Отбор скважин-кандидатов и оптимизация дизайна операции
реклама
С.Г. Парсег ов1, В.И. Кондауров1, Курочкин2. 1 М осковский физико-технический институт (государственный университет) 2 ОАО НК ЛУКОЙЛ [email protected] МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИИ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА (ГРП) К АК ИНСТРУМЕНТ ОЦЕНКИ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОТБОРА СКВАЖИНКАНДИДАТОВ. Вслед за ростом цен на нефть растет и количество проводимых в России ГРП. В 2000 году было проведено 2170 операций, в 2006 году планируется проведение уже 5100 операций. ГРП обычно выполняется независимой сервисной компанией, тогда как подбор скважин-кандидатов осуществляется нефтяной компанией самостоятельно. Рынок услуг по проведению ГРП достаточно развит, в середине 2006 года индекс Герфиндаля-Гиршмана (HHI) составлял 1700. На территории страны работают 9 сервисных подрядчиков предлагающие, как высокотехнологические решения, так и достаточно простые технологии закачки и дешевые пропанты: Крупные международные компании: Schlumberger, Halliburton, BJ services Независимые сервисные компании: CAToil, Trican, М екаминефть Подразделения нефтяных компаний: Сургутнефтегаз, Татнефть, Газпром Нефтяная компания в настоящее время может заказать ГРП практически любой сложности и стоимости. Если учесть, что в России дает продукцию около 120 000 нефтяных скважин, подбор скважин-кандидатов, а также выбор наиболее эффектив ного дизайна ГРП становится для нефтяной компании достаточно насущной проблемой. Нефтяные инженеры традиционно используют технологические критерии эффективности: прирост дебита нефти, достижение проектного КИН. В тоже время экономисты используют показатели эффективности ГРП как инвестиционного проекта: Чистый Дисконтированный Доход (NPV), Внутреннюю Норму Доходности (IRR), Срок окупаемости и т.д. При этом неизбежен конфликт целей. В случае доминирования инженерного подхода, нефтяная компания планирует небольшое количество малообъемных ГРП, в случае доминирования экономистов - большое число большеобъемных и рискованных операций. Получаемый в результате портфель скважин-кандидатов становится неоптимальным, нефтяная компания теряет свою стоимость на рынке. В представленной работе предлагается снять противоречие двух указанны х подходов благодаря совместному использованию гидродинамической и финансовоэкономической моделей: Гидродинамическая модель реализует алгоритм расчета 2D фильтрации однофазного флюида к стволу скважины, пересеченной трещиной ГРП. При существующих в нефтяных компания х системах сбора геологической информации в разрезе отдельных скважин такие допущения вполне приемлемы. В модели сначала рассчитывается поле давлений, затем - дебит скважины после ГРП. Использование неявной разностной схемы и метода Гаусса-Зейделя [1] для решения системы линейных уравнений приводит к абсолютной устойчивости и быстрой сходимости вычислительного процесса. Использование неравномерной сетки дополнительно ускоряет расчет и повышает его точность. Численное моделирование показало, что при небольшой массе закачиваемого пропанта зав исимость безразмерного дебита скважины Jd от безразмерной проницаемости трещины Cfd имеет максимум около Cfd = 2, как и сообщалось ранее рядом авторов [2, 3] (Р.Каневская, H.Cinco-Ley, J.Rueda, J.M ach, D.Wolcott). Однако на значение этого максимума существенно влияют граничные условия: постоянное давление на всех границах блока (блочная система заводнения) обеспечивает на 10-15% более высокий дебит, по сравнению с поддержкой давления лишь на двух границах блока (рядная система заводнения). Финансово-экономическая модель позволяет проводить анализ сценариев, а также учитывать риски проведения ГРП с помощью дерева решений (Decision Tree). В этом случае целевой функцией процесса оптимизации является максимизация EM V [4, 5] (Expected M onetary Value - ожидаемой денежной стоимости проекта ГРП). Экономическая модель позволяет в современном налоговом окружении России рассчитывать дополнительный денежный поток до финансирования проекта. Соответственно, в качестве ставки дисконтирования используется средневзвешенная стоимость капитала компании (WACC). Для определения дополнительной выручки используются результаты работы гидродинамической модели, а также историческая кривая падения добычи. Для оценки стоимости операции используются исторические зависимости стоимости операции от массы и типа з акачиваемого пропанта. При текущих ценах на нефть с увеличением массы закачанного пропанта наблюдается неограниченный рост экономического эффекта ГРП. Объем закачки определяется лишь технологическими соображениями и энергетикой пластовой системы, т.е. эффективностью системы ППД. Однако при значительном снижении цен на нефть появляется экстремум, определяющий экономически оптимальную массу закачки пропанта. Литература: 1. Азиз Х., Сеттари Э. М атематическое моделирование пластовых систем. М оскваИжевск: Институт компьютерных исследований, 2004. 2. Каневская Р.Д. М атематическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. М осква. Недра. 1999. 3. Economides M .J., Nolte K.G. Reservoir Stimulation. 3-rd edition - Prentice Hall, Eglewood Cliffs, NJ. – 2000. 4. Fetcovich M .J. Decline curve analysis using type curves. SPE 4629, 1980. 5. Balen R. M ark, M eng H-Z. and Economies M ichael J. Applications of the Net Present Value (NPV) in the Optimization of Hydraulic Fractures SPE 18541, 1988. РЕФЕРАТ УДК532.546 Парсег ов С.Г. , Кондауров В.И., Курочкин В.И. Моделирование операции гидроразрыва пласта (ГРП) как инструмент оценки и предварительного отбора скважин-кандидатов.// Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук – аэрофизика и космические исследования: Сборник трудов 49 научной конференции М ФТИ, Т. III / М ФТИ – М .: 2006. – Представлен метод совместного использования гидродинамической 2D модели течения однофазного флюида и финансово-экономической модели для оценки эффективности операции ГРП и подбора скважин-кандидатов. Демонстрируется важность системы поддержки пластового давления и правильной ориентации трещины для увеличения эффекта ГРП. Показана согласованность результатов с известными литературными данными. В настоящее время разработанный метод внедряется в Центре геологогидродинамического моделирования ОАО “НК “ЛУКОЙЛ”. Библиография: 5 назв.
