Оптимальная динамика добычи нефти

 

Динамика добычи нефти — интегрированное отражение природных свойств месторождений и эффективности воздействия человека на нефтеносные пласты, результат взаимодействия гео­лого-физических и технологических условий разработки нефтяных месторождений.

Основными признаками динамики добычи нефти, представляющими интерес для оценки эффективности разработки нефтяных месторождений, являются:

период и темп роста добычи нефти;

уровень максимальной добычи нефти, в долях от начальных извлекаемых запасов;

стабильность уровня максимальной добычи;

суммарный отбор нефти к началу падения добычи;

темп снижения добычи нефти;

продолжительность основного периода добычи нефти (отбор 75—85 % запасов);

максимальный уровень и суммарный отбор жидкости из объ­екта.

Все эти признаки очень важны для технико-экономического анализа показателей разработки месторождений. Но при опреде­лении перспектив разработки месторождений наибольшее внима­ние уделяется второму и третьему признакам. На динамику до­бычи нефти оказывает влияние множество факторов, которые можно объединить в следующие группы.

1. Геолого-физические условия месторождений:
вязкость нефти;

продуктивность и неоднородность пластов;

тип коллектора (песчаник, карбонат, алевролит);

тип залежи (нефтяные, нефтегазовые, водонефтяные зоны).

2. Метод разработки:

использование естественной энергии пласта;

искусственное воздействие на пласты — заводнение или др.

3. Система разработки:

вид заводнения (законтурное, внутриконтурное, блоковое); плотность сетки и размещение скважин;

объекты разработки, вскрытие пластов;

перепады давлений между линиями питания и отбора.

4. Условия реализации процесса:

порядок бурения (выборочное или сплошное); темп освоения (бурение, строительство промышленных объектов);

условия эксплуатации обводненных скважин (техника добычи, ограничение отборов, отключение скважин, форсирование, глуше­ние пластов, изоляция).

 

Многие из этих факторов являются постоянными, нерегули­руемыми, которые надо просто учитывать при расчетах (напри­мер, все геолого-физические факторы), другие являются априор­ными (метод разработки, вид заводнения и др.), а некоторые фак­торы определяются объективно существующими условиями и тех­ническими средствами (вскрытие пластов, эксплуатация обводнен­ных скважин).

Самое сильное влияние на все признаки динамики добычи нефти оказывают четыре регулируемых фактора:

схема размещения добывающих и нагнетательных скважин на залежи, объекты разработки и плотность сетки скважин;

перепады давлений между нагнетательными и добывающими скважинами;

порядок бурения скважин на объектах;

темп освоения месторождения, объемы бурения скважин, строительство объектов сбора и подготовки нефти.

В совокупности эти факторы могут в несколько раз изменять уровень добычи нефти и определять эффективность разработки месторождений. Варьировать каждым из этих четырех факторов можно в очень широком диапазоне, по крайней мере изменять их можно в 2—4 раза. В различном сочетании они могут обеспечить теоретически любую динамику, любой темп добычи нефти в пре­делах основного периода разработки. Поэтому задача определе­ния конкретной оптимальной динамики добычи нефти на конкрет­ном месторождении сводится к выбору из очень многих возмож­ных вариантов одного рационального. Например, при двух вариантах объектов разработки, трех вариантах плотности сеток скважин, двух видах заводнения, двух разных перепадах давле­ния и двух темпах освоения и бурения скважин на объектах воз­никает около десяти тысяч вариантов добычи нефти, отличаю­щихся по уровню капитальных вложений и удельных затрат. Если же оптимизацию динамики добычи нефти на конкретном месторождении проводить с учетом возможной добычи нефти хотя бы на нескольких других месторождениях с иными удельными затратами на добычу, то число подлежащих рассмотрению систем и условий разработки возрастает до многих сотен тысяч и без автоматизированной системы базовых данных по разработке месторождений эта задача практически неразрешима.

Такая автоматизированная система базовых данных разра­ботки нефтяных месторождений создается в отрасли ВНИИ совместно с другими институтами. Но, чтобы можно было эффек­тивно пользоваться этой системой для оптимизации добычи нефти по отдельным месторождениям, исходя из критерия рацио­нальности (удовлетворения потребностей в нефти при наимень­ших затратах и более полным извлечении нефти из пластов), необходимо еще одно весьма важное условие — наличие надеж­ной достоверной информации о запасах, строении пластов и пр. Без этого оптимизация добычи нефти по отдельным месторожде­ниям будет просто бессмысленна, так как погрешности в опреде­лении добычи нефти из-за недостаточной информации могут быть на порядок выше, чем уточнения за счет оптимизационных расче­тов.

А на практике определение динамики добычи нефти прово­дится при незначительном числе (обычно три-четыре, не более десяти) вариантов. Это достигается введением различных ограни­чений и обязательных условий, вытекающих из практических, тех­нических возможностей, заданных капитальных вложений и мате­риально-технических средств, подготовленной базы для бурения и строительства, намеченного или необходимого плана добычи нефти и т. д. Все эти ограничения и условия выражаются в виде технического задания на проектирование.

Технологические требования к размещению и эксплуатации скважин, вызванные особенностями залегания нефти в пластах (подгазовые зоны, водонефтяные зоны, рыхлые коллекторы, сбросы, нарушения пластов др.), могут ограничить допустимые перепады давления и депрессии на пласты. И это, естественно, сразу влияет на максимальный уровень и стабильность добычи нефти. Обычно технологические требования, обусловленные гид­родинамическими расчетами, при проектировании достаточно обоснованно учитываются, и их влияние на динамику добычи нефти ни у кого возражений не вызывает. Технические ограниче­ния (характеристика имеющейся техники подъема жидкости, обустройства месторождений и др.) определяют технологию раз­работки и динамику добычи нефти.

Для обоснования динамики добычи нефти необходимы четкие количественные экономические критерии для обоснования целесообразности бурения каждой скважины в отдельности или груп­пы скважин (рис. 19).

Рис. 19. Зависимость допустимых, экономически оправданных минимальных дебита скважины q и суммарной добычи нефти из нее за 15 лет Q от приведенных затрат С.

 

Экономика дает пока оценку эффективности различных вари­антов систем разработки залежей в целом, принимаемых исходя из геологических, технологических и технических условий. За та­кой осредненной оценкой систем разработки могут скрываться от­дельные скважины или группы, в бурении которых не было необ­ходимости или наоборот.

Необходимы также хотя бы качественные рекомендации на динамику добычи нефти и выбор систем разработки в зависи­мости от размера месторождений и расположения их в районах с падающей добычей или с нарастающей, с большим числом месторождений или с малым, ввозящих нефть из других районов или вывозящих и т. п.

Существует неопределенность в применении дорогостоящих ме­тодов увеличения нефтеотдачи, которые по приведенным затратам всегда будут хуже, чем заводнение. Если подходить формально, то все новые методы разработки по экономическим показателям не мо­гут конкурировать с заводнением и даже с истощением. Но их применение потребуется в будущем для удовлетворения потреб­ностей в нефти.

Социально-законодательные требования по охране недр ста­вят перед разработкой нефтяных месторождений вполне конкрет­ные ограничения. Нельзя ухудшать качество запасов, т. е. недо­пустимо вводить в разработку запасы выборочно, неравномерно. Применять современную технологию разработки, обеспечивать более полное извлечение нефти из недр и надлежащий контроль за разработкой возможно только при наличии резерва в добыче нефти и эксплуатации скважин на умеренных режимах.

Все эти ограничения разработки месторождений обусловли­вают целесообразность динамики добычи нефти со стабильным максимальным уровнем.