Clt 2016 oilgas smart simple encore vaaa

Сокровища Сибири проект разработки месторождений газоконденсатного ачимовского пласта

Smart & Simple: Encore Богатиков Алексей Грошикова Анастасия Рудавина Варвара Рязанов Арсентий

Summary

1

Нетрадиционные геолого-физические характеристики осложняют процесс разработки объекта

Бурение

Разработка

МГРП

ТЭО

Команда

Секторное моделирование позволяет определить оптимальную стратегию разработки месторождения

2

Низкие фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) Неоднородное строение залежи 3,9 млрд м3

Аномальные термобарические условия

6,6 млрд м3

5,11

млрд м3

Высокий газоконденсатный фактор 0

1E+09

2E+09

3E+09

P10

4E+09

P50

5E+09

6E+09

7E+09 P90

8E+09

Запасы газа по классификации SPE 1

3 

  

NPV 7,11

Разработка на истощение с компримированием и двумя горизонтальными скважинами наиболее соответствует результатам моделирования Форсированный отбор газа за счет снижения устьевого давления до 20 атм и установки дожимной компрессорной станции Закачка фтористо-водородной кислоты для эффективного воздействия на коллектор

400

Полная реализация 100% сухого природного газа с начала эксплуатации месторождения

200

Использование концепции интеллектуального месторождения для прогнозирования и предотвращения возможных рисков

33,3%

КИК

КИГ

2021 Газ, млн м3

2025 2029 Конденсат, тыс. т

Бурение горизонтальных скважин с проведением кластерного МГРП обеспечит максимальный коэффициент охвата пласта



Равномерный отбор запасов



Максимальная площадь поверхности контакта с пластом



Эффект конденсатного вала проявляется на поздней стадии добычи



Одновременная эксплуатация нескольких объектов



Повышение продуктивности скважин за счет высокопроводящих трещин МГРП

83%

0 2017

Определение зон с повышенным насыщением Динамика изменения пластовых условий 9E+09 Прогнозирование объемов добычи УВ

4

млрд. руб.

Коэффициенты извлечения 600

  

Период разработки месторождения

Анализ команды Smart & Simple: Encore

1

– приложение №1

2

Summary

Уникальные геолого-физические характеристики…

1

2

Низкопроницаемый песчаник (0,1-3мД) Повышенная пластовая температура (105-115°С) Одновременное залегание в пласте конденсатосодержащего газа и нефти Аномально высокое пластовое давление 600 атм Тектоническая разобщенность отдельных участков залежи

Высокий газоконденсатный фактор 300 г/м3

… приводят к высоким технологическим рискам при бурении,

Разработка

3

МГРП

ТЭО

Команда

… требующим комплексный мониторинг параметров бурения

Высокое влияние азимутального угла на устойчивость стенок ствола скважины

Газонефтеводопроявление Поглощение бурового раствора Прихват и потеря бурового инструмента Высокая чувствительность безопасного окна градиентов давления обрушения и гидроразрыва

Система технических решений для безопасной проводки горизонтальных скважин

4

Раствор на углеводородной основе • • • •

Бурение

Высокая стабильность стенок скважины Высокая стабильность раствора Высокое качество первичного вскрытия Низкая реология Низкая вероятность осложнений

Ориентированный нейтронно-плотностной каротаж • Нейтронная пористость • Плотность • УК каверномер

Кроссдипольный акустический каротаж • Скорость продольной и поперечной волн

Телеметрия • Контроль траектории • Гамма-каротаж

Геомеханика • Создание карты рисков при бурении (Drill Map) • Расчет безопасного диапазона значений плотности БР • Мониторинг в реальном времени

ЭЦП • Мониторинг ЭЦП во время бурения

Роторная управл.система • Высокоэффективное бурения • Эффективная очистка скважины • Обратная проработка

PDC долото • Мин. Рейсов • Макс. МСП • Управл.

Геомеханика в реальном времени

Анализ команды Smart & Simple: Encore

3

Summary

1

Бурение

Разработка

МГРП

ТЭО

Команда

В сложных геолого-физических условиях ачимовских отложений горизонтальные скважины являются более предпочтительными Вертикальные S-образные скважины

Горизонтальные скважины

 Проявление эффекта Форхгеймера

 Одновременная эксплуатация нескольких объектов

 Формирование конденсатного вала на раннем этапе добычи

 Максимальная площадь поверхности контакта с пластом

 Низкая продуктивность

 Высокая стоимость бурения и повышенные риски проводки скважины

 Относительно недорогая стоимость Через 1 год

2

Через Через 5 лет 5 лет

Отдельное внимание следует уделять образованию конденсатного вала…1

Через 1 год1 год Через

Через 5 лет

Конденсатный вал формируется в первые 5 лет, а затем конденсатонасыщенность изменяется слабо

3

… и определению сетки расположения скважин с выбором конструкции горизонтальной части стволов 1000



Для предотвращения выпадения конденсата внутри ствола скважины и обеспечения высоких дебитов рекомендуется использовать колонну НКТ увеличенного диаметра (139,7 мм)



При бурении скважин необходимо выбирать такой азимутальный угол, чтобы трещины гидроразрыва были направлены перпендикулярно к горизонтальному участку



Для исключения взаимовлияния скважин на раннем этапе добычи необходимо обеспечить минимум 1000 метров между горизонтальными участками скважин

500

500

500

Результаты моделирования представлены в приложении 3

4

Summary

Секторная гидродинамическая модель отражает основные геолого-физические свойства объекта разработки…

1

Бурение

Разработка

МГРП

ТЭО

Команда

Наибольшая технико-экономическая эффективность достигается при истощении с компримированием…

2

Каждая система разработки подразумевает бурение 2 ГС NPV, млн.руб.

Обычное истощение  Снижение добычи УВ до достижение пластовым давление точки росы 350 атм

Истощение с компримированием • Увелечине темпом отбора газа на 30% за счет снижения устьевого давления до 20 атм • Ввод ДКС с ГПА 4 МВт • Проведение ГТМ для поддержания уровня добычи (закачка фтористо-водородной кислоты)

  

Воспроизведение фазовых переходов в PVT-системе «газоконденсат» Динамика изменения пластовых условий Прогнозирование объемов добычи газа и газоконденсата …что должно быть учтено в наземной и внешней инфраструктуре для достижения плановых показателей

3

Упрощенная схема обустройства месторождения I

II

III

IV

V

VI

РП АГЗУ

ДКС

УКПГ

Внешняя инфраструктура

ГНС ДКС

I – горизонтальные скважины с устьевым оборудованием II – автоматическая групповая замерная установка III – дожимная компрессорная станция с газотурбинным двигателем и центробежным компрессором IV – одна установка комплексной подготовки газа. Осушка низкотемп. сепарацией с охлаждением и абсорбционной осушкой газа для повышения извлечения конденсата и С3-С4 V – резервуарный парк

VII конд. газ

VIII

ПЗПК

Полный сайклинг1 • Бурение 6 нагнетательных скважин (3 нагнетательные ННС к 1 добывающей ГС) • Шестиступенчатое сжатие сухого газа • Укрепление промысловых трубопроводов

5000

VI – горизонтальная насосная система с доп. сепарацией VII – Пуровский завод по подготовке переработке конденсата VIII – нефтеконденсатопровод УренгойПурпе (Окончание строительства в 3Q’17) IX – трубопровод Уренгой-ПомарыУжгород – промысловые трубопроводы

8000

50%

40% 30% 20% 50%

70%

90%

КИГ

Частичный сайклинг1

3,2

4,5

6,8

5,3

… в то время как использование сайклинга имеет ряд ощутимых недостатков Вероятность прорыва сухого газа к скважинам по системе трещин Повышение давления нагнетания до 1000 атм разрушительно для устьевого и подземного оборудования и конструкции скважин, а для его снижения необходимо расширение системы нагнетательных скважин, что ведет к росту денежных и энергетических затрат на компримирование Содержание конденсата в газе (275 и 319 г/м3) недостаточно для компенсации потерь выручки от нереализации газа

1 – компримирование при сайклинге не рассматривалось в виду чрезмерно высоких затрат на дополнительные газоперекачивающие агрегаты

Прогнозные объемы добычи УВ по всем альтернативным проектам разработки представлены в приложении 4

7000

КИК

CAPEX, • Бурение и запуск 6 нагнетательных ННС при $млрд достижении пластового давления 250 атм • Обратная закачка 50% газа под давлением Сложность • 350 атм при трехступенчатой компрессии Риски

IX

6000

5

Summary

Разработка

ТЭО

Команда

Технология проведения кластерного МГРП в сравнении со стандартной имеет ряд преимуществ в сравнении со стандартным методом

Фильтрация через проппантную пачку

Фильтрация по высокопроводящим каналам

Увеличенное время проведения операции

Ускоренная очистка трещины ГРП

Ограничение по максимально допустимой концентрации проппанта

Снижение шанса получения «СТОП» Сокращение массы используемого проппанта

Низкое значение Fcd

2

МГРП

Рекомендуемый дизайн МГРП имеет следующие параметры для достижения полудлины трещины 100 м

Скважины после проведения ГРП по кластерной технологии обладают большей продуктивностью

3

Результаты опытно-промышленных работ на ачимовских залежах показывают, что применение кластерной технологии ГРП приводит к повышению накопленной добычи

Расход насосов – 2,6 м3/мин. Объем закачиваемого проппанта - 200 тонн

Максимальная концентрация проппанта - 1400 кг/м3 Рабочее давление на проппантных стадиях – 500 атм Эффективная полудлина трещины 100 м

44,8 39,2

Накопленная добыча газа, млн м3

Размерность проппанта 12/18 меш

Дебит газа

33,6 128

22,4 16,8 11,2

Кластерное ГРП Традиционное ГРП

5,6 0

30

60

90

Время, дней

Результаты моделирования развития трещин и расстановка портов представлены в приложении 2

120

150

Накопленная добыча конденсата, млн тонн

1

Бурение

144 120

Дебит газоконденсата

96 72 48

Кластерное ГРП Традиционное ГРП

24 0

30

60 90 120 Время, дней

150

6

Summary

Бурение

Разработка

МГРП

ТЭО

Команда

Горизонт планирования в 15 лет обуславливает необходимость применения форсированного режима отбора газа и конденсата и оптимизации работы эксплуатационного оборудования с геолого-физическими параметрами пласта

1

Плановый NPV 7,1 млрд руб

700 600

Конечный коэффициент извлечения газа: 83,3%

100% 80%

500

Ускоренный отбор газа на 30% по сравнению с обычным истощением и кластерный МГРП обеспечат максимальный коэффициент охвата пласта

400

60%

300

Конечный коэффициент извлечения конденсата: 33%

40%

200

Достигается при расширении площади соприкосновения скважины и своевременном воздействии на конденсатный вал За счет искусственного понижения давления на устье газоперекачивающим агрегатом

Наибольший эффект на рентабельность разработки оказывают внешние факторы…

20%

100 0

Снижение пластового давления с 607 атм до 132 атм

2

График разработки месторождения

0% 2017

Левая ось: Правая ось:

3

2021 Газ, млн м3 КИГ

2025 2029 Конденсат, тыс. т Давление, атм КИК

… однако успешная реализации проекта невозможна без активной митигации рисков эксплуатации и бурения Управление рисками Бурения

Анализ чувствительности NPV 20% 10%

Геологические

Эксплуатационные

Технологические

Экономические

0% -10%

-20% Ставка дисконтирования

CAPEX

OPEX

Дебит газа

Цена на нефть

Экологические До митигации После митигации

Подробное описание предотвращения, хеджирования, характеристики рисков представлены в приложении 5 и 6

7

Summary

Богатиков Алексей

Грошикова Анастасия

Бурение

Разработка

Рудавина Варвара

МГРП

ТЭО

Команда

Рязанов Арсентий

alexey.v.bogatikov@gmail.com

nastasiya.groshikova@gmail.com

varvara.rudavina@gmail.com

+7 903 777 9471

+7 910 476 0576

+7 915 221 9667

+7 967 239 7288

НИУ ВШЭ

РЭУ им. Г. В. Плеханова

РГУ нефти и газа (НИУ) им. И. М. Губкина

НМСУ «Горный» МТИ

aryazanov@ritek.ru

Достижения Полуфиналист Газпром Нефть в секции Upstream

HQ25% Газпром Нефть в секции Downstream

2-е место Газпром Нефть в секции Upstream

Победитель Газпром Нефть в секции Upstream

Полуфиналист Cup Technical’15 Lukoil Overseas

Финалист AlfaSparta

Финалист Youth Russian Petroleum&Gas Challenge

Полуфиналист Cup Technical’15 Lukoil Overseas

Профессиональная деятельность Стратегический Маркетинг нефтегазового сектора в международной производственной компании

Агентство Стратегических Инициатив

Стажировка в АО «Газпром Нефть» Стажировка в «Буровая Компания Евразия»

Инженер повышения нефтеотдачи пластов АО «РИТЭК» Участник сообщества SPE

8

Приложения

Приложение 1: Комплексная модель оценки совокупных запасов пластов Ач 3-4 и Ач-5

5,0% 3 596 909 220,46

95,0% 6 969 051 249,17

Базовое значение: 5 101 028 571

Генератор случайных чисел: Субтрактивный алгоритм Кнута Сводные статистики

0

1E+09

2E+09

3E+09

4E+09

5E+09

6E+09

5,0% 3 596 909 220,46

7E+09

8E+09

9E+09

95,0% 6 969 051 249,17

Минимум

2 653 310 635

Левая X

3 596 909 220

Максимум

8 630 560 211

Левая P

5,0%

Среднее

5 187 801 392

Правая X

6 969 051 249

Станд. Откл.

1 014 304 365

Правая P

95,0%

Медиана

Дифф Х

3 372 142 028,70

Мода

Дифф P

90%

Процентили

0

1E+09

2E+09

3E+09

4E+09

5E+09

6E+09

7E+09

8E+09

5%

3 596 909 220,46

50%

5 111 612 585,45

10%

3 930 099 922,09

55%

5 233 041 173,82

15%

4 108 640 304,90

60%

5 359 138 294,42

20%

4 318 222 538,51

65%

5 499 210 030,52

25%

4 480 754 097,47

70%

5 661 233 423,35

30%

4 626 740 065,29

75%

5 867 406 278,44

35%

4 745 955 951,13

80%

6 013 930 727,95

40%

4 873 194 692,46

85%

6 237 859 107,88

45%

5 014 609 046,52

90%

6 565 324 898,59

50%

5 111 612 585,45

95%

6 969 051 249,17

9E+09

Объемный коэффициент газа

Влияние параметров

Насыщенность продуктивного пласта

Имя Эффективная мощность, м. Коэффициент открытой пористости 0

4E+09

Анализ команды Smart & Simple: Encore

8E+09

Нижняя

Верхняя

Объемный коэффициент газа

7 093 220 144

3 861 918 195

Насыщенность продуктивного пласта

3 524 869 381

6 701 984 713

Эффективная мощность, м.

3 540 958 523

6 648 026 982

Коэффициент открытой пористости

3 811 200 318

6 583 902 850

10

Профили развития трещин гидроразрыва в симуляторе на базе Petrel для типовых геомеханических условий ачимовских отложений

Анализ команды Smart & Simple: Encore

Расположение элементов компоновки горизонтальной скважины с МГРП, вскрывающей объекты Ач3-4 и Ач5

11

Анализ команды Smart & Simple: Encore

12

180

Истощение

Совмещенный по конденсату

160

Полный сайклинг

Добыча конденсата, тысячи тон

140 120 100

80 60

40

20 0

0

2

4

6

8 Год

0,60

10

12

16

Истощение

Совмещенный по газу

Полный сайклинг

Добыча конденсата, тысячи тон

0,50

14

0,40 0,30 0,20 0,10

0,00

0

Анализ команды Smart & Simple: Encore

2

4

6

8 Год

10

12

14

16

13

13

Группа рисков Бурения

Эксплуатационные

Описание риска

Вероятность

Последствия

Управление риском

Образование шламовых подушек и прихват инструмента в процессе бурения

Оптимизация реологических свойств бурового раствора

Деформация, коррозия, бурильных труб, разрыв бурильной колонны

Изменение раствора для снижения скручивающих и осевых нагрузок в процессе бурения

Поглощение бурового раствора

Расчет безопасного диапазона значений плотности БР

Выпадение конденсата на забое в результате снижения давления ниже точки росы и снижение фильтрационно-емкостных свойств прискважинной зоны дренирования

Снижение депрессии на пласт

Эффект Форхгеймера

Субгоризонтальное заканчивание с МГРП для минимизации инерционных эффектов

Разрушение призабойзных зон, деформация колонны, разрушение цементного камня

Снижение депрессии на пласт

Межколонные газопроявления

Установка пакеров и задвижек в межколонном пространстве

Выбор неоптимальной сетки скважин

Изменение точек заложения скважин в результате проведения сейсморазведочных работ высокого разрешения и широкомасштабных геофизических работ

Неустойчивость ствола скважины из-за аномально высокого давления, узкого безопасного окна градиентов обрушения и ГРП

Оптимизация реологических свойств бурового раствора

14

Группа рисков Технологические

Экономические

Геологические

Экологические

Описание риска

Вероятность

Последствия

Управление риском

Парафинизация труб и наземного оборудования

Спуск скважинных приборов и скребков для очистки труб от парафина, использование химических веществ, сольвентная и каталитическая депарафинизация углеводородов на установке комплексной подготовки газа и конденсата

Коррозия и выход из строя наземного оборудования, промысловых газо- и конденсатопроводов, компрессорных станций

Очистка от мехпримесей, тяжелых углеводородов, паров воды, сероводорода и углекислого газа

Дальнейшее падение цены на нефть до уровня ниже 15$

Заключение форвардных контрактов

Изменение НДПИ

Нерегулируемый

Недостижение планового дебита

Бурение горизонтальных скважин с максимальной поверхностью контакта с пластом

Неподтверждение объема запасов

Проведение 3D-сейсморазведки

Ошибочная оценка фильтрационно-емкостных свойств

Проведение ГИС и ГДИ

Газонефтеводопроявление

Оптимизация реологических свойств бурового раствора

Загрязнение окружающей среды

Принятие мер технологического и мониторингового характера, внутритрубная диагностика; очистка газопроводов

15

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Аблаев А., Зайченко Д., Тютиков С., Инюшина А., Конченко А., SPE, Schlumberger Технологии для заканчивания и многостадийного ГРП для сложных горизонтальных скважин с АВПД Ачимовских залежей Уренгойского месторождения // Российская техническая нефтегазовая конференция SPE, 14 – 16 октября, 2014, Москва, Россия. Ашуров В, SPE, Шлюмберже; Каледин Г., Ачимгаз; Кроуэлл Э., SPE, Wintershall и Рымаренко К., Женневин К., SPE, Шлюмберже // Российская техническая нефтегазовая конференция и выставка SPE, 28 – 30 октября, 2008, Москва, Россия. Граф Т., Шлюмберже Вертикальная и горизонтальная интеграция для преодоления крайне сложных проблем при эксплуатации низкопроницаемых газоконденсатных пластов Ачимовской свиты // Российская техническая нефтегазовая конференция SPE, 14 – 16 октября, 2014, Москва, Россия. Доброхлеб П., Аблаев А., Четвериков Д., Заварыгин С., Инюшина А., Петраков Ю., Соболев А., Задворнов Д.: Schlumberger; Тарасов О., Милушкин А., Миленький А.: ОАО Арктикгаз; Григорьев М., Сидоров Д: ООО Новатэк НТЦ Опыт строительства субгоризонтальных скважин с большим отходом от вертикали с применением новейших технологий на Ачимовские отложения Уренгойского НГКМ // Российская техническая нефтегазовая конференция SPE, 14 – 16 октября, 2014, Москва, Россия. Нестеренко А., Юшков И., Фатеев Д. Алгоритм подготовки PVT свойств газоконденсатной смеси при композиционном моделировании разработки ачимовских отложений // Газовая промышленность. – с. 77-81. Руденко Д., Рымаренко К., Schlumberger, SPE Метод прогнозирования содержания С5+ в добываемом газоконденсате // Конференция SPE по разработке месторождений в осложненных условиях и Арктике 15 – 17 октября 2013 года в Москве, Россия. Стрекалов А., Фоминых О., Самойлов А. Повышение эффективности разработки Ачимовских пластов многоствольными скважинами // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2011 – №6. – с. 147-159.Юшков А., Меркушин П., Тюменский нефтяной научный центр, НК «Роснефть» Оценка сценариев сайклинга для ачимовских пластов Уренгойского месторождения // Российская нефтегазовая техническая конференция SPE, 26 – 28 октября, 2015, Москва, Россия. Юдин А., Тараканов И., Клюбин А., Аблаев А., Шлюмберже, Жариков М., Вашкевич А., Яскин И., Сабиров Л., Газпром Добыча Уренгой Технология ГРП с Созданием Каналов Увеличивает эффективность Работ по Стимуляции Ачимовских Газоконденсатных Скважин на 30% // Российская техническая нефтегазовая конференция SPE, 14 – 16 октября, 2014, Москва, Россия. Шандрыгин А., Юшков А., Глумов Д., ТНК-ВР Причины снижения и пути повышения конденсатоотдачи низкопроницаемых пластов // Российская техническая нефтегазовая конференция на выставке SPE по разведке и добыче, 16 – 18 октября, 2012, Москва, Россия.

Анализ команды Smart & Simple: Encore

16