Интеллектуальное заканчивание скважин как решение по повышению эффективности разработки Ванкорского месторождения

ВВЕДЕНИЕ 6
Перечень применяемых сокращений 8
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Общие сведения о месторождении 10
1.2 Литолого стратиграфические особенности месторождения 11
1.3 Тектоническое строение 15
1.4 Нефтегазоносность месторождения 17
1.5 Запасы нефти и газа 23
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 25
2.1 Текущая стадия разработки 26
2.2 Оценка эффективности работы горизонтальных скважин 28
2.3 Технология интеллектуального заканчивания скважин на Ванкорском месторождении 31
2.4 Выбор объекта для применения технологии интеллектуального заканчивания на Ванкорском месторождении 37
2.5 Текущая схема заканчивания скважин на Ванкорском месторождении 41
2.6 Интеллектуальная система заканчивания скважин «Manara» 47
3 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 51
3.1 Устройства контроля притока (ICD) 52
3.2 Оборудования интеллектуальной системы заканчивания скважин «Manara» 55
3.2.1 Модуль селективного доступа (SLIC) 61
3.3 Гидравлический клапан контроля притока ODIN (TRFC-HD) 62
3.3.1 Конструкция и принцип работы гидравлического клапана контроля притока ODIN (TRFC-HD) 63
3.4 Аварийный переводник для перфорирования (PCS) 66
3.5 Модульный разбухающий пакер (ResPack) для разобщения пластов 68
3.6 Многоточечные датчики измерения давления и температуры WellWatcher Quartz 72
3.6.1 Преимущества и особенности датчиков WellWatcher Quartz 73
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ 76
4.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов на Ванкорском месторождении 77
4.2 Нормативные документы в области безопасности труда и экологической безопасности 78
4.3 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности работ 80
4.4 Санитарные требования к помещению и размещению используемого оборудования 81
4.5 Обеспечение безопасности технологического процесса 83
4.6 Обеспечение взрывопожарнои? и пожарной безопасности 84
4.7 Экологическая безопасность 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 90
ПРИЛОЖЕНИЯ 93

Весь текст будет доступен после покупки

В современное время во всех странах, занимающихся нефтедобычей, активно осуществляется бурение горизонтальных скважин. Обычно дебиты горизонтальных скважин значительно превышают дебиты вертикальных скважин в 2-10 раз, что в свою очередь приводит к увеличению нефтеотдачи на уровне 5-10%.
Горизонтальные стволы, протяженностью сотни метров, прокладываются через продуктивные пласты и могут открывать трещиноватые зоны с повышенной проницаемостью в неоднородных пластах. Это позволяет достичь значительно более высоких дебитов по сравнению с вертикальными скважинами. Также возникает возможность эффективно добыть газ и нефть из залежей с обширными подгазовыми зонами и водонефтяных залежей с использованием гораздо меньшего количества скважин, при этом минимизируются депрессии.
Применение горизонтальных скважин позволяет сократить общее количество необходимых скважин, что приводит к существенному уменьшению капитальных затрат на бурение каждой скважины в 1,5-2 раза, при условии относительного роста стоимости каждой горизонтальной скважины на 70% из-за более сложной конструкции. Однако мировой опыт показывает, что при массовом бурении горизонтальных скважин стоимость проходки одного метра скважины может быть сведена к стоимости проходки вертикальных скважин. Это создает более благоприятные условия для повышения эффективности использования горизонтальных скважин.
Применение технологии разработки нефтяных месторождений с использованием горизонтальных скважин позволяет достичь стабильного коэффициента нефтеизвлечения на уровне 60-80%.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Общие сведения о месторождении
Ванкорское нефтегазоконденсатное месторождение преимущественно расположено в Туруханском районе Красноярского края. Часть этого месторождения, включая Северо-Ванкорский лицензионный участок, находится в Дудинском районе Таймырского (Долгано-Ненецкого) автономного округа. Ближайший населенный пункт город Игарка, находится в 140 километрах от месторождения, а районный центр, поселок Туруханск, находится в 300 километрах к юго-западу от него (см. рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Обзорная карта района месторождения
Эта территория характеризуется наличием многолетнемерзлых пород, которые имеют толщину от 450 до 480 метров, в то время как рабочий слой, где производятся работы, имеет толщину не более 0,5-1,0 метра. Здесь происходят различные мерзлотно-геологические процессы, такие как морозобойное растрескивание, термоэрозия, термокарст и пучение. В долинах рек развиты солифлюкция, нивация, оползни и оплывины, а по берегам озер происходит термоабразия.
Климат в этом районе является арктическим, с холодной и продолжительной зимой, а также коротким прохладным летом. Среднегодовая температура здесь отрицательная и варьируется от минус 10 до минус 110 градусов Цельсия. Самый теплый месяц июль, средняя температура воздуха около плюс 16 градусов Цельсия, а максимальные значения достигают плюс 30 градусов Цельсия. Самые холодные месяцы январь и февраль, со средней температурой около минус 26 градусов Цельсия и максимальной температурой до плюс 57 градусов Цельсия.[1]
Годовое количество осадков, выпадающих в виде дождя и снега, составляет от 450 до 470 миллиметров. Наименьшее количество осадков приходится на август и сентябрь. Толщина снежного покрова неравномерна: на равнинных участках достигает до одного метра, а в оврагах и распадках до 3 метров и более.
На этой территории ветры сильны в течение всего года, преимущественно северных и северо-западных направлений зимой и южных (юго-западных) направлений летом. Средняя скорость ветра составляет 5-7 м/с, а максимальные значения достигают 25 м/с.
Вокруг месторождения нет крупных населенных пунктов, а также отсутствуют автомобильные и железные дороги. Ближайшие населенные пункты город Игарка, Дудинка и поселок Туруханск обладают аэропортами, работающими круглогодично. Время полета на вертолете от аэропорта Игарка до месторождения составляет около 1 часа, а от Туруханска 1 час 40 минут. Транспортировка грузов может осуществляться водным путем прямо до месторождения весной или по водным маршрутам до города Игарка с последующей перевозкой по зимним дорогам или воздушным транспортом.
Для обеспечения электроэнергией объектов Ванкорского месторождения используются газотурбинные электростанции, работающие на природном газе, а также дизельные электростанции.
На территории Ванкорского месторождения, помимо нефти, конденсата и газа, не обнаружено других полезных ископаемых.
1.2 Литолого стратиграфические особенности месторождения
Геологическое строение Ванкорского месторождения охватывает разнообразные образования различных временных периодов. Значительное влияние на него оказывают метаморфические образования, сформировавшиеся в древние эры архея и среднего протерозоя. Также присутствуют осадочные образования, возраст которых изменяется от раннего до позднего палеозоя и от мезозоя до кайнозоя. Однако, глубоким бурением были изучены только отложения, сформировавшиеся в период мезозоя и кайнозоя.
На рисунке 1.2 представлен сводный литолого-стратиграфический разрез
отложений Ванкорского месторождения.

Рисунок 1.2 - Сводный литолого-стратиграфический разрез отложений Ванкорского месторождения [5]
Далее рассмотрим основные свиты, составляющие месторождение.
В геологическом строении Ванкорского месторождения активное участие принимают метаморфические формации архейско-среднепротерозойского возраста, осадочные формации раннего, среднего и позднего палеозоя, а также мезозойско-кайнозойского периодов. Глубокое бурение позволило изучить только отложения мезозойско-кайнозойского возраста, в то время как информация о более древних отложениях основывается на гипотезах, полученных с помощью геофизических исследований и аналогий с соседними районами. В скважинах Ванкорского месторождения обнаружены юрские, меловые и четвертичные отложения. Следует отметить, что юрские отложения не полностью представлены, и самая глубокая скважина достигает среднеюрских отложений.
Нижнемеловая система (K1)
Нижнехетская свита (K1br-v1) включает берриас и низовые валанжинские отложения и широко распространена на месторождении. Она состоит в основном из глинистых пород с примесью алевролитов и песчаников. Глины и аргиллиты имеют темно-серый цвет с голубоватым оттенком, слоистую структуру, слабую песчанистость, а также содержат углеродные остатки и останки фауны. Песчаники и алевролиты являются светло-серыми, с мелкой и средней зернистостью, глинистыми, слюдистыми и местами имеют известковистую структуру.
В центральной части свиты выделяются два песчаных пласта (НхIII, Hx-IV) с общей толщиной около 80 метров, а в верхней части присутствует песчаная пачка Нх-I, толщиной около 10 метров, которая демонстрирует присутствие нефти.
Отражающий сейсмический горизонт IД связан с верхней границей пласта Нх-I. Максимальная вскрытая толщина нижнехетской свиты в скважине ВН-4 составляет 441 метр.
Суходудинская свита (K1v1-h) состоит в основном из песчано-алевритовых пород, которые легли на нижнехетскую свиту. Эта свита является важным коллектором углеводородов и содержит до 13 песчаных пластов, включая 10 газоносных пластов (Соленинское, Казанцевское, Пеляткинское месторождения). На Ванкорском месторождении песчаники серые, с мелкой и средней зернистостью, глинистые и местами известковистые. Алевролиты являются серыми и темно-серыми, плотными и песчанистыми. Аргиллиты имеют темно-серый цвет с зеленоватым оттенком, тонкослоистую, слабо волнистую структуру, слоистую структуру и содержат остатки пелицеподов, углеродные остатки растений и сидеритовые конкреции. Толщина свиты составляет 548-588 метров.
Малохетская свита (K1br-a1), как и суходудинская свита, представлена в основном песчаниками с небольшими прослоями глинисто-алевритовых пород. Верхняя часть разреза более песчанистая, в то время как глинизация увеличивается в нижней части. Песчаники являются светло-серыми, серыми, с мелкой зернистостью и пышной структурой. Алевролиты имеют серый цвет, мелкую зернистость, плотную и массивную структуру. Аргиллиты имеют темно-серый цвет, плотную, тонкослоистую, слабо волнистую и слоистую структуру. Толщина свиты составляет 256-261 метр.
Яковлевская свита (K1a1-al3) представлена частым переслоением песчаников, алевролитов и аргиллитов с преобладанием глинистых пород, содержащих линзовидные угольные прослои. Песчаники серые, желтовато-серые, с мелкой и средней зернистостью, содержащие кварц и полевой шпат, а также прослои угольных аргиллитов. Алевролиты являются серыми, с мелкой зернистостью, плотными и массивными. Аргиллиты имеют темно-серый цвет с зеленоватым оттенком, тонкослоистую и слоистую структуру. В продуктивной части свиты прослеживается сейсмический горизонт IБ. Толщина отложений свиты составляет 432-441 метр.
В разрезе верхнего мела выделены различные свиты, которые представляют собой отложения различных периодов и составляют геологическую структуру региона.

Весь текст будет доступен после покупки

1) “Дополнение к технологической схеме разработки Ванкорского месторождения”, ответственный исполнитель Штадлер Д.В, 2013
2) “Отчет подсчета запасов и ТЭО КИН Ванкорского месторождения”, ответственный исполнитель Корнеев Д.А., 2013
3) Антоненко Д.А., Амирян С.Л., Мурдыгин Р.В., Хатмуллина Е.И.: “ Оценка эффективности применения оборудования для контроля притока в горизонтальных скважинах” // Нефтяное хозяйство // 2007 #11 – 34 с.
4) Безопасность жизнедеятельности : учеб.-метод. пособие для выпол- нения раздела «Безопасность и экологичность» выпускной квалифи- кационной работы [Электронный ресурс] / сост. : Е. В. Мусияченко, А. Н. Минкин. - Электрон.дан. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016
5) Биостратиграфия нижнехетской свиты Ванкорского нефтегазового месторождения// СНИИГГиМС, Новосибирск, 2009 г., 12 стр.// Алейников А.Н., Куцман А.Н.
6) Быков И.Ю., Цхадая Н.Д., Мордвинов А.А. Технология добычи нефти и газа. освоение, эксплуатация и подземный ремонт скважин. Учебник / Старый Оскол, 2020.
7) Быстрицкая А.В., Коркишко А.Н. Управление проектами капитального строительства нефтегазовых объектов/ Тюмень, 2020.
8) Геологическое строение и нефтегазоносность большехетского вала// Инженерный факультет, Российский университет дружбы народов//, Москва, Россия, 115923, // Л.Г. Кирюхин, Е.А. Кулехина, М.Ю. Хакимов
9) Геологическое строение и нефтегазоносность Ванкорского месторождения Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна// Сборник докладов МОИП// «РУДН Москва» // Маркина Е.А, Соболева Е.В, 2013
10) ГОСТ 12.0.03-74 ССБТ Опасные и вредные производственные факторы. – Введен 01.01.1976. – Москва: Госкомитет стандартов Совета Министров СССР, 1976. – 12 с.

Весь текст будет доступен после покупки