Перспективная неоднородность

Перспективная неоднородность

Изучение и разработка карбонатных отложений нефти и газа в зоне деятельности «Газпром нефти»: сложности и перспективы.





Фото: Александр Мирзаханов

Актуальность изучения и разработки карбонатных отложений нефти и газа в зоне деятельности «Газпром нефти» обусловлена высоким уровнем начальных извлекаемых запасов (НИЗ) на месторождениях, относящихся к подобным активам компании, и общей перспективностью этого вида ресурсов. Однако уже ясно, что трудностей при разработке карбонатных коллекторов возникнет немало.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СВОЙСТВ

Карбонатные нефтяные и газовые залежи широко распространены на всей территории России, где ведется разведка и добыча углеводородов. Крупные нефтяные, газоконденсатные и газовые месторождения Волго-Уральского бассейна с карбонатной структурой были открыты в 40–50-х годах прошлого века. В 1950-х нефтяные месторождения в известняках, залегающие на небольших глубинах, были обнаружены и в Пермском крае. Позднее состоялись открытия месторождений в карбонатных отложениях в отдаленных регионах Западной и Восточной Сибири и на шельфе Арктики.

Специфика карбонатных отложений углеводородов ярко проявляется в сопоставлении их геологических характеристик с терригенными коллекторами — другим основным типом отложений. Литологический состав терригенных коллекторов в основном представлен песчаниками и алевролитами. Важнейшие свойства терригенных пород — пористость и проницаемость: чем они выше, тем более качественными считаются фильтрационно-емкостные свойства коллектора. Терригенные коллекторы занимают доминирующее положение среди различных типов отложений, с ними связаны 58% мировых разведанных запасов нефти и 77% газа. В таком уникальном нефтегазовом бассейне, как Западно-Сибирский, практически все запасы нефти и газа находятся в терригенных (обломочных) коллекторах.

Однако открытия новых залежей углеводородов в мировом масштабе демонстрируют иную динамику. За последние десять лет только 37% таких месторождений были связаны с терригенными коллекторами, а около 63% ресурсов выявлены в карбонатных отложениях состоят из таких минералов, как кальцит и доломит. Кроме того, основные процессы, формирующие пустотное пространство в карбонатах, часто связаны не только с биогенным накоплением, но и с тектоническими деформациями, которые ведут к образованию развитой сети трещин, микротрещин, каверн и так далее. Длина вертикальных макротрещин здесь может достигать десятков метров, их раскрытость изменяется от нескольких единиц до сотен микрометров.

Сложный характер пустотного пространства в карбонатах существенно влияет на процессы фильтрации, а значительная изменчивость свойств усложняет прогноз качества коллектора и границ распространения залежи. Углеводороды в карбонатных коллекторах отличаются разнообразием типов флюидов — от тяжелой и легкой нефти до газоконденсатов и газовых залежей.

ШИРОКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

С 2012 года Научно-технический центр «Газпром нефти» реализует программу повышения компетенций в сфере разработки карбонатных коллекторов. В ее рамках изучается широкий спектр вопросов, начиная с технологий отбора керна, проведения геофизических исследований скважин и заканчивая методиками построения геомеханических моделей и создания базы аналогов. В 2013 году «Газпром нефть» планирует вступить в несколько международных консорциумов, специализирующихся на проблематике карбонатных коллекторов.

По словам заместителя начальника департамента геологии и разработки месторождений «Газпромнефть НТЦ» Андрея Бочкова, специфика изучения и разработки карбонатных коллекторов во многом определяется сложностью геологического строения каждого отдельного объекта: «Разнообразие типов коллекторов и условий их формирования, распределение первичных характеристик пород, наличие и влияние вторичных преобразований пород, процессов трещинообразования требуют комплексного подхода в создании модели пласта. Интеграция геологических дисциплин может способствовать пониманию и прогнозированию распределения свойств пласта и определению стратегии по дальнейшей разработке залежей». Исходя из этого посыла в «Газпромнефть НТЦ» проектируют опытнопромышленные работы, формируют программы полномасштабной разработки карбонатных коллекторов Арчинского, Оренбургского, Долгинского, Приразломного, Куюмбинского месторождений, участвуют в проекте «Бадра» в Ираке.



Существенное увеличение дебита горизонтальной скважины по сравнению с вертикальной за счет увеличения площади фильтрации и, главное, проводимости пласта у стенок скважины

Инфографика: Алиса Бережная

ОРЕНБУРГСКАЯ АНОМАЛИЯ

Единственное крупное месторождение «Газпром нефти», где уже ведется добыча нефти из карбонатных коллекторов, — Оренбургское. Именно здесь приобретаются необходимые знания в этой сфере и нарабатывается опыт строительства и эксплуатации скважин на сложнопостроенном месторождении.

Работа на Оренбургском месторождении кроме наличия карбонатного нефтяного коллектора осложняется целым рядом обстоятельств. В первую очередь сложности связаны с тем, что это нефтегазоконденсатная залежь с нефтяной оторочкой, то есть газовые продуктивные пласты находятся над нефтенасыщенным коллектором. Приоритетное освоение газовых залежей месторождения в течение последних пятнадцати лет уже вызвало ряд комплексных изменений во всем нефтегазовом контуре, что существенно усложняет его дальнейшую разработку.

«У нас неоднородный коллектор, состоящий из многочисленных продуктивных пропластков, — рассказал заместитель генерального директора по геологии и разработке „Газпром нефть Оренбурга“ Евгений Загребельный. — Здесь основной проводник нефти — трещины. Нам нужно знать их направление и понимать, какой из продуктивных пропластков дает наибольший приток нефти. После первого пилота мы отказались от лучевой системы разработки, при которой три горизонтальные скважины практически из одной точки направлены на 120 градусов друг от друга. В существующих условиях она неэффективна: преимущественно трещиноватость коллектора направлена на северо-запад — соответственно, горизонтальные стволы должны проводиться перпендикулярно ей».

Для изучения особенностей формирования залежи Оренбургского месторождения специалисты Научно-технического центра компании и Национального минерально-сырьевого университета «Горный» разрабатывают программу комплексных исследований. По мнению начальника управления геологии и разработки новых активов «Газпромнефть НТЦ» Владислава Жукова, результатом этой работы станет создание фациальной геологической модели (модели формирования) залежи. Сегодня в рамках программы описывается керн месторождения, восстанавливается история осадконакопления продуктивных пластов и изучается влияние особенностей геологического строения месторождения на характер его разработки.

Один из самых сложных вопросов при освоении Оренбургского месторождения — бурение и испытание скважин. Бурение в неоднородном разрезе, прежде всего в зонах развития каверн и трещиноватости, сопровождается поглощениями промывочной жидкости, а повышенное содержание сероводорода в карбонатных коллекторах выдвигает повышенные требования к используемому оборудованию. Достичь проектных показателей добычи на Оренбургском месторождении в объемах около 100 млн тонн при запланированном коэффициенте нефтеизвлечения (КИН), равном 0,318, можно использованием современных методов бурения скважин и применением технологий интенсификации притока нефти.

Все сценарии добычи предусматривают дополнительное бурение наклонно-направленных и горизонтальных скважин и организацию системы поддержания пластового давления путем комбинированного заводнения — внутриконтурного, приконтурного и барьерного. Для повышения продуктивности скважин планируются их углубление и зарезка боковых стволов. В процессе испытания и эксплуатации скважин рассматриваются варианты проведения многостадийного гидроразрыва пласта и кислотной обработки призабойной зоны скважины.

Наиболее эффективной с учетом цены, качества, информативности, сложности эксплуатации и металлоемкости признана компоновка Y-Tool российских и иностранных производителей, испытания которой идут в реальных условиях Приобского месторождения.

Опыт разработки Оренбургского месторождения будет использован и при освоении других месторождений «Газпром нефти» с карбонатными коллекторами, в первую очередь Долгинского и Куюмбинского.

«Газпром нефтью» разработана и утверждена многолетняя стратегия развития по месторождениям «Газпром нефть Оренбурга». по оренбургскому месторождению в нашу стратегию развития вовлечены 60% запасов. по оставшимся — 40%. Сейчас готовится концепция, будут проводиться пилотные проекты — и в перспективе эти запасы тоже будут вовлечены в разработку; потенциал у месторождения очень большой.

Алексей Овечкин,
Генеральный директор
«Газпром нефть Оренбург»