Геолого-технологические исследования в процессе бурения скважин

Геолого-техническое мероприятие

Порядок планирования геолого-технических мероприятий ( ГТМ) по ОПЗ и РИР прежде всего должен определяться их назначением; необходимость проведения РИР должна обосновываться требованиями процесса разработки нефтяного месторождения. Их объемы и последовательность проведения должны определяться в проектах и анализах разработки, в настоящее время в наибольшей степени удовлетворяющих потребностям перспективного и текущего планирования и оперативного управления разработкой нефтяных месторождений.

Приведена классификация геолого-технических мероприятий для повышения производительности добывающих и нагнетательных скважин. Описана технология кислотных обработок скважин, гидроразрыва пласта, тепловых способов воздействия на скважину и призабойную зону, применения поверхностно-активных веществ, борьбы с отложением солей и парафина, приобщения пластов и других способов. Приведены технические характеристики оборудования, механизмов и инструмента для их выполнения

Особое внимание уделено охране труда и противопожарным мероприятиям.

Планирование проведения геолого-технических мероприятий осуществляется инженерно-геологической службой нефтегазодобывающего предприятия, а их осуществление возлагается на бригады подземного и капитального ремонта скважин.

Проводится комплекс геолого-технических мероприятий по улучшению работы глубинно-насосного оборудования, увеличению межремонтного периода работы скважин, повышению производительности за счет периодических обработок призабойной зоны скважин.

При проведении технологических и геолого-технических мероприятий, связанных с применением различных химических и других реагентов, в скважину их должны закачивать по герметичной системе, а продукцию реакции, поступающую из скважины, должны направлять в коллектор.

При проведении технологических и геолого-технических мероприятий, связанных с применением различных химических и других реагентов в скважину, их должны закачивать по герметичной системе, а продукцию реакции, поступающую из скважины, должны направлять в коллектор.

Выбор момента проведения геолого-технических мероприятий основывается на следующем принципе: когда накопленная добыча газа имеет тенденцию роста без ограничения, целесообразно проведение увеличения отбора; в противоположном случае — ограничение отбора.

При анализе технологической эффективности выполненных геолого-технических мероприятий ( ГТМ) по ограничению отборов жидкости, а точнее попутно добываемой воды, с целью увеличения коэффициента нефтеизвлечения, темпа отбора нефти, сокращения эксплуатационных затрат в промысловой практике применяют различного вида ХВ , которые на поздней стадии разработки позволяют оценить изменение подвижных извлекаемых запасов нефти при внедрении различных ГТМ.

Таким образом, эффективность проводимых геолого-технических мероприятий наглядно выражается в постоянном улучшении основных технико-экономических показателей эксплуатации скважин — неуклонно растет межремонтный период работы скважин.

Данный параметр определяется по ранее выполненным геолого-техническим мероприятиям.

Одной из причин низкой эффективности геолого-технических мероприятий ( ГТМ), направленных на интенсификацию добычи нефти, является непонимание причин снижения продуктивности скважин.

Наблюдается тенденция к уменьшению проведения геолого-технических мероприятий, но делается упор на увеличение эффективности применяемых методов.

Планирование объемов и последовательности проведения геолого-технических мероприятий производится путем решения оптимизационной задачи, формулировка которой приводится ниже.

В настоящей работе при планировании геолого-технических мероприятий ( ГТМ) и выборе скважин используется теория графов, позволяющая проанализировать дебиты ряда скважин и, следовательно, добычу по месторождению в целом. При этом рассчитывается последовательность проведения вычисляемых геолого-технических мероприятий с наименьшими затратами ресурсов.

Прирост добычи за счет проведения геолого-технических мероприятий ( ГТМ) с учетом продолжительности эффекта играет значимую роль в общей добыче, особенно на месторождениях, вступающих в позднюю стадию разработки.

Основные риски для миноритарных акционеров

К ним относятся:

  • Падение доходов населения и снижение деловой активности.
  • Высокая конкуренция в отрасли, в том числе изменение спроса в пользу других способов доставки.
  • Введение санкций и снижение объема товарооборота на внешнем рынке.
  • Удорожание грузоперевозок из-за роста цен на топливо и платежей в системе «Платон».
  • Подорожание транспортных средств и их комплектующих.
  • Финансовые риски, обусловленные наличием текущих обязательств и привлечением посторонних инвесторов.
  • Риски, связанные с недостаточно эффективной работой топ-менеджеров компании.
  • Действия мажоритарного акционера, противоречащие интересам миноритарных акционеров.

Виды нефтяных скважин

Тип скважины зависит, в первую очередь, от тех условий, в которых находится пласт. Поэтому для того, чтобы разработать месторождение нефти, необходимо определиться с типом выработки. Они отличаются между собой тем, как отклоняется угол ствола от вертикальной оси. Бывают вертикальные, наклонно-направленные и горизонтальные. Последние, к примеру, абсолютно горизонтального расположения не имеют, ведь пласты лежат по-разному. Поэтому пробурить прямую линию невозможно. Учитывая все это, можно сделать более емкое толкование: под горизонтальной нефтяной скважиной подразумевается конструкция, имеющая вид длинного ствола, который бурится под определенным углом. Этот наклон высчитывается исходя из того, куда направлен целевой пласт.

Многоствольные и многозабойные скважины имеют два ствола и более. Когда «рукав» находится над пластом, тогда выработка называется многоствольной. В данном случае подразумевается несколько точек, в которых работник может пробить пласт. Когда ответвления располагаются непосредственно в пласте, тогда скважина называется многозабойной, то есть при наличии единственной точки пробитий может быть много.

Скважины для добычи нефти бывают нескольких категорий:

  • добывающие — приспособлены для того, чтобы добывать нефть, газ иди газовый конденсат;
  • нагнетательные — требуются для закачки воды в пласты;
  • опорные скважины применяются для того, чтобы найти, провести разведку и добыть нефть. С их помощью идет исследование состава пластов, возраста породы;
  • параметрические скважины. Они позволяют рассчитать перспективность района относительно добычи нефти;
  • структурные возводят с целью определения перспективных площадей;
  • поисковые — ищут места залежей нефти;
  • разведочные — дают возможность исследовать параметры пластов, их структуру, провести оценку количества залежей, раздобыть необходимую информацию, которая пригодится в ходе составления проекта будущей скважины;
  • наблюдательные — контролируют процесс разработки;
  • дублирующие — вступают в эксплуатацию в результате непредвиденных ситуаций, аварий или когда основной скважине требуется ремонт;
  • специальные — нужны для того, чтобы сбрасывать воды, ликвидировать фонтаны.

Своими силами

На рынке существуют разнообразные поставщики и разработчики IT-продуктов — почему же многие нефтяные компании идут по пути создания собственного софта, вместо того чтобы использовать готовые решения?

«Разработка полных аналогов существующего программного обеспечения действительно в большинстве случаев не имеет смысла, — отмечает руководитель управления информационных технологий „Газпромнефть НТЦ“ Рустем Гильманов. — Однако стандартные решения из „коробки“ не всегда соответствуют растущим бизнес-требованиям, и стоимость их доработки может оказаться заметно выше стоимости продукта, созданного своими силами. Кроме того, разрабатывая собственные методики и алгоритмы, мы развиваем внутренние компетенции, обеспечиваем конкурентные преимущества компании».

Одна из основных задач ЭРА — дать возможность сотрудникам использовать лучшие практики, алгоритмы, знания, созданные отдельными специалистами и экспертами в виде информационных систем.

Есть и возможности для продажи программных продуктов другим компаниям, и запросы о приобретении информационных систем «Шахматка» и «Техрежим» или «Геомэйт» со стороны других отечественных ВИНКов уже поступают. Однако вопрос о коммерциализации таких разработок в каждом случае решается индивидуально. Очевидно, что инструменты, представляющие собой ноу-хау, например ИС «Интегрированное проектирование», не могут быть отданы за периметр компании в ближайшие несколько лет — это стратегические продукты, определяющие конкурентное преимущество компании. Лицензии на другое программное обеспечение, предназначенное, например, для мониторинга разработки и добычи, со временем вполне могут быть выставлены на рынок.

Марс Хасанов,генеральный директор Научно-технического центра:

Впрочем, не все задачи целесообразно решать собственными силами — для разработки того или иного ПО может привлекаться обладающий соответствующими компетенциями партнер. Один из примеров — это сотрудничество «Газпром нефти» с подразделением «Яндекс.Терра» в области создания программного обеспечения для обработки данных сейсморазведки. Кроме соответствующих компетенций, «Яндекс» располагает необходимым вычислительным ресурсом. Специалисты «Газпром нефти», в свою очередь, отвечают за грамотную постановку задач, исходя из потребностей компании и отрасли в целом.

Что такое геолого-технологические исследования?

Эффективность и безопасность бурения нефтяной скважины во многом определяется качеством геолого-технологических исследований

В процессе бурения информация должна поступать оперативно, что особенно важно при проведении боковых горизонтальных ответвлений. Информация подразделяется на три основные категории:

  • геологическая;
  • геохимическая;
  • технологическая.

На основании сведений по каждой из указанных категорий можно выполнить следующие действия:

  • Провести литологическое и стратиграфическое расчленение разреза.
  • Подготовить прогноз по глубине нахождения нефтеносного пласта.
  • Разработать подходящую для вскрытия нефтяного пласта траекторию стволов скважины.
  • Проводить быстрые корректировки направления горизонтального ствола в ситуациях, если долото выйдет за коллектор.
  • Снизить расходы на бурение скважины и свести к минимуму риски аварийности.

В зависимости от того, насколько точно получена и обработана информация, будет зависеть порядок вскрытия нефтеносных пластов, а это, в свою очередь, влияет на эффективность отбора сырья и всю дальнейшую эксплуатацию месторождения. В сравнении с классическими геофизическими методиками, геолого-технологические исследования в процессе бурения позволяют получать более оперативную информацию (время между вскрытием пласта и проведением исследований — минимальное).

Быстрое получение информации и предпринимаемые на ее основании корректировки помогают своевременно исключить неблагоприятные факторы, способные повлиять на дельнейшую разработку. Если режим вскрытия нефтеносного пласта выбран правильно, при бурении удастся сохранить естественные свойства коллектора в районе скважины. Соответственно, сама скважина будет более продуктивной на всех этапах эксплуатации. Правильный режим бурения можно выбрать только с помощью оперативных геолого-технологических исследований.

Обзор бизнеса

Основное направление деятельности «ГТМ» — это коммерческая перевозка грузов. В начале 2020 года автопарк компании насчитывал 1 318 грузовых автопоездов, которые являются собственностью компании либо взяты в лизинг.

Эксплуатируемые компанией транспортные средства довольно новые, средний возраст тягачей — не более трех лет. После 5-7 лет использования автотранспорт реализуется на вторичном рынке.

Автопарк представлен тягачами Volvo, Scaria и полуприцепами Schmits Cargobull, Knore и Kogel.

Доставка грузов компанией «ГТМ» производится в основном по территории РФ. На долю международных перевозок (в страны ЕС) приходится всего лишь 10 %.

Структурные подразделения «ГТМ»

В состав перевозчика входит всего 11 подразделений, расположенных в Новосибирске, Екатеринбурге, Магнитогорске, Тюмени, Перми, Чебоксарах, Омске, Уфе, Самаре, Челябинске и Ногинске (Московская область).

В Екатеринбурге, Магнитогорске, Новосибирске, Омске, Перми и Ногинске, где проходят ключевые маршруты компании, имеются собственные сертифицированные центры для технического обслуживания и ремонта транспортных средств.

Основные клиенты компании — крупные торговые сети, наиболее значимые из них: IKEA, METRO, X5, Retail, Prokter&Camble, Lenta, «Магнит», «Сибур», ММК, Unilever, «Детский Мир», «Спортмастер».

Чем определяются доходы компании?

Структура доходов ПАО «ГТМ»:

  • 89,3 % выручки приносит перевозка грузов;
  • 10,6 % — услуги экспедирования;
  • 0,1 % — прочие услуги.

Раскладка по типам грузов за 2019 год следующая: доходы от перевозок тентовыми полуприцепами составили 63 %, рефрижераторными — 37 %.

За 2019 год отмечалось увеличение общего объема перевозок, выраженного суммарным пробегом тягачей на 12% (266,4 млн км за 2019 год). Среднемесячный пробег одного тягача достиг 16,5 тыс. км, что больше аналогичного показателя за 2018 год на 3,8 %.

Из вышеприведенных показателей видно, что нагрузка на единицу техники увеличилась, коэффициент груженого пробега в 2019 году составил 92,6 %.

Геология в основе всего

Одной из первых разработок ЭРА стала информационная система «Геомэйт», нацеленная на улучшение качества анализа геологических данных. «Геомэйт» представляет собой единую платформу для аккумуляции и анализа геологической информации обо всех месторождениях компании, обеспечивает доступ к ней специалистов самого разного профиля и компетенций — литологов, геофизиков, петрофизиков, седиментологов, специалистов по региональной геологии, разработчиков.

В системе учитывается более 200 геологических параметров, объединяются результаты анализа геолого-геофизической информации — сейсмических данных, карт, результатов исследований скважин, керна и так далее. Единая информационная среда, заменившая множество разных систем, в которых приходилось работать раньше, дает возможность оперативно изучать все доступные показатели для построения моделей месторождений, выявления и детализации перспективных зон и пластов, позволяет повысить качество и скорость принятия геологических решений. Геологи меньше времени тратят на поиск информации и больше — на ее качественный анализ.

«Геомэйт» представляет из себя базовое решение — ядро, расширения для которого сегодня разрабатываются в рамках других проектов ЭРА. Благодаря им, в частности, удастся существенно снизить затраты на исследования керна за счет более точного выбора скважин для его отбора, уменьшить длительность проведения литои сейсмофациального анализа с 20 до 5 рабочих дней, проводить вероятностную геологическую оценку новых перспективных активов.

Геологические данные ложатся в основу построения системы разработки. Какой должна быть сетка скважин, чтобы получить максимальную нефтеотдачу на каждый вложенный в разработку и обустройство рубль? Ответ на этот вопрос, помимо опыта и знаний специалистов, требует значительного объема работы по перебору и сравнению возможных вариантов. И здесь на помощь приходит созданный в «Газпром нефти» программный продукт «Выбор оптимальных систем разработки», который позволяет находить наилучшие решения по проектированию сетки скважин с учетом имеющихся геологических данных. Применение этого модуля значительно повышает качество и скорость принятия инвестиционных и проектных решений на новых и текущих активах компании.

Этапы разработки нефтяной скважины

Чтобы разработать месторождение нефти, нужна кропотливая и сложная работа на протяжении длительного времени. Работам, связанным с бурением скважин, предшествует скрупулезная подготовка, которая заключается в проведении специальных мероприятий. Она состоит из последовательных этапов:

  1. Разведка. Нужна для того, чтобы объективно оценить, насколько многообещающая разработка.
  2. Оценка. Эта стадия работы заключается в экспертизе технических параметров будущей скважины.
  3. Определение величины забоя. Проектные документы фиксируют все объекты, которые планируется подвергнуть разработке. Также учитывается, в каком порядке будет добываться нефть, и решается вопрос о способе бурения, который позволит очень точно эффективно освоить выбранный горизонт.

Разработка скважины проходит в следующей последовательности:

  1. Первый этап освоения скважины обеспечивает добычу нефти в больших объемах. Пластовое давление, как и обводненность, находятся на минимальной отметке. Постепенно растет количество скважин, коэффициент нефтеотдачи находится на границе 10 %. Средний срок освоения скважины составляет приблизительно 5 лет.
  2. Второй этап освоения скважины состоит в том, чтобы обеспечить необходимый уровень добычи нефти, который варьируется от 3 до 17 %. Длится этот этап максимум 7 лет. За это время количество скважин увеличивается благодаря эксплуатации резервов. Выработки, которые истощили свои запасы, закрываются из-за роста обводненности.
  3. Третий этап подразумевает постепенное уменьшение добычи. Показатели нефтеотдачи опускаются до 10 %. Резервных скважин практически не остается. Обводненность увеличивается до 85 %. Этот период, который продолжается порядка 3 лет, считается самым сложным в ходе разработки скважины, ведь необходимо постепенно снижать скорость откачки нефти.
  4. И, наконец, заключительная стадия. Обводненность равна 98 %, нефтеотдача — 1 %. На этом добыча нефти завершается. Эксплуатация скважины прекращается. Этот этап самый продолжительный. Несмотря на низкие показатели по добыче, рентабельность выработки находится на высоком уровне. А значит, в запасе есть еще лет двадцать.

Вызовы времени

Ни один бизнес сегодня не может сохранять конкурентоспособность без применения информационных технологий. Они помогают не только снижать издержки в привычных, традиционных операциях, но и решать совершенно новые задачи, работать в новых, постоянно изменяющихся условиях. Для нефтедобывающей отрасли драйверами очередного витка развития IT стали сокращение традиционных запасов и смещение акцентов на шельфовые проекты и трудноизвлекаемую нефть. Привычные подходы здесь уже не работают, риски и неопределенность растут, требуется разработка новых методик и алгоритмов.

Сегодня развитие сферы IT в мире связано с такими понятиями, как недетерминированное программирование, big data (большие данные), интернет вещей, технологии распознавания образов, и нефтяные компании не остаются в стороне от этих процессов. По оценкам международной консалтинговой компании Bain & Company, новые аналитические возможности по работе с большими данными позволят компаниям нефтегазового сектора повысить производительность на 6–8 %. С большими объемами информации при принятии решений нефтяникам приходится иметь дело уже давно. Однако современные вычислительные возможности и новые алгоритмы по обращению с этими данными позволяют вывести такую работу на новый уровень. В тех случаях, когда решение задачи требует перебора слишком большого количества возможных вариантов, для чего порой не хватает и мощности современных компьютеров, на помощь приходят подходы недетерминированного программирования, инструменты нечеткой логики, средства искусственного интеллекта. Применение этих технологий будет менять отрасль уже в ближайшем будущем.

Электронная разработка активов (ЭРА) — одно из девяти направлений технологической стратегии блока разведки и добычи «Газпром нефти», объединившее множество проектов компании в области информационных технологий. Формально старт программе был дан в 2012 году, однако в ее основе — опыт и знания сотрудников компании за многие годы.

Проекты ЭРА разделены на семь направлений, ориентированных на решение крупных технологических задач, стоящих перед компанией. В частности, ведутся разработки по систематизации и унификации всех данных, собираемых с месторождений компании, создаются инструменты интегрированного проектирования месторождений, автоматизированного управления добычей, эффективного взаимодействия с подрядными организациями и ряд других.

В рамках проектов ЭРА создаются отдельные программные продукты, решения, которые в том числе могут быть использованы как элементы, своего рода «кирпичики», предназначенные для сборки «цифрового месторождения» на каждом конкретном активе «Газпром нефти». Какие модули будут выбраны в каждом случае, зависит от особенностей актива. Разработку решений ЭРА ведет ИТСК, дочерняя компания «Газпром нефти», при методологической поддержке сотрудников Научно-технического центра и корпоративного центра «Газпром нефти». Для этих задач в 2012 году в ИТСК было создано специальное подразделение. Также внедрение ЭРА курирует управление информационных технологий, автоматизации и телекоммуникаций блока разведки и добычи.

Обзор рынка

На операционные и финансовые показатели компании оказывает влияние ситуация на внутрироссийском рынке грузоперевозок, так как перевозки грузов внутри страны являются основной сферой деятельности ПАО «ГТМ».

Высокая внутриотраслевая конкуренция

Большое количество автотранспортных и логистических компаний, наличие развитой железнодорожной сети создало высокую внутриотраслевую конкуренцию. За 2019 год грузооборот посредством автотранспортных перевозок увеличился на 5,8 % и достиг 274 млрд т-км.

«Деловые линии», «ПЭК», «Монополия», «Траско», TELS, Major Gargo Service, «РутрансЛогистик», «Дентро», XPO Logistics Europe, DB Scherker являются основными конкурентами ПАО «ГТМ» на внутрироссийском и зарубежных рынках грузоперевозок.

Общероссийский парк большегрузных транспортных средств насчитывает свыше 135 тыс. единиц, более половины которых приходится на небольшие компании (до 50 единиц техники) или принадлежит частным лицам.

Тенденция к консолидации отрасли

На начало 2020 года около 80 % автомобильных грузоперевозок производилось малыми и средними компаниями и только около 20 % — крупными. Однако сложная экономическая ситуация в стране стимулирует дальнейшую консолидацию отрасли.

В сфере грузоперевозок сегодня наметилось две тенденции: ускоренный рос доли сектора e-commerce и экспансия крупных торговых сетей в Сибирь и на Урал.

Плата за возмещение вреда увеличила стоимость перевозок

На развитии отрасли сказалось введение платы за возмещение вреда, причиняемого трассам федерального значения автотранспортными средствами свыше 12 тонн. Расчет производится через платежную систему «Платон».

Старт данной программы увеличил стоимость перевозок грузов на 1—5 %, что привело к росту тарифов.

Устройство нефтяной скважины

Нефтяная скважина имеет такие характеристики, как длина и диаметр. Под длиной подразумевается промежуток между устьем, находящимся на поверхности земли, и забоем. Под глубиной — проекция длины ствола на вертикальную ось.

Первый шаг в добыче нефти — это проектные работы скважины, конструкция которой разрабатывается с учетом некоторых требований:

  1. Геофизическое оборудование должно проникнуть на нижнюю часть ствола.
  2. Требуется максимально прочно укрепить стенки ствола во избежание обрушений.
  3. Необходимо разделить пласты, исключить вероятность перетекания нефти и воды из одного пласта в другой.
  4. Должна быть возможность герметизировать устье с помощью противовыбросового оборудования, предупреждающего открытые фонтаны.

Процесс бурения происходит в определенной последовательности:

  1. Бурится ствол на глубину 3 м, пока не появятся устойчивые горные породы. Затем в скважину устанавливается труба, задающая направление. Бутовые камни, которые заливаются бетонным раствором, придают ей устойчивость.
  2. Далее скважина заглубляется на 500–800 м. Так образуется кондуктор, который необходим для того, чтобы изолировать рыхлые слои грунта, ведь они делают сложнее процесс добычи нефти.
  3. Устанавливается промежуточная колонна обсадных труб. Ее создают в случае, если невозможно в один прием пробурить скважину до пластов, содержащих нефть.
  4. Устанавливается эксплуатационная колонна, которая выполняет важную задачу — перекрытие продуктивного пласта и обеспечение поступления нефти в трубу. Этот шаг предотвращает утечку полезного ископаемого в другие пласты и не допускает поступления воды в него.

Как только конструкция готова, вскрывается пласт и извлекается нефть. Далее специальными перфораторами пробиваются отверстия в нижней части колонны и вокруг бетонного кольца, которые необходимы для поступления нефти.

В знании — сила

Помимо специализированных проектов, ЭРА включает в себя и ряд направлений, затрагивающих работу многих функций

Например, проект «Система распространения знаний» получил приоритетный статус, так как накапливание и тиражирование опыта и лучших практик в крупных компаниях чрезвычайно важно — это основа для дальнейшего роста

Система распространения знаний (СРЗ) «Газпром нефти» представляет собой веб-портал, предназначенный для сбора, сохранения и распространения информации о лучших практиках среди дочерних предприятий компании. Среди основных задач СРЗ — создание постоянной площадки для онлайн-коммуникации между сотрудниками блока разведки и добычи, обеспечение удобного доступа к знаниям, накопленным внутри отдельных функций блока, и повышение эффективности их использования, совершенствование процессов сохранения и передачи знаний между функциями. В СРЗ также содержится разнообразная методическая информация по темам «Добыча», «Геология» и «Нетрадиционные ресурсы», материалы конференций и докладов, книги и журналы. В разделе «Передовые и новые технологии» можно узнать о проведенных в компании опытно-промышленных испытаниях. Рубрикатор позволяет изучать и сохранять информацию, распределяя ее по основным функциям БРД. Частью портала СРЗ стал проект I.D.E.A., через который можно направлять предложения по совершенствованию различных процессов, также работает форум для сотрудников.

Структура акционерного капитала

Акционерный капитал компании распределился следующим образом:

  • 61% активов находится у самого крупного акционера компании GT Globaltruck Limited, зарегистрированной на Кипре. Опосредованный контроль над ней осуществляет Елисеев Александр Леонидович посредством принадлежащей ему Litten Investments Limited, владеющей 75 % акций GT Globaltruck Limited;
  • 8,8 % акций находятся в ведении Суверенного фонда Саудовской Аравии AYAR INTERNATIONAL INVESTMENTS COMPANY;
  • 5,9 % — являются собственностью ООО «РФПИ Управление ирвестициями-6», находящегося под доверительным управлением «Российского фонда прямых инвестиций».

24,3 % ценных бумаг приходится на всех прочих акционеров.