Состоялась 11 международная конференция «Санкт-Петербург 2024. Геонауки: современные вызовы и пути решения». Программа конференции охватывает широкий круг тем в сегменте разведки и добычи нефти и газа. Конференция собрала на своей площадке более 150 ведущих экспертов, специалистов, руководителей, представляющих разные нефтяные, сервисные компании и научно-исследовательские институты. Конференция вызвала большой интерес и «прогремела» в энергетической отрасли. Темы конференции охватывали все ключевые направления развития нефтегазовой сферы.
Одним из ярких выступлений был доклад Николаевой Т.Н. «Методические рекомендации по созданию гидродинамической модели с учетом процесса преобразования органического вещества верхнеюрской формации под действием температуры» в рамках раздела «Нетрадиционные ресурсы, перспективы освоения особенности разведки и разработки месторождений ТрИЗ». Татьяна Николаевна -эксперт по ТРИЗ, заслуженный член сообщества SPe, лауреат международного научного конкурса ТЭК, докладчик многих международных конференций (нефтяное хозяйство, геомодель, РОЭК, РНТК), автор более 10 экспертных ВАКовских и РИНЦ статей. Выступление было в четвертый день конференции, и ожидаемо вызвало огромный интерес со стороны всех компаний, ведь чем дальше в разработку, тем больше ТРИЗов. В докладе Татьяна представила методику гидродинамического моделирования, которая закроет образовавшуюся пропасть в изучении и разработки сложных месторождений и позволит сделать огромный шаг в получении эффективной добычи нефти.
И. Какова главная цель ваших исследований?
Т. Глобальная цель- это повышение эффективности разработки ТРИз, более узко то –это изучение верхнеюрских отложений и разработка подходов к моделированию влияния технологии вовлечения в разработку керогенсодержащих низкопроницаемых пород верхнеюрских формаций для оценки их потенциальной эффективности и применимости. Верхнеюрские отложения являются основными нефтематеринскими породами. Особенностью которых является наличие большого объема органического вещества в скелете пород. В последние десятилетия данная тематика находится на пике популярности. При изменении условий, а именно повышении температуры, в пласте образуются дополнительные углеводороды за счет процесса преобразование незрелого органического твердого вещества (пиролиз керогена), поэтому это перспективная технология для увеличения добычи нефти.
И. Почему тема ТРИЗов настолько актуальна? И как можно сделать прорыв в этой области?
Т. Потребности нефти остаются примерно на одном уровне, а вот легкодоступной нефти все меньше. Что приведет к тому, что трудноизвлекаемая нефть станет значительным источником энергии для мировой экономики в будущем. Однако, добыча нефти из таких месторождений представляет собой процесс, который требует серьезных исследований, новых технологий и больших инвестиций. Как для прорыва, так и для успешной разработки трудноизвлекаемых запасов нефти необходимо проводить предварительные гидродинамические прогнозные расчеты, на основании результатов которых можно определить наиболее эффективную и выгодную технологию разработки, а также оценить потенциал месторождения. Особенно если говорить о тепловых методах, которые требуют больших вложений и для них важна качественная предварительная оценка и проработка. В любом случае необходимы гидродинамические расчеты, при чем они должны быть настроены на результаты проведенных экспериментов и показывать ситуацию, максимально близкую к возможной в пласте. На основании результатов расчетов определяют оптимальные параметры технологии разработки.
И. Гидродинамическое моделирование существует уже много лет, конечно постоянно совершенствуясь, по работе ТРИз всегда было много вопросов и недопониманий, а как вы решали их?
Т. Да, Симуляторы постоянно развиваются, в том числе с получением обратной связи между нефтяными компаниями и сервисными компаниями, создающими программное обеспечение. Больше 10 лет назад, когда я начинала изучение гидродинамического моделирования ТРИз я постоянно сотрудничала с коллегами, работающими в сервисной компании задачей которых было обновление симулятора. То есть я предлагала какие функции мне нужны, и мы вместе думали, как это внедрить в симулятор. Конечно симулятор пока что не может создать полностью все процессы, происходящие в пласте.
И. С чего начался ваш путь?
Т. Я сразу начинала работать с гидродинамическим моделированием разработки, но сначала были традиционные коллектора. Я тогда уже усердно изучала все возможные доступные разные способы моделирования, подходы. А потом через полгода освободилась роль ведущего специалиста по гидродинамическому моделированию ТРИЗ по работе с крупным промысловым проектом по закачке воздуха в команде с А.А. Боксерман, и я конечно пошла пробоваться, к счастью я его успешно прошла.
И. Получается вы работали с такими великими профессорами как А.А.Боксерман (Заслуженный деятель науки и техники РФ , лауреат многих премий ; почетный нефтяник, почетный работник ТЭК России (2003).) и В.И. Грайфер (советский и российский нефтяник; заместитель министра нефтяной промышленности СССР; лауреат Ленинской премии и премии Правительства РФ)
Т. Да, Мне повезло поработать с такими великими людьми, которые внесли огромный вклад в развитие нефтяной отрасли. Я работала в команде А.А. Боксермана, и тогда мы начинали создавать гидродинамическое моделирование нефтематеринской свиты. И так же мы планировали и реализовывали уникальные лабораторные эксперименты, на которые потом опирались.
И. А в чем главные особенности гидродинамического моделирования верхнеюрских отложений?
Т. Главные отличия создания полноценной гидродинамической верхнеюрских отложений от классических подходов состоит в том, что в ГГДМ необходимо учесть следующие особенности: Во-первых, верхнеюрские отложения представляют собой переслаивание керогенсодержащих пород-коллекторов и низкопроницаемых углеродисто-глинисто-кремнистых отложений. Один слой –обычный коллектор, другой слой –нетрадиционный, с его солёностями, который в первональных условиях не является стандартным коллектором. Во-вторых, наличие керогена , то есть твердого органического вещества, который представляет собой сложное соединение с высокой молекулярной массой. При нагревании происходит преобразование керогена в углеводороды и кокс и другие не углеводородные компоненты. Так же при нагревании пород в них происходит изменение ФЕС., что было неоднократно доказано лабараторными исследованиями разных компаний. Так же в ходе анализа результатов проведенных исследований в автоклаве на образцах низкопроницаемой высокоуглеродистой породы было получено увеличение пористости и трещинноватости, что тоже нужно учесть в модели.Таким образом, если главной задачей создания гидродинамические модели верхнеюрских отложений является поиск оптимальной технологии для оценки влияния тепловых методов с возможностью преобразования керогена.
И. В чем главная сложность подготовки данных к гидродинамическому моделированию?
Т. Создание базы данных. Первым этапом является выбор и сбор необходимых исходных фактических данных для моделирования верхнеюрских отложений. Насколько будет достаточное количество полученных параметров, зависимостей настолько потом будет меньше сделано усреднений или применений данных с аналогов. Мы все привыкли к моделированию флюидов black oil, которое позволяет усреднять и требует не так много входных данных, так же во всех компаниях есть огромный опыт моделирования black oil. В случае ТРИз и предполагаемых тепловых методов обязательно композиционное моделирование, а для нужно значительно больше входных параметров для получения более точных результатов, требуются проведение специальных исследований, таких как: геохимические исследования ОВ пород (пиролиз Rock-Eval); лабораторные эксперименты на керне а автоклаве ; эксперименты по получению кинетических параметров для уравнений реакций; эксперименты по определению свойств керогена и образованной синтетической нефти; эксперименты по определению изменения ФЕС от температуры.
Конечно же при невозможности проведения части экспериментов некоторые параметры могут быть приняты по данным аналогам, то есть по данным разрабатываемых месторождений с аналогичными геолого-физическими характеристиками.
И. Какие следующие этапы моделирования?
Т. После получения результатов экспериментов создается гидродинамическая модель в специализированном программном продукте на основе геологической модели с учетом особенностей верхнеюрских отложений для дальнейшей ее настройки на результаты лабораторных экспериментов по нагреву керогенсодержащей породы. В которой реализуется учет зависимости вовлечения низкопроницаемой керогенсодержащей части от температуры, которая под действием температуры становится проницаемой. Следующим этапом настраивается модель химических превращений (уравнение крекинга керогена под действием температуры. Ну и потом проведение различных расчетов на созданной гидродинамической модели, которая отображает процессы, происходящие в пласте и с учетом лабораторных результатов на керне.
И. То есть по вашей методике можно построить работающую гидродинамическую модель верхнеюрских отложений?
Т. Да. Созданные мною методические рекомендации позволят пройти по каждому этапу, сначала спланировать и провести исследования, а потом на основании результатов создать гидродинамиечскую актуальную модель, настроенную на эксперименты на керне, которая готова к последующим расчетам по подбору оптимальной технологии воздействия для увеличения эффективности. Анализ результатов проведенных гидродинамических расчетов поможет планировать необходимые лабораторные эксперименты по различному воздействию на керогенсодержащие породы, которые являются существенно более экологичными, информативными, дешевыми и быстрыми по сравнению с промысловыми экспериментами.
И. Как еще ваш подход может помочь последователям?
Т. Изложенные в моих работах подходы позволят исследователям создавать качественные модели теплового воздействия на керогенсодержащие породы и через расчеты на ГДМ подбирать оптимальные стратегии их инновационной разработки, формируя целевые программы создания недостающего скважинного оборудования, что конечно оптимизирует расходыю.
Автор Андрей Метельников.
