Сто сорок пять миллионов лет под землей

Все категории:

Как баженовская свита открывает новую эпоху добычи нефти

По подсчетам аналитиков, при текущем уровне добычи мировые запасы нефти закончатся через 50–70 лет. Но в реальности дела обстоят немного иначе: на исходе окажется так называемая «традиционная» нефть, в то время как большая часть нефти на планете относится к категории unconventional, или «нетрадиционной». Крупнейшим не только в России, но и мире источником такой нефти является баженовская свита — группа пород размером во всю Западную Сибирь, сформировавшаяся в глубоководном морском бассейне примерно 145 миллионов лет назад. Для извлечения нефти из баженовской свиты требуется принципиально новый подход, который тесно связан с развитием технологий. О том, чем отличаются традиционные технологии добычи нефти от нетрадиционных, и о потенциале баженовской свиты ПостНауке рассказал кандидат геолого-минералогических наук Алексей Алексеев.

В этом лонгриде мы рассказываем про:

  • традиционные месторождения нефти и технологию ее добычи
  • то, что представляет собой «трудная» нефть
  • баженовскую свиту
  • то, как добывают «трудную» нефть
  • добычу «трудной» нефти и экологию
  • добычу «трудной» нефти и технологическое развитие

Бурение, давление, вода: как добывают нефть из традиционных месторождений

При разработке месторождений из скважин добывают не чистую нефть, а флюид — совокупность нефти, газа и воды. Нефтяные месторождения представляют собой совокупность залежей (обособленных скоплений) этого полезного ископаемого, которые могут быть приурочены к одному или нескольким пластам в толще земной коры. Вопреки представлениям о подземных озерах и реках, нефть содержится в мелких пустотах пород, которые геологи-нефтяники называют породами-коллекторами. К ним в основном относятся песчаники и карбонаты (известняки, доломиты), гораздо реже — магматические породы.

Для разработки традиционных месторождений нефти используются вертикальные либо наклонно-направленные скважины. Чтобы предотвратить обвал стенок конструкции и возможный переток пластовых жидкостей из одного пласта в другой, во время бурения ствол скважины заполняют специальным буровым раствором, который также помогает смыть частички выбуренной породы. После бурения скважину обсаживают металлической колонной (специальной стальной трубой), а кольцевое пространство между пластами и колонной цементируют. Это также обеспечивает максимальную защиту природы и экологичность добычи — поступающее по колоннам сырье отгорожено от внешней среды многочисленными барьерами. По отношению к длине скважины, которая может достигать нескольких километров, продуктивный пласт имеет толщину всего несколько метров, поэтому, чтобы добыть нефть, напротив него в обсадной колонне делают отверстия. Для этого на глубину залегания нефтенасыщенного слоя спускают специальные устройства — перфораторы, заряженные кумулятивными зарядами. Они пробивают обсадную трубу и цементное кольцо вокруг нее, тем самым обеспечивая сообщение между пластом и стволом скважины. 

На продуктивный пласт давит вес вышележащих пород, поэтому в нем самом формируется избыточное давление, которое передается насыщающим его жидкостям. Если в стволе скважины создать давление ниже, чем в пласте, то благодаря возникшей разнице пластовая жидкость начнет поступать из области высокого давления (пласт) в область низкого (ствол скважины). При этом суточный объем поступающей жидкости (дебит) будет зависеть не только от разницы в давлении в пласте и стволе скважины, но и от проницаемости пласта — характеристики, определяющей способность горных пород фильтровать сквозь себя флюиды при наличии перепада давления. Величина проницаемости для пород-коллекторов является очень важным параметром, так как во многом определяет продуктивность скважин и влияет на экономическую эффективность добычи.  

На первой стадии разработки месторождения избыточное давление внутри продуктивного пласта настолько высокое, что очень часто нефть фонтанирует на поверхность сама по себе, поэтому никакие нагнетательные системы и насосы не требуются. 

По мере сокращения запасов уровень пластовой энергии падает, и нефтяной фонтан прекращается — и тогда приходится прибегать к механизированным способам добычи нефти. В скважину спускают глубинные погружные насосы, однако вскоре и этого становится недостаточно. Чтобы поддерживать энергию внутри продуктивного пласта, на некотором расстоянии друг от друга бурят специальные скважины: они нагнетают воду, которая поднимает давление в пласте и тем самым увеличивает в нем энергию, а также оттесняет нефть от нагнетательных скважин в сторону добывающих.

Можно выделить несколько этапов освоения месторождений. Первый включает в себя геологоразведочные работы, результатом которых является обнаружение месторождения. После этого бурят эксплуатационные скважины, причем схема их расположения разрабатывается таким образом, чтобы обеспечить максимально высокий коэффициент извлечения нефти.

Второй этап — это эксплуатация месторождения, которое к этому времени представляет собой не просто разрабатываемую залежь, но и центром сосредоточения целого комплекса наземной инфраструктуры, обеспечивающей поддержание пластового давления, добычу и подготовку нефти для транспортировки. Кроме того, нефть содержит большое количество попутного газа — побочного продукта нефтедобычи, который нужно утилизировать. Сегодня на государственном уровне установлено требование обеспечивать 95% утилизации попутного нефтяного газа. Зачастую для этого нефтяники строят либо установки подготовки газа — и после переработки он превращается в ценное сырье. Либо попутный газ используют как топливо для электростанций на месторождениях. Это одно из наиболее популярных решений при разработке удаленных и автономных промыслов, находящихся вдали от цивилизации и объектов энергоснабжения. Иногда энергоцентры дают достаточное количество электроэнергии также для снабжения прилегающих населенных пунктов или коммерческой сдачи в магистральные энергосети.

Непокорная нефть 

В 1994 году академики Российской академии естественных наук Николай Николаевич Лисовский и Элик Мазитович Халимов предложили первую классификацию трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ). По этой классификации «трудной» называлась нефть, залегающая в неблагоприятных геологических условиях, а также в удаленных от инфраструктуры месторождениях, вкладываться в разработку которых было слишком дорого, — например, нефтяные залежи в Карском, Баренцевом морях и на Сахалине, разведанные в 1980-е годы.

До сих пор в российском законодательстве и международной практике отсутствует четкая формулировка, что такое трудноизвлекаемые запасы, как нет и универсального геологического определения. Тем не менее трудноизвлекаемыми называют те запасы, рентабельная разработка которых может осуществляться только с применением методов и технологий, требующих повышенных капиталовложений и эксплуатационных затрат по сравнению с традиционными способами добычи. 

Важно отметить, что традиционные технологии добычи нефти позволяют извлечь лишь около 30% нефти, содержащейся в пласте, даже с поддержанием пластового давления. Соответственно, после их применения в пласте остается примерно 70% нефти, которую добыть уже гораздо сложнее, поэтому нужно использовать более совершенные технологии.

Таким образом, трудноизвлекаемыми являются также остаточные запасы разрабатываемых сегодня месторождений, связанные с невовлеченными в разработку тупиковыми и низкопроницаемыми зонами, а кроме того, нефть, адсорбированная на поверхности минеральных зерен породы и защемленная в мелких капиллярах. Чтобы их добывать с выгодой, необходимо создать новое поколение технологий. Например, сегодня активно развивается направление химических методов увеличения нефтеотдачи. Вместо воды в нефтяной пласт нагнетаются смеси, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), и полимеры, которые позволяют «оторвать» нефть от породы.

По оценкам Минэнерго России, запасы трудноизвлекаемой нефти в нашей стране составляют 65% от общего объема доказанных запасов, однако доля их добычи в настоящий момент невелика и составляет 7%. Прогресс не стоит на месте, технологии развиваются, и, по прогнозам Минэнерго, к 2030 году доля трудноизвлекаемых запасов в общем объеме добываемой нефти должна приблизиться к 15%. 

Но чемпионами по трудноизвлекаемости являются нетрадиционные запасы углеводородов. Они так называются потому, что не описываются общепринятыми правилами, их подсчет и прогнозирование разработки невозможны в рамках традиционных понятий нефтепромысловой геологии и гидродинамики. С этим видом ресурсов связана неопределенность, поэтому они достаточно часто являются предметом споров и дискуссий не только в научных кругах, но и среди экономистов и даже политиков. Наиболее ярким примером нетрадиционных запасов является сланцевая нефть.

Основная проблема трудноизвлекаемой нефти заключается в том, что ее добыча очень зависит от создания новых эффективных технологий, а прогнозирование разработки невозможно в рамках накопленного опыта. В отличие от привычных месторождений, извлечение нефти из которых возможно традиционными методами, однозначно оценить, на сколько лет нам может хватить «трудной», а тем более нетрадиционной нефти, практически невозможно.

Примерно 70% «трудной» нефти у нас в стране сосредоточено в трех геологических формациях: баженовской и тюменской свитах, а также ачимовской толще. Все они расположены в Западной Сибири и имеют стратегическое значение для России.

Баженовская свита — мать западносибирских месторождений

Баженовская свита представляет собой достаточно тонкий по геологическим меркам слой осадочных пород, расположенный на глубине 2–3 километров; площадь ее распространения составляет приблизительно 1,2 млн км². В зависимости от района залегания ее толщина меняется и в среднем составляет 30 метров. Большинством ученых баженовская свита признается главной нефтегазоматеринской свитой Западной Сибири, то есть «местом рождения» нефти, которая затем насытила пластовые ловушки большинства известных месторождений Западно-Сибирского региона. Но не вся рожденная баженовской свитой нефть покинула «родные стены»: значительная часть осталась, образовав самое большое в мире скопление «трудной» нефти — во всяком случае, по площади распространения. О наличии промышленных запасов нефти в баженовской свите известно с середины 1960-х годов, но только в первом десятилетии XXI века эту нефть стали называть сланцевой, подчеркивая ее сходство с предметом «сланцевой революции» в США. Таким образом, можно заключить, что к баженовской свите приурочено крупнейшее в мире месторождение сланцевой нефти размером практически во всю Западную Сибирь.

Строение баженовской свиты
Строение баженовской свиты

Баженовская свита формировалась в глубоководном морском бассейне в конце юрского и начале мелового периода, приблизительно 145 миллионов лет назад. Она образована останками морских организмов, в основном планктона, и продуктами их жизнедеятельности, которые не были переработаны бактериями, а были захоронены под толщей вышележащих пород. В процессе геологического развития из останков планктона сформировалось твердое органическое вещество — кероген. На протяжении многих миллионов лет отложения баженовской свиты постепенно погружались на все большую глубину, и сложные органические соединения керогена, попав в условия высокой температуры (порядка 100 °C) и давления, начали распадаться на более простые молекулы углеводородов — таким образом из керогена образовалась нефть вместе с сопутствующими гетерогенными соединениями (смолами и асфальтенами).

Главный механизм, который обеспечивал насыщение и пропитку пород баженовской свиты углеводородами, связан с явлением автофлюидоразрыва пород. Переход органического вещества из твердого состояния в жидкое сопровождался увеличением его объема, что вызывало сильное избыточное давление, благодаря которому жидкие новообразованные продукты трансформации керогена растрескивали породу. Через созданные в породе микротрещины легкие углеводороды «выгонялись» от очага генерации, а более твердые продукты преобразования керогена затем их «залечивали». Таким образом сформировались битуминозные аргиллиты — общее название пород, слагающих баженовскую свиту. При этом давление в очаге генерации было столь высоким, что ультранизкая проницаемость никаким образом не являлась препятствием для насыщения баженовской свиты углеводородами. Поэтому скопления нефти смогли возникнуть в практически непроницаемых породах — по сути, в битуминозных глинах.

Так образовался уникальный объект, в котором есть легкая нефть, но нет проницаемости, необходимой для ее добычи стандартными способами. Следовательно, если мы хотим добыть уже имеющуюся в баженовской свите нефть, сгенерированную самой природой, нам необходимо научиться создавать проницаемость в этих породах — например, путем техногенного растрескивания методами гидравлического разрыва пласта, доказавшими свою эффективность в США на сланцевых формациях.

Баженовская свита накапливалась около 8 миллионов лет, в течение которых происходило множество событий: менялись жизненные циклы морских обитателей, их видовой состав, случались и крупные извержения вулканов. Каждое из этих событий формировало отдельный тонкий слой на дне баженовского моря, а потом эти слои перешли в породу, придав ей характерную сланцеватость, что дало основание отнести баженовскую свиту к сланцевым формациям. Глубинные процессы, которые протекали в недрах, наложили свои отпечатки, что только усложнило и без того непростое строение. Так, в баженовской свите глины могут соседствовать с прослоями кремнезема и карбонатных пород, рядом могут располагаться слои вулканического пепла, пирит и другие минералы, поэтому для геологического моделирования свита представляет крайне сложный объект.

Что касается ресурсной базы баженовской свиты, то, поскольку ее запасы относятся к нетрадиционным, геологи сталкиваются с очень высоким уровнем неопределенности. Получаемые оценки разнятся от весьма «скромных» 600 миллионов до гигантских 60 миллиардов тонн — это в несколько раз больше, чем во всех известных месторождениях России вместе взятых. Важно понимать, что продуктами преобразования керогена как материнского органического вещества являются не только жидкие углеводороды, которые в проницаемых породах могут перемещаться под действием перепада давления, создаваемого между пластом и скважиной, но также гетероатомные твердые соединения вроде смол и асфальтенов, не имеющие такой возможности. Кроме того, у керогена может оставаться нереализованный генерационный потенциал, который можно высвободить благодаря его термической деструкции (внутрипластовому нагреву). В этой связи кроме легкой нефти, образованной в естественных природных условиях, в баженовской свите есть ресурс для ее синтеза техногенными методами. Таким образом, каждый раз, встречая оценку потенциала баженовской свиты, необходимо выяснять, какой вид ресурсов принимался в расчет: только жидкие углеводороды или также твердые продукты преобразования керогена и его остаточный генерационный потенциал? В зависимости от этого оценка ресурсной базы свиты будет различаться на порядки.

Благодаря термической деструкции керогена из сланцевых пород можно получать «сланцевое масло» — синтетическую нефть, а также газ и другие полезные продукты нефтехимии. В СССР разработка горючих сланцев стартовала еще в 1930-х годах в Ленинградской области (г. Сланцы) на Гдовском месторождении, открытом в 1926 году. В 1952-м был построен газосланцевый завод, который снабжал послевоенный Ленинград газом, а в 1962 году — завод «Полимер» в городе Сланцы, на котором было освоено производство резиновой и резинотекстильной обуви методом горячего прессования и литья под давлением. Самой знаменитой продукцией завода были резиновые тапочки «вьетнамки», на подошве которых писали название города, где они произведены, — Сланцы. Отсюда пошло их второе народное название.

Как добывают «трудную» нефть

Технология гидравлического разрыва пласта (ГРП) получила широкое применение во всем мире. Это один из самых эффективных методов повышения нефтеотдачи, с помощью которого не только дают вторую жизнь зрелым месторождениям, но и добывают «трудную» нефть. Объектом применения ГРП являются низкопроницаемые пласты, содержащие углеводороды. Сегодня большинство новых скважин в России вводятся в разработку благодаря применению именно этой технологии.

Впервые ГРП провели в США в 1940 году. Но теоретическая база, которая до сих пор лежит в основе технологии, разработана в СССР. После открытия метод получил большое распространение — к концу 50-х годов количество проводимых ГРП достигло 3000 в год. А к концу 1980-х общее число ГРП превысило один миллион единиц только в США. Сегодня штаты остаются лидером по числу гидроразрывов пласта.

Суть ГРП заключается в следующем: на глубину низкопроницаемого песчаного пласта — это примерно 2-3 километра — в скважину закачивается технологическая жидкость на основе обычной пресной воды. Суммарное давление столба воды в стволе скважины и избыточное давление на поверхности, которое создают мощные насосы, составляет около 700 атмосфер — этого достаточно, чтобы создать трещину. Ее рост ограничивают геомеханические барьеры (обычно пласты глин) и утечки технологической жидкости в пласт-коллектор. Когда вода перестает поступать, давление в трещине падает, она схлопывается и тут же снижается проницаемость.

Чтобы обеспечить постоянную проницаемость создаваемой с помощью ГРП трещины, ее нужно надежно закрепить. Это делается с помощью гранулообразного вещества — пропанта (англ. propping agent — «расклинивающий агент»), керамических шариков размером с крупнозернистый песчаник. Пропант гораздо тяжелее воды, и, чтобы он не выпадал в виде осадка в скважине, а загонялся в создаваемую трещину, используют специальную жидкость-агент — гель. Гели ГРП в основном делаются на основе гуаро́вой каме́ди, которую производят из плодов зернобобовой культуры — горохового дерева, то есть той самой добавки-загустителя, что часто используется при производстве пищевых продуктов. Повышенная вязкость геля значительным образом увеличивает несущую способность технологической жидкости. Зерна пропанта в ней находятся во взвешенном состоянии и не выпадают в виде осадка длительное время, благодаря чему мы можем закачать пропант далеко в трещину, а после снижения давления он в ней останется и не позволит трещине плотно сомкнуться.

Оставшийся в трещине ГРП гель значительным образом снижает ее проводимость и не позволяет достичь изначальной цели — повышения проницаемости пласта. Вместе с ним закачивают специальную добавку — деструктор, который через некоторое время превращает гель обратно в воду, а в пласте образуется чистая трещина, закрепленная крепким керамическим пропантом. Благодаря техногенной трещине увеличивается область питания скважины, а значит, и ее производительность, что и обеспечивает интенсификацию нефтеотдачи.

При обычном ГРП создается одна преобладающая трещина ГРП, которая может уходить от скважины в пласт на 100 метров и более. Она, как магистральный трубопровод, собирает мелкие потоки, притоки в которые обеспечиваются за счет собственной проницаемости пласта. По этой причине важнейшим условием для эффективности стандартных ГРП является наличие собственной значимой проницаемости пласта, достаточной для фильтрации пластовых жидкостей. Для достижения необходимой экономической эффективности добычи нефти широко применяют горизонтальное заканчивание скважин, благодаря которому в горизонтальной части появляется возможность проведения множественных ГРП. 

Пальяновское месторождение в ХМАО-Югре – центр развития технологий добычи
Пальяновское месторождение в ХМАО-Югре – центр развития технологий добычи баженовской нефти // Газпромнефть – Технологические партнерства

Иную ситуацию мы наблюдаем, когда имеем дело со сланцевыми формациями, которые из-за крайне низкой проницаемости не способны создавать условия для подпитки одиночных магистральных трещин ГРП. В таких случаях, чтобы обеспечить достаточную продуктивность скважин, требуется создавать развитую систему трещин высокой плотности, которая не уступала бы по масштабу системе проводящих каналов в песчаном коллекторе.

Собственно, сланцевая революция в США обеспечена двумя крупными технологическими достижениями. Во-первых, научились бурить протяженные скважины с горизонтальным окончанием и проводить в них многостадийный гидравлический разрыв пласта. Например, бурят скважину с горизонтальным окончанием в один километр, обсаживают и цементируют горизонтальную часть, после чего проводят перфорацию первой стадии и закачивают ГРП. Затем устанавливают пробку, отсекающую первую стадию, проводят перфорацию для второй стадии, закачивают ГРП и так далее. Если стадии проводить через каждые 100 метров, то в горизонтальном стволе длиной в 1 километр их можно разместить 10 штук, если через 50 метров, то 20 штук. После проведения ГРП пробки либо разбуриваются, либо сами растворяются, если использовались специальные растворимые шары.

Во-вторых, увеличение скорости закачки технологической жидкости ГРП со стандартных 3,5–4 до 20 кубометров в минуту позволило создавать более разветвленную систему трещин достаточно высокой плотности, чтобы обеспечивать промышленно значимые дебиты в скважинах. Высокая плотность трещин достигается в том числе благодаря применению кластерных перфораций, когда при производстве ГРП закачка производится не в один интервал перфорации, а сразу в несколько. При стандартных ГРП в использовании кластеров перфорации нет смысла, так как энергии низкорасходного потока не хватает для формирования сразу нескольких трещин: создается одна, преобладающая в самом слабом месте, где трещине легче всего развиваться.

Пожалуй, самым ярким примером технологии ГРП, рожденной в ходе сланцевой революции, является Slickwater (англ. «скользкая вода»). При ее реализации не используются гуаровые загустители, а применяется вода с понизителем трения, чтобы пропант, являющийся абразивным материалом, в ходе высокорасходной закачки не испортил оборудование и обсадные колонны скважины. Благодаря высокому расходу при производстве ГРП (до 20 кубометров в минуту) создается устойчивый турбулентный поток, который надежно удерживает специально разработанный пропант более мелкого размера во взвешенном состоянии, не давая ему выпадать раньше времени в стволе скважины. При высоких скоростях закачки и достаточно низких концентрациях закрепляющего агента в составе технологической смеси для производства ГРП по технологии Slickwater требуется в разы больше воды. Но поскольку нет нужды использовать гуаровые загустители, требования к ее качеству и подготовке не столь высокие. Поэтому может браться даже очищенная от нефтепродуктов вода, которая добывается вместе с нефтью.

Санкционные ограничения привели к тому, что сейчас западные разработки недоступны в России, поэтому, прежде чем тестировать Slickwater или гибридные закачки на баженовской свите, необходимо было с нуля создать соответствующее отечественное программное обеспечение. Задача была успешно решена Московским физико-техническим университетом совместно с «Газпром нефтью»: разработан программный модуль РОСТ (расчет оптимальной системы трещин), который позже был интегрирован в более универсальную программную платформу «Кибер ГРП», предназначенную для моделирования, оптимизации и контроля операций гидроразрыва пласта. Благодаря совместной разработке в нашей стране удалось поставить на поток моделирование и производство современных и высокотехнологичных ГРП. На сегодня проведено уже более 300 операций в 30 скважинах, которые доказали свою эффективность на баженовской свите. 

ГРП и экологический вопрос

В общественном поле часто поднимается вопрос потенциальном воздействии ГРП на породы и экосистему. При этом истощенность ресурсной базы традиционных центров нефтедобычи и отсутствие новых значимых открытий «легких запасов» говорят нам о том, что «либо добывать углеводороды с ГРП, либо вообще никак». Для оценки потенциального воздействия надо разобраться в механике ГРП.

ГРП как технология повышения нефтеотдачи применяется на месторождениях с низкопроницаемыми залежами. В нашей стране такие пласты залегают, как правило, на больших глубинах, превышающих 2, а зачастую и более километра. Высота трещины, которая образуется при ГРП, обычно не превышает 50 метров, а длина — 200 метров. Причем такая трещина обычно симметрична относительно интервала перфорации, который для ГРП выбирается в середине пласта, то есть верхняя точка трещины расположена всего лишь на 25 метров выше интервала перфорации, и технически получить более высокую трещину крайне сложно. Технология не затрагивает грунтовые воды. ГРП не воздействует ни на обычные водоносные горизонты, находящиеся в среднем на глубине около 200 метров, ни даже на самые глубокие артезианские пласты, максимальная глубина которых может быть около одного километра. Таким образом, от водоносных зон нефтяную залежь, в которой проводится гидроразрыв, отделяют непроницаемая для жидкостей порода-барьер (например, слои глин) и километры твердых геологических пластов.

Раскрытость трещины при обычном ГРП не превышает 1 сантиметра, а при высокотехнологическом, применяемом на сланцевых формациях, — нескольких миллиметров. Даже если предположить, что по каким-то причинам пропант не попадет в трещину и она мгновенно сомкнется (что маловероятно), то это не несет никаких эффектов и не ощущается на поверхности. Возможная амплитуда получится незначительной, и импульс от смыкания затухнет в первом же слое глин, прилегающем к пласту-коллектору.

Таким образом, при штатной реализации ГРП не существует технических возможностей прорваться до верхних питьевых водоносных слоев и создать хоть какие-нибудь значимые смещения земной коры. Возможные внештатные ситуации, связанные с некачественным цементированием и прорывом технологической жидкости по цементному кольцу вдоль обсадной колонны, исключаются многочисленными тестами на герметичность. Такие тесты проводятся буровиками при строительстве скважины перед ее сдачей заказчику, а также каждый раз перед началом ГРП.

Одной из причин настороженного отношения к ГРП является неблагоприятный опыт масштабного применения технологии в США. И связан он с методами утилизации подтоварной воды, добываемой вместе с углеводородами. В США месторождения сланцевых углеводородов разрабатываются в районах, которые не имеют соответствующей развитой инфраструктуры. Вода, используемая при ГРП и обратно добываемая вместе с продукцией скважин, собирается в гигантские бассейны-амбары. Оттуда она в жарких районах испаряется сама, а в холодных может выжигаться в специальных установках. Итог в обоих случаях один: вместе с испарениями в атмосферу попадают химические добавки, а также другие вредные вещества, попадающие в воду из пласта, насыщенного углеводородами. Испарения вместе с ядовитыми веществами могут выпасть в виде осадков.

В настоящее время в России баженовскую свиту в основном рассматривают как дополнительный объект для поддержания добычи на действующих месторождениях с развитой инфраструктурой. Подтоварная вода, которая добывается вместе с нефтью, не попадает в атмосферу и используется по назначению — повторно для поддержания пластового давления на других объектах разработки или при производстве ГРП по технологии Slickwater, которая не столь требовательна к качеству воды. Получается так, что риски испарений технологической жидкости в России исключены.

При ГРП используют экологически безопасные вещества. Например, Жидкость для ГРП на 99% состоит из воды и песка. Основными компонентами закачиваемой в пласт смеси являются вода, пропант и специальный загуститель — гуаровая камедь. В качестве пропанта используются шарики из стекла или обожженной глины, а также речной песок. А гуаровая камедь изготавливается из бобов растения гуар, известного также как циамопсис четырехкрыльниковый, гороховое дерево. Оно растет на территории Индии и Пакистана, а его плоды активно используются в кулинарии, в том числе при приготовлении десертов.

Добыча нефти как драйвер высоких технологий

Бытует мнение, что добыча углеводородов — это достаточно простой и отлаженный процесс, не требующий высоких технологий. На самом деле это далеко не так. Легкой нефти становится мало, добыча ее неуклонно снижается, и уже активно применяются новые технологии, которые обеспечивают вовлечение в разработку трудноизвлекаемых запасов низкопроницаемых пластов и месторождений арктической зоны. Но и их, по разным оценкам, хватит лишь на несколько десятков лет. При этом в традиционных нефтегазодобывающих центрах нашей страны сохраняется развитая инфраструктура еще пока действующих месторождений, которую можно и нужно использовать для того, чтобы продлить им жизнь, а может, даже дать второе рождение.

Здесь самые большие перспективы могут быть связаны с вовлечением в разработку ресурсов трудноизвлекаемых нетрадиционных объектов, а также остаточной нефти разрабатываемых пластов. Оба вида ресурсов требуют развития качественно новых технологий, способных сформировать огромный научно-технический и промышленный заказ, который создаст тысячи рабочих мест. Углеводороды — высоколиквидный товар, имеющий традиционно высокий спрос на рынке, а значит, работа в этой сфере гарантированно будут востребованы как минимум до тех пор, пока этот спрос будет оставаться на том же уровне.

Значимость разработки трудноизвлекаемых ресурсов, в первую очередь баженовской свиты, признана на уровне государства: еще в 2017 году проекту по созданию комплекса отечественных технологий и высокотехнологичного оборудования разработки запасов баженовской свиты присвоен статус национального отраслевого проекта, который курирует Министерство энергетики РФ. Оператором проекта является компания «Газпромнефть — Технологические партнерства». В процессе реализации проекта разработано более 10 технологий в области строительства скважин, в частности, сформирован промышленный облик технологии разработки бажена. Это скважины длиной до 2000 м, с 30 стадиями гибридного ГРП, с максимальными скоростями закачки около 16 кубометров в минуту (к слову, именно «Газпром нефть» первой в России построила скважины с такими характеристиками). Подобрана подходящая линейка реагентов отечественного производства, используется исключительно российское скважинное оборудование, включая каротаж во время бурения, компоновки заканчивания для цементирования скважин с вращением, пробки для разделения стадий ГРП. Проведен уникальный комплекс сейсмической и электромагнитной съемки (CSEM).

Добыча нефти из баженовской свиты и дальше может выступать локомотивом для развития очень многих отраслей промышленности — от тяжелого машиностроения до микроэлектроники и цифрового моделирования. Достаточно привести в пример насос ГРП, основные детали которого (мощный высокооборотистый дизельный двигатель, многоступенчатый редуктор и плунжерный насос высокого давления) не производятся у нас в стране — это высокотехнологичное производство необходимо создавать. Сюда также можно отнести потребность в развитии наукоемких отраслей, связанных с разработкой новых материалов и сплавов для буровых долот и изоляционных пробок, разделяющих стадии ГРП; высокоточной геофизической аппаратуры и роторно-управляемых систем, которые применяются для бурения протяженных горизонтальных стволов; установки гибких насосно-компрессорных труб длиной до 5 километров и более, используемых при заканчивании скважин; программного обеспечения для моделирования ГРП.

Если спрос на углеводороды сохранится и будет стабильно высоким, то ресурсного потенциала одной лишь баженовской формации хватит на очень долгое время. А между тем в нашей стране есть и другие перспективные объекты, богатые нетрадиционными углеводородными ресурсами: доманиковые отложения в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, куонамская свита — в Восточной Сибири, хадумская на Кавказе. Но даже если и в них рожденные природой углеводороды иссякнут, то можно будет их синтезировать из керогена. Здесь можно будет вернуться к разработке горючих сланцев на северо-западе Ленинградской области: в них тоже содержится много керогена, генерационный потенциал которого до сих пор не реализован.

Подводя итоги, можно однозначно утверждать: будет спрос на углеводороды — будут и технологии, а вместе с ними и добыча. У России, обладающей огромной территорией и научно-техническим заделом, есть все условия для обеспечения мирового лидерства в этой области.

0 Shares:
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You May Also Like
Читать дальше...

Анна Алексеева: «Я всегда в этом долбаном телефоне». 4 истории о зависимости от соцсетей

Две трети россиян зарегистрированы в социальных сетях. Более половины проводят в них до 4 часов в день, а 3% — весь день. Люди, которые осознали свою зависимость от соцсетей, рассказали «Снобу», как борются с ней, зарабатывают на ней и что из этого выходит
Читать дальше...

Редактировать геном человека было слишком опасно. Новое открытие может все изменить

Метод направленного редактирования генома с помощью системы CRISPR/Cas9 был придуман и впервые испытан в лаборатории всего семь лет назад, в 2012 году.…