Прогнозирование объемов добычи нефти и газа является одной из важных задач добывающего предприятия. Результаты расчета прогноза используются для многих целей: прогнозирования денежного потока, координации взаимодействия с покупателями энергоресурсов, заключения новых контрактов, планирования буровых работ, принятия инвестиционных решений, взаимодействия с государственными органами и т.д. Точность и скорость составления прогноза напрямую влияет на возможности бизнеса быстро и правильно реагировать на меняющиеся условия.
Прогноз добычи углеводородов строится на исходных данных, предоставляемых отделом разработки месторождения, который составляет план добычи нефти, газа и воды по каждой из эксплуатируемых скважин. Суммирование плановых объемов всех добывающих скважин позволяет спрогнозировать кумулятивную добычу по месторождению. Однако такой подход не учитывает ограничения наземной инфраструктуры по обработке попутного газа и требования по охране окружающей среды и эффективному недропользованию, которые запрещают сжигать большие объемы попутного газа на факелах. Это приводит к неточности прогноза или при попытке учесть ограничения вручную – к существенным временным затратам. Следует отметить, что возможности инфраструктуры обрабатывать попутный газ изменяются во времени, т.к. тесно связаны с температурой окружающей среды: чем ниже температура, тем больший объем газа может обработать наземное оборудование.
Исходя из потребности регулярно составлять точный прогноз, было принято решение создать программу, автоматизирующую расчет прогноза добычи, которая позволила повысить эффективность работы предприятия, уменьшила влияние человеческого фактора и сократила время выполнения работы. Появилась возможность оперативно корректировать прогноз при изменении исходных данных, и была повышена его конечная точность.
Алгоритм расчета учитывает следующие ограничения:
- Объемы газа, которые может обрабатывать наземная инфраструктура. Из-за удаленности от рынков сбыта отсутствует возможность его продажи, частично проблема избыточного газа решается путем его закачки в пласты для целей поддержания давления, однако объемы закачки ограничены техническими лимитами компрессорных установок и количеством нагнетательных скважин.
- Нежелательность полной остановки скважин на месторождении, большая часть которых закончена на несколько пластов и осуществляет одновременный отбор. Неоднородность притока приводит к перепадам давления в пластах и в случае полной остановки скважины происходит переток флюидов между пластами, что негативно сказывается на показателях добычи после ее последующего запуска и усложняет учет ресурсов.
Алгоритм расчета прогноза добычи
1. Загрузка исходных данных:
- Объемы газа, которые сможет обрабатывать наземная инфраструктура (помесячный прогноз).
- Прогноз объемов добычи нефти и газа (в месяц) по каждой скважине.
- Минимальные значения штуцера для каждой скважины.
Пример исходных данных приведен в таблице 1.
2. Итерация по датам, на которые рассчитывается прогноз добычи:
- Создание таблицы добычи нефти и газа по скважинам за рассчитываемую дату, отсортированной по газовому фактору.
- Если суммарная добыча газа всеми скважинами меньше максимальной пропускной способности наземной инфраструктуры, то результат записывается в таблицу прогноза добычи нефти и газа.
- Если суммарная добыча газа больше пропускной способности, то в результат сначала записываются объемы добычи, которые будут добыты при минимальных штуцерах и рассчитывается объем газа, который может быть обработан. Затем рассчитывается объем нефти, который может быть добыт каждой скважиной до превышения лимитов по газу, при этом предпочтение отдается скважинам с наименьшим газовым фактором, полученные результаты добавляются в таблицу результатов прогноза.
3. Выводится на экран и записывается в файл прогноз добычи нефти по каждой скважине
4. Рассчитывается суммарная добыча нефти и газа, результаты выводятся на экран и записываются в файл
5. Выводится график добычи нефти каждой скважиной.
Алгоритм работы также представлен в виде блок-схемы (рис. 1).
Ниже приведены результаты расчета прогноза добычи нефти и газа на тестовых данных, при этом горизонт планирования ограничен только входными данными, которые предоставляет отдел разработки. После выполнения расчета скрипт сохраняет в указанной директории две таблицы: агрегированный прогноз добычи нефти и газа по месторождению, в ней также указывается название скважины с наибольшим газовым фактором (таблица 2) и дифференцированный прогноз добычи нефти по каждой скважине.
В конце выводится график дифференцированного прогноза добычи нефти, на котором можно выделить скважины, приток из которых ограничивается из-за больших значений газового фактора. Анализ графика может послужить драйвером решения перебурить или перестать эксплуатировать скважину. За счет вшитой логики (максимальная добыча из скважин с минимальным газовым фактором) прогнозируется максимально возможная добыча нефти.
В результате разработки программы автоматизации расчета прогноза добычи нефти и газа удалось сократить время, трудозатраты и повысить точность при сохранении исходных принципов и подходов прогнозирования. Описанный алгоритм может быть адаптирован в случае появления технических ограничений по другим параметрам, что делает его универсальным решением задач прогнозирования добычи нефти, газа и газового конденсата на любом месторождении.
