РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.1/.4
© Коллектив авторов, 2015
Количественные методы использования аналогов в задачах разведки и разработки месторождений
С.И. Кудряшов, к.э.н., Е.Ю. Белкина, к.э.н, (ОАО «Зарубежнефть»), М.М. Хасанов, д.т.н, (ОАО «Газпром нефть»), В.А. Павлов, к.т.н., П.А. Тарасов, к.ф.-м.н, (ОАО «НК «Роснефть»)
Адрес для связи: p_tarasov@rosneft.ru
Ключевые слова: месторождения-аналоги, индекс сложности, коэффициент извлечения нефти.
Quantitative approach of using of analogs in exploration and field development
S.I. Kudryashov, E.Yu. Belkina (Zarubezhneft JSC, RF, Moscow), M.M. Khasanov (Gazporomneft NTC LLC, RF, Saint-Petersburg), V.A. Pavlov, P.A. Tarasov (Rosneft Oil Company OJSC, RF, Moscow)
E-mail: p_tarasov@rosneft.ru
Key words: reservoir analogs, complexity index, recovery factor.
Quantitative approach to selection of analogs in oil and gas field development planning is presented. This approach consists in finding and using the correlation on a set of similar objects. Approach can be used both for filling the gaps in knowledge about the geology of the formation and for evaluation of production potential of the deposit. Examples of numerical analysis of analogs are shown.
В результате накопления данных по геологическому строению и разработке нефтяных и газовых месторождений, представлению их в публикациях, отчетах, базах данных прием применения аналогий становится все более доступным. Прием состоит в восполнении данных и анализе эффективности используемых методов управления по интересующему объекту путем поиска объектов-аналогов, изучения их строения и истории разработки. Таким образом, по аналогии становится возможной интерпретация более ограниченных сведений, появляется дополнительное подтверждение принимаемых допущений. Опыт последних лет свидетельствует об эффективности данного подхода [1]. В частности, существуют сообщения об обнаружениях в результате анализа аналогов новых продуктивных залежей с запасами в несколько десятков миллионов тонн нефти [2].
В классификациях SPE и SEC термин месторождения-аналоги прежде всего связан с оценкой доказанных запасов. При этом в качестве аналога выбирается объект со сходными свойствами породы и флюида, но, как правило, находящийся на более поздней стадии эксплуатации, с аналогичными или лучшими характеристиками, обоснованной рентабельностью разработки [3].
В задачах разработки привлечение аналогий позволяет принимать решения, обосновывать жизнеспособность проекта, величины основных параметров, таких как, например, коэффициент извлечения нефти (КИН), или наоборот, указывать на высокие риски, связанные с реализацией проекта. Изучение месторождений-аналогов достаточно широко используется при выполнении совместных проектов. Данный подход особенно показателен для шельфовых месторождений, где риски высокие, а решения по основным инвестициям приходится принимать на этапе, когда объем исследований минимален: например, отсутствуют данные по добыче. Так, при
принятии ключевых решений по разработке месторождений Северного моря привлекались данные по неколь-ким месторождениям-аналогам США, Южной Африки и шельфа Австралии.
Метод привлечения аналогий наиболее известен в приложении к новым месторождениям, вместе с тем в последнее десятилетие все чаще появляются сообщения о применении его на старых объектах для определения потенциала увеличения нефтеотдачи.
В проектах разработки месторождений предусмотрен раздел анализа разработки аналогичных месторождений. В настоящее время при создании проекта разработки этот инструмент еще недостаточно полно используется, что отражается на качестве проекта.
Поиск месторождений-аналогов
По результатам опроса [1] более чем в половине случаев применение аналогов основано на изучении литературы. Главными источниками, доступными разработчику, являются публикации Общества инженеров-нефтяников (SPE), также существуют тематические обзоры, например, многотомники OPL, охватывающие несколько тысяч шельфовых месторождений, объединенных по регионам мира. Для анализа технологий и методик полезно изучение материалов Американского патентного общества, которые находятся в свободном доступе (http://www.freep atentsonline.com/).
Системную работу по созданию базы мировых месторождений-аналогов (Digital Analogs Knowledge System, DAKSTM) ведет компания C&C Reservoirs. В настоящее время реляционная база охватывает более 1000 нефтяных и газовых месторождений. Объект разработки в базе описывается более чем 150 параметрами, перечень которых продиктован требованиями SPE и SEC к подбору аналогов. Параметры базы больше ориентированы на
описание геологического строения, а с задачами разработки напрямую связаны лишь около 1/3 из них.
Задачу поиска аналогов нередко ассоциируют с поиском «объекта-близнеца», т.е. объекта, наиболее схожего по геологическому строению. Вместе с тем спектр решаемых задач с применением метода аналогий гораздо шире:
- поиск аналогов по геологическому строению и геолого-физическим характеристикам;
- изучение стратегии разработки;
- анализ применения новой технологии;
- количественный анализ аналогов.
С точки зрения восполнения данных основной интерес представляет развитие количественных подходов для применения метода аналогий. Под количественным анализом в данном случае подразумевается применение физически содержательных корреляций на выбранной группе объектов-аналогов с целью уточнения недостающих данных. Схематично идея восстановления параметра по корреляционной зависимости представлена на рис. 1. Решение этих задач может опираться как на данные разработки отдельных месторождений, так и на использование статистических подходов, обобщение мирового опыта.
Рис. 1. Количественный подход к восстановлению данных с помощью месторождений-аналогов
Ниже проанализированы перечисленные подходы на основе публикаций и материала, собранного в ходе выполнения данной работы.
Поиск аналогов по геологическому строению
и геолого-физическим характеристикам
В статье метод аналогий рассматривается в первую очередь исходя из задач разработки месторождения. Вместе с тем известно что, например, стратиграфическая принадлежность и обстановка осадконакопления определяют протяженность песчаных тел и коллекторские свойства пласта. Существуют работы, соотносящие стратиграфическое описание объекта с эффективностью разработки, в частности, величиной КИН [4]. Успешное начало разработки глубоководного шельфа с выходом на глубины более 500 м во многом обязано правильной оценке свойств коллектора путем анализа аналогов - песчаных турбидитов по всему миру [5]. Было показано, что уровни добычи нельзя напрямую связывать с опытом разработки близлежащих дельтовых песчаников на мелководье.
Поиск аналогов относится к задачам классификации. Приведем пример определения аналогов по геологическому строению и геолого-физическим характеристикам
между месторождениями прилегающего шельфа о. Сахалин и объектами суши. В качестве классификационных признаков были выбраны стратиграфическая принадлежность, обстановка осадконакопления, фазовое состояние углеводородов, число продуктивных пластов, осложненность разрывами, тип природного резервуара, тип ловушки, глубина залегания, пористость и проницаемость, плотность нефти, величина геологических запасов. Классификационные признаки приведены в табл. 1. В результате последующей кластеризации и анализа месторождения объединены в группы, и для шельфовых месторождений подобраны аналоги на суше (табл. 2).
Изучение стратегий разработки,
анализ применения технологий
Если необходимо определить применимые для месторождения типовые приемы разработки, технологии, основные параметры оптимизации, то не обязательно находить близкий аналог. Как правило, требуется выделить интересующую особенность месторождения и проанализировать способы разработки, применяемые для подобных объектов, определить, от чего зависят показатели разработки. Приведем несколько примеров анализа стратегий разработки.
Трещиноватые коллекторы можно условно разделить на четыре типа: I и IV типы - предельные случаи, когда фильтрационные и емкостные свойства определяются либо только трещинами, либо только матрицей. В работе [6] только на основе рассмотрения параметров геологии и разработки трещиноватых коллекторов базы аналогов (100 объектов) было показано, что в коллекторах II типа КИН больше зависит от влияния аквифера, природы трещин, чем от параметров матрицы и флюида. В данных коллекторах при небольших дебитах по половине рассмотренных объектов достижимы очень высокие КИН даже без применения методов увеличения нефтеотдачи. Также показано, что в коллекторах III типа КИН больше зависит от интенсивности трещиновато-сти, гидрофильности матрицы и составляет 25-45 % для высокой интенсивности трещиноватости и гидрофильной матрицы и менее 25 % в остальных случаях. На величину КИН также влияют проницаемость и свойства флюида, отношение подвижностей, остаточная водона-сыщенность. В связи с этим на большинстве коллекторов III типа потребовалось привлечение третичных методов увеличения нефтеотдачи.
Эффективность заводнения на месторождениях с высоковязкой нефтью (10-1000 мПа-с) анализируется в работе [7] исходя из опыта, полученного на объектах-аналогах Канады и еще ряда регионов. В результате анализа построены корреляции КИН от вязкости нефти, объема закачки относительно порового объема, плотности сетки скважин. Показано, что на данных месторождениях типичные значения КИН при заводнении составляют 20-40 %.
Применение любой новой технологии на начальном этапе сопряжено с рисками. Нередко производители и сервисные компании, несмотря на многолетний опыт, не уделяют должного внимания разработке Шаблона Применения Технологии [8]. В этом случае помимо построения модели процесса важно изучение опыта разработки месторождений, на которых использование технологии было успешным. Отсутствие по ключевым параметрам
Таблица 1
Номер признака Классификационные признаки Классы месторождений Индекс
I Стратиграфическая принадлежность продук
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.