Интеграционный подход к проектированию разработки месторождений

Современное состояние мирового рынка углеводородов и ТЭК России требует поиска оптимизационных решений в различных задачах (освоения ТрИЗ, рационального недропользования и др.). Перспективным направлением в области оптимизации является интеграционное проектирование, главный инструмент которого – интеграционное моделирование. Интеграционная модель – это единая система комплексирова-ния, анализа и оптимизации представлений о месторождении, в которой взаимодействуют модели пласта, скважин и наземного оборудования (систем сбора, подготовки и транспортировки углеводородов). Данный подход подразумевает создание мультидисципли-нарной группы, что означает непрерывное взаимодействие геолога, разработчика, технолога и экономиста во время работы над проектом.

Интеграционный подход крайне важен для проектирования разработки газовых и газоконденсатных месторождений. Условия разработки данных месторождений накладывают ряд ограничений по скважинной добыче и транспортированию продукции. Методами интеграционного моделирования достигается общее решение по стратегии разработки месторождения в процессе взаимодействия геолога и разработчика с технологом, осуществляется поиск оптимального числа скважин и профиля добычи с учетом проектирования сетей сбора и систем подготовки и транспортировки углеводородов. Интеграционное моделирование так же актуально для проектирования разработки нефтегазовых и нефтегазоконденсатных залежей, в результате осуществляемой всесторонней оценки осуществляется выбор стратегии разработки нефтяных оторочек. На всех этапах проектирования, от разведки до управления добычей, осуществляется экономическое моделирование, с учетом оценки рисков, производится поиск технологических решений, наиболее устойчивых к возможному изменению показателей разработки.

На разных этапах жизненного цикла месторождения используются различные инструменты проектирования и анализа: модели материального баланса, 2D- и 3D-секторные и 3D-полномасштабные геологотехнологические модели, прокси-модели, аналитические и цифровые мультифункциональные модели, экономические модели (в том числе оценка рентабельности скважин и экономической эффективности проекта). Создание интеграционных моделей требует привлечения специализированного программного обеспечения. Интеграция на базовом уровне представлена в гидродинамических симуляторах ECLIPSE (Schlumberger) [3] и tNavigator [2] (инструмент NETWORK). Интеграционные возможности реализованы специалистами компании Petex - Petroleum Experts в связке программных продуктов IPM GAP/PROSPER/MBAL [4], специалистами Schlumberger в программном комплексе Resolve и связке программных продуктов Avocet IAM/PIPESIM [1]. Специалистами ООО «НОВАТЭК НТЦ» указывается эффективность сотрудничества с компанией Schlumberger Information Solution: была разработана концепция, основанная на использовании кластерных расчетов и интегрированного моделирования на основе связки программных продуктов INTERSECT и PIPESIM [5].

Не снижается актуальность анализа достоверности предложенных систем расчета. В указанных симуляторах (Avocet, PipeSim, Eclipse) научными специалистами ТюмГНГУ С.И. Грачевым, А.В. Стрекаловым и А.Т. Хусаиновым выявлен [6] ряд недочетов, выраженных в неравенстве массовых расходов или давлений между моделями наземной сети и моделями продуктивных пластов, т.е. в точках стыковки (сшивки). Для соблюдения материального баланса и равенства давлений при «сшивке» различных моделей в точках стыковки (устье или забой) в идеале требуется составление и решение единой системы уравнений, объединяющей модели наземных сетей, скважин и пластов. В 2014 г. специалистами ТюмГНГУ была создана новая версия программного комплекса HydraSym [7], позволяющая моделировать систему продуктивных пластов со скважинами и наземными сетями, посредством решения единой системы уравнений. Таким образом, в настоящий момент, разработки в области повышения достоверности интеграционных моделей остаются перспективным направлением развития для мировых и отечественных научно-технических центров нефтегазовой отрасли.