2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University XOVEYF pmi-15985 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15985 Геотехнология и инженерная геология Geotechnical Engineering and Engineering Geology Optimization of the location of a multilateral well in a thin oil rim, complicated by the presence of an extensive gas cap Оптимизация расположения многозабойной скважины в тонкой нефтяной оторочке, осложненной наличием обширной газовой шапки Тomskii Кirill О. Томский К. О. Тomskii Кirill О. kirilltom@mail.ru 0000-0001-7612-5393 Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К.Аммосова в г. Мирный (Мирный, Россия) Mirny Polytechnic Institute (branch) of North-Eastern Federal University (Mirny, Russia) Ivanova Mariya S. Иванова М. С. Ivanova Mariya S. ims.06@mail.ru 0000-0003-3272-9253 Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К.Аммосова в г. Мирный (Мирный, Россия) Mirny Polytechnic Institute (branch) of North-Eastern Federal University (Mirny, Russia) 18 07 2023 2024 265 140 146 30 09 2022 03 04 2023 29 02 2024 © Кirill О. Тomskii, Mariya S. Ivanova 2023 К. О. Томский, М. С. Иванова Кirill О. Тomskii, Mariya S. Ivanova CC BY 4.0 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15985

Удельная доля запасов трудноизвлекаемого углеводородного сырья неуклонно растет. Поиск технологий, позволяющих повысить коэффициент извлечения углеводородов, является одной из самых актуальных задач, стоящих перед нефтегазовой отраслью. Один из методов увеличения охвата запасов нефти и повышения нефтеотдачи пласта – применение технологии бурения многозабойных скважин с траекторией fishbone. В Российской Федерации скважина, обладающая наибольшей разветвленностью, пробурена на территории Республики Саха (Якутия) на Среднеботуобинском нефтегазоконденсатном месторождении. Основной объект разработки – ботуобинский горизонт (пласт Бт). Около 75 % геологических запасов пласта сосредоточено в тонкой нефтяной оторочке со средней толщиной нефтенасыщенного слоя в 10 м с обширной газовой шапкой. Данное обстоятельство является одним из основных осложняющих факторов при разработке Среднеботуобинского НГКМ. Для подобного рода сложных скважин одним из наиболее важных этапов проектирования является определение оптимального расположения скважины fishbone в нефтенасыщенном пласте. В статье показаны результаты секторного моделирования в условиях Среднеботуобинского месторождения по определению оптимального расположения многозабойных скважин на симуляторе Tempest.

The specific share of the reserves of hard-to-recover hydrocarbon raw materials is steadily growing. The search for technologies to increase the hydrocarbon recovery factor is one of the most urgent tasks facing the oil and gas industry. One of the methods to expand the coverage of oil reserves and increase oil recovery is to use the technology of drilling multilateral wells with a fishbone trajectory. In the Russian Federation, the most branched well was drilled in the Republic of Sakha (Yakutia) at the Srednebotuobinskoye oil and gas condensate field. The main object of development is the Botuobinsky horizon (Bt reservoir). About 75 % of the geological reserves of the reservoir are concentrated in a thin oil rim with an average oil-saturated layer thickness of 10 m with an extensive gas cap. This circumstance is one of the main complicating factors in the development of the Srednebotuobinskoye oil and gas condensate field. For such complex wells, one of the most important design stages is to determine the optimal location of the fishbone well in an oil-saturated reservoir. The article shows the results of sector modeling in the conditions of the Srednebotuobinskoye field to determine the optimal location of multilateral wells using Tempest simulator.

 Ключевые слова Среднеботуобинское нефтегазоконденсатное месторождение многозабойная скважина накопленная добыча нефти дебит нефти газовая шапка газовый фактор подошвенная вода тонкая нефтяная оторочка наклонный водонефтяной контакт Keywords Srednebotuobinskoye oil and gas condensate field multilateral well cumulative oil production oil flow rate gas cap gas factor bottom water thin oil rim inclined oil-water contact Гринченко В.А., Валеев Р.Р., Абдуллин М.М. и др. Особенности проведения сложных промыслово-геофизических исследований по контролю разработки месторождений в осложненных условиях Восточной Сибири // Нефтяное хозяйство. 2020. № 11. С. 56-61. DOI: 10.24887/0028-2448-2020-11-56-61 Grinchenko V.A., Valeev R.R., Abdullin M.M. et al. Specific PLT features in complex conditions of East Siberia to assist reservoir management. Oil Industry. 2020. N 11, p. 56-61 (in Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2020-11-56-61 Levanov A.N., Belyansky V.Y., Volkov I.A. et al. Concept Baseline for the Development of a Major Complex Field in Eastern Siberia using Flow Simulation // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. № SPE-176636-MS. DOI: 10.2118/176636-MS Levanov A.N., Belyansky V.Y., Volkov I.A. et al. Concept Baseline for the Development of a Major Complex Field in Eastern Siberia using Flow Simulation. SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. N SPE-176636-MS. DOI: 10.2118/176636-MS Ivanov E.N., Akinin D.V., Valeev R.R. et al. Development of Reservoir with Gas Cap and Underlying Water on Srednebotuobinskoye Field // SPE Russian Petroleum Technology Conference and Exhibition, 24-26 October 2016, Moscow, Russia. OnePetro, 2016. P. 579-593. № SPE-182055-MS. DOI: 10.2118/182055-MS Ivanov E.N., Akinin D.V., Valeev R.R. et al. Development of Reservoir with Gas Cap and Underlying Water on Srednebotuobinskoye Field. SPE Russian Petroleum Technology Conference and Exhibition, 24-26 October 2016, Moscow, Russia. OnePetro, 2016. P. 579-593. № SPE-182055-MS. DOI: 10.2118/182055-MS Бакиров Д.Л., Ахметшин И.К., Фаттахов М.М. и др. Планирование и строительство многозабойных скважин с большим отходом от вертикали // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2015. № 9. С. 41-50. Bakirov D.L., Akhmetshin I.K., Fattakhov M.M. et al. Planning and Construction of Extended-Reach Multilateral Wells. Geology, geophysics and development of oil and gas fields. 2015. N 9, p. 41-50 (in Russian). Павельева О.Н., Рубцова М.Е. Оптимизация разработки месторождений Западной Сибири при бурении многозабойных скважин // Материалы I Международной научно-практической конференции «Наука нового поколения: конвергенция знаний, технологий, общества», 3 июня 2019, Смоленск, Россия. Смоленск: МНИЦ «Наукосфера», 2019. С. 54-57. Paveleva O.N., Rubtsova M.E. Optimization of the development of fields in Western Siberia when drilling multilateral wells. Materialy I Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Nauka novogo pokoleniya: konvergentsiya znanii, tekhnologii, obshchestva”, 3 iyunya 2019, Smolensk, Rossiya. Smolensk: MNITs “Naukosfera”, 2019, p. 54-57. Бакиров Д.Л., Ахметшин И.К., Фаттахов М.М. и др. Опыт планирования, строительства и заканчивания многозабойных скважин с большой протяженностью горизонтальных участков // Материалы 6 Тюменского международного инновационного форума «НЕФТЬГАЗТЭК», 16-17 сентября 2015, Тюмень, Россия. Салехард: Печатник, 2015. С. 51-68. Bakirov D.L., Akhmetshin I.K., Fattakhov M.M. et al. Experience in planning, construction and completion of multilateral wells with long horizontal sections. Materialy 6 Tyumenskogo mezhdunarodnogo innovatsionnogo foruma “NEFT GAZTEK”, 16-17 sentyabrya 2015, Tyumen, Rossiya. Salekhard: Pechatnik, 2015, p. 51-68 (in Ryssian). Носачев А.А. Прогноз применения методов увеличения нефтеотдачи по геолого-промысловым данным: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Уфа: Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности, 2000. 23 с. Nosachev A.A. Forecast of the application of enhanced oil recovery methods based on geological and field data: Avtoref. dis. … kand. geol.-min. nauk. Ufa: Bashkirskii nauchno-issledovatelskii i proektnyi institut neftyanoi promyshlennosti, 2000, p. 23 (in Russian). Ivanova M.S., Tomskii K.O. Effectiveness of demulsifiers for the destruction of highly mineralized water-oil emulsions of the Srednebotuobinsky oil and gas condensate field // International Scientific and Practical Conference «Environmental Risks and Safety in Mechanical Engineering», 20-23 October 2020, Rostov-on-Don, Russia. E3S Web of Conferences, 2020. Vol. 217. № 04001. DOI: 10.1051/e3sconf/202021704001 Ivanova M.S., Tomskii K.O. Effectiveness of demulsifiers for the destruction of highly mineralized water-oil emulsions of the Srednebotuobinsky oil and gas condensate field. International Scientific and Practical Conference “Environmental Risks and Safety in Mechanical Engineering”, 20-23 October 2020, Rostov-on-Don, Russia. E3S Web of Conferences, 2020. Vol. 217. N 04001. DOI: 10.1051/e3sconf/202021704001 Ермеков Р.И., Меркулов В.П., Чернова О.С., Коровин М.О. Особенности учета анизотропии проницаемости в гидродинамической модели // Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 299-304. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.299 Yermekov R.I., Merkulov V.P., Chernova O.S., Korovin M.O. Features of permeability anisot-ropy accounting in the hydrodynamic model. Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 243, p. 299-304. DOI: 10.31897/PMI.2020.0.299 Бакиров Д.Л., Овчинников В.П., Фаттахов М.М. и др. Cооружение многоствольных (многозабойных) скважин с горизонтальным окончанием // Бурение и нефть. 2020. № 10. С. 28-33. Bakirov D.L., Ovchinnikov V.P., Fattakhov M.M. et al. Construction of Multi-Bottle (Multilateral) Wells with Horizontal Ending. Burenie & neft. 2020. N 10, p. 28-33 (in Russian). Нескоромных В.В., Попова М.С. Разработка методики управления процессом бурения на основе комплексного анализа критериев // Записки Горного института. 2019. Т. 240. С. 701-710. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.701 Neskoromnykh V.V., Popova M.S. Development of a drilling process control technique based on a comprehensive analysis of the criteria. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 240, p. 701-710. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.701 Фаттахов М.М., Бакиров Д.Л., Сенцов А.Ю. и др. Развитие технологий заканчивания скважин с горизонтальным и многозабойным окончанием в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» // Нефтяное хозяйство. 2016. № 8. С. 25-27. Fattakhov M.M., Bakirov D.L., Sentsov A.Yu. et al. Development of Technologies of Horizontal and Multilateral Wells Completion in Lukoil-West Siberia LLC. Oil Industry. 2016. N 8, p. 25-27 (in Russian). Фаттахов М.М., Бакиров Д.Л., Бондаренко Л.С. и др. Технико-технологические решения для повышения эффективности бурения многозабойных скважин // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2017. № 9. С. 58-63. Fattakhov M.M., Bakirov D.L., Bondarenko L.S. et al. Technical-Technological Solutions to Enhance the Efficiency of Multilateral Wells Drilling. Geology, geophysics and development of oil and gas fields. 2017. N 9, p. 58-63 (in Russian). Al-Rbeawi S., Artun E. Fishbone type horizontal wellbore completion: a study for pressure behavior, flow regimes, and productivity index // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019. Vol. 176. P. 172-202. DOI: 10.1016/j.petrol.2018.12.076 Al-Rbeawi S., Artun E. Fishbone type horizontal wellbore completion: a study for pressure behavior, flow regimes, and productivity index. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019. Vol. 176, p. 172-202. DOI: 10.1016/j.petrol.2018.12.076 Блинов П.А. Определение устойчивости стенок скважины при проходке интервалов слабосвязных горных пород с учетом зенитного угла // Записки Горного института. 2019. Т. 236. С. 172-179. DOI: 10.31897/PMI.2019.2.172 Blinov P.A. Determining the stability of the borehole walls at drilling intervals of loosely coupled rocks considering zenith angle. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 236, p. 172-179. DOI: 10.31897/PMI.2019.2.172 Дроздов Н.А. Фильтрационные исследования на кернах и насыпных моделях Уренгойского месторождения для определения эффективности водогазового воздействия на пласт при извлечении конденсата из низконапорных коллекторов и нефти из нефтяных оторочек // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 783-794. DOI: 10.31897/PMI.2022.71 Drozdov N.A. Filtration studies on cores and sand packed tubes from the Urengoy field for determining the efficiency of simultaneous water and gas injection on formation when extracting condensate from low-pressure reservoirs and oil from oil rims. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 257, p. 783-794. DOI: 10.31897/PMI.2022.71 Думакова А.К., Трандин И.И., Поливанов С.А. Опыт бурения многозабойной скважины по технологии Fishbone в АО «Оренбургнефть» // Недропользование XXI век. 2020. № 5 (88). С. 41-45. Dumakova A.K., Trandin I.I., Polivanov S.A. Experience in Multilateral Drilling Using Fish-bone Technology in Orenburgneft Company. Nedropolzovanie XXI vek. 2020. N 5 (88), p. 41-45 (in Russian). Бакиров Д.Л., Фаттахов М.М. Многозабойные скважины: практический опыт Западной Сибири. Тюмень: ОАО «Тюменский дом печати», 2015. 232 с. Bakirov D.L., Fattakhov M.M. Multilateral wells: practical experience of Western Siberia.Tyumen: OAO “Tyumenskii dom pechati”, 2015, p. 232 (in Russian). Майков Д.Н., Борхович С.Ю. Аналитическая модель многозабойной скважины с полным вертикальным вскрытием пласта // Нефть. Газ. Новации. 2020. № 11 (240). С. 61-65. Maikov D.N., Borkhovich S.Yu. Analytical Model of Multilateral Well with Complete Vertical Opening. Neft. Gas. Novacii. 2020. N 11 (240), p. 61-65 (in Russian). Аржиловский А.В., Зернин А.А., Широков А.С. и др. Оценка эффективности многозабойных скважин на месторождениях Ванкорского кластера в различных геологических условиях // Недропользование XXI век. 2020. № 6 (89). С. 64-73. Arzhilovsky A.V., Zernin A.A., Shirokov A.S. et al. Evaluation of Multilateral Wells Efficiency in the Fields of Vankorsky Cluster in Different Geological Environments. Nedropolzovanie XXI vek. 2020. N 6 (89), p. 64-73 (in Russian). Двойников М.В., Будовская М.Е. Разработка углеводородной системы заканчивания скважин с низкими забойными температурами для условий нефтегазовых месторождений Восточной Сибири // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 12-22. DOI: 10.31897/PMI.2022.4 Dvoynikov M.V., Budovskaya M.E. Development of a hydrocarbon completion system for wells with low bottomhole temperatures for conditions of oil and gas fields in Eastern Siberia. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 253, p. 12-22. DOI: 10.31897/PMI.2022.4 Glebov E.A., Shokarev I.A., Gulov A.B. et al. Yurkharovskoye Extended Reach Drilling Campaign Resulted in the Successful Completion of Record Multilateral Well // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. № SPE-176507-MS. DOI: 10.2118/176507-MS Glebov E.A., Shokarev I.A., Gulov A.B. et al. Yurkharovskoye Extended Reach Drilling Campaign Resulted in the Successful Completion of Record Multilateral Well. SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. N SPE-176507-MS. DOI: 10.2118/176507-MS Тузов Е.В., Махмутов Д.З., Лисицин М.А. и др. Методология строительства многозабойных скважин на Среднеботуобинском нефтегазоконденсатном месторождении, Восточная Сибирь // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2020. № 12 (336). С. 35-45. DOI: 10.33285/0130-3872-2020-12(336)-35-45 Tuzov E.V., Makhmutov D.Z., Lisitsin M.A. et al. Methodology for construction of multi-borehole wells at Srednebotuobinskiy oil and gas condensate field, Eastern Siberia. Construction of Oil and Gas Wells on Land and Sea. 2020. N 12 (336), p. 35-45 (in Russian). DOI: 10.33285/0130-3872-2020-12(336)-35-45 Lukyantseva E.A., Oparin I.A., Sultanov R.B. Size Matters: «Birch leaf» Project or New World Record in Drilling of Multilateral Wells // 6th International Conference GeoBaikal, 5-9 October 2020, Irkutsk, Russia. Bunnik: European Association of Geoscientists & Engineers, 2020. Vol. 2020. P. 1-4. DOI: 10.3997/2214-4609.202052012 Lukyantseva E.A., Oparin I.A., Sultanov R.B. Size Matters: “Birch leaf” Project or New World Record in Drilling of Multilateral Wells. 6th International Conference GeoBaikal, 5-9 October 2020, Irkutsk, Russia. Bunnik: European Association of Geoscientists & Engineers, 2020. Vol. 2020, p. 1-4. DOI: 10.3997/2214-4609.202052012 Bazitov M.V., Golovko I.S., Konosov D.A. et al. First Fishbone Well Drilling at Vankorskoe Field // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. № SPE-176510-MS. DOI: 10.2118/176510-MS Bazitov M.V., Golovko I.S., Konosov D.A. et al. First Fishbone Well Drilling at Vankorskoe Field. SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-28 October 2015, Moscow, Russia. OnePetro, 2015. N SPE-176510-MS. DOI: 10.2118/176510-MS Шпидько К.В., Гимазитдинов И.И. Многозабойные скважины – путь к дополнительной нефти // Материалы XIV Международной конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых», 9-12 ноября 2021. Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2021. Т. 1. С. 72-75. Shpidko K.V., Gimazitdinov I.I. Multilateral wells - the way to additional oil. Materialy XIV Mezhdunarodnoi konferentsii “Problemy razrabotki mestorozhdenii uglevodorodnykh i rudnykh poleznykh iskopaemykh”, 9-12 noyabrya 2021. Perm: Permskii natsionalnyi issledovatelskii politekhnicheskii universitet, 2021. Vol. 1, p. 72-75 (in Russian). Осипова М.В., Сивцев А.И. Наклонный водонефтяной контакт в ботуобинском горизонте Среднеботуобинского нефтегазоконденсатного месторождения как признак особенностей нефтегазообразования и нефтегазонакопления в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы // Нефтяная провинция. 2019. № 2 (18). С. 1-24. DOI: 10.25689/NP.2019.2.1-24 Osipova M.V., Sivtsev A.I. Tilted oil-water contact in the botuobinsky horizon of the Srednebotuobinskoe oil gas condensate field as an indication of peculiarities of oil and gas formation and accummulation in Nepsko-Botuobinskaya anticline. Neftyanaya Provintsiya. 2019. N 2 (18), p. 1-24 (in Russian). DOI: 10.25689/NP.2019.2.1-24 Зернин А.А., Макарова К.А., Тюлькова А.И. Особенности промыслово-геофизических и гидродинамических исследований горизонтальных многозабойных скважин на месторождениях ПАО «НК РОСНЕФТЬ» // Нефтяное хозяйство. 2021. № 7. С. 94-98. DOI: 10.24887/0028-2448-2021-7-94-98 Zernin A.A., Makarova K.A., Tyulkova A.I. Features of production geophysical and hydrodynamic research of horizontal multilateral wells in the fields Rosneft Oil Company. Oil Industry. 2021. N 7, p. 94-98 (in Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2021-7-94-98 Rylance M.A., Tuzov Y.B., Aliyev S.B. et al. Fishbones, Wishbones and Birch-Leaves, Multilateral Well Design on the Srednebotuobinskoye Field in Eastern Siberia // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-29 October 2020. OnePetro, 2020. № SPE-201849-MS. DOI: 10.2118/201849-MS Rylance M.A., Tuzov Y.B., Aliyev S.B. et al. Fishbones, Wishbones and Birch-Leaves, Multilateral Well Design on the Srednebotuobinskoye Field in Eastern Siberia. SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-29 October 2020. OnePetro, 2020. N SPE-201849-MS. DOI: 10.2118/201849-MS Зернин А.А., Зюзев Е.С., Сергеев А.С. и др. Рекомендации по подбору конструкций многозабойных скважин в разных геологических условиях с учетом накопленного опыта // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2021. № 5. С. 159-167. DOI: 10.31660/0445-0108-2021-5-159-167 Zernin A.A., Ziuzev E.S., Sergeev A.S. et al. Recommendations for the multilateral wells de-sign selection in various geological conditions based on lessons learned. Oil and Gas Studies. 2021. N 5, p. 159-167 (in Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2021-5-159-167 Birchenko V.M., Al-Khelaiwi F.T., Konopczynski M.R., Davies D.R. Advanced Wells: How to make a Choice between Passive and Active Inflow-Control Completions // SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 21-24 September 2008, Denver, Colorado, USA. OnePetro, 2008. № SPE-115742-MS. DOI: 10.2118/115742-MS Birchenko V. M., Al-Khelaiwi F.T., Konopczynski M.R., Davies D.R. Advanced Wells: How to make a Choice between Passive and Active Inflow-Control Completions. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 21-24 September 2008, Denver, Colorado, USA. OnePetro, 2008. N SPE-115742-MS. DOI: 10.2118/115742-MS