Формирование программ геолого-технических мероприятий с помощью цифровой информационной системы «Подбор ГТМ»
А.Н. Ситников, Р.Н. Асмандияров, А.А. Пустовских, к.ф.-м.н., А.Ю. Шеремеев, Р.З. Зулькарниев
Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»),
Д.Ю. Колупаев, Н.В. Чебыкин, А.А. Кириллов
(ООО «Газпромнефть-Хантос»)
Ключевые слова: цифровое месторождение, геолого-технические мероприятия (ГТМ), информационные системы, алгоритмы подбора ГТМ, повторный ГРП, зарезка боковых стволов (ЗБС)
Preparation of well intervention programs using the Podbor GTM digital information system
PRONEFT». Professional’no o nefti, 2017, no. 2(4), pp. 39-46
A.N. Sitnikov, R.N. Asmandiyarov, A.A. Pustovskikh, A.Yu. Sheremeev, R.Z. Zulkarniev
Gazpromneft NTC LLC, RF, Saint-Petersburg
D.Yu. Kolupaev, N.V. Chebykin, A.A. Kirillov
Gazpromneft-Khantos LLC, RF, Khanty-Mansijsk
Keywords: Digital oilfield, well interventions, information systems, well intervention selection algorithms, re-fracing, sidetracking
The use of IT technologies to prepare well intervention programs allowed us to automate the initial well selection processes and make the overall work flow efficient and informative with all the work being done in real time through a web resource. The novelty of this project is that the well intervention algorithms and criteria are integrated in the Podbor GTM digital information system as they are developed. The Podbor GTM system designed on a web resource basis allows users to work online. Thanks to this, the well intervention development process is arranged at a much higher quality level: all calculations are made, information is exchanged and the well intervention history is stored in a single IT system. The new level of digital asset development capabilities reached through the implementation of the Podbor GTM system increases the efficiency of well intervention operations at the pilot project which is Priobskoye field (South License Area). In 2016, 100 hydrofracs were performed in excess of the business plan which ensured 131 mt of additional production (+54% to the plan). A new historical record was set, which is the involvement of 11% of the existing wells in hydrofrac operations. It is one of the important factors ensuring the effective production of hydrocarbon reserves and allowing us to operate our wells in view of potential geological conditions and technological capabilities. The estimated economic effect from these additional well interventions is: NPV RUB 1,415,158,000; PI — 27.
введение
Эксплуатация скважин с учетом потенциальных геологических и технологических возможностей – один из важных факторов, влияющих на эффективную выработку запасов углеводородов. На сегодняшний день самыми эффективными способами интенсификации добычи нефти на базовом фонде являются следующие геолого-технические мероприятия (ГТМ):
Оперативная оценка потенциала роста добычи нефти с помощью интенсификации скважин позволяет формировать эффективные программы ГТМ, способствующие достижению целевых показателей добычи нефти на активах компании.
В настоящее время добиться высокой результативности в выборе скважин для проведения ГТМ можно с использованием цифровых информационных систем.
В 2014 г. с целью увеличения эффективности ГТМ начались работы по созданию цифровой информационной системы (ИС) «Подбор ГТМ». Была разработана проектная документация, на основе которой создана ИС «Подбор ГТМ». В 2015 г. данная ИС запущена в промышленную эксплуатацию на пилотномпроекте – Приобском месторождении, расположенном на южной лицензионной территории (ЮЛТ). Месторождение является уникальным по величине запасов. В 2016 г. получен бизнес-эффект от внедрения: выявлен существенный потенциал для увеличения числа ГТМ, защищен инвестиционный проект на проведение дополнительных 100 ГРП при плане 160 ГРП. За счет выполнения дополнительных ГРП добыча сверх плана составила 131 тыс. т нефти (54 % к бизнес-плану). Это позволило достичь целевых показателей уровня добычи по месторождению за 2016 г.
Создание нормативно-методологической документации
При создании нормативно-методологической документации (НМД) был учтен лучший опыт компании «Газпром нефть». Проведены интервью со всеми специалистами, задействованными в процессе подбора ГТМ, бенчмаркинг процесса подбора ГТМ в других нефтяных компаниях. По результатам выполненной работы созданы два проектных документа компании:
В рамках внедрения действующих НМД, распространения знаний и повышения компетенции специалистов в компании организован и систематически проводится внутренний курс обучения по указанным документам и навыкам работы в ИС «Подбор ГТМ». За 1 квартал 2017 г. было обучено шесть групп – более 60 специалистов различных дочерних обществ компании.
Создание цифровой ИС «Подбор ГТМ»
Метод решения задач представляет собой основанную на разработанных базовых алгоритмах и задаваемых критериях обработку массива цифровых данных, подбор и расчет ГТМ, включая экономическую эффективность, ранжирование кандидатов и выдачу ориентированного результата – потенциальное число ГТМ и их рейтинг. Были определены следующие цели и задачи:
Цифровые базы данных по скважинам, месторождениям
В настоящее время можно отметить тенденцию к улучшению качества цифровых баз данных, практически не осталось бумажных носителей информации. Созданы службы, контролирующие актуализацию цифровых баз данных в режиме реального времени.
Для подбора ГТМ в ИС «Подбор ГТМ» используются следующие цифровые базы данных.
Карты по геологии и разработке:
Данные по скважинам:
Данные о техническом состоянии скважин:
Вся цифровая информация по мере актуализации интегрируется в ИС «Подбор ГТМ» ответственным пользователем, процесс загрузки информации происходит практически мгновенно на единый сервер, после чего она становится доступной для всех пользователей компании.
Алгоритмы и критерии подбора скважин-кандидатов для проведения ГРП
Подбор и расчет скважин-кандидатов для проведения ГРП включает пять основных действий:
Алгоритм выбора скважин для проведения повторного ГРП (выявления скважин со снижением продуктивности) включает следующие операции [1, 2].
Пример выбора скважин со снижением продуктивности для проведения ГРП представлен на рис. 1.
Рис. 1. Выявление скважин со снижением продуктивности (ВНС – ввод новых скажин)
Алгоритм выявления скважин с неоптимальной геометрией трещины ГРП следующий.
Рис. 2. Выбор скважин для оптимизации существующей трещины ГРП (условные обозначения те же, что и на рис. 1)
Выбор скважин для интенсификации, где требуется провести первый ГРП или приобщить пласт с ГРП (рис. 3), осуществляется по следующему алгоритму.
Рис. 3. Выбор скважин для интенсификации и приобщения пластов с ГРП (условные обозначения те же, что и на рис. 1)
После того, как определены скважины со снижением продуктивности, скважины, в которых требуется проведение оптимизации геометрии трещины, и скважины, где есть возможность провести интенсификацию (первый ГРП), осуществляется тестирование на критерии применимости ГРП.
По каждой скважине оцениваются критерии применимости ГТМ с присвоением системы рисков. Это позволяет ранжировать скважины-кандидаты для проведения ГТМ.
Завершающим этапом подбора скважин с помощью ИС «Подбор ГТМ» является оценка эффективности ГТМ, которая включает:
Алгоритмы и критерии подбора скважин для ЗБС, ЗБГС с МГРП
ЗБС, в том числе ЗБГС с МГРП, направлены на выработку остаточных извлекаемых запасов (ОИЗ). Очевидно, что основной задачей является поиск участков (содержащих ОИЗ) с низкой выработкой, в которых проницаемость, прогнозная обводненность, текущее пластовое давление позволят получить рентабельные притоки нефти. Для решения данной задачи выполняются следующие мероприятия [1, 2]:
Рис. 4. Расчет и выбор оптимальной проектной цели для ЗБГС (ОННТ – остаточные нефтенасыщенные толщины)
Структура подбора и расчета включает пять основных операций:
ИС «Подбор ГТМ» позволяет осуществлять выбор потенциального фонда для проведения ЗБС, ЗБГС.
Проводятся выбор и размещение потенциальных проектных целей/ячеек для ЗБС вокруг «материнского» ствола рассматриваемых скважин:
Затем проводятся тестирование каждой проектной цели на критерии применимости ЗБС и расчет потенциальных дебитов. Для этого ИС «Подбор ГТМ» считывает значения анализируемых параметров с карт геологии и разработки для каждой проектной цели и осуществляет тестирование, далее выбираются цели для проведения ЗБС (см. рис. 4). Оптимальной считается зеленая ячейка, синие ячейки – риск отсутствует, дебит нефти рентабелен, красные ячейки – имеются риски по ФНВ, сиреневые – нерентабельные. По результатам расчетов выбирается оптимальная цель для проведения ЗБС, ЗБГС.
Модуль согласования скважин-кандидатов для проведения ГТМ в ИС «Подбор ГТМ»
Создан модуль «Согласование ГТМ» в ИС «Подбор ГТМ», в котором на основе процессов актуализированного стандарта проводится процесс согласования рассчитанных ГТМ между ответственными специалистами компании ведутся базы данных, согласованных ГТМ. Результаты работ (авторство, расчеты) остаются в банке данных по скважинам, накапливается преемственность информации для последующих решений.
По результатам согласования формируется программа ГТМ на последующий период с учетом проведенных расчетов и ранжирования по эффективности. Пример выполнения ЗБГС для выработки остаточных запасов приведен на рис. 5.
Рис. 5. Пример реализации программы ГТМ по ЗБГС для выработки остаточных запасов
Заключение
Применение информационных технологий в процессе формирования программ ГТМ позволяет повысить культуру инженерного подхода, автоматизировать процессы по первичному подбору скважин для проведения ГТМ, оперативно получать данные по месторождениям с болшим фондом скважин, повысить качество подбора скважин для проведения ГТМ, сделать процесс информативным в режиме реального времени.
Новизна проекта заключается в разработке алгоритмов и критериев подбора ГТМ, интегрированных в цифровую информационную систему «Подбор ГТМ». Созданная ИС «Подбор ГТМ» на Web интерфейсе позволяет пользователям работать в режиме online, за счет чего процесс формирования ГТМ проходит на более качественном уровне, расчеты, обмен информацией и сохранение истории принятия решений по ГТМ осуществляются в единой системе.
Новые качественные возможности электронной разработки активов (ЭРА) в проекте ИС «Подбор ГТМ» создают основу для эффективного планирования комплексного развития актива: оцениваются потенциал и рейтинг мероприятий. На пилотном проекте – Приобском месторождении (ЮЛТ) – по результатам, полученным в 2015 г., добыча нефти от проведения ГРП увеличилась на 33 %, в 2016 г. – на 54 % по сравнению с плановыми показателями. Достигнут исторический максимум по вовлечению 11 % действующего (базового) фонда для проведения ГРП (260 скважин), это является одним из важных факторов, влияющих на эффективную выработку запасов углеводородов и снижение темпов падения добычи нефти.
Реализованная цифровая информационная система является уникальной, аналогов ей не существует.
В 2017 г. начата промышленная эксплуатация и тиражирование ИС «Подбор ГТМ» на основных месторождениях текущих активов компании «Газпром нефть».
Список литературы
Reference
Ссылка на статью в русскоязычных источниках:
The reference to this article in English is:
Разработка проектов термостабилизации грунтов и геотехнический мониторинг
1. научно-техническое сопровождение инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах (в соответствии c п.3 статьи 15 ФЗ-384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»);
2. разработка специальных технических условий на проектирование оснований и фундаментов в криолитозоне (в соответствии с требованиями абз.1, п.6, ст.15 ФЗ-384);
3. разработка баз данных вариантных сценариев температурного 3D взаимодействия геотехнических систем «горные выработки (кустовые скважины, стволы шахт, тоннели) – охлаждающие системы – многолетнемерзлые грунты – окружающая среда» с целью обеспечения требуемой температуры грунтов оснований инженерного сооружения;
4. разработка проектной документации по разделам ОФ (основания и фундаменты), ТСГ (термостабилизация грунтов), ГТМ (геотехнический мониторинг), в соответствии с требованиями государственных норм (СНиП 2.02.04-88) или, по выбору Заказчика, отраслевых стандартов (СТО «Газпром» 2-2.1-435-2010 «Проектирование оснований, фундаментов, инженерной защиты и мониторинга объектов ОАО «Газпром» в условиях Крайнего Севера», СТО «Газпром» «Руководство по проектированию и применению сезонно-охлаждающих устройств для термостабилизации грунтов оснований фундаментов», СТО «Газпром» 2-3.1-071-2006 «Регламент организации работ по геотехническому мониторингу объектов газового комплекса в криолитозоне», СТО «Газпром» 2-3.1-072-2006 «Регламент на проведение геотехнического мониторинга объектов газового комплекса в криолитозоне»);
5. разработка проектов геотехнических паспортов объектов строительства в криолитозоне, содержащих численные значения параметров и характеристики механической безопасности и постояннодействующие численные модели основного фактор-процесса обеспечивающего механическую безопасность в процессе эксплуатации;
6. изготовление и поставка на строительную площадку сезонно-охлаждающих трубчатых систем, тепловых труб и систем круглогодичного действия от производителя теплообменных систем (устройств), (в рамках договора о сотрудничестве с ООО «Ньюфрост»);
7. организация шеф-монтажных работ по термостабилизирующим системам непосредственно на строительной площадке (в рамках договора о сотрудничестве с ООО «Ньюфрост»);
8. разработка систем передачи, хранения и обработки геотехнической информации, систем подготовки принятия управляющих решений и управления безопасностью геотехнических систем в криолитозоне (в рамках договора о сотрудничестве с «Геолинк, ГК«).
9. разработка комплектов рабочих чертежей (оформление по правилам ГОСТ Р 21.1101-2009), спецификаций, локальных и объектных смет по разделам ОФ, ТСГ, ГТМ;
10. разработка численных пояснительных к комплектам РЧ (по п.4.1.9. ГОСТ Р 21.1101-2009) марок ОФ, ГСГ и ГТМ, обосновывающих механическую безопасность зданий и сооружений;
11. организация проектирования, изготовления и монтажа на строительной площадке автоматизированных, накопительных измерительных систем и систем ручного опроса данных геотехнической информации по спроектированным сетям геотехнического мониторинга; (в рамках договора о сотрудничестве с «Геолинк, ГК«);
12. разработка систем передачи, хранения и обработки геотехнической информации, систем подготовки принятия управляющих решений и управления безопасностью геотехнических систем в криолитозоне (в рамках договора о сотрудничестве с «Геолинк, ГК»).