С научно-практического семинара "Проблемы качества ГИС" (г. Тверь, 27-30 января 1997 г.)
ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ В УДМУРТИИ
А.Г. Корженевский, Я.К. Нуретдинов, Р.Р. Хайретдинов (АО "Татнефтегеофизика")
По темпам бурения горизонтальных скважин (ГС) и боковых стволов (БС) через обсадную колонну Удмуртия выходит на одно из ведущих мест в России.
Бурение ГС на территории Удмуртии начато в 1992 году, БС - в 1995 году. По состоянию на 01.01.97 г пробурено и исследовано методами ГИС в различном объеме 27 ГС и 13 БС из 10 скважин.
Протяженность горизонтальных участков ГС - от 100 до 500 м, БС - от 80 до 230 м. Радиус искривления ствола в интервале перехода в горизонтальную часть для ГС составляет в среднем 150 - 170 м при диаметре скважины 215,9 мм, для БС - 30 - 50 м при диаметре скважины 120,6 мм. Объектами разработки являются карбонатные пласты-коллекторы верейского горизонта, башкирского и турнейского ярусов.
В ближайшие несколько лет АО "Удмуртнефть" планирует значительно расширить объемы горизонтального бурения и обеспечить коммерческие скорости проходки на уровне скорости бурения наклонно направленных скважин.
Только в 1997 году намечено пробурить 72 БС и 16 ГС.
Если бурение ГС становится для буровых организаций уже отработанной процедурой, то технология заканчивания и освоения ГС, а также методика их заложения на этапе проектирования остаются несовершенными. Относительно низка эффективность информационного обеспечения ГС, особенно на этапе их эксплуатации. Следствием этого являются низкие, против ожидаемых, дебиты скважин, быстрое обводнение продукции, большое количество неосвоенных скважин и т.д. Так, из 15 пробуренных в Удмуртии БС только в одной скважине получен приток безводной нефти. А ГС 436 Мишкинской площади, в которой при освоении был получен приток 80 т/сут. нефти с 9% минерализованной воды, через год эксплуатации стала давать 100% минерализованной воды удельного веса 1,18 г/куб.см.
Анализ имеющегося материала показывает, что в большинстве случаев причиной снижения эффекта от ГС является ограниченный объем геофизических исследований (ГИ) и, как следствие, их низкая геологическая эффективность (снижается достоверность выделения проницаемых интервалов, зон развития трещиноватости, обводненных прослоев и т. д , уровень информационного сервиса в целом). В ряде ГС не проводится газовый каротаж, высокая эффективность которого при бурении горизонтальных стволов не подлежит сомнению.
Рассмотрим некоторые аспекты качества информационного сопровождения ГС с учетом основных ее составляющих: "качество средств доставки приборов на забой - качество комплекса ГИ - качество регистрирующей аппаратуры - качество интерпретации".
Информационное обеспечение горизонтального бурения в Удмуртии производится силами Удмуртского филиала АО "Татнефтегеофизика".
На вооружении филиала имеются такие системы доставки приборов на забой, как "Горизонталь-4" и "Горизонталь-5", а также спецкабель, разработанный АО "Татнефтегеофизика" (А.Г. Корженевский) и АО "Пермкабель" (В.Н. Алейников).
Системы "Горизонталь" последних поколений хорошо зарекомендовали себя на всех этапах исследования ГС. Именно с использованием "Горизонталь-5" силами Удмуртского филиала впервые в России была произведена перфорация 2-х ГС на Кезском месторождении (скв. 3259 и 3261). Несмотря на сложную, близкую к синусоидальной, траекторию ствола и довольно большую, до 350 м, протяженность горизонтального участка, положительный результат был получен в обоих случаях.
В то же время в процессе работ был выявлен ряд недостатков систем типа "Горизонталь", а именно:
Возможности разработанного во ВНИИГИС аппаратурно-методического комплекса "Горизонт" и перспективы его применения несомненны. С помощью указанного комплекса осуществлено информационное сопровождение первых ГС на территории Удмуртии и исследовано на сегодняшний день 5 скважин. К сожалению, возможности АМК "Горизонт" несколько ограничены при исследовании ГС с малыми радиусом искривления и диаметром ствола, нет возможности проведения исследований методами ИК, БК.
Одним из перспективных является способ доставки приборов с использованием спецкабеля. На этой основе в АО "Татнефтегеофизика" разработана новая технология проведения ГИ в ГС. Основными преимуществами спецкабеля являются:
Указанные достоинства значительно облегчают проведение ГИ с использованием спецкабеля в БС. Учитывая тот факт, что доля БС в общей структуре горизонтального бурения в Удмуртии будет неуклонно возрастать, а вместе с тем будет возрастать и необходимость в проведении ГИ по контролю за разработкой, преимущества спецкабеля очевидны.
Всего за полгода, с использованием спецкабеля в том или ином объеме, исследовано 26 ГС, произведено 8 перфораций в 5-ти ГС с прохождением перфоратора по горизонтальной части до 200 м.
Произведенная специалистами филиала конструктивная доработка кабельной системы позволила увеличить проходимость приборов по горизонтальному участку до 300 м. Объемы исследований с использованием кабельной технологии будут неуклонно возрастать.
Первоначально ограниченный, на уровне навигационного, комплекс ГИ ГС значительно расширен и включает в себя: НГК, ГК, ИК, БК (с использованием модернизированного собственными силами прибора Э-31), оптимальный градиент-зонд A4.0M0.5N, резистивиметрию, инклинометрию, газовый каротаж, а также АК с регистрацией полной волновой картины. В отдельных скважинах проводятся исследования методом геоакустической шумометрии (А.К. Троянов, Уральское отделение РАН).
Так, в результате применения расширенного комплекса ГИ в горизонтальном стволе скв. 208 Киенгопской площади однозначно определены интервалы пластов-коллекторов, их эффективные толщины и характер насыщающего флюида, выделены обводненные прослои. Полученная информация позволила более четко наметить интервалы для установки фильтров в обсадной колонне. При освоении скважины было получено 11 куб. м/сут. нефти с 40% воды уд. веса 1,12 г/куб, см, что для месторождения, находящегося на поздней стадии разработки, является хорошим результатом.
Выявление высокопроницаемых прослоев коллекторов и прогнозирование интервалов опережающего обводнения является весьма актуальной проблемой для условий карбонатных отложений в Удмуртии с широко развитой трещиноватостью в них. На вооружении филиала имеется комплект скважинного телевизора АВК-48, который может применяться для сканирования стенок ГС при решении вышеуказанных задач.
Создаются предпосылки для применения ИГН при исследовании ГС как в открытом стволе, так и после спуска эксплуатационной колонны. В результате переориентации буровых организаций на использование глинистых растворов при проводке ГС (в настоящее время применяются полимерсолевые растворы) появилась возможность проведения ЯМК, обеспечивающего выделение проницаемых интервалов и определение коэффициента эффективной пористости коллекторов.
Очевидно, комплекс ГИ ГС следует расширять в пределах разумного. Тем более, что ГС бурятся на изученных месторождениях, а перед проводкой горизонтального, как правило, бурится "пилотный" ствол, в котором ГИ проводятся расширенным комплексом методов. Перед забуриванием БС в скважинах действующего фонда проводятся исследования по оценке текущей нефтенасыщенности и выявлению вероятных интервалов обводнения.
Применяемый в настоящее время комплекс ГИ, после его дополнения замерами каверномером-профилемером, можно считать оптимальным с точки зрения эффективности и качества для условий Удмуртии.
Удмуртский филиал проводит также исследования по оценке качества тампонажа 5" в ГС и 3" в БС эксплуатационных колонн. На сегодняшний день такие работы проведены в 5-ти скважинах, в т.ч. в 2-х из них - с использованием спецкабеля и регистрацией полной волновой картины. Во всех случаях замеры проведены успешно, эксплуатационная колонна исследована на всем своем протяжении. Все возрастающее количество вводимых в эксплуатацию ГС предполагает и увеличение объемов работ по контролю за разработкой. К сожалению, ни в зарубежной, ни в отечественной практике нет накопленного положительного опыта проведения ГИ на стадии эксплуатации ГС, тем не менее, работы в этом направлении, с использованием пока что традиционных технологий и методических приемов, также ведутся.
Силами филиала проведено 4 исследования по определению работающих интервалов и источника обводнения в 3-х ГС, в одной из которых (скв. 453 Гремихинской площади) однозначно выделены интервалы прорыва вод от закачки.
К настоящему времени в Удмуртии накоплен положительный опыт работ по освоению ГС. Принятый в АО "Удмуртнефть" "Технический проект" предусматривает освоение ГС путем свабирования, спуска глубинного насоса или их сочетания. Отметим, что количество ГС, осваиваемых путем свабирования, превалирует. Это и понятно, поскольку применение СВАБов при освоении скважин позволяет при хорошем конечном результате избежать значительных временных и финансовых затрат.
За второе полугодие 1996 года нами проведено 27 операций в 13 скважинах. Успех был достигнут в первой же скважине. После свабирования, проведенного в ГС 412 Мишкинской площади, скважина начала изливать безводной нефтью, дебит ее составил 60 т/сут.
Если в разработке средств доставки приборов на забой ГС достигнут определенный прогресс, а качество комплекса ГИС и уровень геофизических услуг в целом на сегодняшний день удается поддерживать на должном уровне, то качество регистрирующей аппаратуры и ее метрологическое обеспечение, а также качество интерпретации вызывают серьезные претензии.
Исследования в ГС проводятся, как правило, с использованием серийно выпускаемой аппаратуры. Отсутствие, как показывает обзор отечественной литературы, теории распределения физических полей в радиально анизотропных средах сдерживает разработку надежной метрологической базы ГИ в ГС, создание соответствующего математического и палеточного обеспечения.
На практике это делает невозможным с заданной точностью учесть влияние различных факторов (слоистость коллектора, степень параллельности ствола скважины напластованию, центрирование прибора, влияние вмещающих пород, строения зоны проникновения фильтрата ПЖ и т. д.) на показания регистрирующих приборов, определить границы применимости аппаратуры. Следствием этого является практическая непригодность результатов измерений для их количественной обработки.
Таким образом, разработка надежной и оптимальных размеров аппаратуры, адаптированной к условиям ГС, является насущной необходимостью. При этом должны быть решены и вопросы ее сертификации.
Говоря о состоянии интерпретации результатов ГИ в ГС, необходимо констатировать, что эта процедура для интерпретаторов становится делом привычным. В то же время интерпретация в подавляющем большинстве случаев проводится на качественном уровне и сводится к стратиграфическому и литологическому разделению пластов, отнесению их к плотным, пористым или глинистым разностям, к определению абсолютных глубин залегания пластов и характера насыщающего флюида.
К сожалению, из-за отсутствия теоретической базы для решения обратной задачи каротажа в случае пересечения скважиной пластов параллельно их напластованию до сих пор не разработаны надежные методическое и программное обеспечение процесса интерпретации. Это, в свою очередь, значительно снижает достоверность определения коллекторских свойств пород с использованием существующих петрофизических связей и качество информационных услуг в целом.
Практике горизонтального бурения в странах СНГ исполнилось уже более 20 лет (первые ГС пробурены в середине 70-х годов в Таджикистане), фонд ГС значителен. Тем не менее, до сегодняшнего дня мы не имеем серьезных теоретических и экспериментальных работ, которые позволили бы осмыслить накопленный в регионах большой объем геолого-геофизической информации по ГС. Большинство публикаций по данной проблеме носит характер обобщений. Это является наглядным примером того, как диалектический закон "перехода количества в качество" не работает, теория отстает от практики.
Мы считаем, что назрела необходимость создания в России координационного центра (например, при ЕАГО), курирующего вопросы информационного обеспечения горизонтального бурения, разработку нормативных документов, регламентирующих требования к проведению измерений, регистрирующей аппаратуре, программно-методическому обеспечению, а также вопросы оплаты информационных услуг. При этом можно было бы более эффективно использовать возможности таких научно-производственных центров, как НПЦ "Тверьгеофизика", НПФ "Геофизика" (г. Уфа), ВНИИГИС (г. Октябрьский), а также научно-технический потенциал конверсионных заводов.