Frac yra svarbesnis už sankcijas. Septyni pagrindiniai faktai apie FGR

Per pastaruosius kelis dešimtmečius pasaulinė dujų pramonė išsivysčiusiose šalyse tapo viena technologiškai pažangiausių pramonės šakų. Aukštųjų technologijų įdiegimas pakeitė pramonę ir padarė ją viena iš pasaulio ekonomikos technologijų lyderių.

Gamtinės dujos, kaip vienas švariausių ir gausiausių iškastinio kuro pasaulyje, vis dažniau naudojamos energijai gaminti. Tai lemia nuolat didėjantį tokio tipo energijos nešiklio poreikį. Tuo pačiu metu, kaip tikėjosi daugelis ekspertų, mėlynojo kuro suvartojimas ir toliau augs. Visų pirma, Tarptautinė energetikos agentūra (IEA) artimiausiais metais prognozuoja gamtinių dujų „aukso amžių“. Ji vis labiau išstums kitus energijos nešėjus ir jos dalis pasaulio energetikoje iki 2035 m. išaugs iki 25 procentų ir daugiau, palyginti su šiandieniniu 21 procentu.

Dujų pramonė turi žengti koja kojon su augančia paklausa ir gaminti daugiau gamtinių dujų, be kita ko, gerindama kokybę, tai yra diegdama technologines naujoves. Reikšmingas tolesnio dujų pramonės plėtros potencialas yra netradicinių gamtinių dujų šaltinių gavybos plėtra. Taigi per pastaruosius kelerius metus skalūnų dujų plėtra JAV sparčiai vystėsi. Savo ruožtu Rusijai aktualios metano išgavimo iš anglies sluoksnių technologijos. Visų pirma, Rusijos „Gazprome“ ši kryptis vadinama viena iš pagrindinių dujų koncerno išteklių bazės plėtros strategijos krypčių. Ypatingą vietą vidaus ir užsienio naftos ir dujų įmonių išteklių bazės plėtrai užima gamtinių dujų gavybos jūros šelfe, įskaitant Arktyje, projektų įgyvendinimas.

Šiame skyriuje pabrėžiamos kai kurios naujovės, pakeitusios dujų pramonę. Pirmiausia išryškinamos technologijos žvalgybos ir gavybos srityje. Be to, pasakojama apie naujoves, kurios išplėtė gamtinių dujų kaip kuro panaudojimo galimybes ir leido pretenduoti į perspektyviausio XXI amžiaus energijos nešėjo vaidmenį.

Naujos technologijos žvalgybos ir gavybos segmente

Technologinės naujovės žvalgybos ir gavybos sektoriuje atvėrė pramonei naujų galimybių didinti gamtinių dujų gamybą ir patenkinti augančią jų paklausą. Svarbu, kad šiomis technologijomis pavyko padaryti gamtinių dujų žvalgybą ir gamybą efektyvesnę, saugesnę ir draugiškesnę aplinkai. Kai kurios šios srities technologinės naujovės apibendrinamos žemiau:

o 3 D ir 4D seisminis tyrimas- seisminės žvalgybos plėtra, leidžianti gauti ir analizuoti duomenis apie uolienų tankį trimis matmenimis, labai pakeitė gamtinių dujų gavybos pobūdį. 3D seisminiai tyrinėjimai sujungia tradicinius seisminio vaizdo gavimo būdus su galingais kompiuteriais, kad būtų sukurti 3D požeminių sluoksnių modeliai. 4D seisminis tyrinėjimas juos papildo ir leidžia stebėti charakteristikų pokyčius laikui bėgant. 3D ir 4D dėka tapo lengviau atpažinti perspektyvius laukus, padidinti jų plėtros efektyvumą, sumažinti sausų gręžinių skaičių, sumažinti gręžimo kaštus, o kartu ir tyrimų laiką. Visa tai atneša naudos ekonomikai ir aplinkai.

o CO 2 – Smėlis – Frac(hidraulinis ardymas). Hidraulinio ardymo metodas naudojamas nuo 1970 m., todėl buvo galima padidinti gamtinių dujų ir naftos išeigą iš požeminių formacijų. CO2 – smėlis – skaldymo technologijoje naudojamas smėlio ir skysto CO2 mišinys, kad susidarytų ir išsiplėstų įtrūkimai, per kuriuos nafta ir gamtinės dujos gali tekėti laisviau. Tada CO2 išgaruoja, o formoje lieka tik smėlis, be jokių kitų ardymo proceso likučių, kuriuos reikia pašalinti. Ši technologija leidžia padidinti gamtinių dujų gavybą ir tuo pačiu nekenkia aplinkai, nes po žeme nesusidaro atliekų, taip pat saugo požeminio vandens išteklius.

o Susuktas vamzdelis(suvyniotas vamzdis) - viena dinamiškiausiai besivystančių naftos ir dujų įrangos gamybos sričių pasaulyje. Suvyniotų vamzdžių šulinių eksploatavimas pagrįstas berankovių lanksčiųjų vamzdžių naudojimu gręžimo ir šulinio eksploatavimo metu. Suvyniotų vamzdžių technologija apima metalurginį komponentą - specialių metalinių lanksčių vamzdžių gamybą, projektavimą - žemės ir gręžinių įrangos projektavimą ir informacijos apdorojimo programos prietaisus. Suvyniotų vamzdžių technologijos, palyginti su tradiciniais metodais, žymiai sumažina gręžimo išlaidas, taip pat avarijų ir naftos išsiliejimo tikimybę, sumažina atliekų kiekį, sutrumpina darbų atlikimo laiką 3-4 kartus. Suvyniotus vamzdžius galima naudoti kartu su sudėtingomis gręžimo operacijomis, siekiant pagerinti gręžimo efektyvumą, pasiekti didesnį angliavandenilių atgavimo greitį ir mažesnį poveikį aplinkai.

o Telemetrijos sistemos. Užsienio literatūroje tokios sistemos vadinamos MWD (measurement while driling) – sistemos, sukurtos gręžimo parametrams matuoti ir informacijai perduoti į paviršių. Gauta ir šiuolaikinėmis telemetrijos technologijomis apdorota informacija leidžia lauko darbuotojams stebėti gręžimo procesą, o tai sumažina klaidų ir nelaimingų atsitikimų tikimybę. Be to, telemetrijos sistemų naudojimas gali būti naudingas geologams, suteikiant informacijos apie gręžiamos uolienos savybes.

o Plonų skylių gręžimas.Ši technologija gali žymiai pagerinti gręžimo operacijų efektyvumą ir sumažinti poveikį aplinkai. Tai ekonomiškai perspektyvus būdas gręžti žvalgomuosius gręžinius naujose teritorijose, gilius gręžinius esamuose telkiniuose ir išgauti gamtines dujas iš neeksploatuojamų telkinių.

o Giliavandenis gręžimas(giliųjų vandenų gręžimas) . Giliųjų vandenų gręžimo technologija pastaraisiais metais padarė didelį šuolį į priekį. Šiuo metu jie leidžia saugiai ir efektyviai plėtoti telkinius didesniuose nei 3 km vandenyse. Šiuo metu pagrindinės šių technologijų tolesnės plėtros kryptys yra atviroje jūroje esančių gręžimo įrenginių tobulinimas, dinaminių padėties nustatymo įrenginių kūrimas, kompleksinių navigacijos sistemų kūrimas.

o Hidraulinis ardymas(fracking) - metodas, leidžiantis sukurti angliavandenilių telkinius, įskaitant skalūnų dujas. Jį sudaro tai, kad specialus vandens, smėlio ir cheminių reagentų mišinys pumpuojamas į dujas turinčią uolieną esant aukštam slėgiui. Dujas turinčiame sluoksnyje veikiant slėgiui susidaro įtrūkimai, per kuriuos angliavandeniliai prasiskverbia į šulinį. Dabar hidraulinis ardymas plačiai naudojamas kuriant naftos ir dujų telkinius. Tačiau pastaruoju metu susirūpinimas dėl rizikos, susijusios su šio metodo išgavimu, neatslūgo. Pirmiau minėta technologija yra kupina vandens taršos; be to, yra galimas ryšys tarp hidraulinio ardymo metodo naudojimo ir seisminio aktyvumo.

Išvardytos technologinės pažangos suteikia tik dalį sudėtingų technologijų, kurios buvo įdiegtos į praktiką gamtinių dujų žvalgybos ir gavybos srityje ir nuolat tobulinamos. Šios technologijos leido dujų pramonei pasiekti geresnių ekonominių rezultatų ir leido plėtoti laukus, kurie anksčiau buvo laikomi nuostolingais.

Savo ruožtu yra technologijų, kurios atveria kelią plačiau išnaudoti gamtinių dujų, kaip energijos nešėjo, potencialą. Tai, visų pirma, suskystintų gamtinių dujų naudojimas, kuris sukėlė revoliuciją dujų pramonėje. Be to, kuro elementų naudojimas atveria dideles perspektyvas.

o Suskystintos gamtinės dujos. Viena iš perspektyviausių dujų pramonės plėtros sričių – naujų technologijų ir įrangos kūrimas gamtinių dujų gamybai, saugojimui, transportavimui ir naudojimui bei įrangos kūrimas suskystinti. SGD yra paprastos gamtinės dujos, dirbtinai suskystintos atšaldant iki –160 °C. Tuo pačiu metu jo tūris sumažėja 600 kartų. SGD laikomos vienu perspektyviausių ir aplinką tausojančių energijos šaltinių, turinčių nemažai privalumų. Visų pirma, jas lengviau transportuoti ir laikyti nei įprastas gamtines dujas. Taigi, skystos formos SGD neturi galimybės sprogti ar užsidegti. Ypač svarbus SGD privalumas užtikrinant energetinį saugumą yra tai, kad jas galima tiekti bet kurioje pasaulio vietoje, įskaitant ir ten, kur nėra magistralinių dujotiekių. Todėl daugeliui šalių SGD svarba didėja. Visų pirma, Japonijoje beveik 100 % dujų poreikio patenkinama importuojant SGD.

o Kuro elementai.Šiuo metu moksliniai tyrimai tęsiami kuriant ekonomiškai patrauklias kuro elementų panaudojimo gamtinių dujų pagrindu technologijas. Jie gali padaryti kokybišką mėlynojo kuro naudojimo proveržį, radikaliai išplėsdami gamtinių dujų panaudojimo sritį. Tikimasi, kad elektros energijos gamybos iš kuro elementų plėtra greitai sukurs patogų, saugų ir aplinką tausojantį energijos šaltinį transportui, pramonei ir buičiai. Kuro elementai yra kaip įkraunamos baterijos. Jie veikia perkeldami kuro (dažniausiai vandenilio) ir oksidatoriaus srovę į elektrodus, atskirtus elektrolitu. Pašalinus tarpinį degimo etapą, galima padidinti energijos gamybos proceso efektyvumą. Taigi kuro elementų efektyvumas yra daug didesnis nei tradicinės gamybos naudojant iškastinį kurą. Svarbu, kad kuro elementų naudojimas gali drastiškai sumažinti kenksmingų emisijų kiekį. Pavyzdžiui, kai kurių tipų kuro elementuose reakcijos produktai yra tik vanduo ir šiluma. Kiti kuro elementų pranašumai yra jų patikimumas ir galimybė jų pagrindu sukurti kompaktiškus energijos šaltinius, galinčius veikti autonominiu režimu.

Inovacijų plėtra dujų pramonėje Rusijoje

Inovacijų plėtros lygis Rusijos dujų pramonėje yra nepatenkinamas. Beveik visose pagrindinėse srityse užsieniečiai yra technologiškai pranašesni už vietines įmones. Visų pirma, jie daug geriau sugeba dirbti lentynoje, plačiai naudoja pažangiausius patobulinto naftos išgavimo metodus ir pažangias gręžimo technologijas.

Kita vertus, Rusijos įmonės gana nenoriai investuoja savo lėšas į savo pačių technologijų plėtrą, kuri negarantuoja komercinės naudos ir reikalauja ilgų metų investicijų į bandomąją gamybą. Savo ruožtu naftos ir dujų įmonėms dirbantys arba jų vardu plėtrą vykdantys tyrimų institutai dažnai tiesiog nėra pasirengę spręsti ilgalaikių, didelių investicijų reikalaujančių ir su didele rizika susijusių užduočių.

Todėl buitinis dujų kompleksas daugiausia investuoja tik į aukštųjų technologijų įrangos įsigijimą. Todėl šiandien dujų pramonė tapo labai priklausoma nuo inovacijų perdavimo iš užsienio. Tai visų pirma vyksta pritraukiant Vakarų rangovus į bendrus gręžimo Rusijoje projektus. Be to, šalies įmonės aktyviai skolinasi inžinerinį banką, kurį turi dujų verslo lyderiai, ir savo pažangias technologijas pritaiko prie savo žemės gelmių.

Šiandien dujų komplekso investicijas į naujas technologijas ir inovatyvią plėtrą galima suskirstyti į keturias sritis.

Rusija tikisi didesnio spaudimo sankcijoms. JK ir JAV aktyviai ieško naujų priežasčių diskriminuoti Rusijos verslą. Tačiau 2014 metais prasidėjusios naujausios sankcijų politikos bangos rezultatai toli gražu nėra vienareikšmiški. Net nepriklausomi tyrimai rodo, kad Rusijos kuro ir energetikos kompleksas nuo apribojimų nukentėjo nedaug, be to, būtent jie pastūmėjo Rusijos pramonės plėtrą. Pramonės ekspertų teigimu, galimas antirusiškų sankcijų sugriežtinimas Rusijos kuro ir energetikos kompleksui taip pat netaps kritiniu, o tik tuo atveju, jei vyriausybė ir energetikos įmonės laiku sutelks jėgas, kad sukurtų vietinę inžinerinę pramonę, gaminančią gavybos įrangą. sunkiai atkuriamų naftos atsargų (TRIZ).

Rusija turi išmokti išgauti TRIZ

Išvakarėse verslo mokyklos SKOLKOVO Energetikos centras pristatė savo tyrimo rezultatus. Rusijos naftos gavybos perspektyvos: gyvybė pagal sankcijas“, kuriame buvo analizuojamas JAV ir ES įvestų sankcijų poveikis Rusijos naftos sektoriui, ypač naujų tradicinių telkinių paleidimui Rusijoje, jūrinių projektų plėtrai ir Baženovo naftos gavybai. Tyrimo autoriai taip pat sudarė Rusijos naftos gavybos scenarijų prognozę iki 2030 m.

Dokumente pažymima, kad horizonte iki 2020 m., nepaisant visų apribojimų, Rusija turi galimybių toliau didinti gamybos apimtis jau paruoštų laukų sąskaita. Tačiau šį trumpalaikį augimo potencialą gali apriboti susitarimai su OPEC. Vidutinės trukmės laikotarpiu iki 2025 m., net ir esant griežtiems prieigos prie technologijų apribojimams ir žemoms naftos kainoms, gavybos apimtys katastrofiškai nenukentės. Tuo pačiu metu pagrindinė gamybos mažėjimo priežastis šiuo laikotarpiu gali būti ne tiek Vakarų technologijų prieinamumo trūkumas naujiems projektams įgyvendinti, kiek technologinių galimybių intensyvinti gamybą esamuose laukuose trūkumas.

Šis tyrimas parodė, kad svarbiausia technologija Rusijos naftos gavybai palaikyti yra hidraulinis ardymas (hidraulinis ardymas), nes jis gali išlaikyti gamybą esamuose telkiniuose.

Daugiapakopis hidraulinis ardymas (daugiapakopis hidraulinis ardymas) žada padidinti gamybą perspektyviuose netradiciniuose laukuose.

Tyrimo autoriai pabrėžia, kad dabartinėmis sąlygomis turėtų būti kuriamas savo hidraulinio ardymo ir daugiapakopio hidraulinio ardymo technologijas, gaminamas hidraulinio ir daugiapakopio hidraulinio ardymo parkas šalies viduje, personalo mokymas. tapti pramonės įmonių ir reguliavimo institucijų technologiniu prioritetu. Tačiau kol kas darbai šia kryptimi vyksta akivaizdžiai nepakankamu tempu. Kaip savo ataskaitoje pažymėjo SKOLKOVO energetikos centro ekspertė Jekaterina Gruševenko, nuo 2015 m. iki 2017 m. rugpjūčio mėn. nebuvo pagamintas nė vienas hidraulinio ardymo parkas. Rotoriniu būdu valdomos sistemos, remiantis PJSC „Gazprom Neft“ mokslinio ir techninio centro tinklalapiu, buvo bandomos 2016 m. pabaigoje. Ekspertas pabrėžė, kad TRIZ jau dabar sudaro du trečdaliai naftos atsargų.

Gamybos mažinimas nenumatomas iki 2020 m

Verslo mokyklos SKOLKOVO Energetikos centro direktorius Tatjana Mitrova Savo kalboje šios studijos pristatyme ji pažymėjo, kad pirmosios sankcijos Rusijai ir Rusijos energetikos įmonėms buvo įvestos 2014 m., tačiau specialių tyrimų apie jų poveikį naftos pramonei nėra paskelbta.

„Nežinojome, kokį rezultatą sulauksime. Pirmoji hipotezė manė, kad pasekmės bus labai rimtos “, - sakė Mitrova. Tačiau rezultatai parodė kiek kitokį sankcijų poveikio vaizdą.

„Šiuo metu rimtų sankcijų padarinių įmonių veikloje nejaučiama. Iš tiesų gamyba pastaraisiais metais augo, nepaisant žemų kainų ir sankcijų. Naftos pramonė pranešė apie sėkmę. Tačiau teigiama dabartinė situacija neturėtų klaidinti, pati sankcijų komplekso analizė kalba apie labai platų jų interpretavimą, o tai yra pagrindinė sankcijų spaudimo grėsmė“, – sakė ekspertas.

Jos teigimu, iki 2020 metų, pagal modeliavimo rezultatus, gamybos mažinimo nenumatoma, nes pagrindiniai projektai jau finansuoti.

„Nuo 2020 m. neigiamos tendencijos taps vis labiau pastebimos ir gali lemti naftos gavybą Rusijoje iki 2025 m. sumažėti 5 proc., o iki 2030 m. – 10 proc., palyginti su dabartiniu gavybos lygiu. Gamybos sumažėjimas tokiais kiekiais, žinoma, nėra katastrofiškas Rusijos ekonomikai, tačiau vis dėlto jis yra gana jautrus “, - sakė Mitrova.

Ji pabrėžė, kad sankcijos yra ilga istorija ir tam, kad Rusijos naftos pramonė prie jų prisitaikytų, reikia papildomų valstybės ir įmonių pastangų kuriant savo technologijas ir gaminant reikiamą įrangą.

„Didžiulė naftos gavybos dalis tiesiogiai priklauso nuo hidraulinio ardymo technologijos. Būtent šios įrangos prieinamumas turi didžiausią įtaką naftos gavybos apimtims šalyje. Tačiau šios technologijos kūrimas ir gamybos diegimas iš esmės yra Rusijos vyriausybės ir pramonės uždavinys“, – aiškino Energetikos centro direktorius.

Reikia naujos pramonės

SKOLKOVO verslo mokyklos Dujų ir Arkties skyriaus vadovas Romanas Samsonovas Savo kalboje jis pažymėjo, kad, remiantis jo asmeniniais pastebėjimais, Rusijoje tik sankcijų fone galima stebėti pažangą kuriant ir gaminant savo aukštųjų technologijų įrangą.

„Situacija su aukštųjų technologijų įrangos gamyba yra sudėtinga, tačiau ją galima išmokti valdyti. Tiesą sakant, mes kalbame apie viso daugiafunkcio naftos ir dujų inžinerijos pošakio sukūrimą “, - pažymėjo Samsonovas.

Tyrimo „Rusijos naftos gavybos perspektyvos: gyvenimas pagal sankcijas“ dalyvių teigimu, tokio didelio masto uždavinys sukurti naują sunkiosios inžinerijos pošakį sovietmečiu buvo išspręstas tik valstybės direktyvų dėka. Šiuolaikinės rinkos ekonomikos sąlygomis, kuriomis dabar vystosi Rusijos Federacija, šios užduoties įgyvendinimo mechanizmai dar nėra sukurti.

Tačiau tai tik Rusijoje. Pažvelgus į Vakarų šalių, sėkmingai įveikiančių visus TRIZ kasybos sunkumus, patirtį, paaiškėja, kad toks metodas jau seniai rastas. Aiškiausiai tai matyti JAV skalūnų pramonės pavyzdyje, kuri net ir žemų kainų laikotarpiu aktyviai skolino, o tai padėjo jai išlikti. Akivaizdu, kad toks tolerantiškas bankų požiūris į šį naftos gavybos sektorių neapsieitų be valstybės dalyvavimo. Dabar dėkingi skalūnų gamintojai padeda JAV valdžiai suvaržyti OPEC ir kitus naftos gamintojus, aktyviai įtakoja pasaulinę naftos ir dujų rinką.

Jekaterina Deinogo

Ši jau daugiau nei pusę amžiaus naftos gavybos gręžinių darbui intensyvinti ir našumui didinti naudojama technologija sukelia bene karščiausias diskusijas tarp ekologų, mokslininkų, paprastų piliečių, o neretai ir pačių gavybos pramonės darbuotojų. . Tuo tarpu hidraulinio ardymo metu į gręžinį pumpuojamas mišinys susideda iš 99% vandens ir smėlio bei tik 1% cheminių medžiagų.

Kas trukdo atgauti naftą

Pagrindinė žemo šulinių produktyvumo ir prasto natūralaus darinio pralaidumo bei nekokybiškos perforacijos priežastis yra dugno duobės formavimosi zonos pralaidumo sumažėjimas. Taip vadinama rezervuaro aplink gręžinį esanti sritis, kuriai būdingas intensyviausias įvairių procesų, lydinčių gręžinio statybą ir tolesnį eksploatavimą bei pažeidžiančių pradinę pusiausvyros mechaninę ir fizikinę bei cheminę rezervuaro būklę, poveikis. Pats gręžimas sukelia vidinių įtempių pasiskirstymo aplinkinėje uolienoje pokyčius. Gręžimo metu gręžinio našumas mažėja ir dėl to, kad gręžimo skystis arba jo filtratas prasiskverbia į dugno skylių susidarymo zoną.

Prasta perforacija dėl mažos galios perforatorių naudojimo, ypač giliuose gręžiniuose, kur užtaisų sprogimo energiją sugeria aukštų hidrostatinių slėgių energija, taip pat gali būti žemo gręžinių našumo priežastimi.

Dugno skylių formavimo zonos pralaidumas taip pat sumažėja eksploatuojant gręžinį, kartu pažeidžiant termobarinę pusiausvyrą formavimo sistemoje ir iš naftos išsiskiria laisvos dujos, parafinas ir asfalto dervos medžiagos, kurios užkemša gręžinio porų erdvę. rezervuaras. Intensyvi dugno angų formavimosi zonos tarša taip pat pastebima dėl darbinių skysčių prasiskverbimo į ją atliekant įvairias šulinių apdirbimo operacijas. Įpurškimo šulinių injektyvumas pablogėja dėl formacijos porų erdvės užsikimšimo suleidžiamame vandenyje esančiais korozijos produktais, dumblu, naftos produktais. Dėl tokių procesų didėja atsparumas skysčių ir dujų filtravimui, mažėja šulinių debitai, reikia dirbtinai paveikti dugno duobių formavimo zoną, siekiant padidinti gręžinių našumą ir pagerinti jų hidrodinaminį ryšį. su formavimu.

Technologijosskaldymas

Naftos gavybai sustiprinti, naftos ir dujų gręžinių eksploatavimui suintensyvinti ir įpurškimo gręžinių injektyvumui padidinti naudojamas hidraulinio ardymo arba ardymo metodas. Ši technologija susideda iš didelio laidumo plyšio susidarymo tikslinėje formoje, veikiant skysčiui, tiekiamam į jį esant slėgiui, kad būtų užtikrintas pagaminto skysčio patekimas į šulinio dugną. Po hidraulinio ardymo šulinio srautas, kaip taisyklė, smarkiai padidėja - arba žymiai sumažėja trauka. Hidraulinio ardymo technologija leidžia „atgaivinti“ neveikiančius gręžinius, kuriuose naftos ar dujų gamyba tradiciniais metodais nebeįmanoma arba nuostolinga.

Hidraulinis ardymas (hidraulinis ardymas) yra viena iš efektyviausių priemonių didinti šulinių produktyvumą, nes tai ne tik skatina gręžinio drenažo zonoje esančių rezervų gamybą, bet ir tam tikromis sąlygomis padaro. galima žymiai išplėsti šią zoną į gamybą įtraukiant silpnai nusausintas zonas ir tarpsluoksnius – ir taip pasiekti didesnį galutinį naftos išgavimą.

Istorijahidraulinio ardymo metodas

Pirmieji bandymai intensyvinti naftos gavybą iš naftos gręžinių buvo pradėti dar 1890 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose, kur tuo metu naftos gavyba vystėsi sparčiai, buvo sėkmingai išbandytas metodas, skatinantis gamybą iš tankių uolienų naudojant nitrogliceriną. Idėja buvo susprogdinti nitrogliceriną, kad būtų sutraiškytos sandarios uolienos šulinio dugno zonoje ir padidėtų naftos srautas į dugną. Metodas sėkmingai taikomas jau kurį laiką, nepaisant akivaizdaus pavojaus.

Pirmasis komerciškai sėkmingas hidraulinis ardymas buvo atliktas 1949 m. Jungtinėse Valstijose, po kurio skaičius pradėjo smarkiai didėti. Iki šeštojo dešimtmečio vidurio atliekamų hidraulinio ardymo darbų skaičius pasiekė 3000 per metus. 1988 metais bendras hidraulinio ardymo darbų skaičius viršijo 1 mln., ir tai tik JAV.

Buitinėje praktikoje hidraulinio ardymo metodas taikomas nuo 1952 m. Metodo taikymo pikas buvo pasiektas 1959 m., po to operacijų sumažėjo, o tada ši praktika visiškai nutrūko. Nuo aštuntojo dešimtmečio pradžios iki devintojo dešimtmečio pabaigos hidraulinis ardymas pramoniniu mastu buitinėje alyvos gamyboje nebuvo atliktas. Pradėjus eksploatuoti didelius naftos telkinius Vakarų Sibire, poreikis intensyvinti gamybą tiesiog išnyko.

… Ir šiandien yra

Hidraulinio ardymo praktikos atgimimas Rusijoje prasidėjo tik devintojo dešimtmečio pabaigoje. Šiuo metu pagal hidraulinio ardymo operacijų skaičių pirmaujančias pozicijas užima JAV ir Kanada. Po jų seka Rusija, kurioje hidraulinio ardymo technologija daugiausiai naudojama Vakarų Sibiro naftos telkiniuose. Rusija yra praktiškai vienintelė šalis (neskaitant Argentinos) už JAV ir Kanados ribų, kurioje hidraulinis ardymas yra įprastas ir gana adekvačiai suvokiamas. Kitose šalyse ardymo technologijas sunku pritaikyti dėl vietinių šališkumo ir technologijos nesusipratimų. Kai kuriose iš jų taikomi dideli hidraulinio ardymo technologijos naudojimo apribojimai iki visiško jos naudojimo uždraudimo.

Nemažai ekspertų teigia, kad ardymo technologijos naudojimas naftos gavyboje yra neracionalus, barbariškas požiūris į ekosistemą. Tuo pačiu metu šį metodą plačiai naudoja beveik visos pagrindinės naftos kompanijos.

Hidraulinio ardymo technologijos panaudojimas gana platus – nuo ​​žemų iki labai pralaidžių dujų, dujų kondensato ir naftos gręžinių rezervuarų. Be to, naudojant hidraulinį ardymą, galima išspręsti specifines problemas, pavyzdžiui, panaikinti smėlio susidarymą gręžiniuose, gauti informacijos apie bandomųjų objektų rezervuarines savybes žvalgant gręžinius ir kt.

Pastaraisiais metais Rusijoje plėtojant hidraulinio ardymo technologijas siekiama didinti atramos įpurškimo tūrį, azoto hidraulinio ardymo gamybą, taip pat daugiapakopį hidraulinį ardymą rezervuare.

Įranga, skirtahidraulinis ardymas

Hidrauliniam ardymui reikalingą įrangą gamina daugybė užsienio ir vidaus įmonių. Viena iš jų – įmonė TRUST-ENGINEERING, siūlanti platų standartinės konstrukcijos ir modifikacijos, atliekamos pagal kliento pageidavimą, hidraulinio ardymo įrangą. .

Kaip konkurencinį TRUST-ENGINEERING LLC produkcijos pranašumą, būtina pažymėti didelę gamybos lokalizacijos dalį; moderniausių projektavimo ir gamybos technologijų taikymas; Pasaulio pramonės lyderių vienetų ir komponentų naudojimas. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į įmonės specialistams būdingą aukštą projektavimo, gamybos, garantinės, pogarantinės ir serviso priežiūros kultūrą. TRUST-ENGINEERING LLC gaminamą hidraulinio ardymo įrangą lengviau įsigyti dėl atstovybių Maskvoje (Rusijos Federacija), Taškente (Uzbekistano Respublika), Atyrau (Kazachstano Respublika), taip pat Panceve (Serbija). .

Žinoma, hidraulinio ardymo metodas, kaip ir bet kuri kita gavybos pramonėje naudojama technologija, neturi tam tikrų trūkumų. Vienas iš ardymo trūkumų yra tas, kad teigiamą operacijos poveikį gali paneigti nenumatytos situacijos, kurių rizika tokio plataus įsikišimo atveju yra gana didelė (pavyzdžiui, galimas nenumatytas šalia esančio vandens rezervuaro sandarumo pažeidimas ). Tuo pačiu metu. hidraulinis ardymas šiandien yra vienas efektyviausių gręžinio stimuliavimo būdų, kuris prasiskverbia ne tik į mažo pralaidumo darinius, bet ir į vidutinio bei didelio pralaidumo rezervuarus. Didžiausią hidraulinio ardymo efektą galima pasiekti diegiant integruotą požiūrį į hidraulinio ardymo, kaip kūrimo sistemos elemento, projektavimą, atsižvelgiant į įvairius veiksnius, tokius kaip rezervuaro laidumas, gręžinių išdėstymo sistema, rezervuaro energijos potencialas, lūžių mechanika, ardymo skysčio ir atramos medžiagos charakteristikos, technologiniai ir ekonominiai apribojimai.

Nepaisant prognozių, kad artimiausiu metu degalų pramonė neva nedirbs, ekspertai prognozuoja, kad tokios mineralinės iškasenos kaip nafta ir dujos yra ilgalaikės aktualijos ir dar neišvengiamas nuosmukis. Tačiau energetikos komplekso paradigmos pokytis tikrai įvyks – pavyzdžiui, manoma, kad mėlynasis kuras (dar žinomas kaip gamtinės dujos) gyventojų tarpe taps kelis kartus paklausesnis nei juodasis auksas (nafta), kuris šiuo metu turi reikšmingą poveikį pasaulio ekonomikai.

Ir vis dėlto dabar tiek vienos, tiek kitos fosilijos gavybos tempai išlieka aukšti, o tai reiškia, kad šiame segmente dirbantys žmonės stengsis padaryti viską, kad surastų ir gautų maksimalias atsargas. Tai jiems padės naujos technologijos.

Žvalgymas ir gręžimas: šiuolaikiniai metodai

Prieš pradedant gavybos procesą, žemės gelmėse turi būti rasta naftos arba dujų. Įmonės turi dirbti nuolat didėjančios šių išteklių paklausos aplinkoje – taigi, pagal prognozes, jų aktualumo pikas bus 2023 m. Būtent todėl kalnakasybos organizacijos taiko pažangius metodus, kurie padės užtikrinti tinkamą vertingų išteklių aprūpinimą žemės gyventojams, o jų plėtrą padarys kuo saugesnį, efektyvesnį ir ekologiškesnį.

Seisminis tyrinėjimas yra pagrindinių uolienų savybių tyrimas, siekiant nustatyti, kokios uolienos yra tam tikroje vietoje ir kiek giliai nuo paviršiaus jos yra. Pagrindiniai orientyrai čia yra raštai, pastebėti žemės plutoje dirbtinai kuriant elastines bangas. Šiuos periodinius svyravimus sukelia:

• TNT užtaisų sprogimai negiliose 10 ar 20 metrų įdubose;
• reguliariai atnaujinamas ir ilgalaikis vibracijos poveikis (pavyzdžiui, naudojant specialias mašinas).

Šiandien seisminiai tyrinėjimai pasiekė kokybiškai naują lygį, nes inžinerinės geologijos požiūriu svarbios informacijos (tūrio, amžiaus, mineralo būklės ir kt.) gavimas dabar yra įmanomas 3 dimensijomis dėl aukštųjų technologijų priėmimo. įrenginiai. Skirtingai nuo 2D metodo, kai įrenginiai yra išdėstyti tiesia linija šaltinio atžvilgiu, čia įranga yra išdėstyta aplink visą būsimos tyrimo zonos perimetrą. Tai leidžia nustatyti sudėtingą vertę vėlesnės kasybos kontekste, nes galingi kompiuteriai rodo visai ne pakankamai informacijos, o vizualius tūrinius požeminių sluoksnių modelius su išsamiais duomenimis.

Kartais metodo efektyvumas ir ekonomiškumas dar labiau padidėja stebint perspektyvų lauką laikui bėgant (4D metodas). Nuolat kintančių charakteristikų analizė gali padėti darbuotojams ne tik sumažinti su gręžimu susijusias išlaidas, bet ir iki minimumo sumažinti sausų skylių skaičių (tų, kurios pasirodė neproduktyvios ir nesuteikė pramoninio vertingų išteklių srauto).

Anglies monoksidas, smėlis, hidraulinis ardymas: saugus derinys

Kita nauja naftos ir dujų gavybos technologija pirmą kartą buvo pradėta naudoti dar 1947 m., tačiau ji ir toliau laikoma novatoriška ir labai efektyvi, atsižvelgiant į iš požeminių darinių išgaunamų uolienų tūrį. Metodas pagrįstas hidrauliniu ardymu – procesu, kurio metu į gręžtą gręžinį tiekiamas slėginis medžiagų (vandens, smėlio ir cheminių medžiagų) mišinys. Dėl tokio poveikio, užkimšus skylę, susidaro ir plečiasi plyšiai, dėl kurių intensyvėja mineralų įtekėjimas, palengvėja darbas su ja.

Įvairios medžiagos gali būti naudojamos kaip tam tikri „užpildai“ hidrauliniam ardymui. Jei mes kalbame apie darbinį skystį, tada paprastai čia naudojami druskos rūgšties tirpalai arba tirpalai su didelės molekulinės masės polimerais, taip pat kai kuriais atvejais pati žalia nafta. Atraminė medžiaga, kaip taisyklė, yra kvarcinis smėlis arba koks nors atramas su granulėmis iki 1,5 mm.

Vieną produktyviausių rodiklių demonstruoja į gręžinį hidraulinio ardymo technologija įpurškiamas su smėliu maišytas anglies monoksidas. Vėliau jis išgaruoja, dėl to sluoksnyje lieka tik smėlis, negalintis turėti jokio destruktyvaus poveikio dirvai. Taigi šis metodas leidžia ne tik gerokai intensyvinti lauko plėtrą, bet ir apsaugoti aplinką, uolienas ir gruntinius vandenis nuo pavojingų atliekų kaupimosi.

Rusų kalba frazė persikėlė iš anglų kalbos, kur „suvyniotas vamzdis“ pažodžiui verčiamas kaip „lanksčių vamzdžių kolona“. Šiuo metu įranga, pagaminta naudojant šią technologiją, yra laikoma inovatyviausia tarp kitų. Iš esmės naujiena čia yra tradicinių surenkamų gręžimo įrenginių atmetimas lanksčių ištisinių (be rankovių) vamzdžių naudai. Šis metodas leidžia naftos ir dujų pramonei:

• tampa vis mažiau priklausomi nuo išlaidų;
• sumažinti atliekų kiekį;
• sutrumpinkite darbo laiką 3-4 kartus lyginant su darbų atlikimu įprastu būdu!

Suvynioti vamzdžiai yra neatsiejamai susiję su metalurgijos pramone, nes pirmiausia reikia pagaminti lengvos, vidutinės ar sunkios klasės lanksčius mechanizmus, tada - teisingai surinkti dizaineriai, o pačioje pabaigoje - įdiegti programinę įrangą techninės įrangos kompleksui aptarnauti ir kompetentingai. gautos informacijos transformavimas. Pagrindinis technologijos trūkumas yra sukimosi galimybės trūkumas, todėl gamybos įmonės vis dar nori gręžti pagrindinius gręžinius naudojant tradicinius įrenginius. Tik tada jie prie lauko plėtros prijungia suvyniotų vamzdžių įrangą, kurioje gali būti ne tik lankstūs metaliniai vamzdžiai, bet ir pjovimo įrankiai, siurbliai, įranga skysčiams šildyti, įvairūs purkštukai ir daug daugiau.

Ši nauja naftos ir dujų pramonės technologija, vadinama „Matavimas gręžiant“, vėlgi neatsiejamai susijusi su metodologine ir matematine aparatūra bei kompiuterizavimu. Esmė ta, kad siekiant išvengti klaidų, nelaimingų atsitikimų ir avarinių situacijų, darbuotojai turi nuolat stebėti pagrindinius proceso rodiklius, o ypač šulinio ašies padėtį erdvėje. Tam netgi buvo sukurta speciali kategorija, kurioje atsižvelgiama į kampų matavimą - inklinometriją, kurios ribose vyksta įvairių telemetrinių valdymo sistemų kūrimas. Kai kurie jų jutikliai yra po žeme, o kiti yra virš paviršiaus. Ryšys tarp jų vyksta šiais kanalais:

• hidraulinis;
• akustinis;
• elektromagnetinis;
• elektrai laidus ir daugelis kitų.

Šiandien šių automatizuotų įrenginių funkcionalumas plečiasi beveik kiekvieną dieną. Pavyzdžiui, pažangiausi mechanizmai, vadinami „moduliniais“, leidžia ne tik valdyti pagrindines technologines ir navigacines charakteristikas, bet ir atlikti dalinius geofizinius tyrimus bei tyrimus;

• vibrometrija;
• uolienų atsparumas;
• natūrali gama spinduliuotė iš iškastų mineralų ir kt.

Kitos kryptys: transportavimas ir sandėliavimas

Taip pat svarbus naftos ir dujų transportavimas bei tolesnis jų panaudojimas. Taigi šiandien visos kalnakasybos organizacijos perėjo prie ISO standartą atitinkančių universalių cisternų konteinerių naudojimo technologijos, kurios neteršia atmosferos, nes nėra menkiausių skylių ir įtrūkimų net užpakalinėse jungtyse. Tačiau kai kurios įmonės nusprendė žengti dar toliau ir paversti jas... Nepriklausomomis ilgalaikėmis vertingų išteklių saugyklomis! Pirma, tai tikrai padeda išvengti nelaimingų atsitikimų, nes tiesiog nereikia atlikti kelių iškrovimo ir pakrovimo operacijų. Vartotojas surašo pirkimo–pardavimo sutartį ir gauna mėlyną kurą arba juodą auksą vienoje taroje arba naudodamasis kliento logistikos paslauga, arba savarankiškai gabendamas krovinį. Šis metodas leidžia žymiai sutaupyti kapitalo investicijų, nes jam nereikia nei siurbimo įrangos, nei sąveikos su tarpinėmis naftos ir dujų bazėmis. Mineralas faktiškai pristatomas į kliento rankas tiesiai iš kasybos gamyklos.

Vienas iš šiuo metu aktyviai plėtojamų naftos ir dujų saugojimo būdų yra jų patalpinimas į požeminius amžinojo įšalo išsklaidytų uolienų rezervuarus. Jie neturi įtakos laikomų produktų kokybei net ir po ilgo kontakto ir atitinka stabilaus stabilumo reikalavimus. Būsimasis „talpas“ atšildomas, po to išvalomas nuo vandens-žemės mišinio, pripildomas ir taip tarsi sandariai uždaromas.

Tegul reikia nuolat stebėti tokią saugyklą, tk. teoriškai bet kuriuo momentu čia gali atsirasti aplinkinių sluoksnių deformacijos ar temperatūros mažėjimo požymių su vėlesniu ledo atšilimu, tačiau tai yra optimalus sprendimas ilgalaikiam išteklių išsaugojimui. Skirtingai nuo antžeminių plieninių konteinerių, požeminės amžinojo įšalo masės aplinkosaugos požiūriu yra itin švarios ir praktiškai nesprogios, nes jas reguliuoja gamtinės sąlygos.

Pastaruoju metu naftos gamyboje vis dažniau naudojamas hidraulinis ardymas (hidraulinis ardymas). Hidraulinis ardymas yra vienas iš efektyviausių būdų paveikti šulinių dugno zoną. Pats pirmasis hidraulinio ardymo eksperimentas Kogalimo srityje buvo atliktas 1989 m. Povkhovskoye lauke. Nuo to momento praėjo daug laiko, buvo įdiegtos įvairios technologijos hidraulinis ardymas, ir šis procesas tapo neatsiejama visų įmonės sričių darbo dalimi. Jei anksčiau pagrindinis hidraulinio ardymo uždavinys buvo atkurti natūralų rezervuaro produktyvumą, pablogėjusį gręžiant ir eksploatuojant gręžinius, tai dabar prioritetas yra naftos gavybos didinimas vėlyvoje plėtros stadijoje esančiuose rezervuaruose, tiek įtraukiant silpnai nusausintos zonos ir intervalai aukšto išsivystymo laipsnio objektuose.draustinių plėtra ir įsitraukimas į mažo pralaidumo, labai segmentuotų objektų plėtrą. Dvi svarbiausios naftos gavybos plėtros sritys per pastaruosius 15 metų yra būtent hidraulinis ardymas ir horizontalių gręžinių gręžimas. Šis derinys turi labai didelį potencialą. Horizontalūs šuliniai gali būti gręžiami arba statmenai, arba išilgai lūžio plitimo azimuto. Praktiškai jokia kita naftos ir dujų pramonės technologija nesuteikia tokios didelės ekonominės grąžos. Tuo įsitikino Tevlinsko-Russkinskoye lauko darbuotojai, gręžinyje 1744G išbandę intervalinio hidraulinio ardymo metodą. Jurijus Miklinas, Patobulinto naftos gavybos skyriaus vyriausiasis inžinierius, papasakojo apie sėkmingą patirtį.

Aukštų energijos kainų epochoje gaminančios įmonės stengiasi maksimaliai išnaudoti savo turtą, išgaudamos tiek angliavandenilių, kiek tai ekonomiškai pagrįsta, – sako Jurijus, – dėl to dažnai plėtojami ilgi rezervuaro intervalai per horizontalius gręžinius. . Įprasto hidraulinio ardymo tokiuose gręžiniuose rezultatai gali būti nepatenkinami dėl ekonominių ir technologinių priežasčių. Intervalų metodas arba, kaip sakoma, kelių intervalų metodas Hidraulinis ardymas, gali užtikrinti efektyvesnį naftos atsargų vystymą, padidindamas lūžio kontaktinį plotą su formavimu ir sukurdamas labai laidžius naftos judėjimo kelius. Pablogėjusios darinių rezervuaro savybės verčia gaminančias įmones ieškoti vis naujų būdų ekonomiškai pelningiems gręžiniams statyti toliau dominančių formacijų stimuliavimui naudojant naujausius mokslo ir technologijų pasiekimus. Tai suprasdamos įmonės stengiasi sumažinti papildomų kelionių laiką ir atitinkamai išlaidas bei šulinių meistrų darbą naudojant specialią įrangą, kuri tampa neatsiejama gręžinio dalimi.

Viena iš išeičių yra gręžinio su horizontaliu galu užbaigimas su įdėklu su cirkuliaciniais vožtuvais ant mazgo, kuris skirtas skysčio ir propanito mišinio įpurškimui. Į šį mazgą įeina išsipučiantys tankintuvai, skirti tvirtinti ir stabilizuoti įdėklą atviroje atviroje skylėje.

Procesas hidraulinis ardymas formavimas susideda iš dirbtinių įtrūkimų sukūrimo ir išplėtimo dugno duobės zonos uolienose, veikiant padidėjusiam į šulinį įpurškiamo skysčio slėgiui. Visa ši lūžių sistema jungia šulinį su produktyviomis darinio dalimis, nutolusiomis nuo apatinės skylės. Kad plyšiai neužsidarytų, į juos įpilamas rupus smėlis, įpilamas į šulinį įpurškiamas skystis. Įtrūkimų ilgis gali siekti keliasdešimt metrų.

Čia reikia turėti omenyje, kad atstumas tarp cirkuliacinių vožtuvų vietų ir atitinkamai lūžio pradžios vietos horizontalioje gręžinio gręžinyje turės įtakos kiekvienos sekcijos produktyvumui, - pažymi Jurijus, - tai yra, reikia pasirinkti optimalų atstumą tarp lūžių, atsižvelgiant į projektuojamų lūžių geometriją. Turime kiek įmanoma labiau apsisaugoti nuo susikertančių lūžių rezervuare, kurie gali sukelti komplikacijų hidraulinio ardymo metu. Idealiu atveju didžiausias gamybos greitis įmanomas, kai atstumas tarp plyšių yra lygus drenažo spinduliui. Ši sąlyga yra neįgyvendinama, atsižvelgiant į gręžinio 1744G konstrukciją, todėl lūžių vieta turėjo būti parinkta kuo didesniu atstumu vienas nuo kito.

Atsižvelgiant į pasvirusį rezervuarų pagrindą, horizontalūs šuliniai yra geriausias būdas padidinti sąlyčio plotą su rezervuaru. Vykdant Hidraulinis ardymas naudojant „Zone Select“ technologiją: pirma, hidraulinis ardymas tolimiausias intervalas, kai cirkuliacinis vožtuvas jau atidarytas. Po to nuo paviršiaus į vamzdelio eilutę (vamzdelį) kartu su išstūmimo skysčiu paleidžiamas rutulys, kuris, pasiekęs šulinio dugną, pirmiausia atidaro antrąjį cirkuliacinį vožtuvą, kad būtų galima apdoroti kitą sekciją, o tada atsiduria specialioje sėdynė, nutraukiant apdorotą intervalą. Dviem apdirbimo intervalais naudojamas vienas rutulys. Proporcingai didėjant apdorojimo intervalų skaičiui, didėja ir kamuoliukų skaičius. Be to, kiekvienas kitas rutulys turi būti didesnio skersmens nei ankstesnis. Kamuoliukai pagaminti iš aliuminio ir tai svarbu. Stimuliavus reikiamą intervalų skaičių ir įpurškus apskaičiuotą skysčio ir smėlio mišinio kiekį, hidraulinio ardymo parkas palieka šulinį. Prie šulinio priskiriamas suvyniotų vamzdžių (coiled tubeing) parkas, kuris atlieka praplovimą, rutulių frezavimą ir gręžinio plėtrą, nustatant įtekėjimo profilį ir gręžinio gamybos galimybes. Plėtra vykdoma naudojant azotą – tai perspektyviausia kryptis mažinant slėgį šulinio apačioje. TPP Kogalymneftegaz ši technologija buvo naudojama apdorojant du intervalus Tevlinsko-Russkinskoye lauko 1744G šulinyje. Lyginant su gretimais horizontaliais ir kryptiniais šuliniais po hidraulinio ardymo naudojant standartinę technologiją, šis gręžinys gavo aukštesnius technologinius rodiklius. Pradinis naftos gavybos greitis 1744G gręžinyje buvo apie 140 tonų per dieną.

Galiausiai norėčiau pažymėti, kad tai yra didelio masto taikymas Hidraulinis ardymas leidžia sustabdyti naftos gavybos mažėjimą AE „Kogalymneftegaz“ telkiniuose ir padidina atsargų gavybą iš vidutinio ir mažo našumo rezervuarų. Intervalinio hidraulinio ardymo horizontaliuose šuliniuose, naudojant Zone Select technologiją, pranašumai yra ne tik efektyvaus darinio sąlyčio su šuliniu, kurio savybės, padidinimas. Tai rodo, kad horizontalūs šuliniai, kuriuose naudojamas intervalinis ardymas, yra efektyvesni ir ekonomiškesni.