1 Методика оценки экономической и технологической эффективности применения скважин, оборудованных высокотехнологичными компоновками 1-й Российский нефтяной конгресс РНК марта 2011, Москва, Россия Алексей Хруленко РГУ Нефти и Газа имени И.М. Губкина

2 Что такое скважины, оборудованные высокотехнологичными компоновками? Определение: «Умная», или «интеллектуальная» скважина (smart, intelligent well), или скважина с высокотехнологичной компоновкой скважина, конструктивно объединяющая ряд компонентов для сбора, передачи и анализа данных о добыче и пласте, и способных управлять притоком на отдельных интервалах перфорации в целях оптимизации добычи, без внутрискважинных работ, в режиме реального времени С 1997 по 2009 год высокотехнологичное заканчивание было применено на 800 скважинах, расположенных в основном на шельфе Северного моря (главным образом Норвегии), Мексиканского залива, Брунее, Малайзии, Саудовской Аравии и Омане.

Проактивная стратегия управления устройствами контроля притока: Оптимальные положения ICV подбираются и периодически обновляются для того, чтобы оптимизировать показатели разработки на протяжении прогнозируемого периода (например, избежать прорывов воды и газа). Для подбора оптимальных вариантов используются фильтрационные модели пласта, сопряженные с программным модулем оптимизации). Такой подход требует наличия адекватной фильтрационной модели 3 Скважина Модель (Eclipse) Контроллер (Matlab) Текущий временной шаг Δt Предыдущий временной шаг Точка оптимизации Горизонт прогноза Оптимальные значения управляющих параметров Цикл оптимизации

Постановка задачи и цели Месторождение F расположено на арктическом шельфе. Его намечено разрабатывать на базе подводного промысла тремя скважинами, как сателлитное по отношению к близлежащему крупному месторождению. Скважины должны фонтанировать с достаточно высоким устьевым давлением для того, чтобы обеспечить транспорт добываемых флюидов. Если скважина (например, из-за высокой обводненности) не может обеспечить требуемое устьевое давление – она выбывает из добычи Выполнять водоизоляционные работы в скважинах – дорого, сложно и опасно Необходимо: Найти стратегию оптимального управления устройствами контроля притока (ICV), которая бы позволила максимизировать добычу

Модельное месторождение F: 5 Нефть Вода 3 скважины с подводным заканчиванием, добы- ваемая нефть транспортируется на близлежащую платформу по подводному трубопроводу Каждая скважина имеет 3 независимо контролируемых интервала (один на интервале верхнего, два – на нижнего пласта) Средняя проницаемость 750 мД Жесткий водонапорный режим Суммарная длина интервалов перфорации скважин: ~1000 м. Минимальное устьевое давление : 40 бар – чтобы было возможно транспортировать Отбор жидкости: 1650 м3/сут Каждый ICV может принимать 10 положений («полностью открыт» - промежуточные – «полностью закрыт»)

6 Методика оптимизации (- Как найти оптимальную комбинацию положений ICV среди 10 9 возможных? - Нужно разбить большую задачу на несколько малых) 1.Время прогноза модели разбивается на конечное число оптимизационных шагов (Δt=1 год); 2.В модели пласта выделяются секторные модели скважин (СМ) 3.Выполняем расчет полной модели месторождения для Δt n, чтобы получить граничные условия для СМ 4.Находятся оптимальные положения ICV, позволяющие максимизировать целевую функцию (добычу нефти) за Δt для СМ при помощи метода прямого поиска (Direct Search) 5.Выполняется расчет всей модели с полученными положениями ICV и результаты сравниваются с полученными при расчетах СМ, если они совпадают, то происходит переход на следующий временной шаг, если нет, то - возврат на шаг 4

Экономический и технологический эффект от применения высокотехнологичного заканчивания (ВТЗ) 7 Затраты на ВТЗ (2 млн. $/скважина) Срок окупаемости (при цене нефти 20 $/баррель) Прирост добычи

8 Выводы 1.Выбранная стратегия управления позволила значительно увеличить конечную добычу нефти и улучшить динамику разработки модельного месторождения, … 2... применение ICV оказалось экономически выгодным даже при низких ценах нефти и крайне быстро окупилось 3.Методика позволяет значительно ускорить процесс расчета. 4.Для данной модели не потребовалось проводить внешние итерации (пересчет модели), так как секторные модели давали результат с приемлемой точностью 1.Чтобы эффективно применять методику нужно иметь адекватную фильтрационную модель, дающую точный прогноз. В реальной практике моделирования создать адекватную фильтрационную модель очень сложно 2.Метод прямого поиска не гарантирует достижения глобального максимума