Frac este mai important decât sancțiunile. Șapte fapte esențiale despre FGR

În ultimele decenii, industria globală a gazelor din țările dezvoltate a evoluat într-una dintre cele mai avansate industrii din punct de vedere tehnologic. Introducerea tehnologiilor înalte a transformat industria și a făcut-o unul dintre liderii tehnologici ai economiei mondiale.

Fiind unul dintre cei mai curați și abundenți combustibili fosili din lume, gazele naturale sunt din ce în ce mai folosite pentru a genera energie. Acest lucru duce la o cerere din ce în ce mai mare pentru acest tip de purtător de energie. În același timp, așa cum era de așteptat de un număr de experți, consumul de combustibil albastru va continua să crească. În special, Agenția Internațională pentru Energie (IEA) prezice o „epocă de aur” pentru gazele naturale în următorii ani. Acesta va înlocui din ce în ce mai mult pe alți purtători de energie, iar ponderea sa în energia mondială va crește la 25% până în 2035 și mai mult, comparativ cu 21% actual.

Industria gazelor trebuie să țină pasul cu cererea în creștere și să producă mai mult gaz natural, inclusiv prin creșterea calității, adică prin introducerea inovației tehnologice. Un potențial semnificativ pentru dezvoltarea ulterioară a industriei gazelor rezidă în dezvoltarea extracției surselor neconvenționale de gaze naturale. Deci, în ultimii câțiva ani, dezvoltarea gazelor de șist în Statele Unite s-a dezvoltat rapid. La rândul său, pentru Rusia, tehnologiile de extracție a metanului din paturile de cărbune sunt relevante. În special, în „Gazprom” rusesc, această direcție este numită una dintre direcțiile principale ale strategiei de extindere a bazei de resurse a concernului de gaze. Un loc special pentru extinderea bazei de resurse pentru companiile de petrol și gaze autohtone și străine îl ocupă implementarea proiectelor de producție de gaze naturale pe platforma mării, inclusiv în Arctica.

Această secțiune evidențiază unele dintre inovațiile care au transformat industria gazelor. În primul rând sunt evidențiate tehnologiile din domeniul explorării și producției. În plus, povestește despre inovațiile care au extins potențialul de utilizare a gazelor naturale ca combustibil și i-au făcut posibil să revendice rolul celui mai promițător purtător de energie al secolului XXI.

Noi tehnologii în segmentul de explorare și producție

Inovațiile tehnologice din sectorul de explorare și producție au deschis noi oportunități industriei de a crește producția de gaze naturale și de a satisface cererea în creștere pentru acesta. Este important ca aceste tehnologii să fi reușit să facă explorarea și producția de gaze mai eficiente, mai sigure și mai ecologice. Unele dintre inovațiile tehnologice din acest domeniu sunt rezumate mai jos:

o 3 Explorări seismice D și 4D- dezvoltarea explorării seismice, care permite obținerea și analiza datelor privind densitatea rocilor în trei dimensiuni, a schimbat mult natura producției de gaze naturale. Explorarea seismică 3D combină tehnicile tradiționale de imagistică seismică cu computere puternice pentru a crea modele 3D ale straturilor subterane. Explorarea seismică 4D le completează și vă permite să observați modificări ale caracteristicilor în timp. Datorită 3D și 4D, a devenit mai ușor să identificați câmpurile promițătoare, să creșteți eficiența dezvoltării lor, să reduceți numărul de puțuri uscate, să reduceți costurile de foraj și, de asemenea, să reduceți timpul de cercetare. Toate acestea conduc la beneficii economice și de mediu.

o CO 2 - Nisip - Frac(fractura hidraulică). Din 1970 se folosește metoda de fracturare hidraulică, ceea ce a făcut posibilă creșterea randamentului de gaze naturale și petrol din formațiunile subterane. CO2 - Nisip - Tehnologia de fracturare folosește un amestec de nisip de susținere și CO2 lichid pentru a forma și extinde fracturile prin care petrolul și gazele naturale pot curge mai liber. Apoi, CO2 se evaporă, lăsând doar nisip în formațiune fără alte reziduuri din procesul de fracturare care să fie îndepărtate. Această tehnologie permite creșterea extracției de gaze naturale și, în același timp, nu dăunează mediului, deoarece nu creează deșeuri în subteran și, de asemenea, protejează resursele de apă subterană.

o Tuburi spiralate(tubulatură spiralată) - una dintre zonele cu cea mai dinamică dezvoltare din lume în producția de echipamente pentru petrol și gaze. Funcționarea puțului cu tuburi spiralate se bazează pe utilizarea țevilor flexibile fără mâneci în timpul forării și funcționării puțului. Tehnologia tuburilor spiralate include o componentă metalurgică - producția de țevi flexibile metalice speciale, proiectarea - proiectarea echipamentelor de sol și de fund și instrumentarea programului de procesare a informațiilor. Tehnologiile cu tuburi spiralate reduc semnificativ costul forajului, precum și probabilitatea accidentelor și scurgerilor de petrol, reduc cantitatea de deșeuri și reduc timpul de finalizare a lucrării de 3-4 ori în comparație cu metodele tradiționale. Tuburile spiralate pot fi utilizate în combinație cu operațiuni de foraj solicitante pentru a îmbunătăți eficiența forajului, pentru a obține rate mai mari de recuperare a hidrocarburilor și pentru a avea un impact mai mic asupra mediului.

o Sisteme de telemetrie.În literatura străină, astfel de sisteme sunt numite MWD (măsurare în timpul forajului) - sisteme dezvoltate pentru măsurarea parametrilor de foraj și transmiterea informațiilor la suprafață. Informațiile primite și prelucrate cu ajutorul tehnologiilor moderne de telemetrie permit lucrătorilor din teren să monitorizeze procesul de foraj, ceea ce reduce probabilitatea erorilor și accidentelor. În plus, utilizarea sistemelor de telemetrie poate fi utilă geologilor, oferind informații despre proprietățile rocii forate.

o Slimhole foraj. Această tehnologie poate îmbunătăți semnificativ eficiența operațiunilor de foraj, precum și poate reduce impactul asupra mediului. Este o metodă viabilă din punct de vedere economic pentru forarea puțurilor de explorare în zone noi, puțuri adânci în zăcăminte existente și pentru extragerea gazelor naturale din zăcăminte neexploatate.

o Foraj la mare adâncime(foraj în apă adâncă) . Tehnologia de foraj în apă adâncă a făcut un mare salt înainte în ultimii ani. În prezent, acestea permit dezvoltarea sigură și eficientă a zăcămintelor în ape de peste 3 km. În prezent, principalele direcții pentru dezvoltarea ulterioară a acestor tehnologii sunt îmbunătățirea platformelor de foraj offshore, dezvoltarea dispozitivelor de poziționare dinamică, crearea unor sisteme complexe de navigație.

o Fracturarea hidraulica(fracking) - o metodă care permite dezvoltarea zăcămintelor de hidrocarburi, inclusiv a gazelor de șist. Constă în faptul că un amestec special de apă, nisip și reactivi chimici este pompat într-o formațiune de rocă gazoasă sub presiune ridicată. În stratul purtător de gaze se formează fisuri sub presiune, prin care hidrocarburile se infiltrează în puț. Acum, fracturarea hidraulică este utilizată pe scară largă în dezvoltarea zăcămintelor de petrol și gaze. Recent, însă, preocupările legate de riscurile asociate cu extragerea acestei metode nu s-au diminuat. Tehnologia de mai sus este plină de poluare a apei; în plus, există un risc potențial al relației dintre utilizarea metodei de fracturare hidraulică și activitatea seismică.

Progresele tehnologice enumerate oferă doar o parte din tehnologiile complexe care au fost introduse în practică în domeniul explorării și producției de gaze naturale și sunt în continuă perfecționare. Aceste tehnologii au permis industriei gazelor să obțină rezultate economice mai bune și să le permită să dezvolte câmpuri care anterior erau considerate neprofitabile.

La rândul lor, există tehnologii care deschid calea către o utilizare mai largă a potențialului gazelor naturale ca purtător de energie. Este vorba, în primul rând, de utilizarea gazului natural lichefiat, care a revoluționat industria gazelor. În plus, utilizarea pilelor de combustie deschide perspective mari.

o Gaz natural lichefiat. Unul dintre cele mai promițătoare domenii pentru dezvoltarea industriei gazelor este dezvoltarea de noi tehnologii și echipamente pentru producerea, depozitarea, transportul și utilizarea și crearea de echipamente pentru lichefierea gazelor naturale. GNL este gaz natural obișnuit care este lichefiat artificial prin refrigerare la -160 ° C. În același timp, volumul său scade de 600 de ori. GNL este considerat una dintre cele mai promițătoare și mai ecologice surse de energie, cu o serie de avantaje. În primul rând, este mai ușor de transportat și depozitat decât gazul natural convențional. Astfel, în forma sa lichidă, GNL nu are capacitatea de a exploda sau de a se aprinde. Un avantaj deosebit de important al GNL în ceea ce privește asigurarea securității energetice este că poate fi livrat oriunde în lume, inclusiv în cele unde nu există conducte principale de gaz. Prin urmare, pentru multe țări, importanța GNL este în creștere. În special, în Japonia, aproape 100% din necesarul de gaze sunt acoperite de importurile de GNL.

o Celule de combustibil.În prezent, cercetările continuă în domeniul creării de tehnologii atractive din punct de vedere economic pentru utilizarea pilelor de combustie pe bază de gaz natural. Sunt capabili să facă o descoperire calitativă în utilizarea combustibilului albastru, extinzând radical domeniul de aplicare a gazelor naturale. Este de așteptat ca evoluțiile în producția de energie electrică din celulele de combustie să creeze în curând o sursă de energie convenabilă, sigură și ecologică pentru transport, industrie și sfera casnică. Pilele de combustibil sunt ca bateriile reîncărcabile. Ele funcționează prin transferul unui flux de combustibil (de obicei hidrogen) și oxidant la electrozi separați de un electrolit. Prin eliminarea etapei intermediare de ardere se poate crește eficiența procesului de generare a energiei electrice. Astfel, eficiența pilelor de combustie este mult mai mare decât cea a generației tradiționale folosind combustibili fosili. Este important ca utilizarea pilelor de combustie să poată reduce drastic cantitatea de emisii nocive. De exemplu, în unele tipuri de celule de combustie, produsele de reacție sunt doar apă și căldură. Alte avantaje ale celulelor de combustie includ fiabilitatea lor și capacitatea de a crea, pe baza lor, surse de energie compacte capabile să funcționeze într-un mod autonom.

Dezvoltarea inovațiilor în industria gazelor din Rusia

Nivelul de dezvoltare a inovației în industria rusă a gazelor este într-o stare nesatisfăcătoare. În aproape toate domeniile cheie, străinii sunt superiori tehnologic companiilor autohtone. În special, sunt mult mai capabili să lucreze la raft, folosesc pe scară largă metode de ultimă generație de recuperare îmbunătățită a petrolului și tehnologii avansate de foraj.

Companiile rusești, pe de altă parte, sunt destul de reticente în a-și investi fondurile în propriile lor dezvoltări tehnologice, care nu garantează beneficii comerciale și necesită mulți ani de investiții în producția pilot. La rândul lor, institutele de cercetare care lucrează pentru companii de petrol și gaze sau care efectuează dezvoltare în numele lor sunt adesea pur și simplu nu sunt pregătite să rezolve sarcini pe termen lung care necesită investiții mari și sunt însoțite de riscuri mari.

Prin urmare, complexul autohton de gaze investește în cea mai mare parte doar în achiziționarea de echipamente de înaltă tehnologie. Drept urmare, astăzi industria gazelor a devenit foarte dependentă de transferul de inovații din străinătate. Acest lucru, în special, se întâmplă prin atragerea de contractori occidentali în proiecte comune de foraj în Rusia. În plus, companiile autohtone împrumută în mod activ banca de inginerie pe care o au liderii afacerii cu gaze și își adaptează tehnologiile progresive la propriile active din subsol.

Astăzi, investițiile complexului de gaze în noi tehnologii și dezvoltări inovatoare pot fi împărțite în patru domenii.

Rusia se așteaptă la creșterea presiunii pentru sancțiuni. Marea Britanie și SUA caută în mod activ noi motive pentru a discrimina afacerile rusești. Cu toate acestea, rezultatele celui mai recent val de politici de sancțiuni, care a început în 2014, sunt departe de a fi lipsite de ambiguitate. Chiar și studii independente arată că complexul rusesc de combustibil și energie nu a suferit prea mult din cauza restricțiilor, în plus, ei au fost cei care au impulsionat dezvoltarea industriei în Rusia. Potrivit experților din industrie, o eventuală întărire a sancțiunilor anti-ruse nu va deveni critică nici pentru complexul rusesc de combustibil și energie, ci numai dacă guvernul și companiile energetice își mobilizează forțele la timp pentru a crea o industrie de inginerie internă care produce echipamente pentru extracție. a rezervelor de petrol greu de recuperat (TRIZ).

Rusia trebuie să învețe cum să extragă TRIZ

În ajun, Centrul Energetic al Școlii de Afaceri SKOLKOVO a prezentat rezultatele cercetării sale „ Perspective pentru producția rusă de petrol: viață sub sancțiuni”, Care a analizat impactul sancțiunilor impuse de SUA și UE asupra sectorului petrolier rus, în special asupra punerii în funcțiune a noi zăcăminte tradiționale în Rusia, dezvoltării proiectelor offshore și producerii petrolului Bazhenov. Autorii studiului au făcut și o prognoză scenariu a producției de petrol rusești până în 2030.

Documentul notează că la orizont până în 2020, în ciuda tuturor restricțiilor, Rusia are potențialul de a crește și mai mult volumele de producție în detrimentul câmpurilor deja pregătite. Acest potențial de creștere pe termen scurt poate fi însă limitat de acordurile cu OPEC. Pe termen mediu până în 2025, chiar și în cazul unor restricții severe privind accesul la tehnologie și al prețurilor scăzute ale petrolului, volumele de producție nu vor avea de suferit catastrofal. În același timp, principalul motiv al scăderii producției în această perioadă poate fi nu atât lipsa accesului la tehnologiile occidentale pentru implementarea de noi proiecte, cât lipsa capacităților tehnologice de intensificare a producției la câmpurile existente.

Acest studiu a arătat că cea mai critică tehnologie pentru menținerea producției de petrol rusești este fracturarea hidraulică (fracturarea hidraulică), deoarece este capabilă să mențină producția în câmpurile existente.

Utilizarea fracturării hidraulice în mai multe etape (fracturare hidraulică în mai multe etape) promite o creștere a producției în domenii promițătoare neconvenționale.

Autorii studiului subliniază că, în condițiile actuale, este dezvoltarea propriilor tehnologii de fracturare hidraulică și fracturare hidraulică în mai multe etape, producerea de flote de fracturare hidraulică și de fracturare hidraulică în mai multe etape în țară și pregătirea personalului care ar trebui să devină. o prioritate tehnologică pentru companiile din industrie și autoritățile de reglementare. Cu toate acestea, până acum lucrările în această direcție se desfășoară într-un ritm evident insuficient. După cum Yekaterina Grushevenko, un expert de la Centrul Energetic SKOLKOVO, a remarcat în raportul său, nicio flotă de fracturare hidraulică nu a fost produsă în perioada 2015 până în august 2017. Sistemele controlate rotativ, conform site-ului Centrului Științific și Tehnic al PJSC Gazprom Neft, erau în faza de testare la sfârșitul anului 2016. Expertul a subliniat că TRIZ reprezintă deja două treimi din rezervele de petrol.

Reducerea producției nu este așteptată până în 2020

Director al Centrului Energetic al Școlii de Afaceri SKOLKOVO Tatiana MitrovaÎn discursul său la prezentarea acestui studiu, ea a menționat că primele sancțiuni împotriva Rusiei și companiilor energetice ruse au fost introduse în 2014, dar nu au fost publicate studii speciale privind impactul acestora asupra industriei petroliere.

„Nu știam ce rezultat vom obține. Prima ipoteză presupunea că consecințele ar fi foarte grave”, a spus Mitrova. Cu toate acestea, rezultatele au arătat o imagine ușor diferită a impactului sancțiunilor.

„În prezent, nu se simte consecințe grave ale sancțiunilor în activitățile de exploatare a companiilor. Într-adevăr, producția a crescut în ultimii ani, în ciuda prețurilor mici și a sancțiunilor. Industria petrolieră a raportat succes. Dar situația actuală pozitivă nu trebuie să induce în eroare, analiza complexului de sancțiuni în sine vorbește despre interpretarea lor foarte largă, iar aceasta este principala amenințare a presiunii sancțiunilor”, a spus expertul.

Potrivit acesteia, până în 2020, conform rezultatelor modelării, nu sunt așteptate reduceri de producție, întrucât principalele proiecte au fost deja finanțate.

„Începând din 2020, tendințele negative vor deveni din ce în ce mai vizibile și pot duce la o scădere a producției de petrol în Rusia cu 5% până în 2025 și cu 10% până în 2030 față de nivelurile actuale de producție. O scădere a producției în astfel de cantități, desigur, nu este catastrofală pentru economia rusă, dar totuși este destul de sensibilă”, a spus Mitrova.

Ea a subliniat că sancțiunile sunt o istorie lungă și pentru ca industria petrolieră rusă să se adapteze la acestea, sunt necesare eforturi suplimentare din partea statului și a companiilor pentru a-și dezvolta propriile tehnologii și a produce echipamentele necesare.

„Există o mare parte din producția de petrol, care depinde direct de tehnologia de fracturare hidraulică. Disponibilitatea acestui echipament este cea care are cel mai mare impact asupra volumului producției de petrol din țară. Dar dezvoltarea și implementarea producției acestei tehnologii este în mare măsură sarcina guvernului și industriei ruse ”, a explicat directorul Centrului de Energie.

Este necesară o nouă industrie

Șef al departamentului de gaze și zone arctice la SKOLKOVO Business School Roman SamsonovÎn discursul său, el a remarcat că, conform observațiilor sale personale, în Rusia doar pe fondul sancțiunilor se poate observa progrese în dezvoltarea și producerea propriului echipament de înaltă tehnologie.

„Situația cu producția de echipamente de înaltă tehnologie este complexă, dar se poate învăța să gestioneze. De fapt, vorbim despre crearea unei întregi subramuri multifuncționale a ingineriei petrolului și gazelor ”, a remarcat Samsonov.

Potrivit participanților la studiul „Perspective pentru producția rusă de petrol: viața sub sancțiuni”, o sarcină atât de mare de a crea o nouă subramură a ingineriei grele în timpul sovietic a fost rezolvată numai datorită directivelor statului. În condițiile economiei moderne de piață, în care Federația Rusă se dezvoltă acum, mecanismele pentru implementarea acestei sarcini nu au fost încă elaborate.

Cu toate acestea, acest lucru este doar în Rusia. Dacă te uiți la experiența țărilor occidentale care au depășit cu succes toate dificultățile pentru minerit TRIZ, devine clar că o astfel de metodă a fost găsită de mult. Acest lucru se vede cel mai clar în exemplul industriei de șist din SUA, care a acordat în mod activ împrumuturi chiar și în perioada prețurilor scăzute, ceea ce a ajutat-o ​​să supraviețuiască. Evident, o asemenea atitudine tolerantă a băncilor față de acest sector de producție de petrol nu s-ar putea lipsi de participarea statului. Acum, producătorii de șist recunoscători ajută autoritățile americane să restrângă OPEC și alți producători de petrol, influențând activ piața mondială de petrol și gaze.

Ekaterina Deinogo

Această tehnologie, care a fost folosită pentru a intensifica munca și a crește producția sondelor producătoare de petrol de mai bine de jumătate de secol, provoacă probabil cea mai aprinsă dezbatere între ecologiști, oameni de știință, cetățeni obișnuiți și, adesea, chiar și lucrătorii industriei extractive înșiși. . Între timp, amestecul care este pompat în puț în timpul fracturării hidraulice este format din 99% apă și nisip și doar 1% din substanțe chimice.

Ceea ce împiedică recuperarea uleiului

Principalul motiv pentru productivitatea scăzută a puțurilor împreună cu permeabilitatea naturală slabă a formațiunii și perforarea de calitate slabă este o scădere a permeabilității zonei de formare a găurii. Acesta este numele zonei rezervorului din jurul sondei, care este supusă celor mai intense efecte ale diferitelor procese care însoțesc construcția sondei și funcționarea ulterioară a acestuia și care încalcă starea inițială de echilibru mecanic și fizico-chimic a rezervorului. Forajul în sine introduce modificări în distribuția tensiunilor interne în roca înconjurătoare. O scădere a productivității sondei în timpul forării are loc și ca urmare a pătrunderii fluidului de foraj sau a filtratului acestuia în zona de formare a găurii.

Perforarea slabă din cauza utilizării perforatoarelor de putere redusă, în special în puțurile adânci, unde energia exploziei sarcinilor este absorbită de energia presiunilor hidrostatice mari, poate fi și motivul productivității scăzute a puțurilor.

O scădere a permeabilității zonei de formare a găurii are loc și în timpul funcționării puțului, însoțită de o încălcare a echilibrului termobaric în sistemul de formare și de eliberarea de gaz liber, parafină și substanțe rășinoase asfaltice din petrol, care înfundă spațiul porilor rezervor. Poluarea intensă a zonei de formare a găurii este, de asemenea, observată ca urmare a pătrunderii fluidelor de lucru în aceasta în timpul diferitelor operațiuni de reparare în puțuri. Injectivitatea puțurilor de injecție se deteriorează din cauza înfundarii spațiului porilor formațiunii cu produse de coroziune, nămol, produse petroliere conținute în apa injectată. Ca urmare a unor astfel de procese, rezistența la filtrarea lichidului și gazului crește, debitele sondelor scad și este nevoie de o influență artificială asupra zonei de formare a găurii pentru a crește productivitatea sondelor și a îmbunătăți legătura hidrodinamică a acestora. cu formarea.

Tehnologiefracking

Pentru a îmbunătăți recuperarea petrolului, a intensifica funcționarea sondelor de petrol și gaze și a crește injectivitatea sondelor de injecție, se utilizează metoda de fracturare hidraulică sau fracking. Tehnologia constă în crearea unei fracturi de mare conductivitate în formațiunea țintă sub acțiunea unui fluid alimentat în aceasta sub presiune pentru a asigura afluxul fluidului produs în fundul puțului. După fracturarea hidraulică, debitul sondei, de regulă, crește brusc - sau tragerea este redusă semnificativ. Tehnologia de fracturare hidraulică face posibilă „reanimarea” puțurilor inactiv, în care producția de petrol sau gaze prin metode tradiționale nu mai este posibilă sau nu mai este rentabilă.

Fracturarea hidraulică (fracturarea hidraulică) este unul dintre cele mai eficiente mijloace de creștere a productivității sondelor, deoarece duce nu numai la intensificarea producției de rezerve situate în zona de drenaj a sondei, ci și, în anumite condiții, face ca este posibilă extinderea semnificativă a acestei zone prin introducerea zonelor slab drenate în producție și a straturilor intermediare - și, prin urmare, obținerea unei recuperări finale mai ridicate a petrolului.

Povestemetoda de fracturare hidraulica

Primele încercări de a intensifica producția de petrol din puțurile de petrol au fost făcute încă din anii 1890. În Statele Unite, unde producția de petrol se dezvolta într-un ritm rapid în acest moment, a fost testată cu succes o metodă de stimulare a producției din roci strânse folosind nitroglicerină. Ideea a fost să explodeze nitroglicerina pentru a zdrobi rocile strânse din zona fundului puțului și a asigura o creștere a fluxului de petrol către fund. Metoda a fost aplicată cu succes de ceva timp, în ciuda pericolului ei evident.

Prima fracturare hidraulică de succes comercial a fost efectuată în 1949 în Statele Unite, după care numărul a început să crească dramatic. La mijlocul anilor '50, numărul lucrărilor de fracturare hidraulică efectuate a ajuns la 3000 pe an. În 1988, numărul total de lucrări de fracturare hidraulică efectuate a depășit 1 milion, iar aceasta este doar în Statele Unite.

În practica casnică, metoda de fracturare hidraulică a fost utilizată din 1952. Apogeul de aplicare a metodei a fost atins în 1959, după care numărul operațiilor a scăzut, iar apoi această practică a încetat cu totul. De la începutul anilor 1970 până la sfârșitul anilor 1980, fracturarea hidraulică în producția autohtonă de petrol la scară industrială nu a fost efectuată. În legătură cu punerea în funcțiune a câmpurilor petroliere mari din Siberia de Vest, nevoia de intensificare a producției pur și simplu a dispărut.

… Și astăzi este

Regenerarea practicii utilizării fracturării hidraulice în Rusia a început abia la sfârșitul anilor 1980. În prezent, pozițiile de lider în ceea ce privește numărul de operațiuni de fracturare hidraulică sunt deținute de SUA și Canada. Ei sunt urmați de Rusia, unde utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică se realizează în principal în câmpurile petroliere din Siberia de Vest. Rusia este practic singura țară (fără a număra Argentina) în afara Statelor Unite și a Canadei în care fracturarea hidraulică este o practică comună și este percepută destul de adecvat. În alte țări, aplicarea tehnologiei de fracturare este dificilă din cauza părtinirilor locale și a neînțelegerii tehnologiei. În unele dintre ele, există restricții semnificative privind utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică, până la interzicerea totală a utilizării acesteia.

O serie de experți susțin că utilizarea tehnologiei de fracturare în producția de petrol este o abordare irațională și barbară a ecosistemului. În același timp, metoda este utilizată pe scară largă de aproape toate marile companii petroliere.

Utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică este destul de largă - de la rezervoare scăzute la cele foarte permeabile în puțuri de gaz, condensat de gaz și petrol. În plus, folosind fracturarea hidraulică, este posibil să se rezolve probleme specifice, de exemplu, eliminarea producției de nisip în puțuri, obținerea de informații despre proprietățile rezervorului obiectelor de testare din puțurile de explorare etc.

În ultimii ani, dezvoltarea tehnologiilor de fracturare hidraulică în Rusia vizează creșterea volumului de injectare a agentului de susținere, producția de fracturare hidraulică cu azot, precum și fracturarea hidraulică în mai multe etape în rezervor.

Echipament ptfracturare hidraulica

Echipamentele necesare fracturării hidraulice sunt fabricate de o serie de întreprinderi, atât străine, cât și interne. Una dintre acestea este firma TRUST-ENGINEERING, care oferă o gamă largă de echipamente pentru fracturare hidraulică în proiectare standard, și sub formă de modificare, efectuată la cererea clientului. .

Ca avantaj competitiv al produselor TRUST-ENGINEERING LLC, este necesar de remarcat ponderea mare a localizării producției; aplicarea celor mai moderne tehnologii de proiectare și producție; utilizarea de unități și componente de la liderii mondiali din industrie. De asemenea, este important de remarcat cultura înaltă a designului, producției, garanției, post-garanției și întreținerii service inerente specialiștilor companiei. Echipamentele de fracturare hidraulică produse de TRUST-ENGINEERING LLC sunt mai ușor de achiziționat datorită prezenței reprezentanțelor în Moscova (Federația Rusă), Tașkent (Republica Uzbekistan), Atyrau (Republica Kazahstan), precum și în Pancevo (Serbia) .

Desigur, metoda de fracturare hidraulică, ca orice altă tehnologie folosită în industria extractivă, nu este lipsită de anumite dezavantaje. Unul dintre dezavantajele fracking-ului este că efectul pozitiv al operațiunii poate fi anulat de situații neprevăzute, al căror risc cu o intervenție atât de extinsă este destul de mare (de exemplu, este posibilă o încălcare neprevăzută a etanșeității unui rezervor de apă din apropiere. ). In acelasi timp. fracturarea hidraulică este una dintre cele mai eficiente metode de stimulare a puțurilor în prezent, care pătrunde nu numai în formațiunile cu permeabilitate scăzută, ci și în rezervoare de permeabilitate medie și mare. Cel mai mare efect al fracturării hidraulice poate fi obținut prin introducerea unei abordări integrate a proiectării fracturării hidraulice ca element al sistemului de dezvoltare, luând în considerare diverși factori, cum ar fi conductivitatea rezervorului, sistemul de amplasare a puțurilor, potențialul energetic al rezervorului, mecanica fracturii, caracteristicile fluidului de fracturare și agentului de susținere, constrângeri tehnologice și economice. ...

În ciuda previziunilor că, în viitorul apropiat, industria combustibililor va rămâne fără muncă, experții prevăd minerale precum petrolul și gazele, o relevanță pe termen lung și nu un declin iminent. Cu toate acestea, va avea loc cu siguranță o schimbare de paradigmă în complexul energetic - de exemplu, se presupune că combustibilul albastru (alias gazul natural) va deveni de câteva ori mai solicitat în rândul populației decât aurul negru (petrolul), care are în prezent o valoare semnificativă. impact asupra economiei mondiale.

Și totuși acum ratele de extracție atât a uneia, cât și a celeilalte dintre fosile rămân ridicate, ceea ce înseamnă că oamenii angajați în acest segment vor încerca să facă tot posibilul pentru a-și găsi și obține rezervele maxime. Noile tehnologii îi vor ajuta în acest sens.

Explorare și foraj: metode moderne

Înainte de începerea procesului de extracție, uleiul sau gazul trebuie găsit în măruntaiele pământului. Companiile trebuie să lucreze într-un mediu de cerere din ce în ce mai mare pentru aceste resurse - așa că, conform previziunilor, vârful relevanței lor va fi în 2023. De aceea, organizațiile miniere adoptă metode avansate care vor contribui la asigurarea unei aprovizionări adecvate cu resurse valoroase pentru locuitorii pământului, precum și la realizarea lor cât mai sigură, eficientă și prietenoasă cu mediul.

Explorarea seismică este studiul principalelor caracteristici ale rocilor pentru a identifica ce fel de rocă se află într-o anumită locație și cât de adânc se află de la suprafață. Principalele repere aici sunt modelele observate în scoarța terestră în timpul creării artificiale a undelor elastice. Aceste fluctuații periodice sunt cauzate de:

• explozii de încărcături TNT în depresiuni de mică adâncime de 10 sau 20 de metri;
• expunere la vibrații reînnoită în mod regulat și prelungit (de exemplu, folosind mașini speciale).

Astăzi, explorarea seismică a atins un nivel calitativ nou, deoarece obținerea de informații importante din punct de vedere al geologiei ingineriei (volume, vârstă, starea unui mineral etc.) este acum posibilă în 3 dimensiuni datorită recepției high-tech. dispozitive. Spre deosebire de metoda 2D, în care dispozitivele sunt plasate în linie dreaptă față de sursă, aici echipamentul este plasat în jurul întregului perimetru al zonei prospective de cercetare. Acest lucru vă permite să identificați valoarea complexă în contextul exploatării ulterioare, deoarece computerele puternice nu afișează deloc informații insuficiente, ci modele volumetrice vizuale ale straturilor subterane cu date complete.

Uneori, eficiența și economia metodei sunt sporite și mai mult prin urmărirea unui câmp promițător în timp (metoda 4D). Analiza caracteristicilor în continuă schimbare poate ajuta lucrătorii nu numai să reducă costurile asociate forării, ci și să minimizeze numărul de găuri uscate (cele care s-au dovedit a fi neproductive și nu au furnizat un flux industrial de resurse valoroase).

Monoxid de carbon, nisip, fracturare hidraulică: o combinație sigură

Următoarea tehnologie nouă pentru producția de petrol și gaze a început să fie folosită în 1947, dar continuă să fie considerată inovatoare și foarte eficientă în ceea ce privește volumul de roci extrase din formațiunile subterane. Metoda se bazează pe fracturarea hidraulică - proces în care un amestec de substanțe (apă, nisip și substanțe chimice) sub presiune este alimentat într-un puț forat. Ca urmare a unui astfel de impact, are loc înfundarea găurii, formarea și extinderea fisurilor, datorită cărora afluxul de minerale devine mai intens, iar lucrul cu acesta devine mai ușor.

Diferite materiale pot fi folosite ca un fel de „umplutură” pentru fracturarea hidraulică. Dacă vorbim despre fluidul de lucru, atunci de obicei se folosesc aici soluții de acid clorhidric sau soluții cu polimeri cu greutate moleculară mare, precum și, în unele cazuri, țițeiul însuși. Suportul, de regulă, este nisip de cuarț sau un fel de agent de susținere cu granule de până la 1,5 mm.

Unul dintre cei mai productivi indicatori este demonstrat de monoxidul de carbon amestecat cu nisip injectat în puț folosind tehnologia de fracturare hidraulică. Ulterior, se evaporă, din cauza căreia rămâne doar nisip în strat, neputând avea niciun efect distructiv asupra solului. Deci această metodă permite nu numai să facă dezvoltarea câmpului mult mai intensivă, ci și să protejeze mediul, rocile și apele subterane de acumularea deșeurilor periculoase.

În limba rusă, expresia a migrat din engleză, unde „coiled tubing” se traduce literalmente prin „o coloană de țevi flexibile”. În momentul de față, echipamentele realizate folosind această tehnologie sunt considerate cele mai inovatoare dintre celelalte. Fundamental nou aici este respingerea instalațiilor de foraj prefabricate tradiționale în favoarea țevilor continue flexibile (fără mâneci). Această metodă permite industriei de petrol și gaze să:

• devin din ce în ce mai puțin dependenți de costuri;
• reduce cantitatea de deșeuri;
• reduceți timpul de funcționare de 3-4 ori față de efectuarea lucrărilor în mod obișnuit!

Tubul spiralat este indisolubil legat de industria metalurgică, deoarece mai întâi necesită producția de mecanisme flexibile de clasă ușoară, medie sau grea, apoi - asamblarea corectă de către proiectanți, iar la final - instalarea de software pentru deservirea complexului hardware și competent. transformarea informatiilor primite. Principalul dezavantaj al tehnologiei este lipsa capacității de rotație, motiv pentru care companiile de producție încă preferă să foreze puțurile principale folosind platforme tradiționale. Abia atunci conectează echipamentele cu tuburi spiralate la dezvoltarea câmpului, care poate include nu numai țevi metalice flexibile, ci și unelte de tăiere, pompe, echipamente pentru încălzirea lichidelor, diverse duze și multe altele.

Această nouă tehnologie din industria petrolului și gazelor, numită „Măsurarea în timpul forajului”, este din nou indisolubil legată de hardware-ul metodologic și matematic și de informatizare. Ideea este că, pentru a preveni erorile, accidentele și situațiile de urgență, angajații trebuie să monitorizeze în mod constant indicatorii cheie ai procesului și, în special, poziția axei sondei în spațiu. Pentru aceasta s-a dezvoltat chiar o categorie specială care are în vedere măsurarea unghiurilor – inclinometrie, în cadrul căreia are loc dezvoltarea diferitelor sisteme de control telemetric. Unii dintre senzorii lor sunt localizați în subteran, în timp ce alții sunt deasupra suprafeței. Comunicarea între ei se realizează prin următoarele canale:

• hidraulic;
• acustic;
• electromagnetic;
• conductiv electric și multe altele.

Astăzi, funcționalitatea acestor instalații automate se extinde aproape în fiecare zi. De exemplu, cele mai avansate mecanisme, numite „modulare”, permit nu numai controlul principalelor caracteristici tehnologice și de navigație, ci și efectuarea de sondaje și cercetări geofizice parțiale;

• vibrometrie;
• rezistența rocilor;
• radiații gamma naturale din minerale extrase etc.

Alte direcții: transport și depozitare

De asemenea, important este transportul petrolului și gazelor și exploatarea ulterioară a acestora. Așadar, astăzi toate organizațiile miniere au trecut la tehnologia de utilizare a containerelor cisternă universale conform standardului ISO, care nu poluează atmosfera din cauza absenței celor mai mici găuri și fisuri, chiar și la îmbinări. Cu toate acestea, unele companii au decis să meargă și mai departe și să le transforme... În depozite independente pe termen lung pentru resurse valoroase! În primul rând, ajută cu adevărat la evitarea accidentelor, deoarece pur și simplu nu este nevoie să efectuați mai multe operațiuni de descărcare și încărcare. Consumatorul întocmește un contract de vânzare și primește combustibil albastru sau aur negru, toate în același container, fie folosind un serviciu de logistică de la client, fie transportând în mod independent marfa. Această metodă vă permite să economisiți în mod semnificativ investițiile de capital, deoarece nu necesită nici echipament de pompare pentru pompare, nici interacțiune cu baze intermediare de petrol și gaze. Mineralul este de fapt livrat în mâinile clientului direct de la uzina minieră.

Una dintre metodele dezvoltate în mod activ de stocare a petrolului și gazelor este, de asemenea, plasarea acestora în rezervoare subterane de roci dispersate de permafrost. Ele nu afectează calitatea produselor depozitate chiar și după un contact prelungit și îndeplinesc cerințele de stabilitate stabilă. Viitorul „recipient” este dezghețat, după care este curățat de amestecul apă-sol, umplut și astfel sigilat, parcă.

Să fie necesară monitorizarea constantă a unui astfel de depozit, tk. teoretic, aici pot apărea în orice moment semne de deformare a straturilor înconjurătoare sau o scădere a temperaturii cu dezghețarea ulterioară a gheții, totuși aceasta este soluția optimă pentru conservarea pe termen lung a resurselor. Spre deosebire de containerele supraterane din oțel, masele subterane de permafrost sunt extrem de curate din punct de vedere al mediului și practic neexplozive, deoarece sunt reglementate de condiții naturale.

Recent, fracturarea hidraulică (fracturarea hidraulică) a fost din ce în ce mai utilizată în producția de petrol. Fracturarea hidraulică este una dintre cele mai eficiente metode de influențare a zonei de fund a puțurilor. Primul experiment de fracturare hidraulică din regiunea Kogalym a fost efectuat în 1989 la câmpul Povkhovskoye. A trecut mult timp de la acel moment, au fost introduse diverse tehnologii fracturare hidraulica, iar acest proces a devenit o parte integrantă a activității tuturor domeniilor întreprinderii. Dacă mai devreme sarcina principală a fracturării hidraulice era restabilirea productivității naturale a lacului de acumulare, deteriorată în procesul de forare și exploatare a puțurilor, acum prioritatea este creșterea recuperării petrolului în zăcările aflate într-un stadiu târziu de dezvoltare, atât prin implicarea zone slab drenate și intervale în obiecte cu un grad ridicat de dezvoltare.dezvoltarea rezervelor și implicarea în dezvoltarea obiectelor cu permeabilitate scăzută, foarte segmentate. Cele mai importante două domenii de dezvoltare în producția de petrol în ultimii 15 ani sunt tocmai fracturarea hidraulică și forarea puțurilor orizontale. Această combinație are un potențial foarte mare. Sondele orizontale pot fi forate fie perpendicular, fie de-a lungul azimutului de propagare a fracturii. Practic, nicio altă tehnologie din industria petrolului și gazelor nu oferă un randament economic atât de mare. Angajații câmpului Tevlinsko-Russkinskoye au fost convinși de acest lucru, după ce au testat metoda de fracturare hidraulică pe intervale pe puțul 1744G. Yuri Miklin, inginer principal al Departamentului de recuperare îmbunătățită a petrolului, ne-a spus despre experiența de succes.

Într-o eră a prețurilor ridicate la energie, companiile producătoare se străduiesc să profite la maximum de activele lor extragând cât mai multe hidrocarburi justificate din punct de vedere economic, - spune Yuri, - în acest scop, intervale lungi ale rezervorului sunt adesea implicate în dezvoltarea prin puțuri orizontale. . Rezultatele fracturării hidraulice convenționale în astfel de puțuri pot fi nesatisfăcătoare din motive economice și tehnologice. Metoda intervalului sau, după cum se spune, multi-interval Fracturarea hidraulica, este capabil să asigure o dezvoltare mai eficientă a rezervelor de petrol prin creșterea zonei de contact a fracturii cu formațiunea și prin crearea unor căi foarte conductoare pentru mișcarea petrolului. Proprietățile de acumulare deteriorate ale formațiunilor obligă companiile producătoare să caute din ce în ce mai multe modalități noi de modalități profitabile din punct de vedere economic de a construi un puț pentru stimularea în continuare a formațiunilor de interes folosind cele mai recente progrese în știință și tehnologie. Dându-și seama de acest lucru, companiile se străduiesc să reducă timpul și, în consecință, costurile deplasărilor suplimentare și munca echipelor de reparare a puțurilor care folosesc echipamente speciale, care devine o parte integrantă a sondei.

Una dintre căile de ieșire este completarea puțului cu un capăt orizontal cu o căptușeală cu supape de circulație pe ansamblu, care servesc la injectarea unui amestec de fluid cu proppanit. Acest ansamblu include ambalaje umflabile concepute pentru a ancora și a stabiliza căptușeala într-o gaură deschisă.

Proces fracturare hidraulica formarea constă în crearea artificială și extinderea fisurilor existente în rocile din zona de fund sub influența presiunilor crescute ale fluidului injectat în puț. Tot acest sistem de fracturi leagă puțul cu părțile productive ale formațiunii îndepărtate de gaura de fund. Pentru a preveni închiderea fisurilor, în ele se introduce nisip grosier, adăugat la fluidul injectat în puț. Lungimea fisurilor poate ajunge la câteva zeci de metri.

Aici trebuie avut în vedere faptul că distanța dintre locațiile supapelor de circulație și, în consecință, locațiile de inițiere a fisurilor în sonda orizontală vor afecta productivitatea fiecărei secțiuni, - notează Yuri, - adică este necesar să se alegeti distanta optima intre fisuri, pe baza geometriei fracturilor proiectate. Trebuie să ne protejăm cât mai mult posibil de fracturile care se intersectează în rezervor, care pot provoca complicații în timpul fracturării hidraulice. În mod ideal, rata maximă de producție este posibilă atunci când distanța dintre fracturi este egală cu raza de drenaj. Această condiție este impracticabilă, având în vedere proiectarea sondei 1744G, astfel încât locația fracturilor a trebuit să fie selectată la cea mai mare distanță posibilă una de cealaltă.

Ținând cont de așternutul înclinat al rezervoarelor, puțurile orizontale sunt cea mai bună modalitate de a mări suprafața de contact cu rezervorul. Efectuarea Fracturarea hidraulica utilizarea tehnologiei „Zone Select” este după cum urmează: mai întâi, fracturare hidraulica intervalul cel mai îndepărtat printr-un aranjament în care supapa de circulație este deja deschisă. După aceea, o minge este lansată de la suprafață în șirul de țevi (tub) împreună cu fluidul de deplasare, care, ajungând la fundul puțului, deschide mai întâi a doua supapă de circulație pentru a procesa următoarea secțiune, apoi se așează într-un loc special. scaun, tăind intervalul tratat. La două intervale de prelucrare se folosește o bilă. Odată cu creșterea numărului de intervale de procesare, crește și numărul de bile. Mai mult, fiecare bila următoare trebuie să aibă un diametru mai mare decât cea anterioară. Bilele sunt din aluminiu și acest lucru este important. După stimularea numărului necesar de intervale și injectarea cantității calculate dintr-un amestec de fluid și nisip, flota de fracturare hidraulică părăsește puțul. O flotă de tuburi spiralate (coiled tubing) este alocată sondei, care efectuează spălarea, frezarea bilelor și dezvoltarea sondei cu determinarea profilului de intrare și a capacităților de producție ale sondei. Dezvoltarea se realizează cu azot - aceasta este direcția cea mai promițătoare pentru reducerea presiunii în fundul puțului. La TPP Kogalymneftegaz, această tehnologie a fost folosită pentru tratarea a două intervale ale puțului 1744G al câmpului Tevlinsko-Russkinskoye. În comparație cu puțurile orizontale și direcționale adiacente după fracturarea hidraulică folosind tehnologia standard, acest put a obținut indicatori tehnologici mai mari. Rata inițială de producție de petrol la puțul 1744G a fost de aproximativ 140 de tone pe zi.

În cele din urmă, aș dori să remarc faptul că este aplicarea pe scară largă a Fracturarea hidraulica permite stoparea scăderii producției de petrol la zăcămintele TPP „Kogalymneftegaz” și crește producția de rezerve din rezervoare cu productivitate medie și scăzută. Avantajele fracturării hidraulice pe intervale în puțuri orizontale folosind tehnologia Zone Select nu sunt doar o creștere a zonei efective de contact a formațiunii cu proprietățile sondei. Acest lucru indică faptul că puțurile orizontale care utilizează fracturarea intervalului sunt mai eficiente și mai viabile din punct de vedere economic.