Обоснование выбора рационального варианта разработки нефтяного (газового) месторождения с учетом всех факторов

Метод сравнений применяется  для сопоставления фактических  технико-экономических показателей с плановыми, а также с тождественными показателями других месторождений для установления степени сходимости этих показателей. Обычно с плановыми сравнивают все те показатели, которые характеризуют производительность труда, себестоимость продукции, затраты на производство работ и т.д. С показателями других месторождений и районов сравнивают любые показатели в зависимости от целей анализа [7].

Корреляционный метод  используется для установления корреляционных связей между любыми двумя параметрами, характеризующимися наличием какой-либо зависимости (при прочих равных условиях). При анализе экономической эффективности геологоразведочных работ по районам или провинциям полезные результаты от корреляционного анализа могут быть получены на основании сопоставления различных экономических показателей между собой, экономических показателей с геологическими параметрами залежей и месторождений, а также некоторыми техническими параметрами. При выявлении общих закономерностей по району корреляционный анализ является полезным и для выяснения особенностей геологоразведочного процесса на отдельном месторождении.

При таком анализе могут быть использованы разнообразные сочетания показателей и параметров, к числу которых могут быть отнесены, например, следующие.

• Коэффициент использования времени — себестоимость единицы разведанных запасов нефти (или газа).
• Себестоимость единицы разведанных запасов — глубина нахождения залежи.

• Величина запасов — производительность труда и др.

Выбор показателей зависит  от целей анализа.

Балансовый метод представляет собой совокупность приемов и  расчетов, основанных на принципе равенства  величин ресурсов и их использования. Применительно к анализу геологоразведочных работ баланс может быть составлен  для: календарного времени производства геологоразведочных работ, общих затрат на геологоразведочные работы общего числа подготовленных и разведанных структур, общего числа скважин, запасов нефти и газа (по категориям запасов) и т.д. Общая формула балансового метода имеет вид: целое = часть₁ + часть₂ + . .. .

Баланс может быть составлен как в абсолютном значении того или иного параметра, так  и в процентном выражении [8].

Анализ эффективности  геологоразведочных работ включает широкий и разносторонний комплекс исследований и расчетов, без которых практически невозможна промышленная оценка месторождения и определение его народнохозяйственной значимости. При этом не только должна быть установлена экономическая и технологическая эффективность работ, но и приняты во внимание: товарные качества нефти (и газа) и потребность народного хозяйства в продуктах переработки данного вида углеводородов, орогидро-графические и климатические условия района расположения месторождения, удаленность месторождения от потребителя, условия разработки и транспортировки данного типа нефти и газа к потребителю и т.д.

 

2. Особенности разработки Северо-Комсомольского месторождения

2.1. Краткая геолого-промысловая характеристика месторождения

В административном отношении  Северо-Комсомольское месторождение  расположено в Надымском и Пуровском районах Ямало-Ненецкого автономного округа Тюменской области, характеризующихся относительно развитой инфраструктурой.

Ближайшими населенными  пунктами являются железнодорожная  станция Пурпе и г. Губкинский, расположенный на расстоянии 65 км по прямой на юго-восток. Город Надым (центр Надымского района) находится в 160 км на северо-запад, а г. Тарко-Сале (центр Пуровского района) – в 115 км на восток от района месторождения (рис. 1).

Рисунок № 1. Обзорная карта района расположения Северо-Комсомольского месторождения. Серым цветом выделен сухой газ, оранжевым – нефть, фиолетовым – конденсат и газ газовой шапки.

Действующий газопровод Уренгой-Вынгапур-Челябинск-Новополоцк находится в 65 км на юго-восток от территории месторождения. В связи с открытием ряда крупных месторождений, строительством газопроводов и железной дороги Сургут - Новый Уренгой в районе созданы условия для быстрого экономического развития.

Постоянно действующая  дорожная сеть на месторождении отсутствует. В качестве производственного транспорта используются тракторы и вездеходы. Перевозки груза и полевые геолого-геофизические работы осуществляются большей частью в зимний период после промерзания болот и рек. Регулярные грузоперевозки производятся с помощью авиации.

Близлежащими разрабатываемыми нефтегазовыми месторождениями являются: Губкинское (на востоке), Вьюжное, Известинское, Барсуковское, Комсомольское (на юго-востоке), Верхне-Пурпейское, Южно-Танловское (на юге), Меретаяхинское (на юго-западе).

В орогидрографическом  отношении территория месторождения расположена в области водораздела между речными системами рек Надым и Пур, представляющего собой полого-холмистую заболоченную равнину, абсолютные отметки которой колеблются в пределах от 51 до 87 м. Преобладают переувлажнённые болотные ландшафты. Заболоченные пространства занимают до 70% площади района. Наиболее расчлененные участки рельефа расположены в северной части месторождения. На водораздельных участках района развиты небольшие холмы и котловины термокарстового происхождения.

Климат рассматриваемой  территории резко-континентальный. Среднегодовая  температура составляет 6,7°С. Зима суровая и продолжительная (около 8 месяцев), с сильными морозами и устойчивым снежным покровом. Средняя температура января, самого холодного месяца, -25°С (с возможным понижением до – 61°С).

Снежный покров устанавливается  в середине октября, достигая 0,5 м  к началу декабря, и держится до середины мая. Продолжительность залегания  устойчивого снежного покрова 220-250 дней. Ледяной покров на реках и озёрах удерживается с середины октября до конца мая, толщина льда достигает 1,0 м.

Лето короткое (50-60 дней), прохладное, пасмурное, с частыми  осадками, заморозками. Июль – самый  теплый месяц, средняя температура +15°С, максимальные значения достигают +37°С. Годовая норма осадков составляет 450-500 мм; больше половины годовой суммы выпадает в виде дождей, в основном с апреля по октябрь.

Важнейшей особенностью природной обстановки района, как  и большей части Западно-Сибирской  плиты, является развитие многолетнемерзлых пород (ММП). Северо-Комсомольское месторождение расположено в северобореальной зоне разобщённого залегания многолетней мерзлоты водораздельно-долинного типа, которая характеризуется преимущественно двухслойным строением и прерывистым распространением реликтовой и современной мерзлоты, с колебанием среднегодовой температуры грунтов в пределах от –4 до +2,5єС.

Островная (современная) мерзлота в основном приурочена к  обширным участкам безлесных или  слабо залесенных торфяников и темнохвойных лесов с мощным моховым покровом и залегает непосредственно под слоем сезонного промерзания - протаивания, глубины которого колеблются от 0,5 до 1,5 м. В пределах залесенных участков (придолинных и водораздельных) и обширных болотных массивов мерзлые породы залегают на глубине первых десятков метров, либо вообще отсутствуют. Под руслами рек и под озёрами отмечаются сквозные и несквозные талики.

2.2. Характеристика альтернативных технологических вариантов разработки нефтяного (газового) месторождения

При бурении скважины проектируются горизонтальными, вертикальными или наклонными- направленными.

Горизонтальное бурение. В процессе пробуривания отверстий грунт разрабатывается при помощи бура или специальной фрезы. Затем при помощи специальной установки, представляющей собой вращающийся шнек, подается к выходному сечению в специальную камеру, из которой ведутся работы.

Преимуществом применения горизонтального  способа бурения является то, что длина проходимого участка составляет, до 6,5 м, после чего должно производиться наваривание внешней оболочки трубы. После этого работы по бурению могут быть продолжены. Число этих остановок определяется длиной проходки. При пробуривании участков длиной до 60 м для уменьшения необходимых усилий диаметр трубы может по длине несколько уменьшаться [4].

Для бурения и горизонтального  продавливания применяется установка  вихревого способа проходки, разработанная  на основе применяемой при вертикальном бурении установки с пневматическим приводом. В вихревую камеру, которая должна плотно входить в продавливаемую вперед трубу, периодически подается вода и воздух. Получаемая при этом смесь из воздуха, воды и разработанного грунта за счет постоянного повышенного давления в камере выдавливается в приемную камеру. Если этого давления оказывается недостаточно, то подается дополнительное давление воздуха, которое способствует продвижению смеси к выходному отверстию.

Установки для удаления воды и водопонижения  в отдельных случаях могут  быть представлены также дополнительными  пробуренными скважинами. Используемая для этого труба диаметром не более 150 мм имеет стальную направляющую головку, которая удерживается проходимым через нее специальным тросом. С нижней стороны этой трубы располагается металлическая лента.

Наклонными считаются скважины, отклонение которых от вертикали составляет: более 2º при колонковом бурении и более 6º - при глубоком бурении скважин. Отклонение скважины от вертикали может вызываться естественными условиями или искусственно.

Естественное искривление обусловливается  рядом причин (геологических, технических, технологических), зная которые, можно управлять положением скважины в пространстве. Под искусственным искривлением понимают любое принудительное их искривление.

Наклонные скважины, направление которых  в процессе бурения строго контролируется, называют наклонно направленными.

Наклонно-направленное бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется по специальным профилям. Профили  скважин могут варьироваться, но при этом верхний интервал ствола наклонной скважины должен быть вертикальным, c последующим отклонением в запроектированном азимуте. Наклонно направленные скважины подразделяют на одно- и многозабойные.

При многозабойном бурении из основного, вертикального или наклонного ствола проходится дополнительно один или  несколько стволов.

Искусственное отклонение скважин широко применяется при  бурении скважин на нефть и газ. Искусственное отклонение скважин делится на наклонное, горизонтальное бурение, многозабойное (разветвленно-наклонное, разветвленно-горизонтальное) и многоствольное (кустовое) бурение.

Бурение этих скважин  ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, увеличивает нефтегазоотдачу пластов, снижает капиталовложения и уменьшает затраты дорогостоящих материалов.

Искусственное отклонение скважин в нефтяном бурении в  основном осуществляют забойными двигателями (турбобуром, винтовым двигателем и реже электробуром) и при роторном способе бурения.

Горизонтальное и разветвленное  горизонтальное бурение применяются  для увеличения нефте- и газоотдачи продуктивных горизонтов при первичном  освоении месторождений с плохими  коллекторами и при восстановлении малодебитного и бездействующего фонда скважин.

Если при бурении  наклонной скважины главным является достижение заданной области продуктивного  пласта и его поперечное пересечение  под углом, величина которого, как  правило, жестко не устанавливается, то основная цель бурения горизонтальной скважины - пересечение продуктивного пласта в продольном направлении.

При этом протяженность  завершающего участка скважины, расположенного в продуктивном пласте (горизонтального  участка), может превышать 1000м.

Один из прогрессивных методов повышения технико-экономической эффективности проходки скважин - многозабойное бурение. Сущность этого способа бурения состоит в том, что из основного ствола скважины с некоторой глубины проводят один или несколько стволов, т.е. основной ствол используется многократно. Полезная же протяженность скважин в продуктивном пласте и, следовательно, зона дренирования (поверхность фильтрации) возрастают, поэтому значительно сокращается объем бурения по верхним непродуктивным горизонтам.

При многозабойном бурении нефтяных и газовых скважин значительно увеличивается полезная протяженность скважин в продуктивном пласте и соответственно зона дренирования, а также поверхность фильтрации.

По форме выполнения дополнительных стволов и по их пространственному положению различают следующие виды многозабойных скважин:

• разветвленные наклонно направленные;
• горизонтально разветвленные;
• радиальные.

Разветвленные наклонно направленные скважины состоят из основного  ствола, обычно вертикального, и дополнительных наклонно направленных стволов.

Горизонтально разветвленные  скважины - это разновидность разветвленных  наклонно направленных скважин, т. к. их проводят аналогичным способом, но при этом в завершающем интервале  зенитный угол дополнительного ствола увеличивают до 90° и более.

У радиальных скважин  основной ствол проводят горизонтально, а дополнительные - в радиальном направлении.

Разветвленные скважины являются перспективной областью развития технологии направленного бурения, т.к. их промышленное применение позволит решать следующие важные задачи освоения земных недр:

2.3.Экономическая оценка разработки месторождения по альтернативным технологическим вариантам

Экономическое обоснование  горизонтального бурения базировалось на сравнении сумм текущих годовых  потоков денежной наличности, приведенных к начальному году, с аналогичными показателями при разработке месторождения эксплуатацией наклонно-направленных скважин [11].

Бурение горизонтальных скважин производилось на основании  «Группового рабочего проекта и  сметы на строительство горизонтальных скважин Северо-Комсомольского месторождения».

Эффект от бурения горизонтальных скважин будет длиться 5 лет.

Так как в вариантах  разработки рассматриваются горизонтальные и наклонно-направленные скважины, соответственно необходимо определиться с их стоимостью в условиях месторождения.