Комплексное освоение основных объектов ресурсной базы экспортного газопровода "Сила Сибири" Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.276 DOI 10.31087/0016-7894-2018-4s-107-112

Комплексное освоение основных объектов ресурсной базы экспортного газопровода «Сила Сибири»

© 2018 г.|А.Е. Рыжов, Р.А. Жирнов, А.Г. Минко, А.С. Чудин, О.В. Ивченко, А.А. Контарев, О.А. Власенко

ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Московская область, Россия;

[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]

Поступила 28.06.2018 г. Принята к печати 10.07.2018 г.

Ключевые слова: месторождение; интегрированная геолого-технологическая модель; матрица факторов влияния; прогноз динамики показателей разработки; комплексное освоение ресурсной базы; газопровод «Сила Сибири».

Основными объектами ресурсной базы магистрального газопровода «Сила Сибири» являются Чаяндинское и Ковыктин-ское месторождения. Для обеспечения комплексного освоения необходимы единый подход к проектированию их разработки и создание интегрированной геолого-технологической модели месторождений. Многовариантное гидродинамическое моделирование на интегрированной геолого-технологической модели позволит прогнозировать выработку запасов углеводородного сырья с учетом процессов в наземных газосборных сетях, межпромысловых коллекторах и объектах подготовки добываемой продукции. Данная концепция проектирования позволит выбрать оптимальный вариант разработки месторождений с учетом синхронизации строительства и эксплуатации газодобывающих мощностей, качества и потребностей в товарной продукции.

Для цитирования: Рыжов А.Е., Жирнов Р.А., Минко А.Г., Чудин А.С., Ивченко О.В., Контарев А.А., Власенко О.А. Комплексное освоение основных объектов ресурсной базы экспортного газопровода «Сила Сибири» // Геология нефти и газа. - 2018. - № 4s. - С. 107-112. DOI 10.31087/0016-7894-2018-4s-107-112.

Resource base of Power of Siberia gas export line: integrated development of major objects

© 2018. | A.E. Ryzhov, R.A. Zhirnov, A.G. Minko, A.S. Chudin, O.V. Ivchenko, A.A. Kontarev, O.A. Vlasenko

Gazprom VNIIGAZ, Moscow oblast, Russia;

[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]

Received 28.06.2018 Accepted for publication 10.07.2018

Key words: field; integrated geological and engineering model; influence matrix; prediction of development parameters profile; integrated development of resource base; Power of Siberia gas pipeline.

The major objects of the resource base for the Power of Siberia gas export pipeline are Chayandinsky and Kovyktinsky fields. In order to ensure the integrated development of the major objects of the resource base for the Power of Siberia gas export pipeline, a consistent approach to reservoir engineering in Chayandinsky oil, gas, and condensate field, and Kovyktinsky gas condensate filed is essential. Implementation of the consistent approach involves building an integrated geological and engineering model for Chayandinsky and Kovyktinsky fields. Multivariant hydrodynamic modelling using an integrated geological and engineering model will make it possible to predict production of hydrocarbon raw materials taking into account processes in land gas gathering systems, interfield trunk pipelines, and product treatment facilities. This design concept will allow selecting an optimal field development option taking into account synchronization of gas producing facilities construction and operation, quality and demand in saleable product. On the basis of new field information and actual requirements to gas production levels, it is necessary to adapt and advance an integrated geological and engineering model of Kovyktinsky and Chayandinsky fields in the course of their operation.

I

For citation: Ryzhov A.E., Zhirnov R.A., Minko A.G., Chudin A.S., Ivchenko O.V., Kontarev A.A., Vlasenko O.A. Resource base of Power of Siberia gas export line: integrated development of major objects. Geologiya nefti I gaza = Oil and gas geology. 2018;(4s):107-112. DOI 10.31087/0016-7894-2018-4s-107-112.

В настоящее время магистральный газопро- Газ предполагается транспортировать из Якутс-вод «Сила Сибири» является одним из самых круп- кого и Иркутского центров газодобычи, основных строительных проектов в мире и самой круп- ными объектами ресурсной базы которых явля-ной планируемой системой транспортировки газа ются Чаяндинское и Ковыктинское месторож-на востоке России. дения. Планируемая протяженность трубопровода

Рис. 1. Fig. 1.

Схема транспортировки газа в Восточной Сибири [1] Gas transportation scheme, Eastern Siberia [1]

РОССИЯ

© A V

t* Крлжичх« у __------\

\ \

—I

Новоку*-еи,к О

О "орио-А»_айск

Ч

H|3it>tCR О М!)Й| ltJ.il*

^ КМШТЖСПМ

t

>

й {

Комсомольеи-ч-Амурс

^Ч М .■ П'и

' ч р

^Липииинн „-О меда«"

;о----о'

Бкрсбиичлн

В КИТАЙ

1 р 2 ---- 3 ® 4 11

5

1 — действующие газопроводы; 2 — реализуемые проекты; 3 — перспективные газопроводы, 4 — центры добычи: 1 —

2 — Иркутский, 3 — Якутский, 4 — Сахалинский; 5 — месторождения

1 — active gas pipelines; 2 — projects being implemented; 3 — future gas pipelines, 4 — production centres: 1 —

2 — Irkutsky, 3 — Yakutsky, 4 — Sakhalinsky; 5 — fields

Красноярский, Krasnoyarsky,

составит 3000 км. В сентябре 2014 г. ПАО «Газпром» приступило к строительству первого участка газопровода «Сила Сибири» протяженностью около 2200 км от Чаяндинского месторождения до Благовещенска. Этот этап строительства планируется завершить к декабрю 2019 г. К 2021 г. будет построен второй участок газопровода от Ковыктинского месторождения до Чаяндинского, протяженность которого составит около 800 км. Далее планируется расширение газотранспортных мощностей на участке от Чаяндинского месторождения до Благовещенска (рис. 1) [1].

Единый подход к проектированию разработки Чаяндинского и Ковыктинского месторождений требует создания интегрированной геолого-технологической модели разработки основных объектов ресурсной базы магистрального газопровода «Сила Сибири». В рамках реализации Восточной газовой программы [1] планируется окончание эксплуатационного бурения и ожидается вывод на проектный уровень отбора газа с Чаяндинского месторождения в 2024 г., Ковыктинского — в 2025 г.

Геологические, территориальные, социально-экономические особенности регионов освоения

Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на территории Ленского и частично Мирнинского улусов (районов) Республики Саха (Якутия), в 170 км западнее Ленска, в 240 км юго-западнее Мирного. Основной транспортной магистралью этого района является р. Лена,

протекающая в 120 км к юго-юго-востоку от месторождения. Города Мирный и Ленск — крупные промышленные центры Республики Саха (Якутия).

Чаяндинское НГКМ приурочено к Ботуобинс-кому нефтегазодобывающему району. В непосредственной близости (~40 км) расположены Талаканское и Северо-Талаканское, в 50 км северо-восточнее — Среднеботуобинское нефтегазоконденсатные месторождения (рис 2). Геологический разрез Чаяндинско-го месторождения представлен нижнепротерозойскими образованиями кристаллического фундамента и рифейскими, вендскими, кембрийскими, юрскими, четвертичными отложениями осадочного чехла. Основную роль в строении осадочного чехла играют терригенно-карбонатные отложения венда и гало-генно-карбонатные образования кембрия.

К промышленно газоносным отнесены пласты трех горизонтов, которые частично перекрываются. Основные продуктивные горизонты — ботуобинский и хамакинский — имеют более высокие коллектор-ские свойства. Залежь талахского горизонта локально распространена в центральной части месторождения и характеризуется худшими фильтрационно-емкостными параметрами.

В пределах месторождения выделяется шесть крупных тектонических блоков: Северный, СевероЗападный, Западный, Южный-1, Южный-2 и Са-манчакитский, с которыми связаны залежи УВ. В соответствии с данными сейсморазведочных работ внутри этих блоков выделены тектонические нарушения, которые, в свою очередь, разделяют их

Рис. 2. Fig. 2.

Обзорная схема Чаяндинского НГКМ [2]

Location map of the Chayandinsky oil and gas condensate field [2]

i 1

Ш2 ^m 5

6

A 8

Ш1° 1Ж]" Ш12

I m\i4

¡HK- D| 15

1 — лицензионные участки группы «Газпром», 2 — административные границы; месторождения углеводородов (3-5): 3 — газовые и газоконденсатные, 4 — нефтяные, 5 — нефтегазовые и нефтегазоконденсатные; 6 — нефтедобывающий завод; нефтепроводы (7, 8): 7 — действующие, 8 — строящиеся и проектируемые; газопроводы (9, 10): 9 — действующие, 10 — строящиеся и проектируемые; 11 — дизельные и газодизельные электростанции; линии электропередач переменного тока (12, 13):

12 — действующие, 13 — строящиеся и проектируемые; подстанции (14, 15): 14 — действующие, 15 — строящиеся и проектируемые 1 — license areas belonging to Gazprom group, 2 — administrative borders; HC fields (3-5): 3 — gas and gas condensate, 4 — oil, 5 — oil and gas, and oil and gas condensate; 6 — oil producing facility; oil lines (7, 8): 7 — active, 8 — under construction and scheduled; gas lines (9, 10): 9 — active, 10 — under construction and scheduled; 11 — diesel and gas-diesel power plants; ac transmission lines (12, 13): 12 — active,

13 — under construction and scheduled; substations (14, 15): 14 — active, 15 — under construction and scheduled

на более мелкие блоки. В результате структурных построений на месторождении выявлено 39 залежей, которые относятся к ловушкам неантиклинального типа, осложненным тектоническими и литоло-гическими экранами.

Район характеризуется слаборазвитой инфраструктурой. В непосредственной близости от южного окончания Чаяндинского НГКМ проходит трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий океан» (ВСТО) — нефтепровод, протягивающийся

от Тайшета (Иркутская область) до нефтеналивного порта Козьмино в заливе Находка. 28 декабря 2009 г. была запущена первая очередь проекта ВСТО-1 — трубопровод от Тайшета до Сковородино протяженностью 2694 км и мощностью 30 млн т в год. А 25 декабря 2012 г. была сдана вторая очередь ВСТО-2 — Сковородино — Козьмино.

ВСТО соединяет месторождения Восточной Сибири с рынками Азиатско-Тихоокеанского региона. Протяженность нефтепровода 4740 км. Опе-

ратор нефтепровода — государственная компания ПАО «Транснефть».

Расширение деятельности ПАО «Газпром» в Якутии оценивается как серьезный стимул для роста уровня социально-экономического развития региона. В частности, строительство газотранспортных мощностей обеспечит возможность развития газификации. Газопровод «Сила Сибири» пройдет в том числе через южные районы Якутии. Трасса газопровода выбрана таким образом, чтобы газифицировать максимально возможное число населенных пунктов. На первом этапе будет построен магистральный газопровод «Сила Сибири», на втором Иркутский центр газодобычи будет соединен газопроводом с Якутским центром.

Маршрут трассы газотранспортной системы пройдет вдоль действующего магистрального нефтепровода ВСТО, что позволит оптимизировать затраты на инфраструктуру и энергоснабжение и в перспективе станет связующим звеном между центрами газодобычи Восточной Сибири и Дальнего Востока с газотранспортной сетью западной части страны.

Ковыктинское газоконденсатное месторождение (ГКМ) расположено в пределах Анга-ро-Ленской нефтегазоносной области. В его разрезе глубоким бурением выявлен ряд потенциально перспективных объектов, которые могут содержать залежи углеводородов. Эти объекты представлены горизонтамитерригенного,карбонатногоилигалогенно-карбонатного состава, которые содержат пласты-коллекторы с фильтрационно-емкостными системами разнообразной природы.

Перспективные горизонты сверху вниз по разрезу можно объединить в три группы, соответствующие комплексам осадочных пород определенного генезиса. Это — келорский, бильчирский, биркинский, атовский, христофоровский, балыхтинский и осин-ский горизонты, входящие в состав галогенно-кар-бонатного комплекса; устькутский, относящийся к сульфатно-карбонатному комплексу; парфеновский, боханский и базальный, приуроченные к терриген-ному комплексу. С песчаниками парфеновского горизонта связана промышленная газоносность Ковык-тинского ГКМ.

В административном отношении Ковыктинское газоконденсатное месторождение расположено в Жи-галовском и Казачинско-Ленском районах Иркутской области (рис. 3) [3].

Указанные районы Ковыктинского ГКМ характеризуются низким уровнем социально-экономического развития. Перспективы экономичско-го роста территории связываются главным образом с освоением месторождения, что способно коренным образом трансформировать социально-экономическую ситуацию в районах. Помимо этого, определенный потенциал роста имеет сложившийся лесной комплекс, нуждающийся в модернизации и

обеспечении транспортными схемами с выходами на Транссиб и БАМ.

Проектно-технологические особенности разработки месторождений

Чаяндинское месторождение состоит из нескольких разрабатываемых продуктивных горизонтов, добываемый газ из которых имеет сложный компонентный состав. На Чаяндинском месторождении впервые в России будет в промышленном масштабе использована технология мембранного извлечения гелия из природного газа непосредственно на промысле. Техническим проектом разработки Чаяндинского НГКМ предусматривается регулирование отборов газа из отдельных блоков месторождения для обеспечения сбалансированного состава добываемого газа и дальнейшей его переработки. Согласно техническим проектам, Ча-яндинское и Ковыктинское месторождения предполагается разрабатывать системами горизонтальных и субгоризонтальных скважин.

Гидродинамическое моделирование выполняется с учетом местоположения и конструкций пробуренных и проектных скважин, включая такие параметры, как альтитуда, инклинометрия, диаметры колонн и т. д. При размещении скважин учитывались зоны максимальной плотности распределения запасов. Эксплуатационные скважины сгруппированы в кусты. Кустовые площадки размещены на месторождениях в соответствии с результатами изыскательских работ (вне русел рек, горных гряд, особо охраняемых природных зон). Поскольку в настоящее время ведутся активные работы по бурению и вводу в эксплуатацию новых скважин Чаяндинского НГКМ, представления о геологическом строении месторождения постоянно уточняются, периодически оптимизируется размещение кустовых площадок для бурения новых скважин, корректируются профили скважин с учетом анализа выполняемых в процессе бурения геолого-технологических и газодинамических исследований. На Чаяндинском и Ковыктинском месторождениях во избежание гидратообразования предполагается использование ингибиторов как в скважинах, так и в системе трубопроводов и на объектах подготовки газа.

Интегрированная геолого-технологическая модель разработки Ковыктинского и Чаяндинского месторождений

Многовариантное гидродинамическое моделирование разработки месторождения позволяет обосновать выбор оптимального варианта промышленного освоения и разработки недр. Выбор расчетной модели, используемой для моделирования течения флюидов в пласте, представляет собой часть комплексной задачи моделирования системы «пласт - скважина - ГСС -

Рис. 3. Fig. 3.

Обзорная схема Ковыктинского ГКМ [3]

Location map of the Kovyktinsky gas condensate field [3]

Ш 1 Ш 2

Лицензионные участки (1, 2): 1 — лицензионные участки группы «Газпром», 2 — Ковыктинский лицензионный участок License areas belonging to (1, 2): 1 — license areas belonging to Gazprom group, 2 — Kovyktinsky license area

УКПГ». Расчетная модель позволяет прогнозировать динамику показателей разработки залежей с учетом обустройства месторождений. При выборе расчетной модели учитываются особенности геологического строения залежей, типы коллекторов, неоднородность, емкостные и фильтрационные характеристики продуктивных пластов, физико-химические свойства флюидов, насыщающих продуктивные отложения и закачиваемых в них, гидрогеологическая характеристика месторождений и региона в целом, анализ данных бурения, исследований скважин.

Формирование сценариев и вариантов освоения месторождений осуществляется с учетом основных факторов, влияющих на выработку запасов углеводородного сырья из недр. На рис. 4 и 5 представлены матрицы основных факторов влияния, учитываемых при формировании вариантов разработки газокон-денсатных частей (залежей) Ковыктинского и Ча-яндинского месторождений и нефтяных оторочек Чаяндинского НГКМ соответственно. Отборы газа из Чаяндинского и Ковыктинского месторождений должны быть скоординированы в соответствии с требованиями к суммарным годовым объемам добычи газа и качеству товарного газа, нефти и конденсата. Для обеспечения комплексного освоения основных объектов ресурсной базы магистрального газопровода «Сила Сибири» нужен единый подход к проектиро-

ванию разработки Чаяндинского и Ковыктинского месторождений.

Для решения данной задачи необходимо создание интегрированной геолого-технологической модели Чаяндинского и Ковыктинского месторождений, которая представляет комплекс геолого-гидродинамических моделей продуктивных горизонтов, моделей эксплуатационных скважин, наземных газосборных сетей, межпромыслового и магистрального транспорта (рис. 6) и учитывает график синхронизированного ввода добычных мощностей.

Интеграция и совершенствование геолого-технологической модели Ковыктинского и Чаяндинского месторождений способствуют повышению обоснованности прогнозов динамики показателей разработки залежей с учетом процессов в наземных газосборных сетях, межпромысловых коллекторах и объектах подготовки добываемой продукции. Для обеспечения проектной загрузки газопровода «Сила Сибири» и требований к качеству газа выбран единый подход к проектированию разработки Чаяндинского и Ковыктин-ского месторождений. Применение интегрированной геолого-технологической модели Чаяндинского и Ко-выктинского месторождений позволит повысить эффективность освоения основных объектов ресурсной базы экспортного газопровода «Сила Сибири».

Рис. 4.

Fig. 4.

Матрица основных факторов влияния, учитываемых при обосновании вариантов разработки газоконденсатных залежей Influence matrix; major factors taken into account in substantiation of gas condensate reservoir development

Рис. 5. Fig. 5.

Матрица факторов влияния, учитываемых при обосновании вариантов разработки нефтяных оторочек Influence matrix; major factors taken into account in substantiation of oil rim development

Рис. 6. Fig. 6.

Схема интегрированной геолого-технологической модели Ковыктинского (A) и Чаяндинского (В) месторождений Scheme of integrated geological and engineering model of Kovyktinsky (A) and Chayandinsky (B) fields

Литература

1. Информационный интернет-портал ПАО «Газпром» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gazprom.ru (дата обращения: 20.05.2018).

2. Поляков Е.Е., Рыжов А.Е., Ивченко О.В. и др. Решение научных проблем при подсчете запасов углеводородов Чаяндинского нефтегазо-конденсатного месторождения // Вести газовой науки. - 2017. - Т. 3. - № 31. - С. 172-186.

3. Научно-методические исследования в процессе опытно-промышленной разработки Ковыктинского газоконденсатного месторождения: отчет о НИР / ООО «Газпром ВНИИГАЗ». - М., 2015.