Скрытый ресурс — Журнал «Сибирская нефть» — №140 (апрель 2017)

Скрытый ресурс

В «Газпром нефти» принята технологическая программа для разработки подгазовых залежей.

Текст: Александр Алексеев
Фото: Евгений Уваров, Роман Чернов
Инфографика: Татьяна Удалова

Подгазовые залежи — существенная часть запасов, с которыми «Газпром нефти» придется иметь дело в самой близкой перспективе. Достаточно сказать, что подобные залежи есть на таких крупных месторождениях, как Восточно-Мессояхское и Новопортовское, и сразу становится ясно: успех принятой в 2016 году программы технологического развития по разработке подгазовых залежей будет оказывать самое непосредственное влияние на показатели компании.

Подгазовые залежи или нефтяные оторочки — особый тип запасов, в которых над нефтяным слоем находится газовая «шапка», как правило, значительного объема. Нефтяная и газовая части в таких месторождениях связаны, и это вызывает различные сложности при их разработке. Так, например, добыча газа без учета ее влияния на нефтяную часть часто приводит к потере существенной части запасов. А прорыв газа к нефтяной скважине может сделать дальнейшую добычу нефти из нее невозможной.

Помимо Нового Порта и Мессояхи подгазовые залежи есть на Урманском, Арчинском, Новогоднем месторождениях «Газпром нефти», на Восточном участке Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, Куюмбе и Чоне, а также на некоторых активах, которые разрабатываются совместно с компанией «Новатэк» (Яро-Яхинское, Самбургское месторождения). Кроме того, нефтяные оторочки присутствуют на многих месторождениях «Газпрома» (Заполярное, Уренгойское, Оренбургское, Ен-Яхинское, Чаяндинское, Песцовое), и материнская компания привлекает «Газпром нефть» для проведения работ на нефтяной части.

Запасы типа подгазовых залежей могут пополнять ресурсную базу нефтегазовых компаний и во время разработки месторождений «жирного» газа с высоким содержанием газового конденсата: в процессе добычи жидкая фаза может начать выделяться, формируя нефтяную оторочку. В свою очередь на месторождениях легкой нефти с высоким содержанием растворенного в ней газа при изменении давления в процессе добычи может сформироваться техногенная газовая шапка, как это, в частности, произошло на Новогоднем месторождении.

Суммарные извлекаемые запасы нефти и конденсата в подгазовых залежах «Газпром нефти» превышают 500 млн тонн. Из них только около 300 млн тонн можно добыть с применением традиционных технологий. Еще более 200 млн тонн нефти в компании надеются извлечь благодаря реализации новой технологической программы, разработанной сотрудниками Научно-технического центра «Газпром нефти».

Разработка запасов нефти и конденсата в подгазовых залежах

Вопрос рентабельности

До последнего времени подгазовые залежи не пользовались большим спросом у российских нефтяников. Причина этого кроется в различных особенностях таких запасов, осложняющих разработку и определяющих их статус, как трудноизвлекаемые. Достаточно сказать, например, что в отличие от традиционных нефтяных месторождений в подгазовых залежах на нефть, как правило, одновременно действуют два агента вытеснения: снизу — вода, а сверху — газ. Это усложняет прогнозирование нефтеотдачи и проектирование скважин, ведь больше параметров приходится брать в расчет.

Однако главная проблема при разработке подгазовых залежей, крайне негативно влияющая на их рентабельность, — прорывы газа к скважине. Чтобы их избежать или максимально отсрочить, депрессию* в скважинах необходимо удерживать на относительно низком уровне. Это позволяет в итоге повысить коэффициент извлечения нефти (КИН), однако отрицательно сказывается на дебите, который напрямую зависит от величины депрессии на пласт. Добыча в этом случае может оказаться нерентабельной.

«Разработку большинства нефтяных оторочек „Газпром нефти“ невозможно вести традиционными методами, не допуская при этом прорывов газа и сохраняя положительную экономику, — отметил начальник управления научно-методического сопровождения геологии и разработки новых активов Научно-технического центра „Газпром нефти“ Максим Федоров. — Решением проблемы может стать увеличение коэффициента охвата». Поэтому скважины на таких месторождениях делают все более длинными и многоствольными. Это позволяет увеличить площадь притока, одновременно понизить депрессию на пласт и сохранить приемлемые объемы добычи.

Справляться с неприятным газовым фактором помогает и еще одна перспективная технология — устройства контроля притока, состоящие из дистанционно управляемых клапанов и систем измерения на забое. Они позволяют ограничивать приток нефти в скважину и тем самым предупреждают прорывы газа, а если прорыв все-таки произошел, дают возможность отсекать проблемные участки ствола.

Александр Жагрин
Александр Жагрин,
руководитель
дирекции по добыче
«Газпром нефти»

«Легкой нефти» в России практически не осталось, для развития и достижения стратегических целей, «Газпром нефть» вынуждена выходить на новые амбициозные проекты. Таким стал в свое время «Новый Порт». Следующие шаги в этом направлении — разработка нефтяных оторочек, в частности, принадлежащих материнской компании «Газпром». Проекты связанные с подгазовыми залежами имеют значительный потенциал в России. Работая сегодня на нефтяных оторочках нефтегазоконденсатных месторождений, мы получаем уникальный опыт применения и развития современных технологий, который будет востребован при освоении подобных залежей в будущем.

Вывести проект по разработке подгазовых залежей в плюс удается также за счет оптимизации затрат на бурение и инфраструктуру. Это дает возможность сократить сроки окупаемости и получить прибыль за более короткое время, пока газ и вода еще не успели добраться до скважин.

При разработке месторождений, которые имеют как нефтяную, так и газовую часть, важно правильно определить приоритеты: будет ли более эффективной добыча нефти или газа, или, возможно, их стоит добывать одновременно. Ключевыми параметрами здесь выступают так называемый М-фактор (соотношение объемов газовой и нефтяной частей) и толщина нефтяной оторочки. Если М-фактор высок, то есть газа на месторождении заметно больше, чем нефти, а толщина нефтяного слоя при этом не велика (менее 9 метров), как правило, следует делать выбор в пользу добычи газа. В случае более мощной нефтяной оторочки добычу нефти и газа ведут одновременно. Относительно небольшая газовая шапка говорит о том, что преимущество стоит отдать нефти.

Выбор стратегии разработки

Источник: Olamigoke&Peacock (2009г., SPE128603)

В мировой практике при разработке нефтяных оторочек в 63% случаев выбор делался в пользу первоочередной добычи нефти. На 24% месторождений нефть и газ добывались одновременно, и лишь в 13% случаев добывался только газ.

Ценный опыт

В отличие от отечественных нефтяных компаний, мировые лидеры отрасли уже ни одно десятилетие ведут добычу нефти из подгазовых залежей. За это время был накоплен значительный опыт по борьбе с прорывами газа: для этого используют горизонтальные и многоствольные скважины, активные и пассивные системы управления притоком по стволу скважины, закачку в пласт различных химических составов.

Так, например, на месторождении Oseberg в Северном море компания Statoil строила горизонтальные скважины длиной до 2,5 км, а также использовала «умные» системы заканчивания с управлением притоком. На месторождении Shaybah в Саудовской Аравии бурились «фишбоны»**, имеющие до 10 стволов с общей протяженностью до 12 км. Системы управления притоком использовались на месторождении Troll в Северном море. Различные варианты поддержания пластового давления с закачкой воды и газа были опробованы компанией Petronas на месторождении Samarang в Малайзии. На ряде месторождений, в том числе в России, использовалось барьерное заводнение***. На месторождениях США (Northeast Hallsville и Byron) закачка полимеров на нефтяных оторочках обеспечила прирост КИН до 13%. Использование пенообразующих составов на месторождении Snorre позволило снизить газовый фактор на 50% на срок до 6 мес.

Что касается «Газпром нефти», пока наибольших успехов компания добилась в освоении технологий бурения, которые помогают получать экономически рентабельный дебит по нефти. Речь идет о строительстве протяженных горизонтальных, а также многоствольных скважин. Так, на Новопортовском месторождении уже пробурены скважина с двухкилометровым горизонтальным стволом, а также двуствольные скважины. На Восточно-Мессояхском месторождении компания осваивает строительство «фишбонов» с многочисленными ответвлениями. Пробурено уже четыре такие многоствольные скважины. Средняя суммарная длина их горизонтальных стволов с «отростками» составляет порядка 2500 метров.

Программа действий

Среди основных вызовов при разработке подгазовых залежей на активах «Газпром нефти» принятая программа технологического развития выделяет необходимость наращивать опыт по созданию интегрированных моделей месторождений, а также по применению различных систем поддержания пластового давления, совершенствовать используемые модели прогнозирования газового фактора, улучшать оборудование для геофизических исследований в условиях притока газа в скважину. Важной задачей в рамках программы станет подбор наиболее подходящих конструкций заканчивания скважин в зависимости от горно-геологических условий, а также тестирование методов увеличения нефтеотдачи (МУН), которые могут защитить от прорывов газа (закачка разнообразных гелей, полимерных составов, пен и т. п.).

Так как при высоком содержании газа в нефти использование для ее подъема электрических центробежных насосов с газосепараторами становится неэффективным потребуется либо усовершенствовать эти агрегаты, либо отказаться от них в пользу газлифтного метода. А для месторождений, где добыча газа из газовой шапки уже началась, актуальным становится поиск эффективных методов локализации остаточных извлекаемых запасов.

Отдельный, чрезвычайно важный с учетом низкой продуктивности большинства месторождений, вопрос — возможность применения на нефтяных оторочках гидравлического разрыва пласта. Опасность этого очень востребованного сегодня метода интенсификации добычи состоит в том, что ГРП в подгазовой зоне повышает риск прорывов газа, а значит должен использоваться особенно аккуратно.

Эффективная разработка подгазовых залежей требует применения инновационных технологий

Всего программа технологического развития по разработке подгазовых залежей включает в себя 13 проектов, направленных на поиск решений перечисленных проблем и вызовов. «Главный приоритет программы на ближайший год — наращивание компетенций в области создания интегрированных моделей месторождений», — рассказал Максим Федоров. Такой проект сейчас реализуется на Новом Порту. Особенность интегрированной модели состоит в том, что подземная и наземная часть проектируются при тесном взаимодействии функций, так, чтобы получить оптимальное решение, избежать узких мест в инфраструктуре и последующих затрат на их ликвидацию.

Вообще Новопортовское месторождение сейчас, пожалуй, главный полигон для реализации проектов программы по разработке подгазовых залежей. Так, летом 2017 года здесь начнется закачка газа в газовую шапку для повышения нефтеотдачи — первый в «Газпром нефти», да и в целом в России пример создания системы поддержания пластового давления (ППД) с обратной закачкой газа таких масштабов. Проект даст важный практический опыт создания систем ППД на месторождениях с подгазовыми залежами и позволит в дальнейшем реализовывать подобные решения максимально эффективно.

Ряд первоочередных проектов планируется реализовать и на Мессояхе. Один из них посвящен развитию технологий проведения и интерпретации промыслово-геофизических и гидродинамических исследований скважин. Именно они позволяют получить исходные данные для проектирования и выбора режимов эксплуатации скважин. Однако в случае подгазовых залежей традиционные методики часто приводят к некорректным результатам, а потому требуют совершенствования.

Здесь же на Мессояхе стартует проект, посвященный поиску оптимальных технологий заканчивания скважин для разных геологических условий. Полученный в итоге инструмент поможет в выборе такого варианта заканчивания скважины (многозабойные скважины, горизонтальные скважины большой протяженности, гидроразрыв пласта), который позволит получить наилучшие результаты на каждом конкретном участке.

* Пластовая депрессия (депрессия на пласт) — разность между пластовым и забойным давлением в работающей скважине. Чем давление в пласте выше давления на забое, тем больше приток жидкости к скважине.

** «Фишбон» — многозабойная скважина, у которой от одного горизонтального ствола в разные стороны отходят многочисленные ответвления. По форме она напоминает рыбий скелет (англ. fishbone).

*** Барьерное заводнение — закачка воды на газонефтяном контакте для создания барьера между нефтяной оторочкой и газовой шапкой для предотвращения прорыва газа в нефтяные скважины и вторжения нефти в газовую шапку.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ