К оглавлению

УДК 553.982 : 550.812:12

Методика обоснования рациональных объемов бурения при разведке пластовых залежей нефти

В порядке обсуждения.

А.Я. ФУРСОВ (ВНИИ)

Обоснованный выбор объема геологоразведочных работ и, в частности, числа скважин или расстояний между ними, определяет оптимальное решение задач обеспечения надежности подсчета запасов, проектирования разработки и рационального использования средств, выделяемых на поиски и разведку месторождений нефти и газа.

В течение длительного времени ориентирами при проведении поисково-разведочных работ служили расстояния между скважинами. Установленные опытным путем для залежей различных типов, размеров и сложности строения они пользовались общим признанием и рекомендовались в учебных пособиях, методических руководствах и инструкции ГКЗ СССР. Однако к концу 60-х годов сложилось мнение, что расстояние между скважинами не является достаточно представительным показателем разведанности, а основное внимание следует уделять качеству исследования скважин. В 1971 г. при пересмотре инструкции ГКЗ СССР этот показатель не был включен в число требований к изученности залежей.

В последние годы информативность поисковых и разведочных скважин значительно повысилась: стали больше отбирать керна, существенно обновлен и более строго дифференцирован комплекс промыслово-геофизических исследований по районам и типам коллекторов, возросло количество и улучшилось качество опробований в процессе бурения и в колонне, отбора глубинных проб нефти и т.д. Все это сделало более точными определения коллекторских свойств, нефтенасыщенности и физико-химических свойств нефти.

Вместе с тем выяснилось, что отсутствие конкретных рекомендаций числа разведочных скважин или расстояний между ними снижает качество результатов разведки и ее эффективность. Таким образом, на некоторых месторождениях возникла «асимметрия изученности», что приводит к необходимости отнесения запасов участков залежей, не освещенных скважинами, к непромышленной категории С₂, причем не только в окраинных частях залежи, но иногда и внутри нее. Как правило, более слабая изученность периферийных участков затрудняет раздельный подсчет запасов в чисто нефтяной и водонефтяной зонах, необходимый для более объективной геолого-экономической оценки запасов и добывных возможностей залежей.

Редкая сетка скважин на крупных месторождениях, приуроченных к литологически изменчивым коллекторам, не позволяет выявить основные закономерности в размещении по площади свойств коллекторов и флюидов, как требует инструкция, в результате чего повышается риск получения «сухих» эксплуатационных скважин, возникает необходимость пересмотра систем воздействия и т.д. Наряду с этим при разведке небольших скоплений нефти иногда бурится неоправданно много скважин [1].

В последнее время наибольшие изменения балансовых запасов нефти, выявляемые в процессе разработки, связаны с ошибками при определении площади и эффективной нефтенасыщенной мощности.

Так, например, как показали специальные исследования [3], ошибки в определении величин площади, нефтенасыщенной мощности, коэффициента охвата вытеснением в рядах приводят к количественно таким же относительным ошибкам в проектной накопленной добыче, а последние за счет неточного установления нефтенасыщенности примерно вдвое превышают погрешности исходного параметра. Суммарное влияние ошибок при оценке всех параметров на достоверность проектной добычи зависит от конкретно складывающегося в том или ином случае соотношения величин их погрешностей, поэтому при подготовке месторождения к разработке следует обращать одинаковое внимание как на параметры залежей, так и на исходные данные, по которым они рассчитываются.

Всю информацию, используемую при подсчете запасов и проектировании разработки, можно условно разделить на две группы. Первая устанавливает надежность геометрических характеристик залежи (формы и объема) и представлений о неоднородности пласта. Ее качество зависит от числа точек (скважин), в которых производятся измерения или определения тех или иных свойств. К этой группе относятся данные об отметках кровли и подошвы продуктивных пластов, выявления ВНК и литологических границ залежи, значений мощности, характера и степени неоднородности коллектора по разрезам скважин и др. При этом отсутствие систематических ошибок играет также существенную роль.

Вторая группа характеризует как бы внутреннее строение залежи - ее фильтрационные свойства и зависит не только от числа скважин, в которых производятся измерения, но в значительной степени и от количества и качества этих измерений. Сюда можно отнести коллекторские свойства пород, определяемые по керну; анализы свойств нефти, газа и пластовой воды, показатели вытеснения нефти водой или другими агентами и т. д. Эта информация отличается возможностью повторения замеров в скважинах в случае сомнительного качества полученных результатов.

Из всех видов геологоразведочных работ наиболее дорогостоящим является бурение скважин. Поэтому для достижения оптимальной степени разведанности залежи необходимо прежде всего установить число скважин, обеспечивающих информативность, которая характеризует надежность геометризации объема залежи и изучения ее геологического строения.

Эту задачу можно решить по методике [2], в основе которой лежит нахождение минимума суммы затрат на разведку и риска потерь в разработке, определяемого через ошибку извлекаемых запасов. Такому минимуму соответствует достаточная изученность всех параметров залежей и, следовательно, оптимальные объемы геологоразведочных работ.

Экспериментальные исследования по указанной методике проводились на моделях пластовых сводовых залежей платформенного типа с гранулярным коллектором. При этом выбирались объекты, достаточно хорошо изученные методами, гарантирующими от существенных систематических ошибок, находящиеся в разработке или подготовленные к ней.

Представление о некоторых параметрах, определяющих морфологию и сложность строения исследованных залежей, можно получить из табл. 1.

Для каждой залежи решалась задача нахождения оптимальной разведанности в типичных геолого-экономических условиях, т.е. при преобладающих в настоящее время значениях стоимости бурения разведочных скважин и себестоимости добычи нефти, характерной для залежи данных размеров и продуктивности. Размещение скважин на каждом этапе анализа разведки моделировалось в соответствии с морфологическими особенностями строения месторождения: на изометричных структурах разведочные скважины располагались по сетке, на брахиантиклиналях и антиклиналях - по профилям. В этом случае при дальнейшем анализе рассматривались средние расстояния как между скважинами, так и между профилями.

Результаты этих исследований проиллюстрированы на рисунке, где даны некоторые характеристики оптимальных объемов геологоразведочных работ для залежей с разными размерами. Утолщенные линии отражают тенденции в изменении показателей разведанности с увеличением размеров залежей; тонкие - ограничивают диапазон колебаний значений этих показателей для залежей одинаковых размеров в зависимости от проявления различных геолого-технических и экономических условий, в которых протекает процесс разведки и разработки месторождения. Полученные зависимости, несмотря на значительный разброс точек, можно использовать для обоснования типовых показателей разведанности залежей определенных размеров. С этой целью для середины каждого условно принятого интервала выписаны верхние и нижние значения числа скважин и средних расстояний между ними.

Как видно из табл. 2, показатели разведанности для смежных интервалов балансовых запасов значительно перекрываются, что объясняется влиянием указанных выше факторов, определяющих положение оптимума разведанности. Укрупняя интервалы группирования залежей по величине балансовых запасов, можно несколько уменьшить перекрытие показателей разведанности, но полностью от него избавиться нельзя, поскольку запасы нефти, являясь одним из важнейших факторов промышленной ценности залежи, тем не менее далеко не исчерпывают содержания этого понятия, включающего в себя еще и технико-экономические условия разработки. Вместе с тем укрупнение интервалов приведет к некоторой потере информации об оптимальных объемах разведочных работ на небольших и средних залежах.

Несмотря на указанные недостатки, данные из табл. 2 можно использовать в сочетании с зависимостями, вытекающими из характера кривых на рисунке, для проектирования разведки месторождений с подобными залежами, а также для контроля задостигнутой разведанностью месторождения. При этом для залежей относительно простого строения должны подбираться расстояния между скважинами, более близкие к верхним границам интервалов изменения этого показателя (см. табл. 2, рисунок), а к залежам сложного строения - к нижней границе указанного интервала. Таким образом, в настоящее время для весьма распространенного типа пластовых сводовых залежей платформенных месторождений можно рекомендовать некоторые численные характеристики объемов разведочных работ, которые повысят качество проектирования разведки, облегчат контроль за достигнутой степенью разведанности и позволят избежать ряда недостатков изучения залежей, о которых говорилось выше.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Игревский В.И., Семенович В.В. Экономическая эффективность геологоразведочных работ на нефть и газ и пути ее повышения в системе Министерства геологии СССР.- Геология нефти и газа, 1975, № 5, с. 7-15.

2. Оптимизация разведки нефтяных месторождений/Е.Ф. Фролов, Н.Е. Быков, Р. А. Егоров, А.Я. Фурсов. М., Недра, 1976.

3. Проблемы повышения качества комплексной подготовки нефтяных месторождений к разработке/М.Л. Сургучев, Н.Е. Быков, Р.А. Егоров и др. Обзор. Сер. Нефтегаз. геол. и геофиз. М., ВНИИОЭНГ, 1977, с. 1-42.

Поступила 3/1 1979 г.

Таблица 1

Балансовые запасы залежей, млн. т	Обобщенные характеристики пластовых сводовых залежей нефти
	Максимальный размах колебаний мощности, м	Высота, м	Отношение большой и малой осей структуры
До 10	До 15,0	10-25	От 1 до 5
10-25	До 20,0	15-40	От 1 до 4
25-50	До 30,0	20-50	От 1 до 3
50-300	До 40,0	40-100	От 1 до 3

Таблица 2

Балансовые запасы залежей, м	Оптимальные показатели геологоразведочных работ
	Число поисковых и разведочных скважин	Среднее расстояние между скважинами
До 10	3-8	0,8-2,0
10-25	6-15	1,0-1,5
25-50	8-20	1,2-3,0
50-300	15-30	1,5-3,5

Рисунок Оптимальные значения числа скважин (а) и средних расстояний между ними (б) для разведки залежей разных размеров