В статье рассмотрено решение задачи оптимизации параметров системы разработки газового месторождения. В качестве критерия оптимальности принят чистый дисконтированный доход (NPV). Проанализированы существующие подходы к решению подобной задачи, такие как использование численных интегрированных моделей с привлечением гидродинамических симуляторов в качестве модели пласта; полуаналитические балансовые модели, основанные на стандартном нелинейном уравнении притока к газовой скважине, уравнении материального баланса и эмпирических корреляциях для расчета потерь давления в НКТ и поверхностном оборудовании. Показано, что такие подходы позволяют получать оптимальные решения в частных случаях, однако построение общего решения оптимизационной задачи и проведение анализа факторов, влияющих на оптимальные значения параметров системы разработки, крайне затруднительно из-за существенных временных затрат на расчеты и относительно большого количества переменных. Предложена аналитическая технико-экономическая модель разработки газового месторождения, построенная со следующими допущениями: газ идеальный, приток газа к скважинам псевдостационарный, свойства пласта однородны по площади, конденсатогазовый фактор постоянен. Данные допущения позволили представить NPV в аналитическом виде. Выход за границы некоторых допущений компенсирован оценкой диапазона оптимальных параметров системы разработки, соответствующего диапазону изменения входных параметров. Определены основные безразмерные управляющие параметры: коэффициенты уравнения притока газа к скважине, стоимость строительства скважины, повышение стоимости инфраструктуры внешнего транспорта и подготовки газа на единицу увеличения пропускной способности, устьевое давление, ограничение скорости газа на устье. Оптимизационными параметрами являлись число скважин и безразмерный годовой темп отбора. Оптимизационная задача решена для широкого диапазона управляющих параметров. Решение представлено в виде зависимости значений оптимальных параметров от безразмерных коэффициентов уравнения притока. Зависимости от других безразмерных управляющих параметров приведены в виде аналитических корреляций, полученных при глубоком анализе оптимизационных решений.
Результаты работы могут использоваться для оценки оптимальных параметров системы разработки газовых месторождений на ранних этапах проектирования, чувствительности оптимальных параметров системы разработки газовых месторождений к изменению значений наиболее неопределенных геолого-экономических параметров, а также диапазона оптимальных параметров системы разработки газовых месторождений для сокращения числа расчетных вариантов на подробных численных интегрированных моделях.
Список литературы
1. Интегрированное моделирование – инструмент повышения качества проектных решений для разработки нефтяных оторочек многопластовых нефтегазоконденсатных месторождений / Р.Т. Апасов, И.Л. Чамеев, А.И. Варавва [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 12. – С. 46–49. – DOI: 10.24887/0028-2448-2018-12-46-49
2. Основы системного инжиниринга / М.М. Хасанов, Ю.В. Максимов, А.Ф. Можчиль [и др.]. – М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2020. – 422 с.
3. Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. – М.- Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. – 384 с.
4. Sletfjerding E. Friction Factor in Coated Gas Pipelines and Well Tubing //
SPE-52059-STU. – 1999. – https://doi.org/10.2118/52059-STU
5. Гиматудинов Ш.К., Мищенко И.Т., Петров А.И. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. – М.: Недра, 1983. – 455 с.
6. Buckingham E. On physically similar systems: illustrations of the use of dimensional equations // Physical Review. – 1914. – V. 4 – № 4. – P. 345–376.
7. Оптимальные параметры системы разработки нефтяного месторождения / М.М. Хасанов, О.С. Ушмаев, С.А. Нехаев, Д.М. Карамутдинова // SPE-162089-MS. – 2012. – https://doi.org/10.2118/201987-MS
8. Метод определения оптимальных параметров системы разработки газонефтяных зон нефтяных оторочек / М.М. Хасанов, О.С. Ушмаев, Д.А. Самоловов [и др.] // SPE-166898-MS. – 2013. – https://doi.org/10.2118/166898-MS.
9. Определение оптимального режима разработки низкопроницаемых пластов при проведении многостадийного гидроразрыва / А.Н. Ситников, А.А. Пустовских, Е.В. Белоногов [и др.]// Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 12. – С. 56–59.
10. Roberts T. Economics of Well Spacing // SPE 240. – 1961.
11. Tokunaga H., Hise B.R. A Method to Determine Optimum Well Spacing //
SPE-1673. – 1966. – https://doi.org/10.2118/1673-MS
12. Методика определения оптимальных параметров системы разработки газового месторождения / Р.Т. Апасов, И.В. Перевозкин, Р.Р. Бадгутдинов [и др.] // SPE-206576-MS. – 2021. – https://doi.org/10.2118/206576-MS
