Frac es más importante que las sanciones. Siete hechos esenciales sobre los FGR

Durante las últimas décadas, la industria global del gas en los países desarrollados se ha convertido en una de las industrias más avanzadas tecnológicamente. La introducción de altas tecnologías ha transformado la industria y la ha convertido en uno de los líderes tecnológicos de la economía mundial.

Como uno de los combustibles fósiles más limpios y abundantes del mundo, el gas natural se utiliza cada vez más para generar energía. Esto conduce a una demanda cada vez mayor de este tipo de portador de energía. Al mismo tiempo, como esperaban varios expertos, el consumo de combustible azul seguirá creciendo. En particular, la Agencia Internacional de Energía (AIE) predice una "edad de oro" para el gas natural en los próximos años. Desplazará cada vez más a otros portadores de energía y su participación en la energía mundial aumentará al 25 por ciento para 2035 y más, en comparación con el 21 por ciento actual.

La industria del gas debe seguir el ritmo de la creciente demanda y producir más gas natural, incluso mediante el crecimiento de la calidad, es decir, mediante la introducción de innovación tecnológica. Un potencial significativo para un mayor desarrollo de la industria del gas radica en el desarrollo de la extracción de fuentes no convencionales de gas natural. Entonces, en los últimos años, el desarrollo de gas de esquisto en los Estados Unidos se ha desarrollado rápidamente. A su vez, para Rusia, las tecnologías para la extracción de metano de lechos de carbón son relevantes. En particular, en el "Gazprom" ruso, esta dirección se denomina una de las principales direcciones de la estrategia de expansión de la base de recursos de la empresa de gas. Un lugar especial para expandir la base de recursos para las compañías de petróleo y gas nacionales y extranjeras lo ocupa la implementación de proyectos para la producción de gas natural en la plataforma marina, incluso en el Ártico.

Esta sección destaca algunas de las innovaciones que han transformado la industria del gas. En primer lugar, se destacan las tecnologías en el campo de la exploración y la producción. Además, habla de las innovaciones que han ampliado el potencial del uso del gas natural como combustible y le han permitido reclamar el papel de portador de energía más prometedor del siglo XXI.

Nuevas tecnologías en el segmento de exploración y producción

Las innovaciones tecnológicas en el sector de exploración y producción han abierto nuevas oportunidades para que la industria aumente la producción de gas natural y satisfaga la creciente demanda del mismo. Es importante que estas tecnologías hayan logrado que la exploración y producción de gas natural sea más eficiente, segura y amigable con el medio ambiente. Algunas de las innovaciones tecnológicas en esta área se resumen a continuación:

o 3 Exploración sísmica D y 4D- El desarrollo de la exploración sísmica, que permite obtener y analizar datos sobre la densidad de rocas en tres dimensiones, ha cambiado enormemente la naturaleza de la producción de gas natural. La exploración sísmica 3D combina las técnicas tradicionales de generación de imágenes sísmicas con potentes ordenadores para crear modelos 3D de capas del subsuelo. La exploración sísmica 4D los complementa y le permite observar cambios en las características a lo largo del tiempo. Gracias a 3D y 4D, se ha vuelto más fácil identificar campos prometedores, aumentar la eficiencia de su desarrollo, reducir el número de pozos secos, reducir los costos de perforación y también reducir el tiempo de investigación. Todo esto conduce a beneficios económicos y ambientales.

o CO 2 - Arena - Frac(fracturamiento hidráulico). El método de fracturamiento hidráulico se utiliza desde 1970, lo que permitió incrementar el rendimiento de gas natural y petróleo de formaciones subterráneas. CO2 - Arena - La tecnología de fracturamiento utiliza una mezcla de arena de apuntalante y CO2 líquido para formar y expandir fracturas a través de las cuales el petróleo y el gas natural pueden fluir más libremente. Luego, el CO2 se evapora, dejando solo arena en la formación sin otros residuos del proceso de fracturación para eliminar. Esta tecnología permite incrementar la extracción de gas natural y al mismo tiempo no daña el medio ambiente, ya que no genera residuos subterráneos, y además protege los recursos hídricos subterráneos.

o Tubería enrollada(tubería enrollada) - una de las áreas de desarrollo más dinámico del mundo en la producción de equipos de petróleo y gas. La operación de pozos de tubería flexible se basa en el uso de tuberías flexibles sin mangas durante la perforación y operación del pozo. La tecnología de tubería flexible incluye un componente metalúrgico: la producción de tuberías flexibles de metal especial, el diseño, el diseño de equipos de tierra y fondo de pozo e instrumentación del programa de procesamiento de información. Las tecnologías de tubería flexible reducen significativamente el costo de perforación, así como la probabilidad de accidentes y derrames de petróleo, reducen la cantidad de desechos y reducen el tiempo para completar el trabajo de 3 a 4 veces en comparación con los métodos tradicionales. La tubería flexible se puede utilizar junto con operaciones de perforación exigentes para mejorar la eficiencia de la perforación, lograr tasas de recuperación de hidrocarburos más altas y tener un impacto ambiental menor.

o Sistemas de telemetría. En la literatura extranjera, estos sistemas se denominan MWD (medición durante la perforación): sistemas desarrollados para medir parámetros de perforación y transmitir información a la superficie. La información recibida y procesada utilizando tecnologías de telemetría modernas permite a los trabajadores de campo monitorear el proceso de perforación, lo que reduce la probabilidad de errores y accidentes. Además, el uso de sistemas de telemetría puede ser útil para los geólogos, ya que proporciona información sobre las propiedades de la roca que se perfora.

o Perforación de agujero delgado. Esta tecnología puede mejorar significativamente la eficiencia de las operaciones de perforación y reducir el impacto ambiental. Es un método económicamente viable para perforar pozos de exploración en áreas nuevas, pozos profundos en campos existentes y para extraer gas natural de campos sin explotar.

o Perforación en aguas profundas(perforación en aguas profundas) . La tecnología de perforación en aguas profundas ha dado un gran paso adelante en los últimos años. Actualmente, permiten el desarrollo seguro y eficiente de depósitos en aguas de más de 3 km. Actualmente, las principales direcciones para el mayor desarrollo de estas tecnologías son la mejora de las plataformas de perforación en alta mar, el desarrollo de dispositivos de posicionamiento dinámico, la creación de sistemas de navegación complejos.

o Fracturamiento hidráulico(fracking): un método que permite el desarrollo de depósitos de hidrocarburos, incluido el gas de esquisto. Consiste en el hecho de que una mezcla especial de agua, arena y reactivos químicos se bombea a una formación rocosa que contiene gas a alta presión. En la capa portadora de gas, se forman grietas bajo presión, a través de las cuales los hidrocarburos se filtran al pozo. Ahora, la fracturación hidráulica se usa ampliamente en el desarrollo de campos de petróleo y gas. Sin embargo, recientemente, las preocupaciones sobre los riesgos asociados con la extracción de este método no han disminuido. La tecnología anterior está plagada de contaminación del agua; Además, existe un riesgo potencial de relación entre el uso del método de fracturamiento hidráulico y la actividad sísmica.

Los avances tecnológicos enumerados proporcionan solo una parte de las tecnologías complejas que se han introducido en la práctica en el campo de la exploración y producción de gas natural y se mejoran constantemente. Estas tecnologías permitieron a la industria del gas lograr mejores resultados económicos y permitirles desarrollar campos que antes se consideraban no rentables.

A su vez, existen tecnologías que abren el camino a un uso más amplio del potencial del gas natural como portador de energía. Se trata, en primer lugar, del uso de gas natural licuado, que ha revolucionado la industria del gas. Además, el uso de pilas de combustible abre grandes perspectivas.

o Gas natural licuado. Una de las áreas más prometedoras para el desarrollo de la industria del gas es el desarrollo de nuevas tecnologías y equipos para la producción, almacenamiento, transporte y uso y la creación de equipos para la licuefacción de gas natural. El GNL es gas natural ordinario que se licúa artificialmente mediante refrigeración a -160 ° C. Al mismo tiempo, su volumen disminuye 600 veces. El GNL se considera una de las fuentes de energía más prometedoras y respetuosas con el medio ambiente, con una serie de ventajas. En primer lugar, es más fácil de transportar y almacenar que el gas natural convencional. Por lo tanto, en su forma líquida, el GNL no tiene la capacidad de explotar o encenderse. Una ventaja particularmente importante del GNL en términos de garantizar la seguridad energética es que se puede entregar en cualquier parte del mundo, incluidos aquellos donde no hay gasoductos principales. Por lo tanto, para muchos países, la importancia del GNL está aumentando. En particular, en Japón, casi el 100% de las necesidades de gas están cubiertas por importaciones de GNL.

o Celdas de combustible. Actualmente, continúa la investigación en el campo de la creación de tecnologías económicamente atractivas para el uso de pilas de combustible a base de gas natural. Son capaces de lograr un avance cualitativo en el uso de combustible azul, ampliando radicalmente el campo de aplicación del gas natural. Se espera que los avances en la producción de electricidad a partir de pilas de combustible creen pronto una fuente de energía conveniente, segura y respetuosa con el medio ambiente para el transporte, la industria y el ámbito doméstico. Las pilas de combustible son como baterías recargables. Funcionan transfiriendo una corriente de combustible (generalmente hidrógeno) y oxidante a electrodos separados por un electrolito. Al eliminar la etapa de combustión intermedia, se puede aumentar la eficiencia del proceso de generación de energía. Por tanto, la eficiencia de las pilas de combustible es mucho mayor que la de la generación tradicional que utiliza combustibles fósiles. Es importante que el uso de pilas de combustible pueda reducir drásticamente la cantidad de emisiones nocivas. Por ejemplo, en algunos tipos de pilas de combustible, los productos de reacción son solo agua y calor. Otras ventajas de las pilas de combustible incluyen su fiabilidad y la capacidad de crear, sobre su base, fuentes de energía compactas capaces de funcionar en modo autónomo.

Desarrollo de innovaciones en la industria del gas en Rusia

El nivel de desarrollo de la innovación en la industria rusa del gas se encuentra en un estado insatisfactorio. En casi todas las áreas clave, los extranjeros son tecnológicamente superiores a las empresas nacionales. En particular, están mucho mejor capacitados para trabajar en la estantería, utilizan ampliamente métodos de vanguardia de recuperación mejorada de petróleo y tecnologías de perforación avanzadas.

Las empresas rusas, por otro lado, son bastante reacias a invertir sus fondos en sus propios desarrollos tecnológicos, que no garantizan beneficios comerciales y requieren muchos años de inversión en producción piloto. A su vez, los institutos de investigación que trabajan para compañías de petróleo y gas o que realizan el desarrollo en su nombre a menudo simplemente no están preparados para resolver tareas a largo plazo que requieren grandes inversiones y están acompañadas de altos riesgos.

Por lo tanto, el complejo de gas nacional invierte principalmente solo en la adquisición de equipos de alta tecnología. Como resultado, hoy la industria del gas se ha vuelto altamente dependiente de la transferencia de innovaciones desde el exterior. Esto, en particular, está sucediendo al atraer a contratistas occidentales en proyectos conjuntos para perforar en Rusia. Además, las empresas nacionales están tomando prestado activamente el banco de ingeniería que tienen los líderes del negocio del gas y están adaptando sus tecnologías progresivas a sus propios activos del subsuelo.

Hoy, las inversiones del complejo de gas en nuevas tecnologías y desarrollos innovadores se pueden dividir en cuatro áreas.

Rusia espera una mayor presión de sanciones. El Reino Unido y los EE. UU. Están buscando activamente nuevas razones para discriminar a las empresas rusas. Sin embargo, los resultados de la última ola de políticas de sanciones, que comenzó en 2014, están lejos de ser inequívocos. Incluso estudios independientes muestran que el complejo ruso de combustible y energía no ha sufrido mucho por las restricciones, además, fueron ellos quienes impulsaron el desarrollo de la industria en Rusia. Según los expertos de la industria, un posible fortalecimiento de las sanciones antirrusas tampoco será crítico para el complejo ruso de combustible y energía, pero solo si el gobierno y las empresas energéticas movilizan fuerzas a tiempo para crear una industria de ingeniería nacional que produzca equipos para la extracción. de reservas de petróleo de difícil recuperación (TRIZ).

Rusia debe aprender a extraer TRIZ

La víspera, el Centro de Energía de la Escuela de Negocios SKOLKOVO presentó los resultados de su investigación ” Perspectivas para la producción de petróleo ruso: vida bajo sanciones”, Que analizó el impacto de las sanciones impuestas por EE.UU. y la UE sobre el sector petrolero ruso, en particular sobre la puesta en marcha de nuevos campos tradicionales en Rusia, el desarrollo de proyectos costa afuera y la producción de petróleo de Bazhenov. Los autores del estudio también hicieron un pronóstico de escenario de la producción de petróleo ruso hasta 2030.

El documento señala que en el horizonte hasta 2020, a pesar de todas las restricciones, Rusia tiene el potencial de aumentar aún más los volúmenes de producción a expensas de los campos ya preparados. Sin embargo, este potencial alcista a corto plazo puede verse limitado por acuerdos con la OPEP. En el mediano plazo hasta 2025, incluso en el caso de severas restricciones en el acceso a la tecnología y bajos precios del petróleo, los volúmenes de producción no sufrirán catastróficamente. Al mismo tiempo, la razón principal del declive de la producción durante este período puede no ser tanto la falta de acceso a tecnologías occidentales para la implementación de nuevos proyectos, sino la falta de capacidades tecnológicas para intensificar la producción en los campos existentes.

Este estudio ha demostrado que la tecnología más crítica para mantener la producción de petróleo rusa es la fracturación hidráulica (fracturación hidráulica), ya que es capaz de mantener la producción en los campos existentes.

El uso de la fracturación hidráulica de varias etapas (fracturación hidráulica de varias etapas) promete un aumento de la producción en campos no convencionales prometedores.

Los autores del estudio enfatizan que en las condiciones actuales, es el desarrollo de sus propias tecnologías de fracturación hidráulica y fracturación hidráulica multietapa, la producción de flotas de fracturación hidráulica y fracturación hidráulica multietapa dentro del país y la capacitación del personal lo que debe convertirse en una prioridad tecnológica para las empresas de la industria y los reguladores. Sin embargo, hasta ahora el trabajo en esta dirección se está llevando a cabo a un ritmo evidentemente insuficiente. Como señaló en su informe Yekaterina Grushevenko, experta del Centro de Energía SKOLKOVO, no se produjo ni una sola flota de fracturamiento hidráulico en el período de 2015 a agosto de 2017. Los sistemas controlados por rotación, según el sitio web del Centro Científico y Técnico de PJSC Gazprom Neft, estaban en la etapa de prueba a finales de 2016. El experto enfatizó que TRIZ ya representa dos tercios de las reservas de petróleo.

No se espera un recorte de producción hasta 2020

Director del Centro de Energía de la Escuela de Negocios SKOLKOVO Tatiana Mitrova En su discurso de presentación de este estudio, señaló que las primeras sanciones contra Rusia y las empresas energéticas rusas se introdujeron en 2014, pero no se han publicado estudios especiales sobre su impacto en la industria petrolera.

“No sabíamos qué resultado obtendríamos. La primera hipótesis asumió que las consecuencias serían muy graves ”, dijo Mitrova. Sin embargo, los resultados mostraron una imagen ligeramente diferente del impacto de las sanciones.

“Actualmente, no se están sintiendo consecuencias graves de las sanciones en las actividades operativas de las empresas. De hecho, la producción ha crecido en los últimos años, a pesar de los bajos precios y las sanciones. La industria petrolera reportó éxito. Pero la situación actual positiva no debe ser engañosa, el análisis del complejo de sanciones en sí habla de su interpretación muy amplia, y esta es la principal amenaza de presión de las sanciones ”, dijo el experto.

Según ella, hasta 2020, según los resultados del modelado, no se esperan recortes de producción, ya que los principales proyectos ya han sido financiados.

“A partir de 2020, las tendencias negativas se harán cada vez más notorias y pueden conducir a una disminución de la producción de petróleo en Rusia en un 5% para 2025 y en un 10% para 2030 con respecto a los niveles de producción actuales. Una disminución en la producción en tales cantidades, por supuesto, no es catastrófica para la economía rusa, pero sin embargo es bastante sensible ”, dijo Mitrova.

Hizo hincapié en que las sanciones tienen una larga historia y para que la industria petrolera rusa se adapte a ellas, se necesitan esfuerzos adicionales por parte del estado y las empresas para desarrollar sus propias tecnologías y producir el equipo necesario.

“Hay una gran parte de la producción de petróleo, que depende directamente de la tecnología de fracturamiento hidráulico. Es la disponibilidad de este equipo lo que tiene mayor impacto en el volumen de producción de petróleo del país. Pero el desarrollo y la implementación de la producción de esta tecnología es en gran parte tarea del gobierno y la industria rusos ”, explicó el Director del Centro de Energía.

Se requiere una nueva industria

Jefe de Gas y Ártico en SKOLKOVO Business School Roman Samsonov En su discurso, señaló que, según sus observaciones personales, en Rusia solo en el contexto de las sanciones se puede observar el progreso en el desarrollo y la producción de su propio equipo de alta tecnología.

“La situación con la producción de equipos de alta tecnología es compleja, pero se puede aprender a administrar. De hecho, estamos hablando de la creación de toda una sub-rama multifuncional de la ingeniería de petróleo y gas ”, señaló Samsonov.

Según los participantes en el estudio "Perspectivas para la producción de petróleo rusa: vida bajo sanciones", la tarea a tan gran escala de crear una nueva sub-rama de la ingeniería pesada en la época soviética se resolvió solo gracias a las directivas estatales. En las condiciones de la economía de mercado moderna, en la que se está desarrollando la Federación de Rusia, aún no se han elaborado los mecanismos para la ejecución de esta tarea.

Sin embargo, esto es solo en Rusia. Si observa la experiencia de los países occidentales que superaron con éxito todas las dificultades para la minería TRIZ, queda claro que ese método se ha encontrado durante mucho tiempo. Esto se ve más claramente en el ejemplo de la industria del esquisto de EE. UU., Que prestaba activamente incluso durante el período de precios bajos, lo que la ayudó a sobrevivir. Evidentemente, una actitud tan tolerante de los bancos hacia este sector petrolero no podría prescindir de la participación del Estado. Ahora, los productores de esquisto agradecidos están ayudando a las autoridades estadounidenses a restringir la OPEP y otros productores de petróleo, influyendo activamente en el mercado mundial de petróleo y gas.

Ekaterina Deinogo

Esta tecnología, que se ha utilizado para intensificar el trabajo y aumentar la producción de los pozos productores de petróleo durante más de medio siglo, provoca, quizás, el debate más acalorado entre ecologistas, científicos, ciudadanos comunes y, a menudo, incluso los trabajadores del sector extractivo. la propia industria. Mientras tanto, la mezcla que se bombea al pozo durante la fracturación hidráulica consiste en un 99% de agua y arena, y solo un 1% de productos químicos.

Qué dificulta la recuperación de petróleo

La razón principal de la baja productividad de los pozos junto con la mala permeabilidad natural de la formación y la mala calidad de los disparos es una disminución en la permeabilidad de la zona de formación de fondo de pozo. Este es el nombre del área del yacimiento alrededor del pozo, que está sujeta a los efectos más intensos de varios procesos que acompañan la construcción del pozo y su posterior operación y violan el estado de equilibrio mecánico y fisicoquímico inicial del yacimiento. La perforación en sí misma introduce cambios en la distribución de las tensiones internas en la roca circundante. También se produce una disminución en la productividad del pozo durante la perforación como resultado de la penetración del fluido de perforación o su filtrado en la zona de formación del fondo del pozo.

La mala perforación por el uso de disparadores de baja potencia, especialmente en pozos profundos, donde la energía de la explosión de cargas es absorbida por la energía de altas presiones hidrostáticas, también puede ser la razón de la baja productividad de los pozos.

Una disminución en la permeabilidad de la zona de formación de fondo de pozo también ocurre durante la operación del pozo, acompañada de una violación del equilibrio termobárico en el sistema de formación y la liberación de gas libre, parafina y sustancias resinosas de asfalto del petróleo, que obstruyen el espacio poroso del reservorio. También se observa una intensa contaminación de la zona de formación de fondo de pozo como resultado de la penetración de fluidos de trabajo en ella durante varias operaciones de reacondicionamiento en los pozos. La inyectividad de los pozos de inyección se deteriora debido a la obstrucción del espacio poroso de la formación con productos de corrosión, limo, productos petrolíferos contenidos en el agua inyectada. Como resultado de tales procesos, la resistencia a la filtración de líquidos y gases aumenta, los caudales de los pozos disminuyen y existe la necesidad de influencia artificial en la zona de formación de fondo de pozo para aumentar la productividad de los pozos y mejorar su conexión hidrodinámica. con la formación.

Tecnologíafracking

Para mejorar la recuperación de petróleo, intensificar la operación de pozos de petróleo y gas y aumentar la inyectividad de los pozos de inyección, se utiliza el método de fracturación hidráulica o fracking. La tecnología consiste en crear una fractura de alta conductividad en la formación objetivo bajo la acción de un fluido alimentado a presión para asegurar la entrada del fluido producido al fondo del pozo. Después de la fracturación hidráulica, el caudal del pozo, por regla general, aumenta drásticamente, o la reducción se reduce significativamente. La tecnología de fracturamiento hidráulico hace posible "reactivar" los pozos inactivos, donde la producción de petróleo o gas por métodos tradicionales ya no es posible o no es rentable.

La fracturación hidráulica (fracturación hidráulica) es uno de los medios más efectivos para aumentar la productividad de los pozos, ya que conduce no solo a la intensificación de la producción de reservas ubicadas en la zona de drenaje del pozo, sino que también, bajo ciertas condiciones, hace Es posible expandir significativamente esta zona mediante la introducción de zonas de drenaje débil en la producción y capas intermedias y, por lo tanto, lograr una mayor recuperación final de petróleo.

Historiamétodo de fracturamiento hidráulico

Los primeros intentos de intensificar la producción de petróleo de los pozos de petróleo se realizaron en la década de 1890. En los Estados Unidos, donde la producción de petróleo se estaba desarrollando a un ritmo rápido en este momento, se probó con éxito un método para estimular la producción a partir de rocas compactas utilizando nitroglicerina. La idea era hacer explotar la nitroglicerina para aplastar las rocas apretadas en la zona del fondo del pozo y asegurar un aumento en el flujo de petróleo hacia el fondo. El método se ha utilizado con éxito durante algún tiempo, a pesar de su evidente peligro.

La primera fracturación hidráulica comercialmente exitosa se llevó a cabo en 1949 en los Estados Unidos, después de lo cual el número comenzó a aumentar drásticamente. A mediados de los años 50, el número de trabajos de fracturación hidráulica realizados alcanzó los 3000 por año. En 1988, el número total de trabajos de fracturación hidráulica realizados superó el millón, y esto es solo en los Estados Unidos.

En la práctica nacional, el método de fracturamiento hidráulico se ha utilizado desde 1952. El pico de aplicación del método se alcanzó en 1959, después de lo cual el número de operaciones disminuyó, y luego esta práctica se detuvo por completo. Desde principios de la década de 1970 hasta finales de la de 1980, no se llevó a cabo la fracturación hidráulica en la producción nacional de petróleo a escala industrial. En relación con la puesta en servicio de grandes campos petroleros en Siberia occidental, la necesidad de intensificar la producción simplemente ha desaparecido.

… Y hoy es

El resurgimiento de la práctica del uso de la fracturación hidráulica en Rusia comenzó solo a fines de la década de 1980. Actualmente, las posiciones de liderazgo en términos de número de operaciones de fracturamiento hidráulico las ocupan EE. UU. Y Canadá. Les sigue Rusia, donde el uso de tecnología de fracturamiento hidráulico se lleva a cabo principalmente en los campos petroleros de Siberia Occidental. Rusia es prácticamente el único país (sin contar a Argentina) fuera de Estados Unidos y Canadá donde la fracturación hidráulica es una práctica común y se percibe de manera bastante adecuada. En otros países, la aplicación de la tecnología de fracturamiento es difícil debido a sesgos locales y malentendidos de la tecnología. En algunos de ellos, existen importantes restricciones sobre el uso de la tecnología de fracturamiento hidráulico, hasta la prohibición total de su uso.

Varios expertos sostienen que el uso de tecnología de fracturamiento en la producción de petróleo es un enfoque bárbaro e irracional del ecosistema. Al mismo tiempo, el método es ampliamente utilizado por casi todas las principales compañías petroleras.

El uso de la tecnología de fracturamiento hidráulico es bastante amplio, desde yacimientos de baja hasta muy permeabilidad en pozos de gas, condensado de gas y petróleo. Además, mediante la fracturación hidráulica, es posible resolver problemas específicos, por ejemplo, eliminar la producción de arena en los pozos, obtener información sobre las propiedades del yacimiento de los objetos de prueba en los pozos de exploración, etc.

En los últimos años, el desarrollo de tecnologías de fracturamiento hidráulico en Rusia tiene como objetivo aumentar el volumen de inyección de apuntalante, la producción de fracturamiento hidráulico con nitrógeno, así como el fracturamiento hidráulico de múltiples etapas en el yacimiento.

Equipo parafracturamiento hidráulico

El equipo necesario para la fracturación hidráulica es fabricado por varias empresas, tanto extranjeras como nacionales. Uno de ellos es la empresa TRUST-ENGINEERING, que ofrece una amplia gama de equipos para fracturación hidráulica en un diseño estándar, y en forma de modificación, realizada a pedido del cliente. .

Como ventaja competitiva de los productos de TRUST-ENGINEERING LLC, es necesario señalar la alta participación de la localización de la producción; aplicación de las más modernas tecnologías de diseño y producción; uso de unidades y componentes de líderes mundiales en la industria. También es importante señalar la alta cultura de diseño, producción, garantía, posgarantía y mantenimiento del servicio inherente a los especialistas de la empresa. Los equipos para la fracturación hidráulica producidos por TRUST-ENGINEERING LLC son más fáciles de comprar debido a la presencia de oficinas de representación en Moscú (Federación de Rusia), Tashkent (República de Uzbekistán), Atyrau (República de Kazajstán), así como en Pancevo (Serbia) .

Por supuesto, el método de fracturamiento hidráulico, como cualquier otra tecnología utilizada en la industria extractiva, no está exento de ciertas desventajas. Una de las desventajas del fracking es que el efecto positivo de la operación puede ser anulado por situaciones imprevistas, cuyo riesgo con una intervención tan extensa es bastante alto (por ejemplo, es posible una violación imprevista de la estanqueidad de un depósito de agua cercano ). Al mismo tiempo. La fracturación hidráulica es uno de los métodos más efectivos de estimulación de pozos en la actualidad, que penetra no solo en formaciones de baja permeabilidad, sino también en reservorios de media y alta permeabilidad. El mayor efecto de la fracturación hidráulica se puede lograr mediante la introducción de un enfoque integrado al diseño de la fracturación hidráulica como un elemento del sistema de desarrollo, teniendo en cuenta varios factores, como la conductividad del yacimiento, el sistema de colocación de pozos, el potencial energético del yacimiento, la mecánica de la fractura, características del fluido de fracturación y apuntalante, limitaciones tecnológicas y económicas ...

A pesar de las previsiones de que en un futuro próximo la industria de los combustibles supuestamente seguirá sin trabajo, los expertos predicen que minerales como el petróleo y el gas tendrán una relevancia a largo plazo y aún no un declive inminente. Sin embargo, seguramente se producirá un cambio de paradigma en el complejo energético; por ejemplo, se supone que el combustible azul (también conocido como gas natural) tendrá una demanda varias veces mayor entre la población que el oro negro (petróleo), que actualmente tiene una significativa impacto en la economía mundial.

Y sin embargo, ahora las tasas de extracción tanto de uno como de otro del fósil siguen siendo altas, lo que significa que las personas empleadas en este segmento intentarán hacer todo lo posible para encontrar y obtener sus máximas reservas. Las nuevas tecnologías les ayudarán en esto.

Exploración y perforación: métodos modernos

Antes de iniciar el proceso de extracción, se debe encontrar petróleo o gas en las entrañas de la tierra. Las empresas deben trabajar en un entorno de demanda cada vez mayor de estos recursos, por lo que, según las previsiones, el pico de su relevancia será en 2023. Es por eso que las organizaciones mineras están adoptando métodos avanzados que ayudarán a asegurar un suministro adecuado de recursos valiosos a los habitantes de la tierra, así como a hacer su desarrollo lo más seguro, eficiente y amigable con el medio ambiente posible.

La exploración sísmica es el estudio de las principales características de las rocas con el fin de identificar qué tipo de roca se encuentra en un lugar determinado y a qué profundidad de la superficie se encuentra. Los principales hitos aquí son los patrones observados en la corteza terrestre durante la creación artificial de ondas elásticas. Estas fluctuaciones periódicas son causadas por:

• explosiones de cargas de TNT en depresiones poco profundas de 10 o 20 metros;
• Exposición periódica y prolongada a vibraciones (por ejemplo, utilizando máquinas especiales).

Hoy en día, la exploración sísmica ha alcanzado un nivel cualitativamente nuevo, porque la obtención de información que es importante desde el punto de vista de la ingeniería geológica (volúmenes, edad, estado de un mineral, etc.) ahora es posible en 3 dimensiones gracias a la recepción de alta tecnología. dispositivos. A diferencia del método 2D, donde los dispositivos se colocan en línea recta con respecto a la fuente, aquí el equipo se coloca alrededor de todo el perímetro del área de prospección prospectiva. Esto le permite identificar un valor complejo en el contexto de la minería posterior, porque las computadoras potentes no muestran información insuficiente en absoluto, sino modelos volumétricos visuales de capas subterráneas con datos completos.

A veces, la eficiencia y la economía del método aumentan aún más al rastrear un campo prometedor a lo largo del tiempo (método 4D). El análisis de características que cambian continuamente puede ayudar a los trabajadores no solo a reducir los costos asociados con la perforación, sino también a minimizar el número de pozos secos (aquellos que resultaron ser improductivos y no proporcionaron un flujo industrial de recursos valiosos).

Monóxido de carbono, arena, fracturación hidráulica: una combinación segura

La siguiente nueva tecnología para la producción de petróleo y gas comenzó a usarse por primera vez en 1947, pero aún se sigue considerando innovadora y altamente eficiente en términos del volumen de rocas extraídas de las formaciones subterráneas. El método se basa en la fracturación hidráulica, un proceso durante el cual se introduce una mezcla de sustancias (agua, arena y productos químicos) bajo presión en un pozo perforado. Como resultado de tal impacto, se obstruye el orificio, se produce la formación y expansión de grietas, por lo que la entrada de minerales se vuelve más intensa y el trabajo con él se vuelve más fácil.

Se pueden utilizar varios materiales como una especie de "relleno" para la fracturación hidráulica. Si hablamos del fluido de trabajo, aquí se utilizan normalmente soluciones de ácido clorhídrico o soluciones con polímeros de alto peso molecular, así como, en algunos casos, el propio petróleo crudo. El apuntalante, por regla general, es arena de cuarzo o algún tipo de apuntalante con gránulos de hasta 1,5 mm.

Uno de los indicadores más productivos lo demuestra la inyección de monóxido de carbono mezclado con arena en el pozo utilizando tecnología de fracturamiento hidráulico. Posteriormente, se evapora, por lo que solo queda arena en la capa, incapaz de tener ningún efecto destructivo sobre el suelo. Entonces, este método permite no solo hacer que el desarrollo del campo sea mucho más intensivo, sino también proteger el medio ambiente, las rocas y las aguas subterráneas de la acumulación de desechos peligrosos.

En el idioma ruso, la frase migró del inglés, donde "tubería flexible" se traduce literalmente como "una columna de tuberías flexibles". Por el momento, los equipos fabricados con esta tecnología se consideran los más innovadores entre el resto. Fundamentalmente nuevo aquí es el rechazo de las plataformas de perforación prefabricadas tradicionales en favor de tuberías continuas flexibles (sin mangas). Este método permite a la industria del petróleo y el gas:

• volverse cada vez menos dependiente de los costos;
• reducir la cantidad de desperdicio;
• ¡Reduzca el tiempo de funcionamiento en 3-4 veces en comparación con realizar el trabajo de la manera habitual!

La tubería flexible está indisolublemente ligada a la industria metalúrgica, porque primero requiere la producción de mecanismos flexibles de clase liviana, media o pesada, luego - el ensamblaje correcto por parte de los diseñadores y, al final, la instalación de software para dar servicio al hardware complejo y competente. transformación de la información recibida. La principal desventaja de la tecnología es su falta de capacidad de rotación, razón por la cual las empresas de producción aún prefieren perforar los pozos principales con plataformas tradicionales. Solo entonces conectan el equipo de tubería flexible al desarrollo del campo, que puede incluir no solo tuberías metálicas flexibles, sino también herramientas de corte, bombas, equipos para calentar líquidos, varias boquillas y mucho más.

Esta nueva tecnología en la industria del petróleo y el gas, denominada "Medición durante la perforación", vuelve a estar indisolublemente ligada al hardware y la informatización metodológicos y matemáticos. El caso es que para prevenir errores, accidentes y situaciones de emergencia, los empleados deben monitorear constantemente los indicadores clave del proceso y, en particular, la posición del eje del pozo en el espacio. Para ello, incluso se desarrolló una categoría especial que considera la medición de ángulos - la inclinometría, dentro de la cual tiene lugar el desarrollo de diversos sistemas de control telemétrico. Algunos de sus sensores están ubicados bajo tierra, mientras que otros están por encima de la superficie. La comunicación entre ellos se realiza a través de los siguientes canales:

• hidráulico;
• acústico;
• electromagnético;
• eléctricamente conductivo y muchos otros.

Hoy, la funcionalidad de estas instalaciones automatizadas se expande casi todos los días. Por ejemplo, los mecanismos más avanzados, denominados "modulares", permiten no solo controlar las principales características tecnológicas y de navegación, sino también realizar levantamientos e investigaciones geofísicas parciales;

• vibrometría;
• resistencia de las rocas;
• Radiación gamma natural de minerales extraídos, etc.

Otras direcciones: transporte y almacenamiento

También es importante el transporte de petróleo y gas y su posterior explotación. Entonces, hoy en día todas las organizaciones mineras han cambiado a la tecnología de usar contenedores cisterna universales según la norma ISO, que no contaminan la atmósfera debido a la ausencia de los más mínimos agujeros y grietas incluso en las juntas a tope. Sin embargo, algunas empresas decidieron ir aún más lejos y convertirlas ... ¡en repositorios independientes a largo plazo para recursos valiosos! En primer lugar, realmente ayuda a evitar accidentes, porque simplemente no es necesario realizar varias operaciones de descarga y carga. El consumidor redacta un contrato de venta y recibe combustible azul u oro negro, todo en el mismo contenedor, ya sea utilizando un servicio logístico del cliente o transportando la carga de forma independiente. Este método le permite ahorrar significativamente en inversiones de capital, ya que no requiere equipos de bombeo para bombeo ni interacción con bases intermedias de petróleo y gas. El mineral en realidad se entrega a las manos del cliente directamente desde la planta minera.

Uno de los métodos actualmente desarrollados para almacenar petróleo y gas también es colocarlos en depósitos subterráneos de rocas dispersas de permafrost. No afectan la calidad de los productos almacenados incluso después de un contacto prolongado y cumplen con los requisitos de estabilidad estable. El futuro "recipiente" se descongela, después de lo cual se limpia de la mezcla agua-suelo, se llena y se sella, por así decirlo.

Sea necesario monitorear constantemente dicho repositorio, tk. teóricamente, en cualquier momento pueden aparecer signos de deformación de los estratos circundantes o una disminución de la temperatura con el posterior deshielo del hielo, pero esta es la solución óptima para la conservación de los recursos a largo plazo. A diferencia de los contenedores de acero sobre el suelo, las masas de permafrost subterráneas son extremadamente limpias desde el punto de vista ambiental y prácticamente no explosivas, porque están reguladas por las condiciones naturales.

Recientemente, la fracturación hidráulica (fracturación hidráulica) se ha utilizado cada vez más en la producción de petróleo. La fracturación hidráulica es uno de los métodos más efectivos para influir en la zona de fondo de pozo de los pozos. El primer experimento de fracturación hidráulica en la región de Kogalym se llevó a cabo en 1989 en el campo de Povkhovskoye. Ha pasado mucho tiempo desde ese momento, se han introducido diversas tecnologías. fracturamiento hidráulico, y este proceso se ha convertido en parte integral del trabajo de todos los campos de la empresa. Si antes la principal tarea de la fracturación hidráulica era restaurar la productividad natural del reservorio, deteriorado en el proceso de perforación y operación de pozos, ahora la prioridad es incrementar la recuperación de petróleo en reservorios que se encuentran en una etapa tardía de desarrollo, tanto por involucrar zonas e intervalos débilmente drenados en objetos con un alto grado de desarrollo, desarrollo de reservas e implicación en el desarrollo de objetos de baja permeabilidad y muy segmentados. Las dos áreas de desarrollo más importantes en la producción de petróleo durante los últimos 15 años son precisamente la fracturación hidráulica y la perforación de pozos horizontales. Esta combinación tiene un potencial muy alto. Los pozos horizontales se pueden perforar perpendicularmente oa lo largo del azimut de la propagación de la fractura. Prácticamente ninguna otra tecnología en la industria del petróleo y el gas proporciona un rendimiento económico tan alto. Los empleados del campo Tevlinsko-Russkinskoye estaban convencidos de esto, después de haber probado el método de fracturamiento hidráulico a intervalos en el pozo 1744G. Yuri Miklin, ingeniero jefe del Departamento de Recuperación Mejorada de Petróleo, nos contó sobre la exitosa experiencia.

En una era de altos precios de la energía, las empresas productoras se esfuerzan por aprovechar al máximo sus activos extrayendo tantos hidrocarburos como sea económicamente justificado, dice Yuri, para este propósito, a menudo se involucran largos intervalos del reservorio en el desarrollo a través de pozos horizontales. . Los resultados de la fracturación hidráulica convencional en tales pozos pueden ser insatisfactorios por razones económicas y tecnológicas. Método de intervalo o, como dicen, de intervalo múltiple Fracturamiento hidráulico, es capaz de proporcionar un desarrollo más eficiente de las reservas de petróleo al aumentar el área de contacto de la fractura con la formación y crear trayectorias altamente conductoras para el movimiento del petróleo. Las propiedades deterioradas de los yacimientos de las formaciones obligan a las empresas productoras a buscar cada vez más formas nuevas de formas económicamente rentables de construir un pozo para una mayor estimulación de las formaciones de interés utilizando los últimos avances en ciencia y tecnología. Al darse cuenta de esto, las empresas se esfuerzan por reducir el tiempo y, en consecuencia, los costos de viajes adicionales y el trabajo de los equipos de reparación de pozos que utilizan equipos especiales, que se convierten en una parte integral del pozo.

Una de las salidas es la terminación del pozo con un extremo horizontal con un liner con válvulas de circulación en el conjunto, que sirven para inyectar una mezcla de fluido con proppanito. Este conjunto incluye empacadores hinchables diseñados para anclar y estabilizar el revestimiento en un agujero abierto abierto.

Proceso fracturamiento hidráulico La formación consiste en la creación de fisuras artificiales y la expansión de las existentes en las rocas de la zona de fondo de pozo bajo la influencia de mayores presiones del fluido inyectado en el pozo. Todo este sistema de fracturas conecta el pozo con las partes productivas de la formación alejadas del fondo del pozo. Para evitar que las grietas se cierren, se introduce arena gruesa en ellas, que se agrega al fluido inyectado en el pozo. La longitud de las grietas puede alcanzar varias decenas de metros.

Aquí debe tenerse en cuenta que la distancia entre las ubicaciones de las válvulas de circulación y, en consecuencia, las ubicaciones de inicio de la fractura en el pozo horizontal afectarán la productividad de cada sección, señala Yuri, es decir, se requiere que Elija la distancia óptima entre las fracturas, en función de la geometría de las fracturas proyectadas. Debemos protegernos tanto como sea posible de las fracturas que se cruzan en el yacimiento, que pueden causar complicaciones durante la fracturación hidráulica. Idealmente, la tasa de producción máxima es posible cuando el espacio de fractura es igual al radio de drenaje. Esta condición es impracticable, dado el diseño del pozo 1744G, por lo que la ubicación de las fracturas tuvo que seleccionarse con la mayor distancia posible entre sí.

Teniendo en cuenta el lecho inclinado de los reservorios, los pozos horizontales son la mejor manera de aumentar el área de contacto con el reservorio. Llevando a cabo Fracturamiento hidráulico el uso de la tecnología "Zone Select" es el siguiente: primero, fracturamiento hidráulico el intervalo más lejano a través de una disposición en la que la válvula de circulación ya está abierta. Después de eso, se lanza una bola desde la superficie hacia la sarta de tubería (tubería) junto con el fluido de desplazamiento, que, al llegar al fondo del pozo, primero abre la segunda válvula de circulación para procesar la siguiente sección, y luego se asienta en una asiento, cortando el intervalo tratado. En dos intervalos de mecanizado, se utiliza una bola. En proporción al aumento del número de intervalos de procesamiento, también aumenta el número de bolas. Además, cada bola siguiente debe tener un diámetro mayor que la anterior. Las bolas están hechas de aluminio y esto es importante. Después de estimular el número requerido de intervalos e inyectar la cantidad calculada de una mezcla de fluido y arena, la flota de fracturamiento hidráulico abandona el pozo. Se asigna al pozo una flota de tubería flexible (tubería flexible), la cual realiza el lavado, molienda de bolas y desarrollo del pozo con determinación del perfil de flujo de entrada y capacidades de producción del pozo. El desarrollo se lleva a cabo con nitrógeno: esta es la dirección más prometedora para reducir la presión en el fondo del pozo. En TPP Kogalymneftegaz, esta tecnología se utilizó para tratar dos intervalos del pozo 1744G del campo Tevlinsko-Russkinskoye. En comparación con los pozos adyacentes horizontales y direccionales después de la fracturación hidráulica con tecnología estándar, este pozo obtuvo indicadores tecnológicos más altos. La tasa de producción de petróleo inicial en el pozo 1744G fue de aproximadamente 140 toneladas por día.

Finalmente, me gustaría señalar que es la aplicación a gran escala de Fracturamiento hidráulico permite frenar la caída de la producción de petróleo en los campos de TPP "Kogalymneftegaz" y aumenta la producción de reservas de yacimientos de media y baja productividad. Las ventajas de la fracturación hidráulica a intervalos en pozos horizontales que utilizan la tecnología Zone Select no son solo un aumento en el área de contacto efectivo de la formación con el pozo que las propiedades. Esto indica que los pozos horizontales que utilizan la fracturación por intervalos son más eficientes y económicamente viables.