ТЕХНОЛОГИЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОАО «ГАЗПРОМ» В ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ «ПЛАСТ-ПОВЕРХНОСТЬ»

ТЕХНОЛОГИЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗРАБОТКИ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОАО «ГАЗПРОМ»
В ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ «ПЛАСТ-ПОВЕРХНОСТЬ»
ООО «ТюменНИИгипрогаз»
С.А. Скрылев
А.В. Красовский
А.Н. Нестеренко
М.Н. Гагарин
г. Москва – 2012г.
Интеллектуальное месторождение
Современный уровень развития ИТ позволяет реализовывать малолюдные
технологии разработки месторождений УВ - комплекс решений, направленных
на автоматизацию процессов, связанных с проектированием, контролем,
анализом и управлением их разработки, то есть, реализовать идею
создания «интеллектуального месторождения».
При этом эффективное функционирование такого месторождения
возможно на основе:
•
•
•
•
наиболее полных и достоверных знаний о каждом звене системы: залежь
(пластовая система) – скважина – промысел (поверхностное
обустройство).
интеграции имеющихся данных в единую систему.
соответствующей технологии – комплекса технических,
коммуникационных решений и программного обеспечения –
собственно инструмента управления «умным» месторождением.
Разработки необходимых нормативных документов.
2
Компоненты интеллектуального
месторождения и их функции
Интегрированная модель «умного» месторождения
АСУ РМ
Анализ, Контроль, Принятие решений, Управление
Программное обеспечение и специализированные модели
АСУ БД, специализированное и общее ПО…
Информация
Коммуникации
Передатчики, коммуникационные сети, беспроводные сети…
Связь
Техническое оснащение
Датчики параметров работы от забоя до УКПГ, штуцирующие, запрорные устройства…
Замер параметров, управление элементами обустройства
Пластовая система – скважина – поверхностное обустройство
Управляющие воздействия
Сбор, обработка и обобщение информации;
Построение, адаптация и сопровождение моделей
Газовая, газоконденсатная, нефтяная…
Ответная реакция на управляющие воздействия
3
Моделирование систем
«пласт - поверхность»
Одной из важнейших частей «умного месторождения» являются системы
моделирования разработки.
Специалистами ООО «ТюменНИИгипрогаз» накоплен уникальный опыт
проектирования разработки газовых и газоконденсатных залежей при помощи
самых передовых систем моделирования, охватывающих как пласт, так и
наземную систему сбора, подготовки и транспортировки продукции. Всего, на
сегодняшний день обществом создано и сопровождается более 20 геологотехнологических моделей месторождений УВС, в том числе крупнейшие в
Западной Сибири - Медвежье, Ямбургское, Заполярное, Уренгойское (неком,
ачимовка).
Моделирование
технологического
режима работы
потока скважины с
учетом ее
конструкции
Гидродинамическое
моделирование
Моделирование
комплекса
подготовки,
компремирования
и транспортировки
продукции
4
Типы моделей
В моделировании разработки месторождения УВ можно
выделить модели нескольких иерархических и
функциональных уровней:
- модель пластовой системы, включающая:
модель резервуара (тип и свойства коллекторов и вмещающих пород),
модель пластовых флюидов (состав и свойства),
модель термобарических условий (температуры, давления),
модель техногенных воздействий (добыча пластовых флюидов,
нагнетание различных рабочих агентов, ГРП и пр.);
- модель работы скважины с учетом ее конструктивных
особенностей, состава и свойств флюидов, термодинамических
параметров;
- модель работы наземного оборудования месторождения с
учетом внутри промысловых трубопроводов и различных
технологических объектов
5
Необходимость более полного изучения
пластовых систем для проектирования разработки
Истощение запасов газа сеноманских залежей, которые имеют
сравнительно простое строение резервуара и состав пластового
флюида, для стабилизации добычи газа обуславливает
необходимость вовлечения в разработку залежей УВ ачимовской
толщи.
Эти залежи характеризуются весьма сложным геологическим
строением (как резервуара, так и пластового флюида),
аномально высокими термобарическими условиями, которые
предопределяют сложную конструкцию скважин и
необходимость проведения ГРП.
В связи с этим при проектировании разработки залежей
ачимовской толщи в ООО «ТюменНИИгипрогаз» большое
внимание уделяется всестороннему изучению пластовых
систем этих залежей, в том числе моделируется их поведение при
техногенном воздействии.
6
Примеры специальных исследований
компонентов пластовых систем
Геологическое и гидродинамическое
моделирование пластовых систем
Осуществляется на основе обработки и комплексной интерпретации материалов
сейсморазведки 3D; бурения, геофизических и гидродинамических
исследований скважин; описания и лабораторных исследований керна, с
учетом дистанционных методов исследований и априорной информации.
Объект разработки
Пласт
Залежь
7
Примеры специальных исследований
компонентов пластовых систем
1.00
0.90
Кп отн.
Изучение на керне влияния на
пористость и проницаемость
изменений термобарических
условий в процессе разработки
ачимовских залежей
Кп<12.5 %
0.80
12.5<Кп<13.5 %
Кп>13.5 %
0.70
0
20
30
40
50
Эффективное давление, МПа
60
1.00
Кп<12.5 %
0.90
12.5<Кп<13.5 %
Кп>13.5 %
0.80
0.70
0.60
Кпр отн.
Результатом исследований становятся
ограничения на технологический режим
работы скважин для предотвращения ее
преждевременного выбытия из
эксплуатации
10
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0
10
20
30
40
50
Эффективное давление, МПа
60
Примеры специальных исследований
компонентов пластовых систем
60
50
Давление, MПa
Моделирование пластовых флюидов
при изменении термобарических
условий и при их фильтрации в
призабойной зоне пласта
Тпл Рпл
В результате исследований готовится композиционная
модель пластовых флюидов, которая используется и
для целей гидродинамического моделирования, и для
целей определения целевых продуктов переработки.
При фильтрации газоконденсатных систем отмечается
эффект снижения фазовой проницаемости по газу за
счет выпадения в призабойной зоне пласта
1E-02
конденсатообразующих компонентов.
Следствием этого становится снижение дебита
1E-03
скважины, ухудшение технологических и
экономических показателей.
1E-04
В результате исследований опредляются
модификаторы фазовых проницаемостей для
использования в гидродинамических моделях
1E-05
40
30
20
10
0
100
300
500
Температура, K
Capillary numbers in Layer 1 (14.8 md)
2008
2012
Capillary number
1E-06
200
700
2016
2020
250
300
350
400
pressure (bar)
450
500
550
600
9
Комплекс ПО
для гидродинамического моделирования
Для моделирования разработки месторождений УВ
специалистами ООО «ТюменНИИгипрогаз».
используется ПО нескольких широко известных
поставщиков (Schlumberger, ROXAR,
•RFD; Группа компаний TimeZYX и др.)
Общим основным недостатком применяемого ПО является то, что оно
ориентировано на моделирование разработки нефтяных залежей и не
учитывает особенностей разработки и эксплуатации газовых
месторождений, при моделировании которых необходим учет газосборных
сетей, а так же систем подготовки и компремирования продукции.
Активное сотрудничество с разработчиками ПО специалистов ООО
«ТюменНИИгипрогаз» позволяет преодолеть возникающие трудности.
10
Примеры созданных
интегрированных моделей
Комплексная модель единого газодобывающего комплекса
сеноманских залежей Вынгаяхинского и Етыпуровского
месторождений
• Создана в рамках первого в Российской
Федерации проекта разработки сеноманских
залежей двух месторождений, где
предусматривается совместная подготовка
газа;
• Фильтрационная модель и модель ГСС
создана на платформе Eclipse;
• Рассчитаны режимы и даны рекомендации
по синхронной разработке двух
месторождений для повышения
коэффициента конечной газоотдачи.
К-1
К-7
L= 1,241 км
Ду= 200 мм
ПК 11+75
L= 2,440 км
Ду= 250 мм
ПК 15+28
К-3
L= 43 км
Ду= 1200 мм
УК
Г
П
L= 0,145 км
Ду= 150 мм
ПК 64+90
L= 1,900 км
Ду= 400 мм
К-5
К - 10
L= 0,531 км
Ду= 200 мм
ПК 6+20
L= 0,650 км
Ду= 200 мм
К - 11
ПК 6
К - 13
ПК 22
К - 14
К - 25
К - 15
L= 5,230 км
Ду= 500 мм
L= 0,850 км
Ду= 200 мм
L= 0,555 км
Ду= 200 мм
L= 1,770 км
Ду= 250 мм
К - 16
L= 1,963 км
Ду= 250 мм
L= 2,249 км
Ду= 250 мм
L= 0,092 км
Ду= 200 мм
ПК 28
К - 15
L= 1,795 км
Ду= 300 мм
L= 0,414 км
Ду= 200 мм
L= 0,156 км
Ду= 200 мм
ПК 19
К - 12
L= 0,706 км
Ду= 200 мм
К-3
L= 0,065 км
Ду= 150 мм
ПК 21+50
К - 10
L= 5,905 км
Ду= 500 мм
К-9
L= 2,700 км
Ду= 200 мм
ПК 23+70
ПК 31+40
L= 2,172 км
Ду= 250 мм
К - 20
УППГ
L= 0,298 км
Ду= 200 мм
L= 0,085 км
Ду= 200 мм
L= 0,105 км
ПК 29+17
Ду= 200 мм
L= 1,741 км
Ду= 250 мм
ПК 16+40
К-8
L= 0,179 км
Ду= 200 мм
К - 24
L= 3,927 км
Ду= 500 мм
К-9
К - 13
К-7
L= 2,022 км
Ду= 500 мм
К-4
L= 1,500 км
Ду= 500 мм
К - 19
L= 4,852 км
Ду= 500 мм
ПК 6
L= 0,126 км
Ду= 150 мм
L= 2,088 км
Ду= 300 мм
L= 0,305 км
Ду= 150 мм
ПК 30+75
К-5
L= 2,155 км
Ду= 500 мм
ПК 52+70
К - 23
L= 0,356 км
Ду= 200 мм
К-4
К-6
L= 3,635 км
Ду= 500 мм
ПК 46
L= 0,216 км
Ду= 200 мм
L= 0,174 км
Ду= 200 мм
L= 1,200 км
Ду= 500 мм
К-6
К-2
К - 22
ПК 109 + 75
ПК 40+50
L= 4,613 км
Ду= 300 мм
L= 4,596 км
Ду= 400 мм
L= 1,158 км
Ду= 200 мм
L= 1,695 км
Ду= 300 мм
К-8
ПК 62
К - 21
К - 14
К - 18
L= 2,852 км
Ду= 250 мм
К-2
К - 17
К - 11
L= 0,455 км
Ду= 250 мм
L= 0,845 км
Ду= 250 мм
К - 12
11
К - 26
Примеры созданных
интегрированных моделей
Обустройство Вынгаяхинского и Етыпуровского месторождений
Етыпуровское
месторождение
Добыча и сепарация
газа – 15 млр. м3 /год
УППГ
Ду =1200 мм
L= 43 км
УКПГ
ДКС
Вынгаяхинское месторождение
Добыча газа -5 млр. м3 /год
Подготовка газа 20 млр. м3 / год
Преимущества:
Концентрация мощностей по подготовке и компримированию газа
на одной площадке с размещением объектов инфраструктуры и
инженерного обеспечения.
Сокращение капитальных и эксплуатационных затрат при
подготовки газа к транспорту.
Использование для осушки газа оборудования большой
производительности, уменьшение количества резервного
оборудования установки осушки газа, регенерации ТЭГа и ДКС.
Сокращение сроков строительства УКПГ и ДКС, сокращение
площадей застройки, уменьшение экологического ущерба.
Экономия капитальных вложений в ценах 2005 г.- 420 млн. р.
12
Примеры созданных
интегрированных моделей
Гидродинамическая модель сеноманской залежи
Южно-Русского месторождения
•Создана в рамках проекта
разработки сеноманской залежи
Южно-Русского месторождения ;
•Фильтрационная модель пласта
создана на платформе Eclipse;
•Модель наземного комплекса
реализована при помощи программного
продукта PipeSim которая в
дальнейшем преобразована в формат
опции Eclipse Network;
•Комплексный подход к моделированию
промысла позволил определить
возможность введения в разработку
вышележащих продуктивных горизонтов
турона с использованием существующей
схемы сбора и подготовки продукции
сеноманской залежи.
13
Примеры созданных
интегрированных моделей
Создание производственно-технологического комплекса
Муравленковского газового месторождения на принципах
«малолюдных технологий»
Кусты газовых
скважин
№1 - №4
Газосборные сети
УППГ Муравленковского
ГП
Газопровод межпромысловый
Газоизмерительная
станция
УКПГ
Комсомольского
ГП
Отличия и особенности:
–Автоматизированное управление промыслом из
операторной УКПГ Комсомольского ГП (основной пульт
управления) и во время ремонта и пуско-наладочных работ
из операторной УКПГ Муравленковского ГП (резервный
пульт управления).
–Резервирования контроллеров и средств связи.
–Система экстренного останова из операторных УКПГ и
УППГ.
–Надежное энергообеспечение программнотехнологического комплекса (ПТК) по первой категории
надежности особой группы (для УППГ и ГИС) и первой
категории для кустов газовых скважин.
–Управление ПТК в штатных, нештатных, предаварийных и
аварийных ситуациях.
Преимущества:
Сокращение численности обслуживающего персонала c 40
до 13 человек.
Снижение капитальных затрат на строительство
вспомогательных объектов на 35%
Сокращение общих эксплуатационных расходов и
расходов на содержание персонала на 10%.
Экономический эффект от внедрения малолюдной
технологии – 243 млн. руб.
14
Выводы
1.
2.
-
3.
4.
Современный уровень развития ИТ позволяет реализовать идею
создания «интеллектуального месторождения».
Эффективное функционирование «интеллектуального месторождения»
предполагает наличие нескольких компонентов:
Интегрированной модели месторождения на базе АСУРМ;
Специализированного программного обеспечения для сбора, обработки информации и моделирования
отдельных элементов и процессов;
Средств связи;
Автоматизированных технических устройств для сбора информации и управления отдельными элементами
обустройства
В ООО «ТюменНИИгипрогаз» реализованы отдельные элементы
оптимизации разработки месторождений УВ за счет интеграции
геолого-технологических моделей пластовых систем и моделей
функционирования наземного обустройства.
По проектам ООО «ТюменНИИгипрогаз» созданы производственнотехнологический комплекс работающий по принципу малолюдных
технологий и единый газодобывающий комплекс на базе двух
месторождений.
15
Рекомендации
1. В условиях постоянного роста аппаратных возможностей, необходимо
создание нового поколения платформ интегрированного моделирования,
либо доработка уже существующих, отвечающих следующим
требованиям:
- Кроссплатформенность;
- Параллельность вычислений с использованием современных аппаратных
возможностей;
- Моделирование систем газосбора, подготовки и компремирования продукции;
- Возможность создания собственных модулей (открытая платформа);
- Моделирования ГТМ по скважинам;
2. При проектировании новых месторождений необходимо максимальное
использование малолюдных технологий и внедрение АСУРМ.
3. Необходима разработка нормативных документов по созданию
интеллектуальных месторождений.
16
Спасибо за внимание!
Контакты
Адрес
625019, г.Тюмень, ул. Воровского, 2
Приемная
Телефон: (3452) 286-481
Факс: (3452) 274-045
E-mail: [email protected]
Сайт: www.tngg.ru
17