Комбинированное заканчивание скважины


Ермаков П.В., Пакулов Е.Е., Гафаров Р.Р., Горбунов А.Н., Жарков А.В., Фицнер А.Ф., Шипилов А.Д.


Тюменский нефтяной научный центр (ОГ ПАО «НК «Роснефть»),

АО «РН-Няганьнефтегаз»

Компания АО «РН-Няганьнефтегаз» является владельцем лицензии на добычу нефти Ем-Еговского и Каменного лицензионных участков (ЛУ) уникального по запасам Красноленинского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ).
На сегодняшний день 61 % общей добычи нефти обеспечивает объект ВК1-3 (викуловская свита), а его объем текущих извлекаемых запасов (ТИЗ) составляет 34 % от запасов месторождения. Порядка 70 % ТИЗ викуловской свиты сконцентрированы в краевых неразбуренных участках залежей на пониженных отметках структурной кровли пласта, и именно они остаются основным источником для поддержания добычи нефти.
В данной работе приведен обзор применяемых технологий заканчивания скважин, реализованных с целью эффективного освоения краевых зон объекта ВК1-3 Каменного ЛУ, являющегося полигоном опытно-промышленных работ (далее ОПР).
Введение
Красноленинское НГКМ характеризуется сложным геологическим строением, что является серьезным вызовом для специалистов нефтегазодобывающей отрасли. По мере истощения «простых» с точки зрения геологии запасов и роста доли «сложных» вовлеченных в разработку участков происходит непрерывное совершенствование техники и технологии добычи углеводородного сырья.
Ключевыми проблемами и рисками бурения в данных зонах являются:
  • обширные водонефтяные зоны без явных перемычек между нефтенасыщенными и водонасыщенными пропластками;
  • низкая эффективная нефтенасыщенная толщина;
  • пониженная начальная нефтенасыщенность;
  • низкие фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС), улучшающиеся вниз по разрезу;
  • высокая неоднородность, высокая расчлененность.
Так, в 2012 году компания АО «РН-Няганьнефтегаз» пробурила первую горизонтальную скважину с многостадийным гидроразрывом пласта (МГРП). С 2013 года началось активное бурение горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом пласта (ГС с МГРП). Для определения районов эффективного бурения ГС с МГРП была сформирована концепция условного водонефтяного контакта, которая предполагает установление по фактическим данным бурения и запуска скважин зависимости между абсолютными отметками подошвы коллектора и стартовой обводненностью. Границей рентабельного бурения ГС с МГРП является контур УВНК с обводненностью более 90 %, за пределами которого ГС с МГРП имеют высокую запускную обводненность в связи с прорывом трещины ГРП в водонасыщенные участки пласта.
Поэтому для вовлечения в разработку запасов за пределами УВНК потребовался поиск другой технологии заканчивания. Наиболее перспективной технологией было определено использование многозабойных скважин по технологии Fishbone, первая из которых была пробурена в 2021 году. При этом было определено, что в пределах участка УВНК 90 % более эффективно бурение ГС с МГРП, а за пределами — многозабойная скважина (МЗС).
На практике при попытках масштабировать данный подход в ряде районов возникла сложность размещения ГС с МГРП и МЗС проектной длины в целевых зонах в связи с небольшими размерами данных зон и удаленностью от кустовых площадок. В результате вместо бурения одной скважины проектной длины 1 500 м на некоторых участках требовалось бурение двух более коротких скважин — ГС с МГРП и МЗС, что является менее эффективным по экономике и не всегда возможно из-за ограниченного количества свободных позиций для бурения на кустовых площадках.
Геологическое строение
Викуловская свита представлена прибрежно-морскими отложениями с преобладанием тонкослоистого переслаивания аргиллитов, алевролитов и песчаников, которые изменяются по мощности и свойствам по латерали. В верхней части объекта расположен основной по запасам пласт ВК1, который представлен тремя четко выраженными песчаными циклитами. Геолого-геофизические характеристики циклитов улучшаются вниз по разрезу, средний коэффициент проницаемости растет от 5×10-3 до 37×10-3 мкм2, эффективные нефтенасыщенные толщины (ЭННТ) изменяются от 1,5 до 3 м. Таким образом, нижний циклит оказывается самым перспективным по показателю проводимости и основному объему запасов нефти. Кроме целевой верхней пачки пластов локально по разрезу выделяются отложения высокопродуктивной врезанной долины (далее врез), проницаемость которой может доходить до 430×10-3 мкм2. При вскрытии нефтенасыщенного вреза возможно получить притоки, намного превышающие типичные для объекта, соответственно при подключении водонасыщенного вреза присутствуют высокие риски получить высокообводненную продукцию.
Пласт ВК1 стратиграфически приурочен к раннему альбу нижнего мела (К1al), снизу подстилается региональной пачкой глин, толщина которой в пределах врезанной долины составляет 1–5 м, вне ее — в среднем 6 м. Пласт ВК1 подстилается пластами ВК2-3, причем если в районе разбуренных поднятий они являются нефтенасыщенными, то в неразбуренной части на пониженных отметках целевой пласт ВК1 подстилается водонасыщенными пластами ВК2-3, что накладывает определенные риски при вскрытии и освоении системами ННС и ГС с МГРП.
Пласт ВК1 имеет сложный характер насыщения нефтью и водой, уровни водонефтяного контакта выделяются в некоторых случаях условно в силу высокой неопределенности. По результатам испытаний ВНК является наклонным и определялся отдельно для каждой залежи. В целом по объекту ВК1-3 наблюдается тренд понижения ВНК с юга на север. Коллекторы изначально являются недонасыщенными, со средними значениями коэффициента нефтенасыщенности 0,51 д. ед. в чисто нефтяной зоне и 0,43 д. ед. в водонефтяной зоне.
Метод (и/или Теория)
В условиях АО «РН-Няганьнефтегаз» реализуется проект по бурению с уже существующих кустовых площадок при наличии свободных позиций для сокращения капитальных вложений на обустройство. Имеют место районы, в которых планировать новый куст экономически нерентабельно, а вовлечь все имеющиеся запасы в разработку ограниченным количеством скважин, равных количеству свободных устьев на существующем кусте, не всегда возможно. Тем более если с добуриваемого куста, расположенного в линиях УВНК 90 %, бурение ГС с МГРП экономически неэффективно. На примере бурения с куста с тремя свободными позициями: ограничиться двумя добывающими ГС с МГРП, а также одной нагнетательной наклонно-направленной скважиной (ННС) и не вовлечь часть запасов вблизи водо-нефтяного контакта (ВНК) в разработку; либо рассмотреть реализацию скважины смешанной конструкции — частично ГС с МГРП, частично МЗС.
При подготовке стратегии были выделены 3 уверенных кандидата для реализации с выбранного куста и два зависящих от бурения пилотного ствола скважины № 2 (рис. 1).
Рис. 1. Карта кровли пласта ВК1 с расстановкой проектного фонда
1. ГС 500м доб. (до границы УВНК 90%)
2. ГС 800 нагн. + пилот в краевую зону
3. ГС 500м доб. (до границы УВНК 90%)
4. МЗС доб. (за границы УВНК 90%)
5. МЗС доб. (за границы УВНК 90%)
В случае подтверждения толщин по результатам бурения пилотного ствола откроются перспективы к бурению четвертой, а может даже и пятой скважины, однако на кусте всего три свободные позиции. С целью оптимизации стратегии бурения куста и для максимального вовлечения в разработку запасов предлагается объединить ГС с МГРП и МЗС в одну скважину (рис. 2).
Рис. 2. Карта кровли пласта ВК1 с вариантом объединения проектных скважин
Планирование бурения скважины смешанной конструкции разделим на 2 этапа.
Этап № 1. Определение оптимальной конструкции. Горизонтальная секция по типу ГС закладывается до контура УВНК 90 %, далее на полученную длину определяется оптимальное количество ГРП. На примере рассматриваемого куста оптимальная конструкция ГС500+6ГРП. После контура УВНК 90 % продолжаем горизонтальную секцию по типу МЗС (рис. 3).
Рис. 3. Разрез по скважине № 1 комбинированной конструкции ГС МГРП+МЗС
Было рассмотрено несколько вариантов профилей многозабойной части ствола с количеством от 3 до 5 боковых стволов длиной от 400 до 550 м. По результатам предварительных расчетов в качестве базового сценария принято бурение пяти боковых стволов по 550 м. Уточнение количества боковых стволов и их длин будет выполнено исходя из результатов бурения пилотного ствола и уточнения геологических перспектив. Выбор оптимальной конструкции осуществляется по четырем параметрам: дебит жидкости, дебит нефти, обводненность, расчеты на буримость (рис. 4).
Рис. 4. Расчетные параметры для выбора оптимальной конструкции комбинированной скважины
Этап № 2. Планирование схемы закачивания скважины. Для закачивания предложено использование не просто сплошного щелевого хвостовика, а комбинация перфорированных труб (фильтров), глухих труб пакеров и муфт ГРП. В горизонтальном участке планируется использовать глухие трубы, пакера и муфты ГРП — все как на обычной горизонтальной скважине. В участке горизонтального ствола с конструкцией МЗС планируется использовать перфорированные, глухие трубы и пакера (рис. 5). Данная компоновка хвостовика предполагает наличие участков, отсеченных заколонными пакерами, в которых возможно селективно с помощью двухпакерной компоновки проводить очистки призабойной зоны пласта, ремонтно-изоляционные работы и ГРП.
Рис. 5. Схема компоновки горизонтального участка основного ствола под МЗС
Экономическая эффективность
Была проведена экономическая оценка вариантов заканчивания скважин для выработки краевых запасов (рис. 5): 2 короткие скважины (ГС и МЗС), 1 короткая ГС до отметки УВНК 90 % и одна комбинированная скважина. Наиболее эффективным показал себя вариант комбинированного заканчивания (табл. 1).
Табл. 1. Сравнение экономической эффективности вариантов заканчивания: CAPEX — capital expendables — капитальные затраты; NPV — net present value — чистый дисконтированный доход; PI — profitability index — показатель рентабельности

Рис. 6. Принципиальные схемы выбора заканчивания скважин по участку ОПР
Ермаков П.В., Пакулов Е.Е., Гафаров Р.Р., Горбунов А.Н., Жарков А.В., Фицнер А.Ф., Шипилов А.Д.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр» (ОГ ПАО «НК «Роснефть»), Тюмень, Россия; АО «РН-Няганьнефтегаз», Нягань, Россия

pvermakov2@tnnc.rosneft.ru
Проведено обоснование участка ОПР в водонефтяной зоне рассматриваемого месторождения, выполнен сравнительный анализ применения различных конструкций скважин, выбраны тестируемые технологии, и фактически пробурена скважина, ожидается запуск в работу. Сформирована стратегия освоения запасов, определены ключевые точки получения информации.
бурение и разработка краевых зон, горизонтальные скважины
с многостадийным гидроразрывом пласта, планирование бурения многозабойных скважин
Ермаков П.В., Пакулов Е.Е., Гафаров Р.Р., Горбунов А.Н., Жарков А.В., Фицнер А.Ф., Шипилов А.Д. Комбинированное заканчивание скважины Fishbone с многостадийным гидроразрывом пласта — успех к вовлечению краевых запасов нефти // Экспозиция Нефть Газ. 2024. № 9. C. 72–75.
04.10.2024
Рекомендуемые статьи

© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88