PGR je važniji od sankcija. Sedam ključnih činjenica o frakturiranju

Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća globalna plinska industrija u razvijene zemlje je postala jedna od tehnološki najnaprednijih industrija. Uvođenje visoke tehnologije transformiralo je industriju i svrstalo je među tehnološke lidere u globalnom gospodarstvu.

Kao jedno od najčišćih i najzastupljenijih fosilnih goriva na svijetu, prirodni plin se sve više koristi za proizvodnju energije. To dovodi do sve veće potražnje za ovom vrstom energenta. Istovremeno, kako očekuju brojni stručnjaci, potrošnja prirodnog plina nastavit će rasti. Konkretno, Međunarodna energetska agencija (IEA) predviđa “zlatno doba” za prirodni plin u nadolazećim godinama. Sve će više istiskivati ​​druge nositelje energije i njezin će udio u svjetskoj energiji porasti na 25 posto ili više do 2035. godine, u usporedbi s današnjih 21 posto.

Plinska industrija treba držati korak s rastućom potražnjom i proizvoditi više prirodnog plina, uključujući i kvalitativni rast, odnosno uvođenje tehnoloških inovacija. Značajan potencijal za daljnji razvoj plinska industrija je razvoj proizvodnje nekonvencionalnih izvora prirodnog plina. Tako se u posljednjih nekoliko godina razvoj plina iz škriljevca u Sjedinjenim Državama ubrzano razvija. Zauzvrat, tehnologije za vađenje metana iz ugljenih slojeva relevantne su za Rusiju. Konkretno, u ruskom "Gazpromu" ovaj smjer nazivaju jednim od glavnih smjerova strategije za proširenje baze resursa plinskog koncerna. Posebno mjesto za proširenje baze resursa za domaće i strane naftne i plinske tvrtke zauzima provedba projekata proizvodnje prirodnog plina na morskoj polici, uključujući i Arktik.

Ovaj odjeljak ističe neke od inovacija koje su transformirale plinsku industriju. Prije svega se ističu tehnologije u području istraživanja i proizvodnje. Osim toga, opisuje one inovacije koje su proširile potencijal korištenja prirodnog plina kao goriva i omogućile mu da preuzme ulogu najperspektivnijeg energenta 21. stoljeća.

Nove tehnologije u segmentu istraživanja i proizvodnje

Tehnološka inovacija u uzvodnom sektoru uspjeli su otvoriti nove mogućnosti za industriju za povećanje proizvodnje prirodnog plina i zadovoljenje rastuće potražnje za njim. Važno je da su te tehnologije istodobno uspjele učiniti istraživanje i proizvodnju prirodnog plina učinkovitijom, sigurnijom i ekološki prihvatljivijom. Neke od tehnoloških inovacija u ovom području sažete su u nastavku:

o 3 D i 4D seizmika– Razvoj seizmičkih istraživanja, koji omogućuju dobivanje i analizu podataka o gustoći stijena u tri dimenzije, uvelike je promijenio prirodu proizvodnje prirodnog plina. 3D seizmika omogućuje kombiniranje tradicionalnih tehnika seizmičkog snimanja sa snagom moćnih računala, što rezultira stvaranjem trodimenzionalnih modela podzemnih slojeva. 4D seizmika ih nadopunjuje i omogućuje vam da promatrate promjene karakteristika tijekom vremena. Zahvaljujući 3D i 4D, postalo je lakše identificirati perspektivna ležišta, povećati učinkovitost njihovog razvoja, smanjiti broj suhih rupa, smanjiti troškove bušenja i smanjiti vrijeme istraživanja. Sve to dovodi do ekonomskih i ekoloških prednosti.

o CO 2 - Pijesak - Punjenje(hidrauličko frakturiranje). Metoda hidrauličkog frakturiranja koristi se od 1970. godine, što je omogućilo povećanje protoka prirodnog plina i nafte iz podzemnih formacija. CO2-Sand-Frac tehnologija koristi mješavinu propantnog pijeska i tekućeg CO2 za stvaranje i širenje pukotina kroz koje nafta i prirodni plin mogu teći slobodnije. CO2 zatim isparava, ostavljajući samo pijesak u formaciji, bez drugih ostataka iz procesa hidrauličkog frakturiranja koje treba ukloniti. Ova tehnologija omogućuje povećanje crpljenja prirodnog plina i istovremeno ne šteti okolišu, jer ne stvara otpad pod zemljom, a također štiti resurse podzemnih voda.

o spiralna cijev(namotana cijev) - jedan od najdinamičnijih smjerova u svijetu u proizvodnji naftne i plinske opreme. Metoda rada bušotine sa spiralnim cijevima temelji se na korištenju fleksibilnih cijevi bez rukava tijekom bušenja i rada bušotina. Tehnologije spiralnih cijevi uključuju metaluršku komponentu - proizvodnju specijalnih metalnih fleksibilnih cijevi, komponentu dizajna - projektiranje površinske i downhole opreme te instrumentaciju programa za obradu informacija. Tehnologije spiralnih cijevi značajno smanjuju troškove bušenja, kao i vjerojatnost hitnim slučajevima i izlijevanja nafte, smanjiti količinu otpada, smanjiti vrijeme obrade za 3-4 puta u odnosu na tradicionalne metode. Zavojite cijevi mogu se koristiti zajedno sa složenim operacijama bušenja kako bi se povećala učinkovitost bušenja, postigle veće stope iskorištenja ugljikovodika i imale manji utjecaj na okoliš.

o telemetrijski sustavi. U stranoj literaturi takvi se sustavi nazivaju MWD (measurement while drilling – mjerenja u procesu bušenja) – sustavi namijenjeni mjerenju parametara bušenja i prijenosu informacija na površinu. Informacije primljene i obrađene putem moderne tehnologije telemetrija, omogućuje radnicima na terenu praćenje procesa bušenja, što smanjuje vjerojatnost pogrešaka i nesreća. Osim toga, korištenje telemetrijskih sustava također može biti korisno za geologe, pružajući informacije o svojstvima stijene koja se buši.

o Bušenje tankih rupa. Ova tehnologija može značajno povećati učinkovitost operacija bušenja, kao i smanjiti utjecaj na okoliš. To je isplativa metoda za bušenje istražnih bušotina u novim područjima, dubokih bušotina u postojećim poljima, kao i za vađenje prirodnog plina iz neispunjenih polja.

o dubokomorsko bušenje(bušenje u dubokoj vodi) . Tehnologija dubokog bušenja napravila je veliki iskorak posljednjih godina. Trenutno omogućuju siguran i učinkovit razvoj naslaga u vodama dužim od 3 km. Trenutno su glavni pravci daljnjeg razvoja ovih tehnologija poboljšanje platformi za bušenje na moru, razvoj uređaja za dinamičko pozicioniranje i stvaranje složenih navigacijskih sustava.

o Hidrauličko frakturiranje(fracking) - metoda koja vam omogućuje razvoj ležišta ugljikovodika, uključujući plin iz škriljevca. Sastoji se od činjenice da se posebna mješavina vode, pijeska i kemijskih reagensa pumpa u plinonosnu stijenu pod visokim tlakom. Pod pritiskom nastaju pukotine u sloju koji nosi plin, kroz koje ugljikovodici prodiru u bušotinu. Sada se hidrauličko frakturiranje naširoko koristi u razvoju naftnih i plinskih polja. Međutim, zabrinutost zbog rizika povezanih s rudarenjem ovom metodom u posljednje vrijeme ne jenjava. Gore navedena tehnologija prepuna je onečišćenja vodnih resursa; osim toga, postoji potencijalni rizik veze između uporabe metode hidrauličkog frakturiranja i seizmičke aktivnosti.

Ova tehnološka dostignuća predstavljaju samo podskup sofisticiranih tehnologija koje su provedene u praksi u istraživanju i proizvodnji prirodnog plina i koje se neprestano poboljšavaju. Ove tehnologije omogućile su plinskoj industriji da postigne veće ekonomske rezultate i omogući razvoj polja koja su se prije smatrala neisplativim.

Zauzvrat, postoje tehnologije koje otvaraju put širem korištenju potencijala prirodnog plina kao energenta. To je, prije svega, korištenje ukapljenog prirodnog plina, koji je napravio revoluciju u plinskoj industriji. Osim toga, korištenje gorivnih ćelija otvara velike izglede.

o Ukapljeni prirodni plin. Jedno od najperspektivnijih područja za razvoj plinske industrije je razvoj novih tehnologija i opreme za proizvodnju, skladištenje, transport i korištenje te stvaranje opreme za ukapljivanje prirodnog plina. LNG je običan prirodni plin umjetno ukapljen hlađenjem na -160°C. Istodobno, njegov se volumen smanjuje za 600 puta. LNG se smatra jednim od najperspektivnijih i ekološki najprihvatljivijih energetskih nosača, koji ima niz prednosti. Prije svega, lakši je za transport i skladištenje od konvencionalnog prirodnog plina. Dakle, u svom tekućem obliku, LNG nema sposobnost eksplozije ili zapaljenja. Posebno važna prednost LNG-a u smislu osiguravanja energetske sigurnosti je to što se može isporučiti bilo gdje u svijetu, pa tako i tamo gdje nema magistralnih plinovoda. Stoga se za mnoge zemlje važnost LNG-a sve više povećava. Konkretno, u Japanu je gotovo 100% potreba za plinom pokriveno uvozom LNG-a.

o Gorivni elementi. Trenutno su u tijeku znanstvena istraživanja u području stvaranja ekonomski atraktivnih tehnologija za korištenje gorivnih ćelija na bazi prirodnog plina. Oni su u stanju napraviti kvalitativni proboj u korištenju prirodnog plina, dramatično proširivši opseg prirodnog plina. Očekuje se da će razvojem u proizvodnji električne energije iz gorivnih ćelija uskoro stvoriti prikladan, siguran i ekološki prihvatljiv izvor energije za promet, industriju i kućanstva. Gorivne ćelije su slične baterijama. Oni rade prijenosom struje goriva (obično vodika) i oksidatora na elektrode odvojene elektrolitom. Isključivanje ovog međufaza izgaranja omogućuje povećanje učinkovitosti procesa proizvodnje energije. Dakle, učinkovitost gorivnih ćelija je mnogo veća od one tradicionalne proizvodnje koja koristi fosilna goriva. Važno je da korištenje gorivnih ćelija može dramatično smanjiti količinu štetnih emisija. Na primjer, u nekim vrstama gorivih ćelija, produkti reakcije su samo voda i toplina. Ostale prednosti gorivnih ćelija uključuju njihovu pouzdanost i sposobnost stvaranja na njihovoj osnovi kompaktnih izvora energije sposobnih za rad u autonomnom načinu rada.

Razvoj inovacija u plinskoj industriji u Rusiji

Razina razvoja inovacija u ruskoj plinskoj industriji je u nezadovoljavajućem stanju. U gotovo svim ključnim područjima stranci su tehnološki nadmoćniji od domaćih tvrtki. Konkretno, puno su sposobniji za rad na polici, naširoko primjenjuju najsuvremenije metode poboljšanog povrata nafte, napredne tehnologije bušenja.

Ruske tvrtke, s druge strane, prilično oklijevaju ulagati u vlastiti tehnološki razvoj, koji ne jamči komercijalne koristi i zahtijeva višegodišnje ulaganje u probnu proizvodnju. S druge strane, istraživački instituti koji rade za naftne i plinske tvrtke ili provode razvoj u njihovo ime često jednostavno nisu spremni rješavati dugoročne zadatke koji zahtijevaju velika ulaganja i koji su praćeni visokim rizikom.

Stoga domaći plinski kompleks uglavnom ulaže samo u nabavu visokotehnološke opreme. Kao rezultat toga, danas je plinska industrija postala vrlo ovisna o prijenosu inovacija iz inozemstva. To se, posebice, događa privlačenjem zapadnih izvođača u zajedničke projekte za bušenje u Rusiji. Osim toga, domaće tvrtke aktivno zadužuju banku inženjeringa koju imaju čelnici plinskog poslovanja i prilagođavaju svoje napredne tehnologije vlastitim podzemnim objektima.

Danas se ulaganja plinskog kompleksa u nove tehnologije i inovativni razvoj mogu podijeliti u četiri područja.

Rusija očekuje pojačani pritisak sankcija. Velika Britanija i SAD aktivno traže nove razloge za diskriminaciju ruskih poduzeća. No, rezultati posljednjeg vala politike sankcija, koji je započeo 2014., daleko su od jednoznačnih. Čak i neovisne studije pokazuju da ruski gorivno-energetski kompleks nije mnogo patio od ograničenja, štoviše, potaknuli su razvoj industrije u Rusiji. Prema riječima stručnjaka iz industrije, moguće jačanje antiruskih sankcija također neće postati kritično za ruski gorivno-energetski kompleks, već samo ako vlada i energetske tvrtke na vrijeme mobiliziraju snage za stvaranje domaće inženjerske industrije koja proizvodi opremu za vađenje. teško povrativih rezervi nafte (TRIZ).

Rusija mora naučiti kako izvući TRIZ

Dan ranije Energetski centar Visoke poslovne škole SKOLKOVO predstavio je rezultate svoje studije “ Izgledi za rusku proizvodnju nafte: život pod sankcijama“, koji je analizirao utjecaj sankcija uvedenih u SAD-u i EU-u na ruski naftni sektor, posebice na puštanje u rad novih tradicionalnih polja u Rusiji, razvoj offshore projekata i proizvodnju nafte Bazhenov. Autori studije napravili su i scenarijsku prognozu ruske proizvodnje nafte do 2030. godine.

U dokumentu se napominje da na horizontu do 2020., unatoč svim ograničenjima, Rusija ima potencijal za daljnje povećanje obujma proizvodnje na račun već pripremljenih polja. Taj kratkoročni rast, međutim, može biti ograničen dogovorima s OPEC-om. Srednjoročno do 2025., čak i u slučaju ozbiljnih ograničenja pristupa tehnologiji i niske cijene nafte, obujam proizvodnje neće katastrofalno patiti. Istodobno, glavni razlog pada proizvodnje u tom razdoblju možda nije toliko nedostatak pristupa zapadnim tehnologijama za provedbu novih projekata, koliko nedostatak tehnoloških mogućnosti za intenziviranje proizvodnje na postojećim poljima.

Ova studija je pokazala da je hidrauličko frakturiranje najkritičnija tehnologija za održavanje ruske proizvodnje nafte, budući da je sposobna održati proizvodnju na postojećim poljima.

Korištenje MSHF (višestupanjsko hidrauličko frakturiranje) obećava povećanje proizvodnje na obećavajućim nekonvencionalnim poljima.

Autori studije naglašavaju da bi u sadašnjim uvjetima razvoj vlastitih tehnologija hidrauličkog frakturiranja i višestupanjskog hidrauličkog frakturiranja, proizvodnja flota za hidrauličko frakturiranje i višestupanjski hidraulični frakturiranje unutar zemlje te obuka osoblja trebali postati tehnološki prioritet za industrijske tvrtke i regulatori. Međutim, do sada se rad u tom smjeru odvija očito nedostatnim tempom. Kako je Ekaterina Grushevenko, stručnjakinja Energetskog centra Visoke poslovne škole SKOLKOVO, napomenula u svom izvješću, u razdoblju od 2015. do kolovoza 2017. nije proizvedena niti jedna flota hidrauličkog frakturiranja. Rotacijski upravljani sustavi, prema web stranici Znanstveno-tehničkog centra PJSC Gazprom Neft, krajem 2016. bili su u fazi testiranja. Stručnjak je naglasio da se već sada dvije trećine rezervi nafte nalaze u teško dostupnim rezervama.

Do 2020. ne očekuje se smanjenje proizvodnje

Direktor Energetskog centra Visoke poslovne škole SKOLKOVO Tatjana Mitrova u svom govoru na predstavljanju ove studije napomenula je da su prve sankcije Rusiji i ruskim energetskim tvrtkama uvedene 2014. godine, ali nisu objavljene posebne studije o njihovom utjecaju na naftnu industriju.

“Nismo znali kakav ćemo rezultat dobiti. Prva hipoteza je sugerirala da će posljedice biti vrlo teške”, rekla je Mitrova. Međutim, rezultati su pokazali nešto drugačiju sliku učinka sankcija.

“Trenutno nema ozbiljnih posljedica sankcija u poslovanju poduzeća. Doista, proizvodnja je porasla posljednjih godina, unatoč niskim cijenama i sankcijama. Naftna industrija je izvijestila o uspjehu. Ali pozitivna trenutna situacija ne bi trebala zavaravati, sama analiza kompleksa sankcija ukazuje na njihovu vrlo široku interpretaciju, to je glavna prijetnja sankcionog pritiska”, rekao je stručnjak.

Prema njezinim riječima, do 2020. godine, prema rezultatima simulacije, ne očekuje se smanjenje proizvodnje, budući da su glavni projekti već financirani.

“Počevši od 2020. godine negativni trendovi postat će sve uočljiviji i mogu dovesti do smanjenja proizvodnje nafte u Rusiji za 5% do 2025. i za 10% do 2030. u odnosu na trenutne razine proizvodnje. Pad proizvodnje u takvim razmjerima, naravno, nije katastrofalan za rusko gospodarstvo, ali je ipak prilično osjetljiv”, rekla je Mitrova.

Naglasila je da su sankcije duga priča, a za Rusa naftna industrija njima prilagođeni, potrebni su dodatni napori države i tvrtki za razvoj vlastitih tehnologija i proizvodnju potrebne opreme.

“Postoji ogroman dio proizvodnje nafte koji izravno ovisi o tehnologiji hidrauličkog frakturiranja. Upravo dostupnost ove opreme ima najveći utjecaj na obim proizvodnje nafte u zemlji. Ali razvoj i implementacija proizvodnje ove tehnologije u velikoj je mjeri zadaća ruske vlade i industrije”, objasnio je ravnatelj Centra za energiju.

Potrebna je nova industrija

Voditelj smjera "Plin i Arktik" Visoke poslovne škole SKOLKOVO Roman Samsonov u svom je govoru istaknuo da se, prema njegovim osobnim zapažanjima, u Rusiji, samo u pozadini sankcija, može promatrati napredak u razvoju i proizvodnji vlastite visokotehnološke opreme.

“Situacija s proizvodnjom visokotehnološke opreme je teška, ali možete naučiti kako se njome upravlja. Zapravo, govorimo o stvaranju cijelog multifunkcionalnog podsektora naftnog i plinskog inženjerstva”, rekao je Samsonov.

Prema sudionicima studije "Izgledi za rusku proizvodnju nafte: život pod sankcijama", tako veliki zadatak stvaranja novog podsektora teškog inženjeringa u sovjetsko vrijeme riješen je samo zahvaljujući vladinim direktivama. U uvjetima modernog tržišnog gospodarstva, u kojem se Ruska Federacija trenutno razvija, mehanizmi za provedbu ovog zadatka još nisu razrađeni.

Međutim, to je samo u Rusiji. Ako pogledate iskustvo zapadnih zemalja koje su uspješno prevladale sve poteškoće za proizvodnju TRIZ-a, postaje jasno da je takva metoda odavno pronađena. To se najjasnije vidi na primjeru američke industrije škriljaca, koja je aktivno kreditirala čak i tijekom razdoblja niske cijenešto joj je pomoglo da preživi. Očito, takav tolerantan odnos banaka prema ovom sektoru proizvodnje nafte ne bi mogao bez sudjelovanja države. Sada zahvalni igrači iz škriljaca pomažu američkim vlastima da obuzdaju OPEC i druge proizvođače nafte, aktivno utječući na globalno tržište nafte i plina.

Ekaterina Deinego

Ova tehnologija, koja se više od pola stoljeća koristi za intenziviranje rada i povećanje produktivnosti naftnih bušotina, možda je najžešća rasprava među ekolozima, znanstvenicima, običnim građanima, a često i samim radnicima u rudarskoj industriji. U međuvremenu, smjesa koja se pumpa u bušotinu tijekom hidrauličkog frakturiranja sastoji se od 99% vode i pijeska, a samo 1% kemijskih reagensa.

Što ometa oporavak nafte

Glavni razlog niske produktivnosti bušotina, uz lošu prirodnu propusnost formacije i nekvalitetnu perforaciju, je smanjenje propusnosti zone formiranja dna. Tako se naziva područje ležišta oko bušotine, koje je podložno najintenzivnijem utjecaju različitih procesa koji prate izgradnju bušotine i njezin daljnji rad te narušavaju početno ravnotežno mehaničko i fizikalno-kemijsko stanje ležišta. Samo bušenje unosi promjene u raspodjelu unutarnjih naprezanja u okolnoj stijeni. Smanjenje produktivnosti bušotine tijekom bušenja također se javlja kao rezultat prodiranja tekućine za bušenje ili njenog filtrata u zonu formiranja dna.

Razlog niske produktivnosti bušotina može biti i nekvalitetno perforiranje zbog uporabe perforatora male snage, osobito u dubokim bušotinama, gdje se energija eksplozije naboja apsorbira energijom visokih hidrostatskih tlakova.

Tijekom rada bušotine dolazi i do smanjenja propusnosti zone formiranja u dnu rupe, što je popraćeno narušavanjem termobarične ravnoteže u sustavu ležišta i oslobađanjem slobodnog plina, parafina i asfaltno-smolastih tvari iz nafte, koje začepljuju porni prostor rezervoara. Također se bilježi intenzivna kontaminacija zone formiranja donje rupe kao rezultat prodiranja radnih tekućina u nju tijekom različitih operacija bušenja bušotina. radovi na popravci. Pokupiti injekcione bušotine propada zbog začepljenja pornog prostora formacije produktima korozije, mulja, naftnih proizvoda sadržanih u ubrizganoj vodi. Kao rezultat ovakvih procesa povećavaju se otpori filtracije tekućine i plina, smanjuju se protoci bušotine, a postoji potreba za umjetnom stimulacijom zone formacije u dnu rupe kako bi se povećala produktivnost bušotine i poboljšala njihova hidrodinamička povezanost s formacijom.

Tehnologijafracking

Za povećanje iskorištenja nafte, intenziviranje rada naftnih i plinskih bušotina i povećanje injektivnosti injekcijskih bušotina koristi se metoda hidrauličkog frakturiranja ili frakiranja. Tehnologija se sastoji u stvaranju visoko vodljivog loma u ciljnoj formaciji pod djelovanjem tekućine koja se u nju ubrizgava pod pritiskom kako bi se osigurao protok proizvedene tekućine na dno bušotine. Nakon hidrauličkog frakturiranja, brzina protoka bušotine u pravilu se naglo povećava - ili se povlačenje značajno smanjuje. Tehnologija hidrauličkog frakturiranja omogućuje "oživljavanje" bušotina u stanju mirovanja, gdje proizvodnja nafte ili plina tradicionalnim metodama više nije moguća ili je neisplativa.

Hidrauličko frakturiranje (HF) jedno je od najučinkovitijih sredstava za poboljšanje produktivnosti bušotine, jer ne samo da dovodi do intenziviranja razvoja rezervi koje se nalaze u zoni drenaže bušotine, već i, pod određenim uvjetima, omogućuje značajno proširenje ove zone dodavanjem slabo dreniranih zona u razvoj i međuslojeve - i, posljedično, za postizanje većeg krajnjeg iskorištenja nafte.

Pričametoda hidrauličkog frakturiranja

Prvi pokušaji intenziviranja proizvodnje nafte iz naftnih bušotina učinjeni su već 1890-ih. U Sjedinjenim Državama, gdje se proizvodnja nafte u to vrijeme razvijala velikom brzinom, uspješno je testirana metoda poticanja proizvodnje iz čvrstih stijena pomoću nitroglicerina. Ideja je bila korištenjem nitroglicerina za razbijanje gustih stijena u zoni dna bušotine i povećanje protoka nafte do dna. Metoda se uspješno koristila neko vrijeme, unatoč očitoj opasnosti.

Prvo komercijalno uspješno hidrauličko frakturiranje izvedeno je 1949. godine u Sjedinjenim Državama, nakon čega se njihov broj počeo dramatično povećavati. Do sredine 1950-ih, broj izvedenih hidrauličkih fraktura dosegao je 3000 godišnje. Godine 1988. ukupan broj izvedenih hidrauličkih fraktura premašio je milijun operacija i to samo u SAD-u.

U domaćoj praksi metoda hidrauličkog frakturiranja koristi se od 1952. godine. Vrhunac primjene metode dosegnuo je 1959. godine, nakon čega se smanjio broj operacija, a zatim je ta praksa potpuno prestala. Od početka 1970-ih do kraja 1980-ih nije se provodilo hidrauličko frakturiranje u domaćoj proizvodnji nafte u industrijskim razmjerima. U vezi s puštanjem u rad velikih naftnih polja u Zapadnom Sibiru, jednostavno je nestala potreba za intenziviranjem proizvodnje.

… I današnji dan

Oživljavanje prakse hidrauličkog frakturiranja u Rusiji počelo je tek kasnih 1980-ih. Trenutno vodeće pozicije po broju hidrauličkog frakturiranja zauzimaju Sjedinjene Američke Države i Kanada. Slijedi Rusija, u kojoj se korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja provodi uglavnom na naftnim poljima Zapadnog Sibira. Rusija je praktički jedina zemlja (ne računajući Argentinu) izvan SAD-a i Kanade u kojoj je hidrauličko frakturiranje uobičajena praksa i percipira se sasvim adekvatno. U drugim je zemljama primjena tehnologije hidrauličkog frakturiranja teška zbog lokalne pristranosti i nerazumijevanja tehnologije. Neki od njih imaju značajna ograničenja u korištenju tehnologije hidrauličkog frakturiranja, sve do izravne zabrane njezine uporabe.

Brojni stručnjaci tvrde da je korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja u proizvodnji nafte iracionalan, barbarski pristup ekosustavu. Istodobno, metodu naširoko koriste gotovo sve velike naftne tvrtke.

Primjena tehnologije hidrauličkog frakturiranja prilično je opsežna – od ležišta niske do visoke propusnosti u plinskim, plinskim kondenzatnim i naftnim bušotinama. Osim toga, korištenjem hidrauličkog frakturiranja moguće je riješiti specifične probleme, na primjer, eliminirati pijesak u bušotinama, dobiti informacije o svojstvima ležišta ispitnih objekata u istražnim bušotinama itd.

Posljednjih godina, razvoj tehnologija hidrauličkog frakturiranja u Rusiji usmjeren je na povećanje volumena ubrizgavanja propanta, proizvodnju dušikovog frakturiranja, kao i višestupanjsko hidrauličko frakturiranje u ležištu.

Oprema zahidrauličko frakturiranje

Opremu potrebnu za hidrauličko frakturiranje proizvodi niz poduzeća, stranih i domaćih. Jedna od njih je tvrtka TRUST-ENGINEERING, koja predstavlja široku paletu opreme za hidrauličko frakturiranje u standardnoj izvedbi, kao iu obliku modifikacije koja se izvodi na zahtjev kupca. .

Kao konkurentsku prednost proizvoda TRUST-ENGINEERING doo potrebno je istaknuti visok udio lokalizacije proizvodnje; primjena najsuvremenijih tehnologija dizajna i proizvodnje; korištenje komponenti i komponenti svjetskih lidera u industriji. Također je važno napomenuti visoku kulturu dizajna, proizvodnje, jamstva, nakon jamstva i usluge svojstvenu stručnjacima tvrtke. Opremu za hidrauličko frakturiranje proizvođača TRUST-ENGINEERING LLC lakše je kupiti zbog prisutnosti predstavništava u Moskvi ( Ruska Federacija), Taškent (Republika Uzbekistan), Atirau (Republika Kazahstan), kao i u Pančevu (Srbija).

Naravno, metoda hidrauličkog frakturiranja, kao i svaka druga tehnologija koja se koristi u rudarskoj industriji, nije bez određenih nedostataka. Jedan od nedostataka frackinga je da se pozitivan učinak operacije može poništiti nepredviđenim situacijama čiji je rizik pri tako opsežnom zahvatu prilično velik (npr. moguće je nepredviđeno narušavanje nepropusnosti obližnjeg vodosprema ). U isto vrijeme. Hidrauličko frakturiranje danas je jedna od najučinkovitijih metoda stimulacije bušotina, otvarajući ne samo niskopropusna ležišta, već i ležišta srednje i visoke propusnosti. Najveći učinak od hidrauličkog frakturiranja može se postići uvođenjem integrirani pristup na projektiranje hidrauličkog frakturiranja kao elementa razvojnog sustava, uzimajući u obzir različite čimbenike, kao što su vodljivost ležišta, razmak bušotina, energetski potencijal ležišta, mehanika loma, karakteristike pukotine i propanta, tehnološka i ekonomska ograničenja.

Unatoč predviđanjima da će industrija goriva navodno ostati bez posla u bliskoj budućnosti, stručnjaci predviđaju da će minerali poput nafte i plina imati dugu važnost, a ne skori pad. Međutim, dolazi do promjene paradigme energetski kompleks sigurno će se dogoditi – na primjer, pretpostavlja se da će plavo gorivo (tzv. prirodni plin) postati nekoliko puta traženije među stanovništvom od crnog zlata (nafta), koje u ovaj trenutak ima značajan utjecaj na globalnu ekonomiju.

Pa ipak, sada su stope vađenja i jednog i drugog fosila i dalje visoke, što znači da će ljudi zaposleni u ovom segmentu nastojati učiniti sve da otkriju i dođu do svojih maksimalnih rezervi. U tome će im pomoći nove tehnologije.

Istraživanje i bušenje: suvremene metode

Prije početka procesa ekstrakcije, nafta ili plin moraju se pronaći u utrobi zemlje. Tvrtke moraju raditi u okruženju sve veće potražnje za tim resursima – pa će, prema prognozama, njihova relevantnost dostići vrhunac 2023. godine. Zato ekstraktivne organizacije svladavaju najbolju praksu koja će pomoći da se stanovnici zemlje adekvatno opskrbe vrijednim rezervama, kao i da njihov razvoj bude što sigurniji, učinkovitiji i ekološki prihvatljiviji.

Seizmičko istraživanje je proučavanje glavnih karakteristika stijena kako bi se utvrdilo u kojoj se stijeni nalazi ovo mjesto, i koliko duboko od površine leži. Ovdje su glavne smjernice pravilnosti uočene u zemljinoj kori tijekom umjetnog stvaranja elastičnih valova. Ove periodične oscilacije uzrokovane su:

• eksplozije TNT naboja u plitkim depresijama od 10 ili 20 metara;
• redovito obnavljano i dugotrajno izlaganje vibracijama (na primjer, uz pomoć posebnih strojeva).

Danas su seizmička istraživanja dosegla kvalitativno novu razinu, jer je dobivanje informacija važnih sa stajališta inženjerske geologije (volumen, starost, stanje minerala itd.) sada moguće u 3 dimenzije zahvaljujući visokotehnološkim prijamnim uređajima. Za razliku od 2D metode, gdje su uređaji postavljeni u ravnoj liniji u odnosu na izvor, ovdje je oprema postavljena po cijelom perimetru potencijalnog područja istraživanja. To omogućuje identificiranje složene vrijednosti u kontekstu naknadne proizvodnje, jer moćna računala ne prikazuju uopće nedovoljne informacije, već vizualne trodimenzionalne modele podzemnih slojeva s opsežnim podacima.

Ponekad se učinkovitost i učinkovitost metode još više povećava praćenjem potencijalnog polja u vremenu (4D metoda). Analiza stalno promjenjivih karakteristika može pomoći radnicima ne samo da smanje troškove povezane s bušenjem, već i minimiziraju broj suhih bušotina (onih koje su se pokazale neproduktivnima i nisu dale industrijski priljev vrijednih resursa).

Ugljični monoksid, pijesak, hidrauličko frakturiranje: sigurna kombinacija

Sljedeći nova tehnologija Ekstrakcija nafte i plina prvi put je korištena davne 1947. godine, ali se do sada smatra inovativnom i visokoučinkovitom u smislu volumena stijena izvađenih iz podzemnih formacija. Metoda se temelji na hidrauličkom frakturiranju, procesu tijekom kojeg se smjesa tvari pod pritiskom (voda, pijesak i kemikalije) ubrizgava u izbušenu bušotinu. Kao rezultat takvog utjecaja, koji začepljuje rupu, dolazi do stvaranja i širenja pukotina, zbog čega dotok minerala postaje intenzivniji, a s njim je lakše raditi.

Kao vrsta "punila" za hidrauličko frakturiranje može se koristiti različitih materijala. Ako govorimo o radnoj tekućini, tada se obično ovdje koriste otopine klorovodične kiseline ili otopine s polimerima visoke molekularne mase, au nekim slučajevima i sama sirova nafta. Propant je u pravilu kvarcni pijesak ili neki propant s granulama do 1,5 mm.

Jedan od najučinkovitijih pokazatelja pokazuje ugljični monoksid pomiješan s pijeskom, ubrizgan u bušotinu pomoću tehnologije hidrauličkog frakturiranja. Nakon toga, isparava, zbog čega u rezervoaru ostaje samo pijesak, koji ne može imati nikakav destruktivni učinak na tlo. Dakle, ova metoda omogućuje ne samo intenzivniji razvoj polja, već i zaštitu okoliša, stijena i podzemnih voda od nakupljanja opasnog otpada.

Izraz je prešao na ruski s engleskog, gdje se "coiled tubing" doslovno prevodi kao "coiled tubing". Trenutno se oprema izrađena po ovoj tehnologiji smatra najinovativnijom među ostalima. Temeljno novo ovdje je odbacivanje tradicionalnih montažnih bušaćih uređaja u korist fleksibilnih kontinuiranih cijevi (bez rukava). Ova metoda omogućuje industriji nafte i plina da:

• postati manje ovisni o potrošnji;
• smanjiti količinu otpada;
• smanjiti vrijeme rada za 3-4 puta u usporedbi s izvođenjem rada u okviru konvencionalne metode!

Navojne cijevi neraskidivo su povezane s metalurškom industrijom, jer u početku zahtijeva proizvodnju fleksibilnih mehanizama lake, srednje ili teške klase, zatim - ispravnu montažu od strane projektanata, a na samom kraju - instalaciju softvera za servisiranje hardvera složena i kompetentna konverzija primljenih informacija. Glavni nedostatak tehnologije je to što nema mogućnost rotacije, zbog čega rudarske tvrtke i dalje radije buše glavne bušotine tradicionalnim instalacijama. Tek nakon toga na razvoj terena povezuju opremu sa spiralnim cijevima, koja može uključivati ​​ne samo fleksibilne metalne cijevi, već i alate za rezanje, pumpe, opremu za zagrijavanje tekućina, razne mlaznice i još mnogo toga.

Ova nova tehnologija u industriji nafte i plina, nazvana "Measurement while drilling" ("Measurement while drilling"), ponovno se pokazuje neraskidivo povezana s metodološkim i matematičkim hardverom i kompjuterizacijom. Stvar je u tome da zaposlenici moraju stalno pratiti ključne pokazatelje procesa, a posebno položaj osi bušotine u prostoru, kako bi spriječili pogreške, nesreće i izvanredne situacije. Za to je čak razvijena posebna kategorija koja se bavi mjerenjem kutova - inklinometrija, unutar koje se odvija razvoj različitih telemetrijskih sustava upravljanja. Neki od njihovih senzora su pod zemljom, dok su drugi iznad površine. Komunikacija između njih odvija se kroz sljedeće kanale:

• hidraulički;
• akustični;
• elektromagnetski;
• električne instalacije i drugo.

Danas se funkcionalnost ovih automatiziranih instalacija širi gotovo svakim danom. Na primjer, najnapredniji mehanizmi, nazvani "modularni", omogućuju ne samo kontrolu glavnih tehnoloških i navigacijskih karakteristika, već i provođenje djelomičnih geofizičkih istraživanja i istraživanja;

• vibrometrija;
• otpornost na stijene;
• prirodno gama zračenje iz rudarskih minerala itd.

Ostali pravci: transport i skladištenje

Važan je i transport nafte i plina te njihova daljnja eksploatacija. Dakle, danas su sve ekstraktivne organizacije prešle na tehnologiju korištenja univerzalnih spremnika prema ISO standard, koji ne zagađuju atmosferu zbog nepostojanja najmanjih rupa i pukotina čak i na stražnjim točkama. Međutim, neke tvrtke odlučile su ići još dalje i pretvoriti ih ... U samostalno dugotrajno skladištenje vrijednih resursa! Prvo, na ovaj način je stvarno moguće izbjeći nesreće, jer jednostavno nema potrebe za obavljanjem nekoliko utovara i istovara. Potrošač sklapa kupoprodajni ugovor i dobiva plavo gorivo ili crno zlato sve u istom kontejneru, bilo uz pomoć logističke usluge kupca, bilo vlastitim prijevozom tereta. Ova metoda vam omogućuje značajno uštedu na kapitalnim ulaganjima, jer ne zahtijeva pumpnu opremu za pumpanje niti interakciju s posredničkim bazama nafte i plina. Mineral se zapravo isporučuje u ruke klijenta izravno iz rudarskog pogona.

Jedan od trenutno aktivno razvijenih načina skladištenja nafte i plina je i njihovo postavljanje u podzemne rezervoare raspršenih stijena permafrosta. Ne utječu na kvalitetu uskladištenih proizvoda čak ni uz produljeni kontakt i ispunjavaju zahtjeve za stabilnu stabilnost. Budući "spremnik" se odmrzava, nakon čega se čisti od mješavine vode i zemlje, puni i tako, takoreći, hermetički začepljen.

Neka je potrebno stalno pratiti takvo spremište, jer. teoretski, ovdje se u svakom trenutku mogu pojaviti znakovi deformacije okolnih slojeva ili sniženja temperature s naknadnim otapanjem leda, ali to je najbolje rješenje za dugoročno očuvanje resursa. Za razliku od mljevenih čeličnih kontejnera, podzemni masivi permafrosta izuzetno su čisti s ekološkog stajališta i praktički neeksplozivni, jer su regulirani prirodnim uvjetima.

U posljednje vrijeme u proizvodnja nafte hidrauličko frakturiranje (HF) sve se više koristi. Hidrauličko frakturiranje jedna je od najučinkovitijih metoda utjecaja na zonu dna bušotina. Prvo iskustvo hidrauličkog frakturiranja u regiji Kogalym izvedeno je 1989. godine na polju Povkhovskoye. Od tada je prošlo dosta vremena, uvedene su razne tehnologije hidrauličko frakturiranje, te je ovaj proces postao sastavni dio poslovanja svih područja poduzeća. Ako je ranije glavni zadatak hidrauličkog frakturiranja bio obnavljanje prirodne produktivnosti ležišta, degradirane u procesu bušenja i rada bušotine, sada je prioritet povećanje povrata nafte iz ležišta na poljima koja su u kasnoj fazi razvoja, oba zbog uključenosti u razvoj slabo dreniranih zona i intervala u objektima s visokim stupnjem razvijenosti rezervi, te uključenosti u razvoj slabo propusnih, visoko diseciranih objekata. Dva najvažnija razvoja u proizvodnji nafte u posljednjih 15 godina su hidrauličko frakturiranje i horizontalno bušenje bušotina. Ova kombinacija ima vrlo velik potencijal. Horizontalne bušotine mogu se bušiti okomito ili duž azimuta loma. Gotovo nijedna tehnologija u industriji nafte i plina ne daje tako visok ekonomski povrat. U to su se uvjerili djelatnici polja Tevlinsko-Russkinskoye testiranjem metode intervalnog frakturiranja na bušotini 1744G. O uspješnom iskustvu ispričao nam je Yury Miklin, vodeći inženjer EOR odjela.

U eri visokih cijena energije, proizvođačke tvrtke nastoje izvući maksimum iz svoje imovine vađenjem onoliko ugljikovodika koliko je ekonomski opravdano, - kaže Yury, - u tu svrhu, prošireni intervali ležišta često su uključeni u razvoj kroz horizontalne bušotine. Rezultati tradicionalnog hidrauličkog frakturiranja u takvim bušotinama mogu biti nezadovoljavajući iz ekonomskih i tehnoloških razloga. Metoda intervala ili, kako kažu, multi-interval hidrauličko frakturiranje, može osigurati učinkovitiju proizvodnju rezervi nafte povećanjem kontaktne površine loma s formacijom i stvaranjem visoko vodljivih puteva za kretanje nafte. Degradirana svojstva ležišta tjeraju naftne tvrtke da traže sve isplativije načine za izgradnju bušotine kako bi dodatno potaknuli interesna ležišta koristeći najnovija dostignuća znanosti i tehnologije. Shvaćajući to, tvrtke nastoje smanjiti vrijeme, a time i troškove dodatnih operacija isključivanja i rada ekipa za remont bušotina uz pomoć posebne opreme, koja postaje sastavni dio bunari.

Jedan izlaz je dopuniti bušotinu horizontalnom oblogom s cirkulacijskim ventilima na sklopu, koji služe za pumpanje mješavine tekućine s propanitom. Ovaj sklop uključuje pakere koji mogu bubriti dizajnirane da pričvrste i stabiliziraju košuljicu u otvorenoj rupi.

Postupak hidrauličko frakturiranje formacije sastoji se u stvaranju umjetnih i širenju postojećih pukotina u stijenama zone dna rupe pod utjecajem povećanih pritisaka tekućine koja se ubrizgava u bušotinu. Cijeli ovaj sustav prijeloma povezuje bušotinu s produktivnim dijelovima formacije udaljenim od dna. Kako bi se spriječilo zatvaranje pukotina, u njih se unosi krupnozrnati pijesak koji se dodaje tekućini koja se ubrizgava u bušotinu. Duljina pukotina može doseći nekoliko desetaka metara.

Ovdje treba uzeti u obzir da će udaljenost između mjesta ugradnje cirkulacijskih ventila i, sukladno tome, mjesta iniciranja lomova u horizontalnoj bušotini utjecati na produktivnost svake sekcije, - napominje Yury, - to jest, to je potrebno je odabrati optimalnu udaljenost između prijeloma, na temelju geometrije projektiranih prijeloma. Moramo se maksimalno zaštititi od prijelaza lomova u ležištu koji mogu uzrokovati komplikacije tijekom hidrauličkog lomljenja. U idealnom slučaju, maksimalna brzina protoka je moguća s razmakom između prijeloma jednakim polumjeru drenaže. Ovaj uvjet nije izvediv, s obzirom na projektiranje bušotine 1744G, pa je mjesto prijeloma moralo biti odabrano na maksimalnoj mogućoj međusobnoj udaljenosti.

S obzirom na nagnute formacije, horizontalne bušotine su najbolji način za povećanje površine kontakta s produktivnom formacijom. Držanje hidrauličko frakturiranje prema tehnologiji "Zone Select" je kako slijedi: prvo, hidrauličko frakturiranje najdalji interval kroz raspored u kojem je cirkulacijski ventil već otvoren. Nakon toga, lopta se lansira s površine u cijevni niz (tubing), zajedno s tekućinom za istiskivanje, koja, došavši do dna bušotine, prvo otvara drugi cirkulacijski ventil za obradu sljedećeg dijela, a zatim sjeda u posebno sjedalo, odsijecajući obrađeni interval. Uz dva intervala tretmana koristi se jedna lopta. Proporcionalno povećanju broja intervala obrade, raste i broj kuglica. Štoviše, svaka sljedeća lopta treba biti većeg promjera od prethodne. Kuglice su izrađene od aluminija, i to je važno. Nakon stimuliranja potrebnog broja intervala i pumpanja izračunate količine mješavine tekućine i pijeska, flota hidrauličkog frakturiranja napušta bušotinu. Na bušotini se postavlja flota spiralnih cijevi (coiled tubing) koja ispire, mljevenje kuglica i razvija bušotinu uz određivanje profila dotoka i proizvodnih mogućnosti bušotine. Razvoj se provodi dušikom - ovo je najperspektivniji smjer za smanjenje pritiska na dno bušotine. TPE "Kogalymneftegaz" koristio je ovu tehnologiju za obradu dva intervala bušotine 1744G Tevlinsko-Russkinskog polja. U usporedbi sa susjednim horizontalnim i usmjerenim bušotinama nakon hidrauličkog frakturiranja standardnom tehnologijom, ova bušotina je postigla veće tehnološke performanse. Početni protok nafte na bušotini 1744G iznosio je oko 140 tona dnevno.

Na kraju, želio bih napomenuti da se radi o aplikaciji velikih razmjera hidrauličko frakturiranje omogućuje zaustavljanje pada proizvodnje nafte na poljima TPE "Kogalymneftegaz" i povećava proizvodnju rezervi iz srednje i niskoproduktivnih ležišta. Prednosti izvođenja intervalnog hidrauličkog frakturiranja u horizontalnim bušotinama tehnologijom “Zone Select” nisu samo povećanje efektivne površine kontakta između ležišta i bušotine koja drenira ležište, već i prevladavanje oštećenja u zoni dna rupe. bušotine nakon bušenja, kao i dovođenje u razvoj slabo dreniranih područja niske poroznosti i propusnosti. To ukazuje da su horizontalne bušotine koje koriste intervalno hidrauličko frakturiranje učinkovitije i isplativije.