Известно, что потребности в углеводородном сырье, отсутствие надежной альтернативы нефти и газу как топливу требуют совершенствования технологий по извлечению разведанных запасов. И с этой точки зрения, горизонтальные технологии являются более выгодными – бурение ГС и БГС ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, снижает капиталовложения и уменьшает затраты. Применение горизонтальных технологий при разработке нефтяных месторождений сегодня стало, практически, повсеместным [1.]
Однако большой процент наклонно-направленных и горизонтальных скважин проводился, до недавнего времени, с точки зрения геофизики, практически вслепую. Причиной этого являлось отсутствие геофизической информации в процессе бурения– применяемые телесистемы содержали только технологическую информацию, данные инклинометрии и, иногда, ГК [2].
Таким образом, каротаж в процессе бурения с получением максимально возможных геофизических параметров – это крайне востребованное направление на рынке геофизических услуг.
Надо отметить, ООО «ТНГ-Групп», уделяя большое внимание научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в области геофизических исследований бурящихся и действующих скважин, одним из важнейших прорывных направлений своей деятельности считает разработку и внедрение системы каротажа в процессе бурения (LWD). Цель создания такой системы – получение информации о скважине в режиме реального времени для оперативного управления бурением и повышение эффективности ГИС за счет исследования незатронутого внешними условиями пласта [3].
В ООО «ТНГ-Групп», начиная с 2015 г., идет разработка, изготовление и внедрение в производственном режиме модулей LWD в двух диаметрах – 120 мм и 178 мм.
В состав комплекса системы каротажа в процессе бурения входят следующие модули: НКПБ (нейтронный каротаж); ЭКПБ (электрический каротаж); ЭМКПБ (электромагнитный каротаж), ГКИПБ (автономная запись) (рис. 1).
В настоящий момент каротажные модули состыкованы с телесистемой зтс-42 эм-м (электромагнитный канал связи). Проведены успешные опытно-промышленные работы по связке модулей с телесистемой Тensor (гидравлический канал связи) [4].
Для достоверной привязки к глубине данных, получаемых с модулей LWD, используется модуль измерения глубины на основе беспроводной системы сбора данных с технологических датчиков. Модуль позволяет однозначно проводить привязку «время– глубина – данные» и уменьшить дискретность глубины до 20 см.
Модули LWD предназначены для работы как отдельно, так и в связке с другими модулями в различном сочетании. Переданная информация регистрируется на поверхности и в режиме реального времени передается на удаленный веб-сервер. Также вся первичная информация сохраняется во внутренней флэш-памяти и считывается при подъеме модулей на поверхность.
Достоверность данных, зарегистрированных модулями LWD в процессе бурения, подтверждает сравнение их с данными регистрации обычными комплексами ГИС на кабеле и на трубах (рис. 2).
Интересной и перспективной разработкой ООО «ТНГ-Групп» является наддолотный модуль (НДМ), который используется в наклонно-направленном и горизонтальном бурении. Данный модуль расположен непосредственно около бурового долота, предназначен для измерения технологических и геофизических параметров в процессе бурения и передачи параметров через материнскую телесистему на поверхность.
В настоящий момент разработан НДМ в диаметре 120 мм, работающий в связке с телесистемами: «Тензор», «Таргет» (ООО «Петротул-НБ»). Пробурено около 20 скважин с использованием НДМ разработки ООО «ТНГ-Групп». НДМ измеряет следующие параметры: зенитный угол, ГК, частоту вращения долота, в обновленной версии– затрубное давление и осевую нагрузку.
Все параметры записываются во внутреннюю память прибора и в режиме реального времени передаются в телесистему (рис. 3).
Анализ данных от азимутального ГК_НДМ позволяет оценивать геологическую ситуацию на забое скважины. При бурении ГС/БГС показания ГК_низ и ГК_верх относительно друг друга определяют приближение к подошве или к кровле продуктивного пласта. Это является основанием для принятия решения об изменении траектории ствола и проводке по улучшенной части целевого пласта.
Наряду с работами по развитию собственных модулей каротажа в процессе бурения и их стыковки с имеющимся парком телесистем, в ООО «ТНГ-Групп» приобретено альтернативное оборудование отечественной разработки. Это прибор высокочастотного индукционного каротажа и МРК (LWDххх-2ННК-ГГКЛП) производства ООО НПП «Энергия» (рис. 4). В настоящее время осуществляются коммерческие работы комплекса (индукционный каротаж + МРК (LWD120-2ннк-ггклп) в связке с телесистемой Корвет, также производства ООО «НПО Геомаш».
Данным комплексом структурное подразделение ООО «ТНГ-Групп» «ТНГ-Геонавигация» работает на Камчатском полуострове на объектах «Газпром-Недра», а также пробурено уже несколько скважин для ПАО «Татнефть».
Что касается применения собственных разработок, то на сегодняшний день в ООО «ТНГ-Групп» уже накоплен достаточно большой опыт в плане проведения каротажа в процессе бурения и интерпретации его результатов– проведено более 50 опытно-промышленных работ и пробурено около 100 коммерческих скважин с модулями каротажа в процессе бурения и проработки скважин.
Создание принципиально нового комплекса приборов потребовало от специалистов НТУ ООО «ТНГ-Групп» и разработки соответствующего программно-методического обеспечения, позволяющего регистрировать поступающий материал на поверхности, производить первичную обработку данных, решать прямые и обратные задачи ГИС с выходом на петрофизические параметры пород, вскрываемых ГС и/или БГС, и выдачей оперативного заключения в режиме он-лайн и окончательного (по данным флеш-памяти) [5].
На сегодняшний день разработанное ПМО каротажа в процессе бурения содержит:
– программно-методический комплекс GorizNavig для построения минигеологической модели участка бурения ГС или БГС (в том числе, и с привлечением сейсмики) (рис. 5) [6];
– ПМО обработки и привязки к глубине исходных данных LWD из флеш-памяти приборов;
– ПМО расчета параметров ФЕС пластов по данным, полученным при СКПБ (рис. 6);
– расчет Кгл в условиях отсутствия опорных пластов;
– единую технологию совместной эксплуатации ПМО комплекса GorizNavig и исходных данных СКПБ и их результатов обработки.
Интерпретация зарегистрированных данных с расчетом ФЕС пластов осуществляется в программных комплексах Гинтел (ООО «ГИФТС», г. Москва) и Прайм (НПЦ «ГеоТек», г. Уфа) (рис. 7). Заключение по пробуренному интервалу выдается как предварительное – в режиме он-лайн (с частотой, определяемой Заказчиком), так и окончательное – по данным из флеш-памяти приборов.
В заключение отметим, что разработка модулей LWD и ПМО навигации ГС и БГС находится в ООО «ТНГ-Групп» в постоянном развитии [7]. В настоящее время разрабатывается модуль акустического профилемера, также в планах – расширение линейки модулей. Это, несомненно, существенно увеличит объем геофизической информации, получаемой при LWD, что приведет к повышению качества и достоверности проводки ствола скважины и результатов интерпретации данных каротажа в процессе бурения.
Внедрение полного комплекса каротажных модулей совместно с телесистемой позволит получить LWD-систему на уровне зарубежных аналогов, но по стоимости значительно доступнее для заказчика, что немаловажно с современным курсом на импортозамещение. Также, важным моментом будет сокращение затрат на проведение промежуточного и окончательного каротажей и оперативная обработка и интерпретация данных, полученных с модулей в режиме реального времени.