоднородности коллектора.

Кроме этого, в процессе смены добывающими скважинами своего назначения есть еще один аспект, недостаточно учитываемый, как нам представляется, при оценке уровня эффективности использования пробуренного фонда. Добывающие скважины зачастую переводятся с одного эксплуатационного объекта на другой (технологическая операция «ВЛГ — возврат на вышележащий горизонт»), причем опять же, как по технологическим (предположительная выработка запасов), так и по техническим причинам (аварии, потеря герметичности и пр.). При этом по любой статистической отчетности скважина остается в добывающем фонде, причем в категории действующих. Соответственно, формальные показатели ее долговечности остаются высокими. По сути же, скважина перешла в ликвидированный фонд по первоначально эксплуатируемому объекту, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Следовательно, актуальными и злободневными вопросами по оценке эффективности использования ранее выбывшего фонда скважин являются: методическое обоснование причисления скважино-объекта к категории «выбывшей" — оценка по выбывшим скважинам объемов остаточных запасов нефти, не затрагиваемых или слабо дренируемых соседними скважинамитехнико-экономическое обоснование проведения ГТМ, направленных на доизвлечение этих запасов, в зависимости от величины последних (экономической целесообразности) — на основании статистической обработки данных продолжительности эксплуатации выбывших скважин, оценка средней прогнозной долговечности действующих скважино-объектов в рассматриваемых геолого-промысловых условиях и планирование адресных мероприятий для обеспечения возможности достижения ими полного отбора НИЗ.

Таким образом, вопросы оценки уровня выработки запасов по выбывшему фонду и прогнозной долговечности по действующим скважинам требует своего дальнейшего рассмотрения.

Круг проблем, связанный с оценкой и повышением эффективности эксплуатации «невыбывшего» фонда, т. е. скважин, числящихся в категории добывающих по рассматриваемому объекту, является еще более широким. По существующему фонду скважин является актуальным оценить уровень успешности их работы не только и не столько по объемам текущих остаточных запасов, сосредоточенных в пласте (скважина может находиться в начальной стадии своей работы), а по некоторым критериям, учитывающим всю технологическую производственную цепочку, в которой работающая скважина является первым и основным звеном.

Общепринятыми критериями успешности эксплуатации добывающего фонда являются уровень добычи нефти (текущий дебит) и обводненность продукции. Объем простоев, т. е. периодов времени, когда скважина не давала продукции, также учитывается, однако не увязывается напрямую с другими показателями эффективности. Стоимость же (затратность) работ, проводимых на скважине для поддержания ее работоспособности, т. е. какой ценой дается тот или иной уровень добычи нефти, не учитывается в привязке к данной скважине. Сюда необходимо прибавить значительный объем энергои материальных ресурсов, затрачиваемых на поддержание работоспособности технологической цепочки в целом (расходы электроэнергии, специальных жидкостейдеэмульгаторов, ингибиторов коррозии, амортизация оборудования и другие), причем не в целом по месторождению, а по каждой из скважин.

Как видно из вышесказанного, необходима выработка некоего комплексного показателя, учитывающего все статьи затрат и доходов, и соразмерно относящего эти показатели на каждую из добывающих скважин в зависимости от промысловых характеристик ее эксплуатации. Выработка такого критерия и определение по каждой скважине того или иного уровня эффективности ее работы, позволит произвести разбивку рассматриваемой выборки на группы высокои низкоэффективных скважин. В дальнейшем, проведение анализа и изучение преобладающих причин низкой эффективности эксплуатации по соответствующей группе позволит осуществить выработку адекватных адресных мероприятий, которые должны обеспечить с учетом экономической целесообразности повышение показателя комплексной, или «истинной», эффективности.

Тогда в целом возникает необходимость в уточнении и методическом обосновании понятия преждевременного выбытия скважино-объекта, объективной оценки эффективности работы действующего фонда с учетом всех статей расходов и недополученной прибыли, сопровождающих эксплуатацию скважин. При этом должны учитываться следующие факторы: действительное (фактическое) выбытие скважины из фонда добывающих по данному объекту, т. е. перевод ее не только в фонд ликвидированных, но и в категории нагнетательных, пьезометрических, а также на другой эксплуатационный объект. фактическое время простоев, это учет времени пребывания скважины в ремонте, а также всех других остановок в работе, связанных с профилактическими работами, проводимыми исследованияминеобходимость учета всех статей затрат, направленных на обеспечение эксплуатации скважины и технологической цепочки добычи, сбора и подготовки в целомобщая целесообразность проведения различного рода геолого-технических мероприятий на скважине для поддержания или восстановления ее работоспособности в зависимости от экономических критериев, обуславливаемых в первую очередь текущими остаточными запасами, приходящимися на данную скважину.

Учет вышеизложенных аспектов позволит методически корректно обосновать критерии оценки успешности использования пробуренного фонда и возможности повышения эффективности работы скважин. Решению данных вопросов посвящена данная работа.

Цель работы. Повышение эффективности интенсификации выработки остаточных запасов нефти с рациональным использованием пробуренного фонда скважин в поздней стадии разработки месторождения.

Основные задачи исследований.

1. Анализ существующих методов оценки уровня эффективности использования эксплуатационного фонда скважин и способов ее повышения, результатов их применения на нефтяных месторождениях.

2. Анализ текущего состояния разработки с оценкой степени выработанности запасов нефти и уровня эффективности использования пробуренного фонда по основным эксплуатационным объектам ряда месторождений Урало-Поволжья и определение стратегии повышения эффективности извлечения нефти.

3. Разработка критериев определения обоснованности вывода скважин из добывающего фонда и уровня эффективности использования действующих добывающих скважин.

4. Определение оптимальных условий организации системы обслуживания скважин на основе прогноза темпов выбытия скважин из эксплуатации с помощью методов математического моделирования.

5. Технико-экономическое обоснование назначения геолого-технических мероприятий для повышения темпов выработки остаточных запасов нефти на основании данных об уровне эффективности использования пробуренного фонда.

Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на анализе текущего состояния системы разработки выбранных объектов, результатах обработки промысловых данных с использованием современных методов обработки исходной статистической информации, математическом моделировании с использованием элементов теории массового обслуживания, а также проведении гидродинамического моделирования для оценки эффективности рекомендуемых мероприятий.

Научная новизна выполняемой работы.

1. Предложен критерий обоснованности проведения объемов ГТМ, требуемых для восстановления или поддержания работоспособности добывающих скважин, в зависимости от технологической и экономической целесообразности доизвлечения остаточных запасов.

2. Разработан критерий оценки эффективности эксплуатации скважин на поздней стадии разработки, учитывающий полный комплекс технико-технологических показателей эксплуатации систем добычи, транспорта, сбора и подготовки скважинной продукции.

3. Предложено использование ряда характеристик эксплуатации для определения фактической долговечности добывающих скважин, на основании расчета которых установлены требуемые темпы отбора удельных НИЗ.

4. С использованием теории массового обслуживания сделана прогнозная оценка работоспособности системы обслуживания и ремонтов с учетом прогнозных темпов выбытия скважин и даны рекомендации по ее оптимизации.

Основные защищаемые положения.

1. Научно-методические основы определения критериев уровня эффективности использования действующего и выбывшего фондов скважин.

2. Критерии ограничения объемов и видов ГТМ, необходимых для восстановления или поддержания работоспособности добывающих скважин, в зависимости от экономической целесообразности доизвлечения остаточных запасов.

3. Методика использования комплексного критерия эффективности эксплуатации скважин на основе учета обобщенных технико-технологических показателей эксплуатации систем добычи, транспорта, сбора и подготовки скважинной продукции.

4. Основные направления оптимизации работы системы обслуживания и ремонта на основе прогнозной динамики уменьшения межремонтного периода и увеличения простоев скважин.

Практическая ценность и реализация работы.

1. Результаты диссертационной работы использованы при проектировании разработки и назначении оптимизационных геолого-технических мероприятий по Михайловско-Коханскому, Якушкинскому и Обошинскому месторождениям Самарской области.

2. Внедрение разработанных рекомендаций по использованию критериев оценки эффективности использования пробуренного фонда скважин и назначении на их основе соответствующих ГТМ, позволил за проектный срок доразработки по рассматриваемым месторождениям поднять проектный КИН на 0.03−0.05 д.ед.

3. Текущее внедрение рекомендации по повышению эффективности применения геолого-технических мероприятий на Михайловско-Коханском и.

Якушкинском месторождениях позволило дополнительно добыть 2340 т. нефти с экономическим эффектом 4.7 млн руб.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на семинарах НПО «Нефтегазтехнология» (г. Уфа, 2004;2007 гг.), научно-технических советах ОАО «Самаранефтегаз» (г. Самара, 2002;2006 гг.), НК «ЮКОС» (г. Москва, 2005;2006 гг.), ООО «СамараНИПИнефть» (г. Самара, 2001 — 2006 гг.).

Публикация результатов и личный вклад автора. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 3 — в изданиях, входящих в перечень ВАК. Одна работа опубликована без соавторов. В рассматриваемых исследованиях автору принадлежит постановка задач, их решение, анализ полученных результатов и организация внедрения рекомендаций в промысловых условиях.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, табличных приложений и списка литературы из 85 наименований. Работа изложена на 151 страницах, в том числе содержит 13 таблиц, 56 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

Анализ литературных и промысловых данных, а также проведенные теоретические исследования позволили сформулировать следующие основные выводы и предложения:

— Проведен анализ существующих методов оценки уровня эффективности использования эксплуатационного фонда скважин и влияющих на нее факторов.

— Анализ текущего состояния разработки, степени выработки запасов нефти и уровня эффективности использования пробуренного фонда по основным эксплуатационным объектам ряда месторождений Урало-Поволжья позволил наметить пути повышения эффективности извлечения нефти. s.

— Предложен критерий обоснованности проведения требуемых объемов ГТМ для восстановления работоспособности добывающих скважин в зависимости от экономической целесообразности доизвлечения остаточных запасов.

— На основании анализа разработки рассмотренной группы объектов обоснована возможность комплексной оценки эффективности эксплуатации скважин в зависимости от фактических затрат, вносимых каждой из скважин в процессе выработки запасов.

— Разработан критерий оценки итоговой (интегральной) эффективности эксплуатации скважин на поздней стадии разработки, учитывающий полный комплекс технико-технологических показателей эксплуатации систем добычи, транспорта, сбора и подготовки скважинной продукции.

— Выявлены закономерности изменения фактического срока эксплуатации добывающих скважин, в соответствии с которым установлены прогнозная долговечность скважин и требуемые темпы отбора удельных НИЗ.

— Доказана возможность оптимизации работы системы обслуживания и ремонта на основе оценки прогнозной динамики увеличения частоты выбытия скважин в ремонт. С применением теории массового обслуживания сделана прогнозная оценка работоспособности системы обслуживания с учетом прогнозных темпов увеличения объемов простоев в работе скважин и даны рекомендации по ее оптимизации.

— На основании проведенного гидродинамического моделирования рассмотренных объектов разработки оценен прогнозный технологический эффект от реализации адресных технически и экономически обоснованных мероприятий, намеченных на основе полученных в работе результатов. Прирост конечного КИН в целом по месторождениям составит 3−5%.

— Начавшаяся реализация усовершенствованных геолого-технических мероприятий позволила получить на сегодняшний день дополнительно к базовому варианту 2340 т нефти с экономическим эффектом 4,7 млн руб.