5.2. Свойства пласта и спецификация продукции скважин

К наиболее важным составляющим основы проекта разработки месторождения относятся свойства пласта и спецификация сква-жинной продукции:

^ от свойств пласта зависит выбор способа дренирования и требующегося числа добывающих и нагнетательных скважин. Для тех районов земного шара, где добывается тяжелая нефть, может понадобиться нагнетание пара. От размера и залегания пласта за­висят глубина скважины и соответствующие затраты на бурение. Для проекта морских разработок могут понадобиться горизон­тальные скважины для снижения числа платформ или подводных

81

эксплуатационных скважин. Во многих случаях тонкие пласты располагаются один над другим, что вызывает необходимость перфорирования скважин на двух или нескольких горизонтах;

• истощение пласта потребует нагнетания воды или газа для извлечения как можно большего количества углеводородов;

• тип оборудования для добычи нефти и газа диктуется соста­ вом скважинной продукции и ее спецификацией. Особо важна ин­ формация о возможном наличии H₂S и СО₂ или других вредных газов и редких или радиоактивных металлов. К другим важным показателям относятся соотношение между нефтью и газом, коли­ чество конденсата, качество нефти (тяжелая, легкая и т.д.) и со­ держание воды. Присутствие вредных веществ может потребовать применения специальной антикоррозийной дуплексной стали и использования специальных процессов. Количество воды, напри­ мер, определяет потребность в газоосушке. Необходимость при­ менения водонасосного оборудования для нефтяного пласта может быть особенно велика;

• кроме того, давление на устье скважины определяет размеры труб и оборудования для сбора и подготовки скважинной продук­ ции, а для газового проекта или системы нефтепровода (в сочета­ нии с длиной трубопровода и его размерами) диктует необходи­ мость в дополнительных компрессорах и насосах;

• спецификация продукции скважин определяет характер ос­ новного оборудования и морского сооружения. Для газового про­ екта требуемая норма добычи является дополнительным важным параметром, определяющим объем запасного морского сооруже­ ния для дополнительной поддержки. Слишком завышенные требо­ вания к надежности могут привести к созданию дорогостоящих платформ;

• все технологическое и техническое проектирование должно быть приведено в соответствие с эксплуатационными требования­ ми на всех фазах разработки месторождения.

5.3. Данные об окружающей среде и геотехнические данные

Руководитель проекта должен быть знаком с ограничениями, которые накладывает на разработку проекта окружающая среда. Поэтому необходим полный сбор данных для статистического оп­ределения экстремальных проектных сил, связанных¹ с высокой или низкой температурой; с ветром; с волнами и течениями; с зем­летрясениями; с льдом и айсбергами.

Кроме того, есть, существует необходимость в особых средст­вах защиты окружающей среды некоторых районов. Эти средства

82

могут быть связаны с охраной морских организмов или же защиты особо уязвимых территорий, как, например, зоны мелководья или арктических районов. Для добычи углеводородов в новом районе потребуется разработка экологической программы.

Тщательное изучение гидрометеорологических условий осо­бенно необходимо при освоении нефтяных и газовых месторож­дений. Это обусловлено тем, что морские нефтегазовые сооруже­ния строятся и эксплуатируются в незащищенных акваториях в тяжелых гидрометеорологических условиях. В экстремальных ус­ловиях окружающей среды эти сооружения должны «выстоять» и не разрушиться от стихийных воздействий и обеспечить надеж­ность в работе на весь период эксплуатации месторождения (25-30 лет и более).

На разных этапах проектирования разработки нефтяных и газо­вых месторождений требуются различные объемы гидрометеоро­логической информации. При разработке технико-экономических обоснований необходимы гидрометеорологические данные в дос­таточно крупных градациях и отнесенные к сравнительно боль­шим акваториям. На этапе проектирования морских нефтепромы­словых сооружений требуются более детальные и в больших объе емах данные по определению мест и схемы размещения на площа­ди месторождения морских нефтепромысловых сооружений и сте­пени воздействия окружающей среды на эти сооружения. Сюда входят следующие исходные данные:

•S максимальная высота волн и соответствующий ей пе­риод;

S максимальное значение скоростей ветра и течений;

•S экстремальные изменения уровня воды с учетом приливов и штормовых нагонов;

•* ледовые условия;

•S режимные распределения высот и периодов волн, совмест­ные распределения параметров волн и распределения волн по рум­бам, распределение скоростей и направлений ветра и течений;

S профили течений, спектры ветра и волн и групповые свойст­ва волн;

•S ход скорости ветра и параметров волн в типовых и наиболее жестких штормах.

Основные исходные данные параметров приводятся с указани­ем периода их повторяемости (1 раз в году, в 5, 10, 20, 50, 100 лет). При строительстве и эксплуатации морских сооружений, букси­ровке технических плавучих средств и установке их на место экс­плуатации и демонтаже, кроме режимной, требуется и оперативная диагностическая и прогнозная гидрометеорологическая информа­ция (скорость и направление ветра, скорость и направление тече-

83

ний на поверхности, высоты волн, средние периоды волн и зыби, направление распространения волн, ледовые условия, видимость, осадки, облачность, температура воздуха, обледенение).

Основными способами определения требуемых гидрометеоро­логических параметров могут быть следующие.

Для определения экспериментальных значений:

•S выбор экспериментальных величин из имеющихся наблюде­ний (например, температура, влажность и г. д.);

S расчет параметров по синоптическим данным, наблюдав­шихся в самых суровых условиях (штормовой нагон течения и т.п.);

у расчет параметров по гипотетическому «проектному» штор­му с периодом 50 или 100 лет (высота волн);

•S экстраполяция значений, рассчитанных по математической модели;

•S экстраполяция замеренных или наблюденных значений пу­тем их аппроксимации соответствующими функциями распреде­ления вероятностей.

Для определения параметров, близких к норме, могут быть при­менимы следующие данные:

•S литературные источники (атласы, ежегодники, отчеты и др.);

•S обобщение прибрежных и судовых наблюдений, наблюде­ний в заданных (фиксируемых) точках;

•S рассчитанные значения для типовых условий, например, рас­чет течений для преобладающих ветровых условий;

•/ расчеты по срочным синоптическим картам (расчет волне­ния);

» спутниковые и другие данные, полученные неконтактными методами наблюдений.

Следует отметить, что все расчеты выполняют по соответст­вующим методикам, которые систематически совершенствуются за счет экспериментальных исследований, в том числе в ряде слу­чаев и целенаправленных, в результате которых могут быть созда­ны новые методы расчета.

Существует комплекс технических средств для сбора информа­ции, включающий научно-исследовательские суда (НИС), корабли погоды, плавмаяки, заякоренные и дрейфующие буи, дрейфующие станции типа «Северный полюс», морские береговые и устьевые гидрометеорологические станции, поисковые суда, гидрографиче­ские суда, воздушные и космические наблюдательные платформы, подводные аппараты, носители подводных аппаратов, необитае­мые спутники и космические лаборатории, самолеты, вертолеты, шары-зонды, стационарные морские платформы (нефтепромысло­вые и буровые), оборудованные комплексы приборов для замера

84

гидрометеорологических данных и нагрузок на элементы конст­рукций и др.

В настоящее время 70 стран являются членами Международной Океанографической Компании (МОК), осуществляющей между­народный обмен данными. Для этих целей функционируют два мировых центра данных А и Б, один (МЦД-А) находится в США и второй (МЦЦ-Б) - в России.

Исследования окружающей среды ведутся по специальным ме­тодикам и рекомендациям, разработанным специальными органи­зациями, обществами и ведомствами с учетом требований отрас­лей. Фундаментальными исследованиями занимаются государст­венные организации, ассоциации и т.п.

Окружающая среда оказывает большое влияние на стоимость работ, и от полноты и качества данных о гидрометеоусловиях сре­ды в значительной степени зависит определение параметров, тех­нических характеристик и конструктивных особенностей уникаль­ной и сложной морской техники нефтегазовых промыслов. В осо­бенности для северных и арктических условий влияние окружаю­щей среды является главенствующим фактором стоимости работ по добыче нефти и газа.

Для разработки проекта необходима также оценка геотехниче­ских данных. В некоторых областях это может привести к значи­тельному увеличению затрат на разработку. К типичным проблем­ным областям относятся:

S районы вечной мерзлоты;

S пустыни с характерными движущимися песками;

•S заиленные районы;

•S морские районы со слабыми донными грунтами;

•S известняковая почва;

S морские районы со скалистыми обнажениями пород, де­лающими установку свай невозможной;

S районы, где газ находится на небольшой глубине, что огра­ничивает возможность установки обсадных колонн;

•S возможное присутствие в почве газогидратов;

S активные зоны землетрясения.

Геотехнические условия должны быть нанесены на карту на фа­зе оценки возможности выполнения проекта и подробно докумен­тально зарегистрированы на фазе формулирования концепции.