Екатерина ЧЕРНЫШОВА
Руководитель направления Управления разработки месторождений
ООО «ЗН НТЦ», к.э.н.
E-mail: ESChernyshova@nestro.ru

Анатолий КОЖЕМЯКИН
Заместитель начальника Управления
по разработке месторождений
АО «Зарубежнефть»
E-mail: AKozhemyakin@nestro.ru

Нина ЧУРАНОВА
Руководитель направления Управления разработки месторождений
ООО «ЗН НТЦ»
E-mail: NChuranova@nestro.ru

Введение

Минерально-сырьевая база углеводородного сырья Российской Федерации в последние десятилетия претерпевает закономерные изменения. Объекты с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) и простым геологическим строением постепенно вырабатываются, а доля трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) в общем балансе неуклонно растет. По оценкам Министерства природных ресурсов и экологии РФ, около 60 % остаточных запасов нефти сегодня относятся к категории нетрадиционных либо осложненных для разработки [1]. В этих условиях задача достоверной оценки извлекаемых объемов ТРИЗ становится не просто технологической, но и стратегической: от нее зависят инвестиционная привлекательность проектов, налоговые льготы и долгосрочные планы развития компаний.

Именно поэтому все большее значение приобретают международные стандарты оценки, в первую очередь система Petroleum Resources Management System (SPE-PRMS), разработанная Обществом инженеров-нефтяников [2]. В отличие от чисто геологических подсчетов, SPE‑PRMS требует рассматривать каждый проект как целостный комплекс мероприятий – от бурения до подготовки, транспортировки и реализации продукции (рис. 1).

Ключевая особенность стандарта – вероятностный подход: для любого проекта должен быть определен диапазон извлекаемых запасов (Р90, Р50 и Р10), что особенно актуально для ТРИЗ с их высокой геологической неопределенностью (рис. 2).
Согласно постановлению Правительства РФ [3], к трудноизвлекаемым относятся запасы, приуроченные к ачимовским продуктивным отложениям с проницаемостью не более 2•10–3 мкм2, сверхвязкая нефть – 10 000 мПа•с и более (в пластовых условиях), а также залежи в баженовской, абалакской, хадумской, доманиковой, кумско-керестинской свитах и некоторых других горизонтах.

По стандарту SPE-PRMS нетрадиционные ресурсы существуют в нефтяных и газовых скоплениях, которые распространены на большой территории и не имеют четко выраженного водонефтяного или газоводяного контакта (также их называют «отложениями непрерывного типа»). Такие ресурсы невозможно извлечь с использованием традиционных проектов добычи из-за вязкости флюидов и/или проницаемости коллектора, которые препятствуют естественной мобильности. Более того, добытая нефть может потребовать дополнительной подготовки перед продажей [2].
С геологической точки зрения трудноизвлекаемость – это всегда сочетание нескольких неблагоприятных факторов: низкой емкости породы, микротрещиноватости вместо межгранулярной пористости, высокой вязкости нефти, аномально низкого пластового давления или, напротив, аномально высокого. Часто встречаются также тектонически экранированные зоны и литологически замещенные участки, что создает значительные неопределенности при построении трехмерных моделей.
Трудноизвлекаемые запасы составляют значительную часть портфеля оцениваемых объектов АО «Зарубежнефть» (рис. 3). С 2018 года компания планомерно развивала внутренний центр компетенций в области международного аудита запасов и уже к 2020-му перешла на выполнение всех оценочных процедур силами собственных подразделений (Корпоративный центр совместно с АО «ВНИИнефть», с 2024 года – ООО «ЗН НТЦ»). За пятилетний период были проведены аудиты по 30 российским активам, а также по ряду зарубежных проектов: в Узбекистане, Египте и Вьетнаме.
В корпоративной системе управления минерально-сырьевой базой АО «Зарубежнефть» к трудноизвлекаемым запасам, помимо утвержденных на законодательном уровне запасов, относятся также шельфовые проекты, характеризующиеся повышенной сложностью разработки, сопоставимой с ТРИЗ.
Такая позиция обусловлена в первую очередь технологическими и геолого-геофизическими вызовами, которые ставят шельфовые проекты в один ряд с ТРИЗ на суше. Освоение морских месторождений требует применения целого спектра передовых инженерных решений: горизонтальные скважины большой протяженности, многостадийный гидравлический разрыв пласта, сложные системы сейсморазведки 3D и 4D, интеллектуальные системы заканчивания с возможностью дистанционного контроля и др. Также совокупность факторов радикально повышает неопределенность на всех этапах оценки шельфа. Во-первых, глубины моря достигают 1,5–3 км, что удорожает каждый метр бурения и делает любую ошибочную интерпретацию критически затратной. Во-вторых, удаленность от береговой инфраструктуры исключает возможность оперативного вмешательства в случае аварий или непредвиденных геологических осложнений. Кроме того, в морских разрезах нередко встречаются низкоомные коллекторы – пласты с аномально низким удельным электрическим сопротивлением, где стандартные методы петрофизической калибровки (например, по данным электрического каротажа) дают завышенную водонасыщенность и, как следствие, систематическое занижение нефтенасыщенных толщин. Эта проблема хорошо известна при работе с терригенными разрезами на суше, но на шельфе она усугубляется ограниченным керновым материалом и высокой стоимостью дополнительных исследований (ядерно-магнитный каротаж, микросейсмика).
Еще одним важным моментом является методологический подход АО «Зарубежнефть» к аудиту по стандарту SPE-PRMS, который предполагает единую для всех проектов рамку: ключевым понятием становится не геологическая природа залежи, а «проект» как комплекс мероприятий по извлечению углеводородов с оценкой диапазона извлекаемых запасов (Р90—Р10). С этой точки зрения шельфовый проект с его высокой капиталоемкостью, длительными сроками окупаемости и значительной геологической неопределенностью (например, трещиноватость фундамента или литологические экраны в осадочном чехле) полностью вписывается в логику отнесения данных запасов к ТРИЗ.

Специфика оценки ТРИЗ по SPE-PRMS

Методология SPE-PRMS является единой для всех типов углеводородных активов: в ее основе лежит требование представлять для каждого проекта диапазон извлекаемых количеств, обозначаемых как P10, P50 и P90 (рис. 2). Однако при переходе от традиционных запасов к ТРИЗ появляются различия, связанные не с формой, а с глубиной проработки ключевых элементов методологии.

Проект

В терминологии SPE-PRMS под проектом понимается целенаправленный комплекс инженерных и организационных мероприятий с определенным началом и концом, результатом которого является добыча, подготовка и транспортировка сырой нефти или природного газа [2] (рис. 4).

Для традиционного месторождения с высокопроницаемыми коллекторами проект часто оказывается стандартным и повторяемым: вертикальные скважины с естественным режимом, простая система сбора, типовое обустройство. Такой проект можно описать небольшим набором параметров, а его реализация сопряжена с предсказуемыми сроками и затратами.
Совсем иная картина для трудноизвлекаемых запасов. Здесь каждый проект уникален и требует индивидуального инжиниринга. В ачимовских отложениях, например, проект обязательно включает бурение горизонтальной скважины с многостадийным гидравлическим разрывом пласта, возможно – систему поддержания пластового давления с использованием воды пониженной минерализации или даже нагнетание газов. В баженовской свите проект может предусматривать термические методы (внутрипластовое горение или циклическую закачку пара). Для шельфовых проектов, помимо геологических осложнений (низкоомные коллекторы, низкая проницаемость, высокая неоднородность пород), также присущи инфраструктурные и логистические. Каждый такой элемент проекта вносит свой вклад в неопределенность: например, проведение операций ГРП сопряжено с такими параметрами, как свойства жидкости разрыва, пропанта, сколько стадий гидроразрыва реально провести, как быстро упадут дебиты, как часто потребуется капитальный ремонт скважин.
Именно поэтому в аудите ТРИЗ особое внимание уделяется технико-экономической части проекта: каждый переход от одной стадии к другой может поставить под вопрос экономическую целесообразность реализации всего проекта.

Вероятностный диапазон

SPE-PRMS предписывает определение диапазона величин извлекаемых ресурсов для всех проектов (рис. 5). Однако диапазон различий между Р90 и Р10 для традиционного месторождения с нормальными фильтрационно-емкостными свойствами (пористость, проницаемость, насыщенность) может составлять 20–30 % от среднего значения Р50 при наличии достаточного объема данных, тогда как для ТРИЗ диапазон может варьироваться от 50 до 100 % и даже более.

Прогнозирование добычи для нетрадиционных коллекторов (сланцы, плотные песчаники, баженовская свита, ачимовские отложения и т.д.) является сложной задачей, так как стандартные методы оценки для пористых сред здесь не работают. Оно базируется на гидродинамическом моделировании, учете параметров многостадийного ГРП (гидроразрыва пласта) и анализе дебита по кривым падения Decline Curve Analysis (DCA). На приведенном реальном газовом месторождении с нетрадиционным коллектором ретроспективно можно увидеть, как меняются прогнозы уровней добычи Р10, Р50 и Р90 в зависимости от времени (рис. 6).

Для точного прогноза добычи нетрадиционных коллекторов применяются следующие наиболее распространенные подходы:

1. Модифицированные методы анализа кривых падения (Modified Declining Curve Analysis – MDCA).
   Классический метод Арпса (Arps) плохо работает для нетрадиционных коллекторов, так как предполагает ранний выход на установившийся режим фильтрации, тогда как в сланцах / низкопроницаемых коллекторах годами длится линейный переходный режим притока флюида в скважину. Поэтому используют современные модификации данного метода:
   • метод растянутой экспоненты (SEPD, Stretched Exponential Production Decline): отлично моделирует резкое падение дебита на ранних стадиях добычи и стабилизацию на поздних. Метод основан на применении коэффициента изменчивости, который исключает завышение прогноза;
   • метод Дуонга (Duong): разработан специально для коллекторов со сверхнизкой проницаемостью (tight газ/нефть). Идеально описывает длительный режим линейного притока к трещине ГРП;
   • модель степенной экспоненты (Power-Law Exponential): сочетает свойства гиперболического падения на ранней стадии и экспоненциального на поздней.
2. Численное гидродинамическое моделирование (симуляторы Eclipse, tNavigator, CMG).
   Применение гидродинамического моделирования является одним из ключевых инструментов для прогнозирования добычи из нетрадиционных коллекторов. Данный подход включает моделирование двойной пористости / двойной проницаемости, так называемой двойной среды, точный учет сети трещин после проведенных операций ГРП и фильтрацию в нанопорах (эффект Клинкенберга, проскальзывание газа и т.д.). Гидродинамическое моделирование используется, когда необходим учет сложной геометрии трещин и термодинамических свойств флюида:
   • моделирование дискретных трещин (DFN): явное задание геометрии естественных и техногенных трещин после многостадийного ГРП;
   • композиционное моделирование: необходимо для прогнозирования добычи конденсата и легкой нефти, где критически важно изменение фазового состояния флюида при падении пластового давления ниже давления насыщения.
3. Методы машинного обучения и Data Science (AI/ML).
   Современный стандарт индустрии, нейросети (например, рекуррентные LSTM) и многочисленные алгоритмы (XGBoost, LightGBM, Random Forest) обучаются на массивах геолого-промысловых данных и дизайнах ГРП для прогнозирования профилей добычи без трудоемкого построения физических моделей [4].
4. Анализ динамики добычи (Rate Transient Analysis – RTA).
   В отличие от DCA, метод RTA учитывает не только дебит, но и меняющееся забойное давление [5, 6]:
   • позволяет определить геометрические параметры трещин (полудлину трещины (Xf) и простимулированный объем пласта (Stimulated Reservoir Volume, SRV);
   • помогает разделить падение дебита из-за ухудшения фильтрационных свойств и падение из-за снижения забойного давления.
   Факторы, критически влияющие на точность прогноза и оценку запасов:
   • динамика падения пластового давления в окрестности трещин ГРП;
   • интерференция скважин (взаимное влияние трещин ГРП соседних скважин при плотной сетке бурения);
   • свойства десорбции газа в нетрадиционном коллекторе и влияние сжимаемости самой породы.

Коммерческий узел учета

Одним из ключевых этапов в процессе оценки запасов по классификации PRMS является определение границ проекта: на каком этапе будет осуществляться передача продукции потребителю, каким будет вид продукции (сырье или продукт переработки), какой объем выручки будет относиться к оцениваемому проекту. При этом следует отметить, что для одного проекта может быть заключено несколько контрактов на реализацию, однако наличие контракта или инвестиционного решения с одобренным финансированием обязательно для признания ресурсов запасами по классификации SPE-PRMS.
Коммерческий узел учета – определенное место в цепочке операций по добыче и обработке углеводородов, где количество добытой продукции замеряют в определенных условиях до ее передачи потребителю (или ее использования) [2].
Для месторождений ТРИЗ, зачастую расположенных в труднодоступных регионах добычи со слаборазвитой инфраструктурой, выбор коммерческого узла является одним из ключевых факторов, влияющих на экономическую эффективность проекта и величину запасов. На начальном этапе разработки месторождения, в период отсутствия внешней инфраструктуры, продукция, как правило, продается на внутреннем рынке с последующим переходом на экспортную реализацию при завершении работ по обустройству и полномасштабному запуску актива. Это означает, что один и тот же проект в разные временные периоды может иметь два разных коммерческих узла: борт автоцистерны и точку врезки в магистральный трубопровод.
Цена реализации продукции в первом случае будет ниже, чем при реализации на внешнем рынке, за счет высоких затрат на транспортировку, большего дисконта к цене, сформировавшегося на внутреннем рынке, и других факторов (рис. 7). Для трудноизвлекаемых запасов с высокой себестоимостью добычи разница в 15–20 долл. за баррель может быть критической, поэтому при оценке проекта важно особое внимание уделять обоснованности года смены контрольного узла учета, поскольку задержка на один-два года может привести к нерентабельности проекта и ресурсы не будут признаны запасами по классификации SPE-PRMS.

Внешнепромысловая инфраструктура

Еще одним условием, определяющим коммерческую целесообразность проекта, является наличие обоснованных ожиданий о строительстве объектов промысловой и транспортной инфраструктуры для реализации товарной продукции потребителю.
В случае с разработкой запасов в труднодоступных и малоосвоенных регионах данный вопрос требует особого внимания при проведении оценки по классификации SPE-PRMS: если на момент рассмотрения проекта у недропользователя не принято инвестиционное решение с одобренным финансированием, затраты на строительство объектов внешней инфраструктуры и запланированные объемы реализации продукции не могут быть учтены в составе проекта: предполагается, что продукция на всем протяжении жизненного цикла проекта будет реализовываться на внутреннем рынке посредством автовывоза.
На рис. 8 представлена динамика добычи нефти и затраты по проекту согласно планам недропользователя: в период с 2026 по 2028 год планируется строительство внешнепромыслового трубопровода, однако на момент оценки запасов по классификации SPE-PRMS договор на подключение к магистральному трубопроводу не был заключен, следовательно, отсутствует уверенность, что запланированный объем добычи будет реализован конечному потребителю, и вся разница между профилем добычи недропользователя и профилем добычи по SPE-PRMS будет отнесена к условным ресурсам до момента признания коммерческой целесообразности проекта по реализации продукции на внешнем рынке.

При разработке месторождений на шельфе наличие транспортной инфраструктуры и договорных обязательств также может оказать существенное влияние на эффективность проекта и его коммерческую обоснованность. Рассмотрим пример реализации двух проектов на соседних лицензионных блоках:
• Блок 1: заключительная стадия разработки, положительный денежный поток генерируется за счет будущих поступлений от транзита продукции с Блока 2, самостоятельная разработка Блока 1 без учета транзитных платежей убыточна;
• Блок 2: не введен в разработку, прогнозируется положительный денежный поток.
Поскольку Блок 2 на момент оценки не введен в разработку, весь объем углеводородного сырья будет отнесен к условным ресурсам до момента эксплуатационного бурения и получения промышленного притока. Следовательно, пока не получено обоснованное подтверждение коммерческой целесообразности реализации продукции с Блока 2, транзитные платежи при расчете денежного потока Блока 1 не могут быть учтены в составе проекта, проект экономически неэффективен. Таким образом, объем углеводородов Блока 1 также будет отнесен к условным ресурсам до момента ввода в эксплуатацию Блока 2.
Для трудноизвлекаемых запасов, осваиваемых в удаленных или шельфовых регионах, транспортная инфраструктура является критическим фактором оценки по классификации SPE-PRMS. До момента, когда инвестиционное решение по строительству объектов внешнепромыслового транспорта получит документальное подтверждение с одобренным финансированием, вся продукция, зависящая от этой инфраструктуры, относится к условным ресурсам независимо от ее геологической доказанности. Данный подход обеспечивает консервативность и достоверность оценки, требуемую по классификации SPE-PRMS.

Утилизация ПНГ

При разработке трудноизвлекаемых запасов газовый фактор может вести себя нестабильно, что усложняет задачу по проектированию наземного обустройства и поиску рынка сбыта товарного объема попутного нефтяного газа (ПНГ). В процессе подбора оптимальных решений могут быть рассмотрены различные варианты утилизации ПНГ: от использования на собственные нужды для обеспечения промысла электроэнергией до производства продуктов переработки; либо монетизация за счет выработки электроэнергии для майнинга или организации работы Центров обработки данных (ЦОД). Однако, пока не будет принята газовая программа / инвестиционное решение по утилизации ПНГ в целях оценки запасов по классификации PRMS, объем попутного газа не может быть отнесен к запасам в связи с высокой неопределенностью как объемов товарного газа, подлежащего утилизации, так и уровня инвестиций и цен на товарную продукцию. Для месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, расположенных в удаленных регионах с отсутствием газотранспортной инфраструктуры, разрыв между технологической возможностью утилизировать ПНГ и экономической реализуемостью этой инициативы может достигать нескольких лет. Именно этот разрыв и является причиной, по которой даже при высокой начальной газонасыщенности пластов значительная часть углеводородного потенциала не учитывается в качестве запасов на начальном этапе разработки месторождения по классификации SPE-PRMS.

Выводы

Оценка трудноизвлекаемых запасов требует комплексного подхода с учетом всех факторов риска и специфических особенностей каждого проекта. Стандарт SPE-PRMS за счет вероятностного подхода и детального анализа технико-экономической составляющей проекта является эффективным инструментом оценки запасов с высокой геологической неопределенностью. К критическим факторам, влияющим на итоговый диапазон величин запасов, помимо физико-химических свойств флюидов и методов прогнозирования добычи, следует отнести наличие контрактных обязательств на транспортировку и реализацию товарной продукции.

Задача достоверной оценки извлекаемых объемов ТРИЗ становится не просто технологической,
но и стратегической: от нее зависят инвестиционная привлекательность, налоговые льготы и долгосрочные планы развития проектов

С геологической точки зрения трудноизвлекаемость – это всегда сочетание нескольких неблагоприятных факторов: низкой емкости породы, микротрещиноватости, высокой вязкости нефти, аномально низкого или высокого пластового давления

Для месторождений ТРИЗ, расположенных в труднодоступных регионах добычи со слаборазвитой инфраструктурой, выбор коммерческого узла является одним из ключевых факторов, влияющих на эффективность проекта

Одним из условий, определяющих коммерческую целесообразность проекта, является наличие обоснованных ожиданий о строительстве промысловой и транспортной инфраструктуры для реализации товарной продукции

Для месторождений ТРИЗ, расположенных в удаленных регионах, разрыв между технологической возможностью утилизировать ПНГ и экономической реализуемостью этой инициативы может достигать нескольких лет

Сообщение Оценка трудноизвлекаемыхзапасов по классификацииSPE-PRMS: анализ критическихфакторов оценки в условияхгеологической неопределенности появились сначала на Энергетическая политика.