Современное состояние нефтяной отрасли России характеризуется значительным ростом доли трудноизвлекаемых запасов, что напрямую отражается на эффективности добычи и управлении фондами скважин. При этом большинство крупных месторождений РФ находится на поздних стадиях разработки. В связи с этим технология бурения скважин с зарезкой боковых стволов представляет собой перспективное решение для повышения нефтедобычи на этих месторождениях и вовлечению бездействующих эксплуатационных скважин, которые ранее не подлежали восстановлению с помощью иных методов. Благодаря бурению боковых стволов удаётся освоить доступ к извлечению дополнительных запасов углеводородов, добыча которых была ранее невозможна.
Этот метод позволяет снизить фильтрационное сопротивление в призабойной зоне, а также способствует повышению производительности эксплуатационных скважин и существенному увеличению коэффициента извлечения нефти из залежи. Данный метод фактически заменяет уплотнение сетки скважин. [1]
Исследование применения технологии бурения боковых стволов с горизонтальными ответвлениями на скважинах ОАО «Сургутнефтегаз» (включая Западно-Сургутское, Яун-Лорское и Федоровское месторождения) выявило значительный прирост нефтеотдачи. В 2003 году для оценки эффективности были выбраны 10 скважин-кандидатов, на которых проводилось бурение боковых стволов с использованием методов бурения на депрессии и гибких труб. Гидродинамическое моделирование, выполненное для каждого объекта, показало, что строительство как двух, так и четырёх ответвляющих стволов дает заметный прирост добычи и, как следствие, существенное улучшение экономических показателей [2]
Опыт Павловского месторождения подтверждает, что бурение боковых стволов различных конструкций, включая горизонтальные окончания, позволяет повысить эффективность разработки зрелых месторождений. Реконструкция скважин данным методом, проведённая в период с 2006 по 2021 год, позволила обеспечить стабильный рост добычи нефти, увеличивая промышленную отдачу и тем самым улучшая финансовые результаты проектов [3]. Данные по росту производства говорят о том, что внесение дополнительных боковых ответвлений компенсирует снижение продуктивности традиционных вертикальных скважин, снижая удельные затраты на добычу.
В Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей компания ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» разработала и внедрила технические решения, повышающие эффективность строительства боковых стволов. Анализ затрат и прибыли показал экономическую целесообразность технологии при интеграции с современными методами бурения и оптимальной технологией крепления 11 боковых ветвей, что способствует сокращению сроков окупаемости инвестиционных проектов и увеличению общих доходов [4].
В технически сложных условиях Пермского края экономический анализ подтвердил целесообразность бурения скважин малого диаметра с боковыми ответвлениями. Использование этой технологии уменьшает капитальные и операционные расходы за счет сокращения объёма выбуренной породы и уменьшения металлоёмкости конструкций. При этом достигается высокая степень вовлечения остаточных запасов в разработку, что положительно сказывается на показателях рентабельности и окупаемости проектов [5]
Как показывает практика, с каждым годом наблюдается тенденция к снижению продуктивности скважин на месторождениях Западной Сибири, что негативно сказывается на экономической эффективности их разработки. На примере одного из месторождений Западной Сибири с пластом ЮВ11 проведен сравнительный анализ эффективности бурения боковых горизонтальных стволов и иных методов повышения нефтеотдачи — гидравлического разрыва пласта и кислотных обработок. (Таблица 1)
Таблица 1 – Сравнение альтернативных технологий
Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что хотя затраты на проведение ЗБС превосходят затраты на альтернативные методы в диапазоне от 1,5 до 9 раз, продуктивность горизонтальных скважин с ЗБС по сравнению с представленными методами выше в два-три раза. Тем не менее, существует фактор, который несколько ограничивает использование данной технологии — это риск проникновения воды в скважину.
Ниже представлено сравнение показателей работы вертикальной и горизонтальной скважины с боковым стволом на этом объекте.(Таблица 2)
Таблица 2 – Сравнительная характеристика технологических показателей вертикальной и горизонтальной скважины с БС, введенных в эксплуатацию
Результаты показали, что бурение боковых стволов обеспечивает наиболее устойчивый и стабильный прирост дебита по сравнению с вертикальным бурением. Это делает технологию конкурентоспособной по отношению к современному комплексу методов интенсификации добычи [6].
Горизонтальные скважины с зарезкой одного или нескольких боковых стволов (многозабойное бурение) находят широкое применение в различных условиях, к которым относятся:
— разработка месторождений, содержащих тяжёлые, высоковязкие и сверхвязкие нефти;
— работа с коллекторами, обладающими вертикальной трещиноватностью;
— освоение запасов в коллекторах с малой мощностью пласта от 5 до 10 метров, где бурение новых скважин не оправдано с экономической точки зрения.
— разработка месторождений или их отдельных участков в плотных коллекторах, запасы которых не были ранее поставлены на государственный баланс;
— возврат к эксплуатации скважин, считавшихся непригодными в результате аварийных ситуаций;
— разведка нефтяных залежей на более глубоких геологических горизонтах;
—освоение шельфовых месторождений.
Многозабойная технология бурения применяется также при разработке месторождений со сложными геологическими условиями. К таким условиям относятся истощённые участки, краевые зоны, а также территории, где наблюдаются сложности, связанные с водонефтяными контактными зонами и тонкими литологическими перемычками.
В условиях постепенного ухудшения качества запасов на уже освоенных нефтяных месторождениях многозабойное бурение открывает новые возможности для повышения эффективности добычи. Отличительной характеристикой многоствольных скважин (многозабойное бурение) является необходимость учета продукции по каждому стволу.
Процесс проведения работ по зарезке бокового ствола (ЗБС) состоит из ряда последовательных этапов. Сначала осуществляется удаление нижнего слоя основного ствола. Затем идёт подготовка цементного моста и выполнение комплекса подготовительных мероприятий. После этого проводится детальное исследование текущего состояния скважины и клина-отклонителя. Далее выполняется подготовка окна в обсадной колонне, после чего осуществляется бурение нового ствола. Завершающими этапами являются крепление скважины и её освоение. В общей сложности продолжительность работ по ЗБС может достигать примерно десяти дней.
Статистически общие затраты на реализацию проведения ЗБС на месторождениях Западной Сибири в 2016 году составляли около 6,5 млн.руб.
Таблица 3 Затраты на ЗБС и бурение
Расчет экономического эффекта от применения ЗБС производится в соответствии с методическими рекомендациями по комплексной оценке эффективности мероприятий направленных на увеличение нефтеотдачи[7].
Прирост выручки от реализации за t-й год определяется по формуле:
Цн – цена 1 тонны нефти, руб (по состоянию на 2016 год, цена 1 тонны нефти составила 20000 руб.).
Для расчёта налога на прибыль, рассчитаем налогооблагаемую прибыль за t-й год по формуле:
Исходные данные и расчет экономического эффекта представлены в таблице 4
Таблица 4 - Исходные данные и расчет экономического эффекта от ЗБС
где
Нкб - стоимость бурения БС, тыс.р/скв.,
Нкоб - норма капитальных затрат в оборудование ствола, тыс.р/скв.,
Нпр - норма условно-переменных эксплуатационных затрат, руб./т.жидкости;
Вср- средняя обводненность продукции д.ед.
НДПИ – налог на добычу полезных ископаемых, руб./т.;
Цреал - цена реализации нефти, руб./т.;
Т – срок работы скважины, годы.
Исходные данные для применения экспресс-метода представлены в таблице 5
Таблица5 – Исходные данные и значение оценочного критерия по экспресс-методу
В основе экспресс-метода технико-экономической оценки эффективности разработки месторождений лежит сравнение предельного объема добытой нефти на скважине с объёмом нефти, который можно в среднем извлечь из одной скважины (ствола) после проведения буровых работ. Принцип оценки можно сформулировать так: если количество нефти, извлечённой из пласта на одну добывающую скважину (стволу) больше уровня предельного объема добытой нефти на скважине, то разработка залежи экономически эффективна. Полученное значение разности этих показателей имеет положительное значение, что соответствует положительному экономическому эффекту от применения ЗБС.
Таким образом, проведённое исследование подтверждает обоснованность применения технологии бурения боковых горизонтальных стволов на месторождениях России. Одним из ключевых достоинств данного метода бурения выступает повышение степени охвата пласта, что способствует существенному увеличению объёма извлекаемой нефти. Применение технологии демонстрирует положительный экономический эффект за счет роста нефтеотдачи, увеличения добычи и улучшения управляющих параметров фонда скважин на зрелых и трудноразрабатываемых месторождениях.
Статья подготовлена по результатам научных исследований, выполненных в рамках государственного задания по теме: «Создание новых технологий эффективного экологически чистого извлечения углеводородов в сложных горно-геологических условиях на основе системного подхода к изучению и моделированию полного жизненного цикла нефтегазовых месторождений» (№ в РОСРИДе 125020501405-1).
Литература
1. Аль-Хамати, Амин Хамид Мохаммед Абдулла. Оценка эффективности применения технологии зарезки боковых стволов при разработке нефтяных месторождений Западной Сибири / Амин Хамид Мохаммед Абдулла Аль-Хамати, Абдул Азиз Мохаммед Мохаммед Ахмед Аль Малави. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 28 (423). — С. 42-46. — URL: https://moluch.ru/archive/423/93954.
2. Желудков А.В., Мишагина В.Ф. Анализ бурения боковых горизонтальных стволов по пласту юв11 на примере одного из месторождений западной сибири // Наука. Инновации. Технологии. 2022. №1.
3. Левкович С.В., Ушаков А.С., Самойлов А.С. Анализ эффективности строительства первых боковых стволов с горизонтальными ответвлениями на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» // Территория Нефтегаз. 2009. №12.
4. Кудряшова Д.А. Использование вероятностно-статистических методов для определения источников обводнения скважин-кандидатов для водоизоляционных работ (на примере визейского объекта месторождения Пермского края) // Недропользование. 2018. №1.
5. Ившин А.В., Устинов А.А. Повышение эффективности разработки павловского месторождения за счет реконструкции скважин методом бурения боковых стволов (на примере объекта т) // Недропользование. 2022. №2.
6. Устькачкинцев Е.Н. Повышение эффективности строительства боковых стволов на территории Верхнекамского месторождения калийно магниевых солей // Недропользование. 2012. №5.
7. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ 21.06.1999 № ВК 477).
8. Богаткина Ю.Г. Оценка эффективности инвестиционных проектов в нефтегазовой отрасли с использованием механизмов автоматизированного моделирования. –М.: Макс-Пресс, 2020. –248 с.
