Регистрация / Вход
Прислать материал

Комплексное исследование Баженовской свиты: оценка характеристик залежей углеводородов и перспективных технологий их разработки

Докладчик: Писаренко Дмитрий Владиленович

Должность: Директор

Цель проекта:
Целью проекта является комплексное изучение залежей углеводородов Баженовской свиты (геология, литология, геохимия, пластовые условия, содержание и свойства углеводородов, петрофизические свойства пород) и создание на данной основе моделей, баз данных и методических рекомендаций для обеспечения технологий разведки, оценки запасов и разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов Баженовской свиты.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов:
1.1 Результаты комплексного литолого-петрофизического и геохимического анализа, выполненного для выбранных объектов Баженовской свиты (БС), с использованием новейших достижений в области петрофизики: геомеханические свойства, анализ микроструктуры пустотного пространства с разрешающей способностью от нанометров до миллиметра, анализ тепловых свойств, исследование параметров и профилей флюидонасыщения с помощью ЯМР, детальные геохимические исследования органического вещества, анализ смачиваемости поверхности пор. Создание базы данных по петрофизике БС.
1.2 Комплекс литолого-петрофизических моделей различных литотипов пород БС, необходимых для использования в качестве петрофизического обеспечения при анализе региональной продуктивности БС, интерпретации данных ГИС, оценке запасов, создании геомеханических и других моделей разработки месторождений.
1.3 Комплексный технико-экономический сравнительный анализа мировых месторождений сланцевой нефти с данными по БС. Выявление различий, влияющих на эффективность разведки и добычи углеводородов. Научно обоснованная оценка потенциала используемых в мире технологий разведки и добычи сланцевой нефти для проведения работ на БС. Разработка рекомендаций по возможному использованию зарубежных технологий применительно к БС.
1.4 Технико-экономическая оценка применимости альтернативных методов разработки БС (закачка СО2, воздуха, тепловые и другие методы) по данным математического и экспериментального моделирования процессов добычи.
1.5 Проекты методик, программное обеспечение и базы данных, необходимые для обеспечения технологий разведки и разработки месторождений БС, включая:
а) Проект методики проведения и интерпретации ГИС с целью выделения продуктивных интервалов БС;
б) Проект методики подсчета запасов;
в) Специализированное программное обеспечение моделирования геомеханических и гидродинамических пластовых процессов с целью выбора оптимальных параметров разработки месторождений углеводородов БС, с использованием ГРП, включая многостадийный ГРП на горизонтальных стволах;
г) Результаты моделирования различных сценариев добычи нефти (вертикальные и горизонтальные скважины, использование различных методов ГРП при различном заложении горизонтальных скважин и т.д.) для типовых структур БС;
д) Проект методических рекомендаций по внедрению полученных результатов для разведки и разработки месторождений БС.

2. Пути и способы достижения заявленных результатов. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
2.1 Комплексный (геология, литология, петрофизика, геофизика, технологии оценки запасов и разработки месторождений) сравнительный анализ эксплуатируемых месторождений сланцевой нефти в мире с Баженовской свитой на основе существующих данных.
а) Анализ существующей геологической, геофизической, литолого-петрофизической, геохимической информации, а также данных по технологиям разведки и добычи для эксплуатируемых месторождений сланцевой нефти за рубежом (Bakken, Eagle Ford, Bone Springs, Three Forks)
б) Анализ существующей информации по месторождениям БС: пластовые условия, минеральный и химический состав нефти и других видов УВ, типизация пород, расчленение и стратификация разрезов, аномальные разрезы БС, данные опытно-промышленной разработки.
в) Сопоставление характеристик Баженовской свиты с эксплуатируемыми месторождениями сланцевой нефти на основе разработанной единой системы параметров сравнения.
г) Выявление ключевых различий залежей сланцевой нефти, влияющих на эффективность разведки и добычи.
д) Оценка потенциала используемых в мире технологий разведки и добычи сланцевой нефти для проведения работ на Баженовскиой свите. Разработка рекомендаций по возможному использованию и адаптации зарубежных технологий при проведении работ на БС.

2.2 Литолого-петрофизические и геохимические исследования БС
а) Выбор объектов исследования (сеть из 8-10 или более опорных скважин с выносом керна и наличием данных ГИС для нескольких характерных участках БС).
б) Разработка программы литолого-петрофизических и геохимических исследований керна для обеспечения технологий разведки и добычи углеводородов БС с применением новых комплексных методов анализа нефтематеринских пород:
- минералогические исследования, изучение элементного состава пород БС с использованием широкого набора методов, включая анализ шлифов, электронную микроскопию, рентгенофазовый и рентгено-флюоресцентный анализ, нейтронно-активационный анализ, определение типов минералов, изотопный анализ;
- стандартные исследования ФЕС (фильтрационно-емкостные свойства): пористость, проницаемость, остаточная водонасыщенность, смачиваемость, капиллярометрия, порометрия, а также специальные методы изучения ФЕС низкопроницемых коллекторов (включая TRA);
- исследование порового пространства образцов пород методом рентгеновской микро-томографии высокого разрешения (до 0.5 мкм), исследование нано-пористости (1нм – 500 нм) с помощью просвечивающей электронной микроскопии, моделирование петрофизических свойств на основе данных микроструктурных исследований;
- исследование электромагнитных и акустических свойств пород (электропроводность в широком спектре частот, скорости и затухания продольной и поперечных упругих волн);
- исследование механических свойств пород БС (обеспечение исходных данных для расчета и оптимизации ГРП), включая тесты UCS, TCS, MSTCS, Brazil test, TSTR, Kc;
- исследование тепловых свойств пород БС, включая теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость, температурный коэффициент линейного расширения, изучение тепловых эффектов с использованием калориметрии (данные по тепловым свойствам пород необходимы для бассейнового моделирования, расчета тепловых методов разработки, таких как термогаз и моделирования тепловых МУН);
- ЯМР исследования образцов пород (общая, эффективная, каверновая пористость, распределение пор по размерам, смачиваемость, остаточная водонасыщенность, проницаемость);
- специальные исследования с целью определения изотопного состава различных компонентов пород БС;
- исследования нефти БС, включая, фракционный состав, физико-химические свойства, химический состав, изотопный состав.
- исследование органического вещества пород БС (Сорг, плотность, групповой состав, степень зрелости по витриниту и данным пиролиза (Rock-Eval), элементный состав (C-H-N-O); групповой состав ОВ; анализ керогена, химико-битуминологические исследования, изотопный состав).
в) Подбор и отработка методик специальных петрофизических исследований для нефтематеринских пород БС;
г) Выполнение программы литолого-петрофизических и геохимических исследований пород БС;
д) Обработка результатов литолого-петрофизических и геохимических исследований пород БС, привязка керн-ГИС, построение и анализ основных петрофизических зависимостей, интерпретация результатов.

2.3 Создание литолого-петрофизических моделей коллекторов и флюидоупоров для отложений БС, а также подстилающих и перекрывающих отложений. Разработка критериев выделения продуктивных зон по данным ГИС.
а) Создание моделей коллекторов и флюидоупоров, описывающих литологию, состав, петрофизические свойства, включая емкостные, фильтрационные, упругие, прочностные, тепловые и другие свойства, обоснование величин нижних значений параметров для выделения коллекторов;
б) Разработка методики определения содержания подвижной нефти, разработка методов дифференциации продуктивных зон по данным ГИС;
в) Разработка методики подсчета запасов углеводородов по геологическим и геофизическим данным;

2.4 Экспериментальное и математическое моделирование пластовых процессов с целью оптимизации технологий разведки и добычи углеводородов
а) Оптимизация добычи нефти на месторождениях БСс использованием ГРП, в том числе многостадийного ГРП на горизонтальных стволах:
- Анализ существующих методик и технологий разработки месторождений с использованием ГРП, применяемых за рубежом на месторождениях-аналогах БС. Выбор лучших практик моделирования геомеханических и гидродинамических процессов, использующихся при оптимизации разработки месторождений БС.
- Анализ основных факторов и физических механизмов, определяющих характер геомеханических и гидродинамических процессов при проведении ГРП в условиях месторождений БС. Разработка математической модели геомеханических и гидродинамических процессов и формирования перечня исходных геологических и петрофизических данных, необходимых для моделирования и оптимизации технологий добычи углеводородов.
- Разработка новых и адаптация существующих численных моделей процессов распространения трещин ГРП и притока флюидов к скважинам с ГРП, в том числе к горизонтальным скважинам с многостадийным ГРП, для типовых разрезов БС. Создание специального программного обеспечения для моделирования геомеханических и гидродинамических процессов, проведение тестовых расчетов с использованием данных, предоставляемых индустриальным партнером.
- Создание электронного электронного каталога типовых геологических разрезов, встречающихся в различных районах залегания БС. Формирование базы данных параметров БС для моделирования процессов распространения трещин ГРП и притока флюидов к горизонтальным скважинам с многостадийным ГРП в таких разрезах.
- Анализ геометрии трещин ГРП в породах БС с помощью аналитических и численных методов. Установление основных факторов, влияющих на геометрию трещин ГРП.
- Оптимизация параметров разработки методы БС с применением многостадийного ГРП помощью численных экспериментов, моделирующих процессы формирования ГРП и притока нефти к скважинам с ГРП, в том числе к горизонтальным стволам с многостадийным ГРП, для выбранных моделей БС.
б) Экспериментальное и математическое моделирование добычи углеводородов БС при альтернативных методах воздействия на пласт (закачка углекислоты, закачка воздуха, тепловое воздействие на пласт):
- Обзор и анализ работ по математическому и экспериментальному моделированию добычи углеводородов сланцевой нефти. Анализ основных пластовых процессов, уточнение постановки задач математического и экспериментального моделирования;
- Экспериментальное исследование пластовых процессов, протекающих при закачке СО2, закачке воздуха (термогазовый метод), тепловом воздействии и других сценариев добычи, согласованных с Индустриальным партнером;
- Разработка математических и численных моделей, описывающих пластовые процессы, протекающие при закачку СО2, закачке воздуха, тепловом воздействии и других сценариев добычи, согласованных с Индустриальным партнером;
- Проведение численных экспериментов, направленных на оценку эффективности технологий добычи, основанных на закачке СО2, закачке воздуха, тепловом воздействии на пласт и других сценариев добычи, согласованных с Индустриальным партнером;
в) Построение бассейновых моделей для БС, разработка критериев региональной продуктивности БС на нефть и газ.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов:
В результате реализации проекта будут разработаны геологические, гидродинамические и геомеханические компьютерные 3D модели залежей, базы данных ключевых параметров этих моделей, проекты методических рекомендаций в обеспечение технологий разведки, оценки запасов и разработки месторождений углеводородов Баженовской свиты. Пользователями результатов будут нефтегазовые компании, разрабатывающие месторождения Баженовской свиты и государственные структуры, осуществляющие функции регулирования в области нефтегазодобычи.

2. Описание практического внедрения планируемых результатов:
2.1 Проведение предварительных испытаний разработанных технологических решений (проекты методик литолого-петрофизических исследований, методика подсчета запасов, оптимизированный комплекс методов геофизического исследования скважин, включающий методы интерпретации данных с целью выделения продуктивных интервалов, методика подсчета запасов, специализированное программное обеспечение для моделирования и оптимизации разработки) в режиме сравнения с подходами, использующимися в Компании.
2.2 Выпуск коммерческой версии специализированного программного обеспечения, предназначенного для математического моделирования пластовых процессов с целью оптимизации добычи при использовании технологии гидроразрыва пласта на горизонтальных скважинах, корректировка технологической документации на специализированное программное обеспечение в соответствии с корпоративными стандартами;
2.3 Доработка проектов методик (методики литолого-петрофизических исследований, методика подсчета запасов, оптимизированный комплекс методов геофизического исследования скважин, включающий методы интерпретации данных с целью выделения продуктивных интервалов, методика подсчета запасов, и другие) в соответствии с корпоративными стандартами
2.4. Проведение мероприятий по освоению (адаптация, установка на корпоративных ресурсах, обучение персонала), коммерческой версии специализированного программного обеспечения, предназначенного для математического моделирования пластовых процессов с целью оптимизации добычи при использовании технологии гидроразрыва пласта на горизонтальных скважинах;
2.5 Проведение мероприятий по освоению методик проведения литолого-петрофизических и геофизических исследований, методики оценки запасов (адаптация существующего, установка необходимого нового оборудования, обучение персонала),
2.6 Испытания разработанных методик, технологий и специализированного программного обеспечения в рамках выполнения проектов опытно-промышленной разработки месторождений баженовской свиты;
2.7 Внедрение профильными министерствами (минэнерго, минприроды) и их структурами изменений в отраслевые стандарты, регламентирующие проведение работ в области разведки, подсчета запасов и разработки месторождений (см. письмо министерства энергетики, входящее в состав заявки).

Текущие результаты проекта:
1. Выполнен комплексный сравнительный анализ месторождений сланцевой нефти мира с Баженовской свитой (геология, литология, петрофизика, геофизика, методики подсчета запасов, технологии разведки и разработки месторождений). Проведена отработка методик и проведение лабораторных литолого-петрофизических исследований для пород месторождений сланцевой нефти.

2. В рамках изучения процессов разработки месторождений сланцевой нефти с использованием гидроразрыва пласта (ГРП) проведен: анализ геологических условий и применяемых технологий, анализ экономической эффективности в зависимости от геологических условий, отбор и подготовка представительной коллекции образцов горных пород месторождений-аналогов для сравнительных лабораторных исследований механических свойств.

3. В рамках изучения альтернативных ГРП технологий добычи сланцевой нефти проведен анализ технологий моделирования процессов добычи, а также работ по компьютерному математическому и экспериментальному моделированию, выполнена постановка задач математического моделирования, разработаны протоколы проведения экспериментов.

4. Проведен патентный поиск по технологии гидроразрыва пласта (ГРП) для месторождений сланцевой нефти (Bakken, Bazhenov, Eagle Ford, Vaca Muerta), включая многостадийный ГРП на горизонтальных скважинах.

5. Проведен патентный поиск по технологиям добычи сланцевой нефти (включая методы, основанные на тепловом воздействии на пласт, закачку пара, воздуха, применение ПАВ, полимеров, кислот, других химических реагентов, и другие, исключая технологии, основанные на применении гидроразрыва пласта как единственного метода интенсификации притока).