Введение к работе
Актуальность темы. В течение многих лет топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является основой энергоснабжения страны. Сегодня он обеспечивает более 2/3 общего потребления первичных энергоресурсов, 4/5 их производства и является главным источником налоговых и валютных поступлений государства.
В Ханты-Мансийском автономном округе ТЭК начинает свою историю с 1964 года и сегодня является главным нефтедобывающим комплексом России.
Пик добычи приходится на середину 80-х годов (свыше 350 млн.т в год). Период с 1989 по 1994 гг. характеризуется обвальным падением добычи (по 20-30 млн.т в год). С 1995-1999 гг. начинается период стабилизации и роста добычи нефти на уровне 165-170 млн.т. Несмотря на сокращение добычи, Ханты-Мансийский автономный округ сохраняет статус главной нефтедобывающей базы России. За 2002 год на территории ХМАО добыто 209,4 млн. т нефти.
Стабилизация и рост объемов добычи нефти за последние 4 года были достигнуты благодаря:
стабильному росту отбора жидкости; сокращению простаивающего фонда скважин;
широкому применению современных технологий повышения нефтеотдачи пластов.
В то же время процент простаивающих скважин на территории округа еще достаточно высок (более 30%). Медленными темпами вводятся в разработку новые месторождения. На ряде площадей низки объемы эксплуатационного бурения, не в полной мере используется попутный нефтяной газ.
При эксплуатации месторождений недропользователями допускались нарушения, выявляемые Территориальной комиссией по разработке месторождений/ а также комиссиями по комплексным проверкам выполнения лицензионных соглашений при пользовании недрами на территории Ханты-Мансийского автономного округа.
Одно из основных нарушений - несоблюдение проектных решений по использованию ресурсной базы, предоставленной в пользование на основе лицензий, и выработке запасов углеводородов, т.е. статей лицензионных соглашений,^ которых определено, что разработка участка недр осуществляется согласно проектным документам, утвержденным в установленном порядке.
Анализ показал, что на отдельных лицензионных участках фактические уровни добычи нефти не соответствуют объемам, определенным в лицензионных соглашениях. Процесс разработки месторождений зависит, в основном, от инвестиционной политики недропользователей и часто развивается стихийно.
Нарушение проектных решений крупными нефтяными компаниями, работающими в округе много лет, связано, главным образом, с тем, что большинство проектных документов было составлено 10 и более лет назад в других
роснациональная] БИБЛИОТЕКА [ С.П«ерби>г . , \
экономических условиях и без учета новых методов интенсификации притоков и повышения нефтеотдачи пластов. Документы требуют пересмотра, но согласованные сроки их обновления не всегда соблюдаются. В небольших компаниях проектные решения нарушаются из-за отставания разбуривания месторождений, часто буровые работы на участке полностью прекращаются. Производится выработка наиболее продуктивных участков месторождения, что не может не сказаться на конечной нефтеотдаче по разрабатываемому объекту в целом.
В последние годы темпы эксплуатационного разбуривания продуктивных объектов отстают от темпов роста объемов добычи нефти. При такой тенденции невозможно обеспечить полноту выработки запасов нефти. Так, в целом по автономному округу объемы буровых работ в 1998 г. (3308 тысм) снизились по сравнению с 1995 г. (6650 тысм) более, чем в 2 раза. Разбуренность лицензионных участков по округу составляет 60%. В большинстве случаев она намного отстает от проектной, что приводит к выборочной выработке запасов, а значит - к нарушению технологических процессов разработки и снижению коэффициента нефтеотдачи.
Учитывая, что на территории ХМАО в промышленной разработке находится 177 месторождений и эксплуатируется более 3000 нефтяных залежей, а число предприятий - недропользователей, ведущих разработку недр, более 50, необходим автоматизированный контроль за выполнением проектных решений по выработке запасов углеводородов и использованию ресурсной базы.
После выдачи лицензий на право пользования недрами перед органами государственной власти, уполномоченными в сфере регулирования недропользования, возникла проблема организации государственного контроля за полнотой использования ресурсной базы участков недр, содержащих ресурсы и запасы нефти и газа, за выполнением недропользователями условий лицензионных соглашений. Не менее актуальна эта проблема для самих недропользователей, а также для управляющих органов вертикально интегрированных нефтяных компаний.
Настоящая работа посвящена вопросам создания (на примере территории Ханты-Мансийского автономного округа) системы контроля за рациональным использованием ресурсной базы лицензионных участков государственного фонда недр, содержащих запасы и ресурсы нефти и газа; за соблюдением условий лицензионных соглашений и решений органов государственной власти в части выполнения проектных решений по разработке запасов нефти и газа с момента вступления в действие Закона РФ «О недрах».
Цель диссертационной работы: обоснование методических подходов; разработка структуры и создание модели контроля за рациональным использованием ресурсной базы нефтегазовых месторождений, за выполнением проектных решений по выработке запасов углеводородов; создание проекта компьютеризированной системы диагностики отклонений процесса разработки
залежей нефти от утвержденных проектных решений и оценка возможных потерь углеводородов.
Основные задачи исследований
1. Анализ текущего состояния и перспектив развития нефтедобычи
ХМАО.
-
Разработка научно-методических основ организации контроля за рациональным использованием ресурсной базы нефтегазовых месторождений, выполнением проектных решений по выработке запасов углеводородов в системе государственного управления ресурсной базой ХМАО.
-
Разработка проекта компьютеризированной системы диагностики отклонений процесса разработки залежей нефти от утвержденных проектных решений.
-
Совершенствование экспресс-методов оценки возможных потерь нефти, обусловленных отклонениями процесса разработки нефтегазовых месторождений от проектных решений.
Методы решения поставленных задач
Поставленные задачи решались на основе сравнительного анализа и обобщения опубликованных и фондовых данных, а также опыта разработки нефтегазовых месторождений. В работе использованы апробированные методы теории вероятностей и математической статистики, теории управления организацией.
Достоверность научных выводов и рекомендаций основана на применении физически содержательных моделей, базирующихся на общих законах механики сплошной среды, физики пласта и подземной гидродинамики, проведении тестовых расчетов и совпадении результатов, полученных на вероятностных моделях и на обобщении опыта разработки месторождений.
Научная новизна
-
Впервые для Ханты-Мансийского нефтегазоносного региона разработаны научно-методические основы организации контроля за рациональным использованием ресурсной базы нефтяных месторождений, учитывающие положения действующего федерального и территориального законодательств.
-
Разработана структура непрерывно пополняемого Банка данных фактических и проектных показателей нефтяных месторождений ХМАО, содержащего также геолого-физические характеристики объектов и сведения о запасах нефти и газа. Созданные системы поиска и выборки информации позволяют оперативно проводить мониторинг разработки залежей нефти.
-
Впервые для нефтегазоносного региона создан проект компьютеризированной системы диагностики отклонений процесса разработки залежей
нефти от проектных решений как по одному, так и по нескольким контролируемым показателям.
-
Доказана возможность применения статистических моделей по оценке коэффициентов нефтеизвлечения месторождений ХМАО. Эти модели, базирующиеся на опыте длительной эксплуатации залежей нефти, используются для проверки реальности проектных коэффициентов нефтеизвлечения.
-
Разработан метод определения коэффициентов многопараметрических характеристик вытеснения нефти водой для расчета извлекаемых запасов нефти. Использование предложенного алгоритма позволяет более обоснованно оценить возможные потери углеводородов при отклонении системы разработки залежей от проектных решений.
Практическая ценность работы
1. Разработанные научно-методические основы организации контроля за ра
циональным использованием ресурсной базы нефтегазовых месторожде
ний позволяют наиболее эффективно использовать лицензионные участки
недр в системе управления государственным фондом недр на территории
Ханты-Мансийского автономного округа.
-
Предложенная структура Банка данных фактических и проектных показателей нефтяных месторождений ХМАО позволяет оперативно получить необходимую информацию для оперативного анализа и контроля.
-
Компьютеризированная система диагностики отклонений процесса разработки залежей нефти от проектных решений позволяет в автоматизированном режиме из всех нефтяных залежей, разрабатываемых на территории ХМАО, выявить объекты, имеющие отклонения, определить основные причины этих отклонений и оценить возможные потери углеводородов.
Реализация результатов работы
Разработанные научно-методические основы организации контроля за рациональным использованием ресурсной базы нефтегазовых месторождений на территории Ханты-Мансийского автономного округа применяются для организации контроля, а также для составления проектов нормативных документов, в частности: «Положения о Ханты-Мансийской межведомственной территориальной комиссии по разработке нефтяных и газонефтяных месторождений», «Регламента по контролю за выполнением проектных решений при разработке нефтяных и газонефтяных месторождений», «Регламента по контролю за выполнением проектных решений при обустройстве нефтяных и газонефтяных месторождений», «Положения о системе учета и контроля объемов добытой нефти, газа и сопутствующих им компонентов, добываемых из недр на территории ХМАО», «Методического руководства по оценке влияния вывода добывающих и нагнетательных скважин из эксплуатации на технологическую
и экономическую эффективность выработки запасов», Предварительного стандарта «Организация мониторинга разработки нефтяных и газонефтяных месторождений на территории Ханты-Мансийского автономного округа», утвержденного и введенного в действие приказом Минэнерго России от 21 июня 2003 года № 246, Предварительного стандарта «Положение о системе учета и контроля количества нефти и газа, добываемых на месторождениях Ханты-Мансийского автономного округа», утвержденного и введенного в действие приказом Минэнерго России от 30 декабря 2002 года № 480.
Банк данных месторождений ХМАО и компьютерная система диагностики отклонений процесса разработки залежей нефти от проектных решений, а также решения для практической реализации теоретически обоснованных методов характеристик вытеснения с целью оценки возможных потерь углеводородов используются территориальной комиссией по разработке нефтяных и газонефтяных месторождений при анализе состояния разработки лицензионных участков недр и проведении экспертизы проектных документов и прогнозов объемов добычи нефти.
Основные защищаемые положения
Результаты сравнительного анализа и обобщения состояния и перспектив разработки нефтяных месторождений ХМАО с учетом последствий неполного выполнения проектных решений.
Методические основы системного контроля над эффективным использованием разрабатываемых запасов нефти и оценки последствий принимаемых технологических решений в процессе разработки нефтяного месторождения.
Методика диагностики отклонений процесса разработки нефтяной залежи от проектных решений
Методика оценки технологических потерь нефти, обусловленных отклонением процесса разработки залежей нефти от проектных решений.
Алгоритмы решений для практической реализации методов характеристик вытеснения с целью оценки возможных потерь углеводородов.
Результаты анализа последствий невыполнения проектных решений при разработке Кысомского месторождения.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались:
на второй научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО», Ханты-Мансийск, 1998 г.; на третьей научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО», Ханты-Мансийск, 1999 г.; на четвертой научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО», Ханты-Мансийск, 2000 г.;
на семинаре «Взаимодействие службы управления ресурсами Ханты-Мансийского автономного округа с органами Госгортехнадзора и Гос-геолконтроля при лицензировании и контроле за использованием государственного фонда недр», Ханты-Мансийск, сентябрь 1999 г.; на совещании представителей федеральных органов исполнительной власти «Проблемы экологической безопасности нефтегазового комплекса Среднего Приобья», Нижневартовск, февраль 1999 г.; на Конгрессе нефтепромышленников России, Уфа, апрель 1999 г. на Международном технологическом симпозиуме «Повышение нефтеотдачи пластов», Москва, март 2002 г.
Публикации
По результатам выполненных исследований опубликовано 24 работы.
Структура н объем диссертации
Работа состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. Общий объем составляет 248 страниц, в том числе 83 рисунка, 38 таблиц. Список литературы включает 146 наименований.
Работа написана по материалам научных исследований, выполненных автором в Департаменте по нефти, газу и минеральным ресурсам Ханты-Мансийского автономного округа. Автор выражает глубокую благодарность д.т.н. А.Х. Шахвердиеву, д.т.н., профессору С.АЖданову, д.т.н. ААКазакову, д.т.н. Г.С. Малютиной, к.э.н. В.И. Карасёву, чл.-корр. РАЕН И.П. Толстолыт-кину, к.т.н. Э.А Ахпателову, к.т.н. С.А Севастьянову, академику РАЕН Ю.Е. Батурину, СЕ. Сутормину, Н.В. Мухарлямовой, к.т.н. В.Ю. Савенкову, д.т.н. Н.Н..Андреевой, Л.И. Овсию, В.В. Гузееву, к.г-м. н. В.Ф. Панову, к. г-м.н. В.В. Борщеву, В.В. Коркунову за постоянное внимание к работе, консультации, полезные обсуждения и советы. Автор признателен коллегам, вместе с которыми разрабатывались компьютерные программы.
