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: info@tngg.info Сайт: www.tngg.ru 17