Бесспорно, что применение горизонтальных технологий при разработке нефтяных месторождений сегодня стало, практически, повсеместным [1]. Однако большой процент наклонно-направленных и горизонтальных скважин до недавнего времени проводился, с точки зрения геофизики, практически вслепую.
Причиной этого являлось отсутствие геофизической информации в процессе бурения — применяемые телесистемы содержали только технологическую информацию, данные инклинометрии и, иногда, ГК [4]. Поэтому, каротаж в процессе бурения с получением максимально возможных геофизических параметров — это крайне востребованное направление на рынке геофизических услуг.
Авторы:
- Горшенина С. В., лаборатория АСОИГИС НТУ ООО «ТНГ-Групп»;
- Аглиуллин М. Я., лаборатория АСОИГИС НТУ ООО «ТНГ-Групп»;
- Лукашов М. В., ООО «ТНГ-Геонавигация», ООО «ТНГ-Групп».
ООО «ТНГ-Групп», уделяя большое внимание научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в области геофизических исследований бурящихся и действующих скважин, одним из важнейших прорывных направлений своей деятельности считает разработку и внедрение системы каротажа в процессе бурения. Цель создания такой системы — получение информации о скважине в режиме реального времени для оперативного управления бурением и повышение эффективности ГИС за счет исследования незатронутого внешними условиями пласта [3].
В ООО «ТНГ-Групп», начиная с 2015 года, идет разработка, изготовление и внедрение в производственном режиме модулей LWD в двух диаметрах — 120 мм и 178 мм. (Рис. 1) В состав комплекса системы каротажа в процессе бурения входят следующие модули: НКПБ (нейтронный каротаж); ЭКПБ (электрический каротаж); ЭМКПБ (электромагниный каротаж), ГКИПБ (автономная запись).
В настоящий момент каротажные модули состыкованы с телесистемой зтс-42ЭМ-М (электромагнитный канал связи). Ведутся опытно-промышленные работы по связке модулей с телесистемой Тензор (гидравлический канал связи) [5].
Для достоверной привязки к глубине данных, получаемых с модулей LWD, используется модуль измерения глубины на основе беспроводной системы сбора данных с технологических датчиков. Модуль позволяет однозначно проводить привязку «время — глубина — данные» и уменьшить дискретность глубины до 20 см.
Модули LWD предназначены для работы как отдельно, так и в связке с другими модулями в различном сочетании. Переданная информация регистрируется на поверхности и в режиме реального времени передается на удаленный веб-сервер. Так же вся первичная информация сохраняется во внутренней флэш-памяти и считывается при подъеме модулей на поверхность.
Достоверность данных, зарегистрированных модулями LWD в процессе бурения, подтверждает сравнение их с данными регистрации обычными комплексами ГИС на кабеле и на трубах (Рис. 2 а, б).
Интересной и перспективной разработкой ООО «ТНГ-Групп» является наддолотный модуль (НДМ), который используется в наклонно-направленном и горизонтальном бурении. Данный модуль расположен непосредственно около бурового долота, предназначен для измерения технологических и геофизических параметров в процессе бурения и передачи параметров через материнскую телесистему на поверхность.
В настоящий момент разработан НДМ в диаметре 120 мм, работающий в связке с телесистемами: «Тензор», «Таргет» (ООО «Петротул-НБ»). Пробурено более 20 скважин с использованием НДМ разработки ООО «ТНГ-Групп». НДМ измеряет следующие параметры: зенитный угол, ГК, частоту вращения долота, в обновленной версии — затрубное давление и осевую нагрузку. Все параметры записываются во внутреннюю память прибора и в режиме реального времени передаются в телесистему. (Рис. 3 а, б)
Анализ данных от азимутального ГК_НДМ позволяет оценивать геологическую ситуацию на забое скважины. При бурении ГС/БГС показания ГК_низ и ГК_верх относительно друг друга определяют приближение к подошве или к кровле продуктивного пласта. Это является основанием для принятия решения об изменении траектории ствола и проводке по улучшенной части целевого пласта.
Наряду с работами по развитию собственных модулей каротажа в процессе бурения и их стыковки с имеющимся парком телесистем, в ООО «ТНГ-Групп» приобретено альтернативное оборудование отечественной разработки. Это прибор высокочастотного индукционного каротажа и МРК (LWDххх-2ННК-ГГКЛП) производства ООО НПП «Энергия» (Рис. 4 а). В настоящее время осуществляются коммерческие работы комплекса (индукционный каротаж + МРК (LWD120−2ннк-ггклп) в связке с телесистемой Корвет, также производства ООО «НПО Геомаш». На рисунке 4б представлены планшеты с зарегистрированными данными ГИС и результатами обработки данных LWD.
Данным комплексом структурное подразделение ООО «ТНГ-Групп» «ТНГ-Геонавигация» работает на Камчатском полуострове на объектах «Газпром-Недра», а также пробурено уже несколько скважин для ПАО «Татнефть» и других заказчиков.
В плане применения собственных разработок, на сегодняшний день в ООО «ТНГ-Групп» уже накоплен достаточно большой опыт проведения каротажа в процессе бурения и интерпретации его результатов — проведено более 50 опытно-промышленных работ и пробурено больше 100 коммерческих скважин с модулями каротажа в режиме бурения и проработки скважин.
Для принципиально нового комплекса приборов встала необходимость разработки соответствующего программно-методического обеспечения, позволяющего регистрировать поступающий материал на поверхности, производить первичную обработку данных, решать прямые и обратные задачи ГИС с выходом на петрофизические параметры пород, вскрываемых ГС и/или БГС, и выдачей оперативного заключения в режиме он-лайн и окончательного (по данным флеш-памяти) [2].
На сегодняшний день разработанное ПМО каротажа в процессе бурения содержит:
- программно-методическом комплекс GorizNavig для построения минигеологической модели участка бурения ГС или БГС (в том числе, и с привлечением сейсмики) (Рис. 5) [3];
- ПМО обработки и привязки к глубине данных LWD из флеш-памяти приборов (рис. 6);
- ПМО расчета параметров ФЕС пластов по данным, полученным при СКПБ (рис. 7);
- расчет Кгл в условиях отсутствия опорных пластов;
- единую технология совместной эксплуатации ПМО комплекса GorizNavig и исходных данных СКПБ и их результатов обработки.
Интерпретация зарегистрированных данных с расчетом ФЕС пластов осуществляется в программных комплексах Гинтел (ООО «ГИФТС», г. Москва) и Прайм (НПЦ «ГеоТек», г. Уфа) (Рис. 8 а). Заключение по пробуренному интервалу выдается как предварительное — в режиме он-лайн (с частотой, определяемой Заказчиком), так и окончательное — по данным из флеш-памяти приборов. (Рис. 8 б).
В заключение отметим, что разработка модулей LWD и ПМО навигации ГС и БГС находится в ООО «ТНГ-Групп» в постоянном развитии [6]. В настоящее время разрабатывается модуль акустического профилемера, также в планах расширение линейки модулей. Это, несомненно, существенно увеличит объем геофизической информации, получаемой при LWD, что приведет к повышению качества и достоверности проводки ствола скважины и результатов интерпретации данных каротажа в процессе бурения.
Внедрение полного комплекса каротажных модулей совместно с телесистемой позволит получить LWD-систему на уровне зарубежных аналогов, но по стоимости значительно доступнее для заказчика, что немаловажно с современным курсом на импортозамещение. Так же, важным моментом будет сокращение затрат на проведение промежуточного и окончательного каротажей, и оперативная обработка и интерпретация данных, полученных с модулей в режиме реального времени.
Литература
- Аглиуллин М.Я., Корженевский А.Г., Юсупов Р.И., Боброва Г. И., Ахметов Н.З., Нафиков А.З. Методика проектирования и контроля строительства горизонтальных скважин с использованием геолого-геофизической информации // НТВ «Каротажник», Тверь, Изд. АИС, 2003 г., Вып.109., стр. 173−188;
- Аглиуллин М.Я., Нафиков А.З., Ахметов Н.З., Юсупов Р.И., Аблеев М.Г., Боброва Г. И. О прогнозировании фильтрационно-емкостных свойств пласта в проектируемой горизонтальной скважине // Актуальные задачи выявления и реализации потенциальных возможностей горизонтальных технологий нефтеизвлечения", Казань, Изд. Плутон, 2003 г., стр. 142−146;
- Аглиуллин М.Я., Мухамадиев Р.С., Гайван А.Г., Горшенина С.В., Часовская И.Б., Ахметшин Р.У. Программно-методическое обеспечение GORIZNAVIG для навигации горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов // «Геофорум», г. Бугульма, 2013 г., Вып.4. стр. 37−40;
- Гайван А.Г., Горшенина С.В., Купцов В.П. СКПБ: повышение качества ГИС и снижение затрат при заканчивании наклонно-направленных девонских скважин // «Геофорум», г. Бугульма, 2016 г., Вып.4. стр. 30−36;
- Дубровский В.С., Мухамадиев Р.С., др. Некоторые результаты испытаний модулей каротажа в процессе бурения на месторождениях ПАО «Татнефть» // «Геофорум», г. Бугульма, 2016 г., Вып.1. стр. 6−10;
- Киргизов Д.И., Горшенина С.В., Костылев В.В. Результаты испытаний системы каротажа в процессе бурения (LWD) разработки ООО «ТНГ-Групп» // «Геофорум», г. Бугульма, 2016 г., Вып.4. стр. 30−36.