,
УДК 622.24.085.2 © П.В. Кушманов, Г.Н. Шешукова, В.Г. Соснин, 2008
Проектирование схем размещения устьев скважин на месторождении на основе модели местности
П.В. Кушманов, Г.Н. Шешукова (ТО «СургутНИПИнефть»), В.Г. Соснин (АУ ОАО «Сургутнефтегаз»)
U
При составлении технологических проектов на разработку месторождений выбирается вид скважины: наклонно направленная (ННС), горизонтальная (ГС), многоствольная с одним боковым стволом и более (МСС, БС). Поскольку месторождения Западной Сибири разбуриваются кустовым методом с насыпных оснований, первоначальным документом на строительство скважин является схема размещения их устьев на поверхности, составляемая в рамках технологических проектов на разработку месторождений. Схема кустования устьев скважин (далее схема кустования) - результат процесса кустования скважин: проектирования числа и размещения кустовых оснований на месторождениях нефти и газа для реализации системы разработки, бурения, добычи и ремонта скважин.
При проектировании местоположения кустовых площадок (КП) за основу принимается вариант, отвечающий требованиям снижения до минимума наносимого окружающей среде вреда при обустройстве и разбуривании месторождения. Эколого-эко-номические показатели ориентированы на минимальный размер площади земельного отвода и максимальный коэффициент застройки без снижения технической и пожарной безопасности; снижение размеров платежей за аренду земельного отвода, размещение и экологически безопасное захоронение отходов строительства скважин. С учетом технологии строительства указанных видов скважин и категории местности задача проектирования бурения скважин кустовым методом приобретает многокритериальный и многовариантный характер. Основными данными для проектирования схем кустования являются:
- система разработки (вид скважины, координаты забоев);
- технико-технологические ограничения (ТТО) на профилирование скважин, размещение КП и устьев скважин на них;
- параметры местности.
ТТО на формирование группы скважин, бурящихся с фиксированной КП, включают величины допустимых отходов, интенсивности пространственного искривления траектории ствола скважин; размещение кустовых оснований; минимальное расстояние между ними и др. Параметры местности определяют геоморфологические и гидрологические особенности поверхности месторождения, систему существующей техногенной нагрузки. К основным категориям гидрографии местности и обустройства относятся объекты промышленной и бытовой эксплуатации, реки, водоохранные зоны, дороги.
В процессе разработки месторождения возникает необходимость отступления от проектных решений, изменяются:
- годы бурения скважин;
- местоположения КП (вынесение их, например, из озер и во-до охран ных зон);
- число кустов скважин;
Field wellheads arrangement design on the basis of the terrain model
P.V. Kushmanov, G.N. Sheshukova (SurgutNIPIneft Tyumen branch), V.G. Sosnin (Surgutneftegaz OAO)
The basic categories of the terrain hydrography and oil-field construction are given. Two variants of the account of the terrain parameters are considered. Consequences of displacement (transfer and turning) of multiple well platforms at the generated sets of wells, drilled from them, are presented. The variant of the clustering diagram in view of the terrain parameters is given.
- соотношение типов скважин в кусте;
- число скважин на КП (ликвидация, замена скважин и др.).
Изменение числа скважин на КП вызывает необходимость ревизии имеющегося оборудования (демонтаж существующего, монтаж нового и др.). Ликвидация отсыпанных оснований обусловливает заложение определенных средств на демонтаж оборудования и рекультивацию земель. Повышение качества проектирования схем кустования с учетом категории местности и технологии строительства наклонно направленных, горизонтальных, многоствольных скважин возможно только на основе программного обеспечения.
В среде разработанного ОАО «Сургутнефтегаз» (Тюменским отделением «СургутНИПИнефть» совместно с ОАО «ОЭГ «Петро-сервис» - Тверь-Москва) программного комплекса ПК ПРМ Р1еИБе81дп по проектированию схем разбуривания месторождений на основе технологических ограничений на строительство и проводку скважин учтены параметры объектов местности при автоматизированном построении схем кустования. В программном продукте модель местности представляется двумя основными типами: растровым и цифровым. Параметры построенной модели содержат информацию о топографии, орографии, гидрографии, рельефе проектируемого участка местности, географии промышленных объектов, жизнедеятельности человека.
В программном комплексе реализованы два варианта учета параметров местности (рис. 1):
- проектирование схем кустования в автоматизированном режиме, как на однородной территории, с последующей корректировкой КП с визуализацией местности;
- автоматизированное проектирование схем кустования на основе модели местности.
В первом варианте используется растровое изображение поверхности месторождения в качестве подложки под схему разра-
Рис. 1. Построение модели местности
ботки. Вариант рекомендуется для относительно однородной местности или при отсутствии цифровой модели. Во втором варианте применяется цифровая модель местности, получаемая средствами программных продуктов, таких как GeoMedia Professional и AutoCAD, формирующих числовой набор данных о параметрах поверхности месторождения (географических объектах и существующем обустройстве месторождения).
Метод поиска оптимального местоположения кустового основания с помощью визуальной оценки возможности и обоснованности отсыпки площадки под строительство скважин реализуется путем привязки растрового изображения. В качестве подложки могут использоваться карты как орогидрографии местности, рельефной структуры, так и схем обустройства (промышленного и бытового назначения проектируемого участка или месторождения). Местонахождение каждого кустового основания при таком подходе определяется индивидуально проектировщиком в рабочем окне комплекса ПК ПРМ FieldDesign. При этом в автоматизированном режиме учитываются технологические параметры по привязке скважин к кустовому основанию с построением проектных профилей скважин и визуальной оценкой расположения КП.
При применении графической растровой модели местности возможны два варианта действий. Первоначально выполняется автоматизированное кустование устьев скважин без учета местности, как на однородной территории, затем - корректировка местоположения (рис. 2). При втором варианте осуществляется последовательное добавление КП с волевым назначением местоположения и оценкой текущего варианта до тех пор, пока не будут спроектированы все скважины к бурению с кустовых оснований.
Кустовая площадка как геометрический объект в зависимости от числа скважин в кусте и расстановки устьев скважин на ней соизмерима с участками некоторых категорий местности (водоохранных зон, промышленных объектов и др.). Корректировка местоположения КП может включать смещение от первоначального положения, иногда достаточно ее поворота, чтобы избежать нарушения запрета на размещение основания. Однако при этом поворот КП может быть не приемлем с точки зрения проектирования очередности бурения скважин и близости стволов.
Направление КП, совпадающее с направлением движения бурового станка (НДС), определяется, исходя из следующих критериев, ранжируемых по важности на момент принятия решения:
- минимизация затрат на строительство основания (вся территория КП размещается на местности с наименьшими затратами на ее сооружение);
- минимальная вероятность пересечения стволов;
- благоприятное для проектирования стволов в рамках ТТО размещение забоев скважин относительно КП;
- наименьшая суммарная протяженность стволов, определенных по типовому профилю;
- минимальный риск отступлений от проекта при реализации.
Последствиями перемещения (переноса и поворота) кустовых
площадок при сформированной совокупности скважин, разбуриваемых с них, являются (рис. 3, а):
- превышение максимально допустимого отхода (см. рис. 3, б);
- повышение пространственного искривления;
- увеличение риска реализации проектных решений;
- изменение ранее определенной совокупности скважин куста;
- строительство дополнительных кустовых площадок, в том числе для одиночных скважин (см. рис. 3, в);
- пересмотр варианта схемы кустования в целом (см. рис. 4, г).
При некорректно определенном первоначально направлении
КП часть ее может размещаться в запретной, например, в водоохранной зоне (см. рис. 3, д). Последующая корректировка НДС -размещение КП вдоль водоохранной зоны (см. рис. 3, е) - без изменения координат начала КП, возможно, приводит к нарушению оптимальности сформированного куста скважин и их траекторий.
Автоматизированное проектирование схем кустования на основе цифрового моделирования местности позволяет изначально учитывать особенности топологии и орогидрографии месторождения наряду с технологией строительства скважин (рис. 4).
В зависимости от орогидрографии местности и регламентирующих документов правительственного и регионального уров-
о>
Водоохранная зона
Река ■ с Зона нарушения размещения КП
Проектная КП
Проектная горизонтальная добывающая скважина Проектная горизонтальная нагнетательная скважина Линия тектонического разлома
Рис. 2. Процесс проектирования местоположения кустовых площадок в ПК ПРМ FieldDesign на основе растровой модели местности
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО 04'2008 85
___) Водоохранная зона
• Проектная горизонтальная добывающая скважина -А Проектная добывающая нагнетательная скважина
| | Проектная КП
^^ ™ ™ Изменение размещения КП
Рис. 3. Последствия корректировки местоположения КП
Проектная КП
Проектная горизонтальная добывающая скважина Проектная горизонтальная нагнетательная скважина Линия тектонического разлома
Рис. 4. Вариант схемы кустования с учетом параметров местности (фрагмент кустования с применением ПК ПРМ FieldDesign)
ней формируются зоны с присвоением ранга, в которых размещение КП допустимо или запрещено в соответствии с предлагаемым назначением ранга. Назначение
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.