XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

­Введение

В настоящее время желание нефтяных компаний увеличивать объемы добычи нефти и снижать ее себестоимость приводит к необходимости создания «интеллектуальных» скважин (далее – ИС). Интеллектуальные технологии используют во всем мире для разработки высокорентабельных месторождений на суше и на море. Также они проникают в сферу средне- и малорентабельных месторождений.

Впервые термин «интеллектуальная скважина» предложил профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, доктор технических наук В.В. Кульчицкий. Это он первый в СССР создал технологию проводки наклонно направленных и горизонтальных скважин, которые были оснащены отечественными бескабельными забойными телеметрическими системами с электромагнитным каналом связи. Спустя время данное понятие прочно укоренилось в терминологии специалистов нефтегазовой отрасли, однако до сих пор споры вокруг него не заканчиваются.

В словосочетании «интеллектуальная скважина» слово «интеллектуальная» является ключевым. Интеллектом называется способность к решению не формализуемых задач, которые невозможно решить с помощью обычных математических функций. При этом понятие «интеллектуальная скважина» в области нефтегазодобычи содержит широкий комплекс концептуальных разработок:

– оптико-волоконные системы распределенных датчиков давления, вибрации и температуры;

– исполнительные и измерительно-регистрирующие устройства наземного и скважинного размещения;

– инновационные пакерно-якорные устройства, также и для технологий одновременно-раздельной эксплуатации скважин;

– современные интеллектуальные станции управления технологическими процессами добычи нефти и газа, ремонт скважин и повышения нефтегазоотдачи пластов.

«Интеллектуальная скважина» – это комплекс наземного и подземного оборудования, который включает в себя станцию управления с преобразователем частоты и систему погружной телеметрии, соответственно встроенную в погружной электродвигатель (ПЭД) и позволяющую получать информацию о параметрах работы насосной установки.

Способность уменьшить затраты на вмешательство в скважины на шельфе является основным фактором использования интеллектуальной скважины. Было доказано, что интеллектуальное использование скважин дает возможность оператору изменять характеристики потока без каких-либо вмешательств непосредственно в скважину и потенциально повышает чистый дисконтированный доход (ЧДД) на несколько миллиардов долларов.

Благодаря использованию ИС экономические выгоды составляют 300-500 млн. долларов добавленной стоимости ежегодно. Также увеличение периода эксплуатации скважин составило 25-30%.

Отсюда вытекают следующие причины того, почему нефтяные компании обращаются к интеллектуальным технологиям завершения скважин:

1) сокращение числа скважин, которые требуются для извлечения запасов;

2) экономия затрат на наземные объекты;

3) уменьшение или устранение затрат на внутрискважинное вмешательство;

4) ускорение добычи благодаря доступу к большому количеству продуктивных зон;

5) увеличение нефтеотдачи за счет лучшего управления залежами.

Технология интеллектуальных скважин на подземных хранилищах газа

Технологии интеллектуальных скважин отлично подходят для использования на подземных хранилищах газа (ПХГ). Так как свойства пласта уже определены, емкость и темп отдачи из хранилища поддаются эффективному моделированию. Также средства анализа и контроля дают возможность отслеживать динамику сезонного потребления газа. Такие технологии делают эффективными и рентабельными системы хранения и извлечения газа. Они помогают удерживать позиции природного газа в качестве очень надежного источника энергии.

Максимизация стоимости непрерывно истощающихся запасов является одной из основных целей использования технологий интеллектуальных скважин для добычи нефти и газа. Но эти технологии способны решать и совсем иные задачи, благодаря возможности восполнения запасов газа в пласте. Следовательно, рациональному регулированию и оптимизации подлежит способность ПХГ выдерживать неоднократные циклы закачки и извлечения природного газа с высокими темпами.

Немало важно, что технологии интеллектуальных скважин, которые используются в добыче углеводородов, дают промысловым инженерам уникальную возможность использования в реальном времени такой информации, как кривых падения добычи, соотношений материального баланса, также индикаторных кривых, которые характеризуют эффективность притока и результатов имитационного и численного моделирования пласта. Сложная система способна автоматически генерировать корректирующие действия или предупреждать непосредственно оператора о необходимости проведения скважинных работ, чтобы устранить осложнения. Инструментирование ИС стремится к единственной цели – это давать больше нефти и газа с высокой эффективностью и низкими затратами.

Эксплуатация ПХГ отличается от традиционной добычи тем, что скважины ПХГ должны выдерживать высокие давления закачки, а это редко бывает востребовано для добывающих скважин, тем более темп отбора из ПХГ может быть в 5-10 раз выше. Немало важно, чтобы скважины ПХГ были предназначены для длительного периода эксплуатации, именно поэтому решающим фактором успешной работы ПХГ является поддержание в целостности их конструкции и окружающего пласта.

Подземные хранилища газа в истощенных пластах-коллекторах как оказалось пригодны для использования многих технологий интеллектуальных скважин и интеллектуальных месторождений, которые разрабатываются для традиционной добычи нефти и газа. Соответственно использование ПХГ достигло немалых успехов в их применении. Опыт, который получили операторы ПХГ, стал охотно заимствоваться нефтегазодобывающими компаниями, так как данные технологии показали свои возможности в сокращении затрат и повышении эффективности.

У месторождений-ПХГ есть большой предполагаемый период эксплуатации, соответственно это делает долгосрочными перспективы их доходности. В отличие от традиционных месторождений, месторождения-ПХГ не испытывают такого же снижения их стоимости по мере истощения пласта, так как в них можно постоянно восполнять запасы газа. Модернизация старых объектов с использованием непосредственно современного оборудования для интеллектуального месторождения экономически обосновано, потому что это повышает стоимость существующего актива.

От «интеллектуальных» скважин к «интеллектуальным» месторождениям

В 2004 г. компания Салым Петролеум Девелопмент (СПД) приступила к добыче на Салымском месторождении и именно с тех пор в эксплуатации месторождения были достигнуты большие успехи. На месторождении Ваделып были запущены в эксплуатацию первые в Западной Сибири «интеллектуальные» скважины (рис.1).

Рис.1 «Умная скважина»

Благодаря использованию специального внутрискважинного оборудования, управляемого с устья, СПД может вести добычу в одной скважине сразу из нескольких нефтеносных горизонтов. Это позволяет измерять скорость поступления жидкости из каждого разрабатываемого горизонта и, если потребуется, прекращать добычу из любого интервала для того, чтобы снизить содержание воды в продукции скважины или уменьшить перетоки. В основном специализированном оборудовании присутствуют глубинные дебитомеры и внутрискважинные регулирующие клапаны, которые способны передавать данные на устье и управлять с устья.

Термин «интеллектуальное» месторождение описывает метод, с помощью которого СПД добивается максимальной суммарной добычи нефти в течение всего срока эксплуатации месторождения, такого как Ваделып, с помощью непрерывной оптимизации работы всех его компонентов: скважин, пластов, трубопроводов и различных промысловых объектов. «Интеллектуальное» месторождение имеет в виду возможность замеров и регулирования объемов добываемых жидкостей и закачиваемой воды.

Данные замеров на объектах и в скважинах (например, дебиты отдельных продуктивных зон, состав поступающих в скважину пластовых флюидов, давление, температура) загружаются и обрабатываются по мере их поступления в создаваемые в реальном времени модели (например, модели объектов на устье, пластов, притоков пластовых жидкостей в скважину и дебитов), которые используются для более полного понимания поведения пластов и скважин.

Затем данные модели используются для выработки и оценки различных вариантов оптимизации их поведения в соответствии с имеющимися возможностями и ограничениями проекта. Также и для принятия решений по оптимальной настройке интегрированных систем добычи. Применение технологии «интеллектуального» месторождения обеспечивает снижение суммарных затрат на эксплуатацию месторождения, оптимизацию добычи и увеличение ее суммарного объема. Конечно же, «интеллектуальные» скважины, как одно из ключевых звеньев системы управления эксплуатацией пластов, играют важную роль в достижении максимальной эффективности разработки месторождений.

Заключение

Важно понимать, что «интеллектуальное месторождение» является серьезной перестройкой всех бизнес-процессов, которая начинается с работы персонала и заканчивается производственными процессами. Это преобразование данных, поступающих в месторождения, в информативные сведения, которые непосредственно являются опорой в согласовании дальнейшей работы и принятия ответственных решений. Отсюда главным стимулом для перехода к новому способу добычи является максимальная эффективность производства.

Сегодня Россия уже вступила на путь внедрения инноваций, но, к сожалению, до сих пор не для всех нефтегазодобывающих компаний переход к интеллектуализации актуален.

Очень важно понимать, что с развитием интеллектуальных технологий удастся увеличить общемировую нефтеотдачу, а также обеспечить конкурентоспособность нефтяной отрасли на мировом рынке. Что касается перспектив, эксперты утверждают, что спрос на технологии, однозначно, будет расти. С уверенностью можно сказать, что нефтегазовая отрасль вступает в новую эпоху развития.

Список литературы

Билибин С.И. - Технология создания и сопровождения трехмерных цифровых геологических моделей, нефтегазовых месторождении - М: 2010.

Ерёмин Н.А. Управление разработкой интеллектуальных месторождений нефти и газа: учебное пособие — Москва: РГУ нефти и газа. [Кн. 1]. — 2011. — С. 198.

Кеннет Б. Технология интеллектуальных скважин на подземных хранилищах газа. 2008.

Роль интеллектуальных систем в нефтегазовой отрасли: предпосылки и перспективы — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.avite.ru/ngk/stati/rol-intellektualnyih-si...

Код для цитирования: Скопировать