№ 5 (2024)
ГЕОЛОГИЯ, ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА
Перспективы открытия и вовлечения в разработку продуктивных интервалов доюрского комплекса Западной Сибири
Аннотация
В статье рассмотрены перспективы поиска, прогноза и вовлечения в разработку продуктивных интервалов отложений доюрского комплекса Западной Сибири. В пределах доюрского комплекса выявлены некоторые особенности геологического строения триасовых вулканогенно-осадочных отложений и образований палеозойского фундамента. В основе построения цифровых геологических моделей триасовых и палеозойских образований, принципиально отличающихся геометрией внутреннего строения открытых в них залежей углеводородов, находится информация 3D сейсмических исследований и ее интерпретация. В залежах триасовых и палеозойских отложений зафиксированы значительные отличия состава и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов пород, принципы создания структурных каркасов их цифровых моделей также отличаются. Данные 3D-сейсморазведки позволяют выполнить корреляцию триасовой толщи и выделить отдельные циклы, границы и геометрия которых используются при создании цифровых трехмерных геологических моделей. При создании моделей залежей углеводородов в палеозойских образованиях, приуроченных к выступам фундамента, на основании интерпретации материалов 3D-сейсморазведки и анализа сейсмических атрибутов, в комплексе с информацией по керну, петрофизике и опробованию скважин, выполняется прогноз развития участков и интервалов повышенной трещиноватости горных пород, являющихся основными интервалами притока в добывающих скважинах. На примере отдельных разрабатываемых залежей, приуроченных к доюрскому комплексу на месторождениях Западной Сибири, показаны фактические результаты комплексирования геолого-геофизической информации с данными 3D-сейсморазведки, на основе которых выполнена не только оценка геологических запасов углеводородов, но и гидродинамические расчеты по восстановлению истории их разработки, а также рекомендованы местоположения для бурения скважин, их геометрия и интервалы испытаний. Накопленный опыт разведки и разработки продуктивных залежей доюрского комплекса позволяет оценить геометрию и особенности целевых объектов в этом интервале, выбрать наиболее информативные методы их картирования и способы создания цифровых геологических моделей, являющихся основой проектирования их разработки.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):11-22
11-22
Перспективы раннеюрских отложений в пределах Хапчагайского мегавала Вилюйской синеклизы
Аннотация
Изучение терригенных юрских отложений Вилюйской синеклизы в настоящее время является актуальной задачей, так как месторождения, расположенные в районе исследования, содержат запасы газа с небольшими глубинами залегания и были открыты в антиклинальных ловушках в 60-е годы прошлого столетия. Возобновление геологоразведочных работ в этом регионе привело к появлению новой геолого-геофизической информации. Цель исследования — выбор поисковых критериев для локализации объектов поиска и разведки залежей углеводородов на изучаемой территории. На основе сейсморазведки, которая служит ведущим методом исследования, проводится анализ особенностей формирования и размещения залежей углеводородных газов в раннеюрском стратиграфическом комплексе Вилюйской нефтегазоносной области, на примере месторождения Хапчагайского мегавала. В результате исследования установлено, что Неджелинское локальное поднятие — инверсионная структура. В кровле продуктивных нижнеюрских отложений кызылсырской свиты в центральном блоке отмечается динамическая аномалия типа «яркое пятно». Разница в флюидном насыщении углеводородами западной и восточной части Неджелинской структуры подтверждается испытаниями по скважинам. Наличие динамических аномалий инверсионного типа можно рассматривать как поисковый признак зон скоплений углеводородов в терригенных отложениях Вилюйской синеклизы, в чем и заключается практическая значимость выполненной работы.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):23-33
23-33
Геолого-геохимические аспекты моделирования углеводородных систем
Аннотация
Важнейшим этапом моделирования геологических углеводородных систем (УВС) является прогнозирование фазово-генетических типов углеводородов, поскольку качественная и количественная оценка ресурсов вероятных залежей имеют важное практическое значение в процессе принятия решения об инвестировании в геологоразведочныйактив. Также снижение геологических рисков при освоении активов и повышение эффективности инвестиций могут быть получены за счет повышения точности качественного и количественного прогноза нефтегазоносности. Поэтому технологии, позволяющие проводить моделирование УВС, приобретают все большее практическое значение. В связи с этим основная цель исследования — рассмотреть важные геолого-геохимические аспекты моделирования углеводородных систем. Под УВС понимаются системы, в которых взаимоувязаны все элементы и геологические процессы, влияющие на формирование нефтегазоносности в осадочном бассейне. В результате рассмотрения основных вопросов процесса моделирования было отмечено, что теоретической основой УВС служит концепция «нефтяного окна», или учение о фазах нефтегазообразования. Она последовательно охватывает историю развития осадочного бассейна, эволюцию термического и термобарического режимов в осадочных отложениях, развитие процессов преобразования органического вещества, генерацию углеводородов, процессы их миграции, аккумуляции и сохранности. Использование полученных результатов моделирования УВС при оценке геологических рисков и геолого-экономического эффекта от освоения геологоразведочного актива может выступать мощным инструментом при принятии компаниями инвестиционных решений в геологоразведочных работах (ГРР).
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):34-45
34-45
Основные закономерности пространственно-временного состояния химического состава подземных вод олигоценового водоносного горизонта в Шаимском нефтегазоносном районе
Аннотация
Постоянно растущая потребность в пресной воде в Шаимском нефтегазоносном районе обуславливает необходимость в разведке новых участков и разработке мероприятий по совершенствованию эксплуатации существующих водозаборов. Для осуществления прогноза качества подземных вод, как одного из технологических параметров эксплуатации водоносного горизонта на перспективу, требуется актуальная информация о химическом составе подземных вод. Цель исследования — установление основных закономерностей пространственно-временного состояния химического состава подземных вод олигоценового водоносного горизонта на территории Шаимского нефтегазоносного района в сравнении со средними значениями его показателей на сопредельной территории. Методы исследования включают систематизацию материалов лабораторных исследований проб воды, анализ данных по химическому составу подземных вод, картирование основных закономерностей пространственно-временного изменения концентраций компонентов. Средние значения показателей химического состава подземных вод в пределах изучаемого района близки к таковым на прилегающей территории, превышение нормативов для питьевых вод отмечается по одинаковому перечню показателей, сходство проявляется также в пестроте основного состава, пространственных закономерностях изменения большинства показателей химического состава подземных вод и присутствии участков с экстремальными значениями. Актуальные сведения о химическом составе подземных вод олигоценового горизонта, значениях его основных характеристик, закономерностях пространственно-временного изменения, представленных в виде карт распределения по площади основных показателей, могут использоваться при проектировании водозаборов подземных вод и прогнозе их качества в долгосрочном периоде.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):46-63
46-63
Анализ изменения смачиваемости горных пород при разных состояниях образцов керна
Аннотация
На сегодняшний день действующие стандарты по подготовке образцов керна к лабораторным исследованиям разработаны для гидрофильных коллекторов и не учитывают другие типы смачиваемости. Исследование влияния различных методов подготовки образцов керна на результаты лабораторных исследований и изменение смачиваемости является актуальным и важным для петрофизического сопровождения подсчета запасов. Предпосылками к данной работе послужил вопрос влияния подготовки образцов керна на изменение смачиваемости карбонатных отложений нескольких месторождений Восточной Сибири. Приводятся результаты специальных лабораторных исследований по определению смачиваемости методом USBM, выполненные на образцах в разных состояниях: керн с сохраненной насыщенностью (до экстракции), керн после экстракции и керн после восстановления смачиваемости. Показано, как каждый из этапов подготовки образцов влияет на изменение смачиваемости пород, изучение которых осложнено интенсивными вторичными преобразованиями: неравномерным засолонением, битуминизацией и ангидритизацией. Наиболее точные результаты получены при проведении исследований керна с сохраненной насыщенностью. Смачиваемость образцов после экстракции в целом увеличилась в сторону более гидрофильного состояния, однако экстракция не изменила смачиваемость с гидрофобной на гидрофильную.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):64-79
64-79
БУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Закачка углекислого газа в ачимовские пласты по технологии реинжекции на примере пластов Ач3-4 Ново-Уренгойского участка Уренгойского месторождения
Аннотация
Предпосылками для исследования являются результаты расчетов для сайклинг-процесса, в которых вместо сухого газа в качестве агента для закачки в ачимовские пласты с целью увеличения коэффициента извлечения конденсата предлагается использовать углекислый газ. Целью работы является оценка эффективности от закачки углекислого газа по технологии реинжекции и снижение углеродного следа на поздней стадии разработки месторождения. Объектом исследования является пласт Ач3-4 в пределах Ново-Уренгойского лицензионного участка Уренгойского месторождения. Ведущим методом для выявления изложенной проблемы являются результаты моделирования на полномасштабной композиционной гидродинамической модели, реализованной в формате ECLIPSE 300. В модели учтена история разработки месторождения на естественном режиме. В работе рассматриваются две схемы нагнетания углекислого газа в пласт. В первой схеме закачка чистого углекислого газа осуществляется по замкнутой схеме, при этом достижение углеродной нейтральности за счет захоронения не обеспечивается. Во второй схеме закачка углекислого газа осуществляется по технологии реинжекции. С момента начала закачки реализация газа прекращается. Предусматривается реализация только конденсата, который выделяется из пластового газа на линии низкотемпературной сепарации и направляется на дальнейшую подготовку. После выделения конденсата смесь природного и углекислого газов в определенной пропорции подается на компрессорную станцию для обратной закачки в пласт в газообразном состоянии. При закачке чистого углекислого газа достигается коэффициент извлечения конденсата, сопоставимый с коэффициентом извлечения конденсата при закачке газа с 30 %-ной примесью углекислого газа. При этом данный вариант проигрывает базовому и другим вариантам по экономическим показателям из-за высоких капитальных вложений в реконструкцию существующего оборудования подготовки газа (требуется строительство установки аминовой очистки). При закачке углекислого газа по технологии реинжекции, помимо дополнительной добычи конденсата, выпавшего в пласте при разработке на естественном режиме, достигается снижение углеродного следа. С точки зрения максимизации коэффициента извлечения конденсата подобрана оптимальная концентрация углекислого газа в смеси, которая нагнетается в пласт. Для максимизации коэффициента извлечения газа обоснован оптимальный срок начала закачки. Экономическая эффективность ожидается за счет дополнительного извлечения конденсата выпавшего в пласте, достижения углеродной нейтральности — за счет монетизации и захоронения углекислого газа.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):80-103
80-103
ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Моделирование динамики давления в газопроводе с путевым отбором
Аннотация
Магистральные, промысловые и городские газонефтепроводы часто работают в нестационарном режиме. Причинами неустойчивости давления, скорости, расхода газа являются изменения режимов работы насосных станций, включение и выключение агрегатов, попутный отбор или подкачка и другие факторы. Магистральные трубопроводы представляют собой сложную инженерную систему. Важнейший фактор работы этой системы — безаварийность. Для этого необходимо изучение режимов движения транспортируемой среды, в частности изучение динамики давления в период пуска или остановки, а также в случае отбора в заданных точках. Цель данной статьи заключается в построении математической модели и изучении динамики давления в газопроводе с точкой отбора. Широкое развитие теория нестационарного движения жидкостей в круглых трубах получила в работах И. А. Чарного. В них рассмотрен большой комплекс инженерных задач с учетом вязких свойств транспортируемой среды и сопротивления трубы в гидравлическом приближении. В статье на основе исследований И. А. Чарного о движении реальной жидкости в круглых трубах составлено уравнение в частных производных гиперболического типа. Уравнение описываетнестационарное давление горизонтального участка газопровода с точкой отбора. Использование импульсной функции Дирака позволило сформулировать задачу в виде одного уравнения. На концах заданного участка заданы давления, а начальная скорость связана с импульсной функцией. С использованием конечного синус-преобразования Фурье уравнение в частных производных преобразовано в обыкновенное дифференциальное уравнение и решено. Решение уравнения представляет образ решения исходной задачи. Формулы обратного преобразования, основанные на теории рядов Фурье, позволили перейти к решению поставленной задачи. Получены явные зависимости для динамики нестационарного давления. Качественный анализ формул свидетельствует о волновом движении среды в начальный период работы. Через небольшой промежуток времени процесс переходит в стационарный режим. Время переходного периода зависит от большого количества факторов. Главными факторами служат коэффициент гидравлического сопротивления и скорость транспортируемой среды. Рассмотрен пример для горизонтального участка при изотермическом течении. При принятых числовых параметрах переход в стационарное состояние составляет около 17 минут от начала процесса. Приведены графики динамики давления при отборе в заданной точке и без такового. Математические модели движения жидкости и газа по трубам могут быть использованы инженерами при проектировании трубопроводов, а также при решении задач, возникающих в период их эксплуатации. К ним относятся задачи контроля состояния трубопроводной системы, оптимизации работы, оценки аккумулирующей способности и другие.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):104-116
104-116
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Решение задачи динамической интерпретации сейсмических данных при помощи методов машинного обучения
Аннотация
В статье рассматривается проблема динамической интерпретации сейсмических данных с использованием моделей машинного обучения Extremely Randomized Trees (Extra Trees), Gradient Boosting (GB) и Adaptive Boosting (AdaBoost) в применении к указанной задаче. В статье проанализированы некоторые существующие решения поставленной задачи. Описано преимущество выбранных моделей машинного обучения и проведены исследования точности по метрике — среднеквадратическое отклонение от истинных значений. В процессе предварительного анализа исследований, проводимых на смежные темы, авторами данной статьи было выявлено, что вопрос динамической интерпретации и предсказания данных с использованием приведенных в статье методов машинного обучения не был освещен, что и стало основным объектом работы. Далее формализовано применение упомянутых ранее моделей, описаны их особенности и преимущества применимо к решаемой задаче. Исследованы несколько распространенных методов машинного обучения, позволяющих находить функциональные зависимости между входными параметрами, проведены вычислительные эксперименты для оценки их применимости и сравнительного анализа алгоритмов. По результатам экспериментов был сделан вывод, что метод Extra Trees в большей мере подходит для практического применения относительно решаемой задачи, поскольку демонстрирует наиболее высокую точность подбора функциональной зависимости и динамической интерпретации.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):117-131
117-131
Интеллектуальная фильтрация промысловых данных добычи
Аннотация
В нефтегазовой отрасли при добыче нефти и газа замеряемые показатели характеризуются наличием шумов, вносящих свой вклад в формирование сложной немонотонной динамики, крайне трудной для ручного анализа и интерпретации, в связи с чем целью работы является разработка алгоритма, способного определять и исключать шумы (изменения сигнала без выраженной причины) в промысловых показателях эксплуатации скважин. В работе рассмотрены существующие методы сглаживания данных, такие как скользящее среднее, экспоненциальное сглаживание, линейный фильтр Калмана, фильтр Винера, метод Савицкого-Голея, преобразование Фурье, вейвлет-преобразование, и выявлены их достоинства и ограничения применения. Предложен альтернативный подход, представляющий синергию методов машинного обучения и стандартных инструментов фильтрации данных. Разработанный алгоритм позволяет восстановить истинную динамику показателей работы скважин, а также отфильтровывает и сглаживает шумы, связанные с техническими неисправностями. Новизна алгоритма заключается в применении нейронной сети LSTM для выделения трендовой составляющей на зашумленной динамике в зависимости от происходящих событий на самой скважине, так и от событий, происходящих на скважинах окружения.
Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2024;(5):132-147
132-147