PGR är viktigare än sanktioner. Sju nyckelfakta om frakturering

Under de senaste decennierna har den globala gasindustrin in utvecklade länder har blivit en av de mest tekniskt avancerade industrierna. Införandet av högteknologi har förändrat branschen och placerat den bland de tekniska ledarna i den globala ekonomin.

Som ett av de renaste och mest förekommande fossila bränslena i världen används naturgas i allt större utsträckning för energiproduktion. Detta leder till en ständigt ökande efterfrågan på denna typ av energibärare. Samtidigt, som förväntat av ett antal experter, kommer förbrukningen av naturgas att fortsätta att växa. I synnerhet förutspår Internationella energiorganet (IEA) en "gyllene era" för naturgas under de kommande åren. Den kommer i allt högre grad att tränga undan andra energibärare och dess andel av världens energi kommer att växa till 25 procent eller mer till 2035, jämfört med dagens 21 procent.

Gasindustrin måste hålla jämna steg med den växande efterfrågan och producera mer naturgas, bland annat genom kvalitativ tillväxt, det vill säga genom införandet av tekniska innovationer. Betydande potential för ytterligare utveckling gasindustrin är utvecklingen av produktionen av okonventionella naturgaskällor. Sålunda har utvecklingen av skiffergas i USA under de senaste åren utvecklats snabbt. I sin tur är tekniker för utvinning av metan från kollag relevanta för Ryssland. I synnerhet i det ryska "Gazprom" kallas denna riktning en av huvudriktningarna i strategin för att utöka gaskoncernens resursbas. En speciell plats för att utöka resursbasen för inhemska och utländska olje- och gasföretag är upptagen av genomförandet av naturgasproduktionsprojekt på havshyllan, inklusive i Arktis.

Det här avsnittet belyser några av innovationerna som har förändrat gasindustrin. Först och främst utmärker sig teknologier inom området prospektering och produktion. Dessutom beskriver den de innovationer som har utökat potentialen för att använda naturgas som bränsle och gjort det möjligt för den att hävda rollen som den mest lovande energibäraren på 2000-talet.

Ny teknik inom prospekterings- och produktionssegmentet

Teknisk innovation i uppströmssektorn har kunnat öppna nya möjligheter för industrin att öka naturgasproduktionen och möta den växande efterfrågan på den. Det är viktigt att dessa tekniker samtidigt lyckades göra prospektering och produktion av naturgas mer effektiv, säker och miljövänlig. Några av de tekniska innovationerna inom detta område sammanfattas nedan:

o 3 D- och 4D-seismik– Utvecklingen av seismiska undersökningar, som gör det möjligt att erhålla och analysera data om stenens densitet i tre dimensioner, har kraftigt förändrat naturgasproduktionens karaktär. 3D-seismik låter dig kombinera traditionella seismiska avbildningstekniker med kraften hos kraftfulla datorer, vilket resulterar i skapandet av tredimensionella modeller av underjordiska lager. 4D-seismiken kompletterar dem och låter dig observera förändringar i egenskaper över tid. Tack vare 3D och 4D har det blivit lättare att identifiera lovande fyndigheter, öka effektiviteten i deras utveckling, minska antalet torra hål, minska borrkostnaderna och minska prospekteringstiden. Allt detta leder till ekonomiska och miljömässiga fördelar.

o CO 2 - Sand - Sprickbildning(hydraulisk spräckning). Den hydrauliska sprickningsmetoden har använts sedan 1970, vilket gjorde det möjligt att öka utbytet av naturgas och olja från underjordiska formationer. CO2-Sand-Fracturing-tekniken använder en blandning av proppantsand och flytande CO2 för att bilda och vidga sprickor genom vilka olja och naturgas kan flöda mer fritt. CO2 avdunstar sedan och lämnar bara sanden kvar i formationen utan några andra rester från den hydrauliska sprickningsprocessen som ska avlägsnas. Denna teknik gör det möjligt att öka utvinningen av naturgas och samtidigt inte skada miljön, eftersom det inte skapar avfall under jorden och skyddar också grundvattenresurser.

o lindade rör(upprullad slang) - en av de mest dynamiskt utvecklande riktningarna i världen för produktion av gas- och oljefältsutrustning. Den lindade rörmetoden för brunnsdrift är baserad på användningen av hylslösa lindade rör under borrning och drift av brunnar. Spiralrörsteknologier inkluderar den metallurgiska komponenten - produktionen av speciella flexibla rör av metall, designkomponenten - designen av yt- och borrhålsutrustning och instrumentering avet. Spiralrörsteknologier minskar avsevärt kostnaden för borrning, såväl som sannolikheten nödsituationer och oljespill, minska mängden avfall, minska handläggningstiden med 3-4 gånger jämfört med traditionella metoder. Spiralrör kan användas i samband med komplexa borroperationer för att öka borrningseffektiviteten, uppnå högre kolväteutvinningsgrader och ha en lägre miljöpåverkan.

o telemetrisystem. I utländsk litteratur kallas sådana system för MWD (measurement while drilling - measurements in the drilling process) - system utformade för att mäta borrparametrar och överföra information till ytan. Information mottagen och bearbetad genom modern teknik telemetri, gör det möjligt för arbetare på fältet att övervaka borrningsprocessen, vilket minskar sannolikheten för fel och olyckor. Dessutom kan användningen av telemetrisystem också vara användbart för geologer, som ger information om egenskaperna hos berget som borras.

o Slimhole borrning. Denna teknik kan avsevärt öka effektiviteten i borroperationer, samt minska påverkan på miljön. Det är en kostnadseffektiv metod för att borra prospekteringsbrunnar i nya områden, djupa brunnar i befintliga fält, samt för att utvinna naturgas från outtömda fält.

o djuphavsborrning(djupvattensborrning) . Teknik för djupvattenborrning har tagit ett stort steg framåt senaste åren. För närvarande tillåter de säker och effektiv utveckling av avlagringar i vatten på mer än 3 km. För närvarande är huvudriktningarna för vidareutvecklingen av dessa tekniker förbättringen av offshore-borriggar, utvecklingen av dynamiska positioneringsanordningar och skapandet av komplexa navigationssystem.

o Hydraulisk spräckning(fracking) - en metod som låter dig utveckla kolväteavlagringar, inklusive skiffergas. Den består i att en speciell blandning av vatten, sand och kemiska reagenser pumpas in i en gasförande stenformation under högt tryck. Under tryck bildas sprickor i det gasförande lagret, genom vilka kolväten sipprar till brunnen. Nu används hydraulisk sprickning i stor utsträckning vid utvecklingen av olje- och gasfält. Oron för riskerna förknippade med gruvdrift med denna metod har dock inte avtagit på senare tid. Ovanstående teknik är fylld med föroreningar av vattenresurser; dessutom finns det en potentiell risk för sambandet mellan användningen av den hydrauliska sprickmetoden och seismisk aktivitet.

Dessa tekniska framsteg representerar bara en bråkdel av de sofistikerade tekniker som har omsatts i praktiken inom området för prospektering och produktion av naturgas och som ständigt förbättras. Dessa teknologier har gjort det möjligt för gasindustrin att uppnå högre ekonomiska resultat och tillåta utvecklingen av fält som tidigare ansågs olönsamma.

I sin tur finns det teknologier som öppnar vägen för en bredare användning av naturgasens potential som energibärare. Detta är först och främst användningen av flytande naturgas, som har revolutionerat gasindustrin. Dessutom öppnar användningen av bränsleceller stora möjligheter.

o Flytande naturgas. Ett av de mest lovande områdena för utvecklingen av gasindustrin är utvecklingen av ny teknik och utrustning för produktion, lagring, transport och användning och skapandet av utrustning för flytande av naturgas. LNG är vanlig naturgas som artificiellt kondenseras genom kylning till -160°C. Samtidigt minskas dess volym med 600 gånger. LNG anses vara en av de mest lovande och miljövänliga energibärarna, vilket har en rad fördelar. För det första är den lättare att transportera och lagra än konventionell naturgas. Så i sin flytande form har LNG inte förmågan att explodera eller antändas. En särskilt viktig fördel med LNG när det gäller att säkerställa energisäkerhet är att den kan levereras var som helst i världen, inklusive där det inte finns några huvudgasledningar. Därför ökar betydelsen av LNG alltmer för många länder. I Japan täcks nästan 100 % av gasbehovet av LNG-import.

o Bränsleelement. För närvarande pågår vetenskaplig forskning inom området för att skapa ekonomiskt attraktiva tekniker för användning av bränsleceller baserade på naturgas. De kan göra ett kvalitativt genombrott i användningen av naturgas, vilket dramatiskt utökar omfattningen av naturgas. Det förväntas att utvecklingen inom produktionen av el från bränsleceller snart kommer att skapa en bekväm, säker och miljövänlig energikälla för transporter, industri och hushåll. Bränsleceller liknar batterier. De fungerar genom att överföra en ström av bränsle (vanligtvis väte) och ett oxidationsmedel till elektroder separerade av en elektrolyt. Uteslutandet av detta mellanstadium av förbränning gör det möjligt att öka effektiviteten i energigenereringsprocessen. Så effektiviteten hos bränsleceller är mycket högre än för traditionell produktion som använder fossila bränslen. Det är viktigt att användningen av bränsleceller dramatiskt kan minska mängden skadliga utsläpp. Till exempel, i vissa typer av bränsleceller är reaktionsprodukterna endast vatten och värme. Andra fördelar med bränsleceller inkluderar deras tillförlitlighet och förmågan att på grundval av dem skapa kompakta energikällor som kan arbeta i ett autonomt läge.

Utveckling av innovationer inom gasindustrin i Ryssland

Utvecklingsnivån för innovationer i den ryska gasindustrin är i ett otillfredsställande tillstånd. På nästan alla nyckelområden är utlänningar tekniskt överlägsna inhemska företag. I synnerhet är de mycket bättre kapabla att arbeta på hyllan, tillämpar brett banbrytande metoder för förbättrad oljeutvinning, avancerad borrteknik.

Ryska företag, å andra sidan, är ganska ovilliga att investera i sin egen tekniska utveckling, som inte garanterar kommersiella fördelar och kräver många års investeringar i pilotproduktion. I sin tur är forskningsinstitut som arbetar för olje- och gasbolag eller genomför utvecklingar för deras räkning ofta helt enkelt inte redo att lösa långsiktiga uppgifter som kräver stora investeringar och som åtföljs av hög risk.

Därför investerar det inhemska gaskomplexet för det mesta endast i förvärv av högteknologisk utrustning. Som ett resultat har gasindustrin idag blivit mycket beroende av överföring av innovationer från utlandet. Detta sker framför allt genom att locka västerländska entreprenörer till gemensamma projekt för borrning i Ryssland. Dessutom lånar inhemska företag aktivt den ingenjörsbank som ledarna för gasbranschen har och anpassar sin avancerade teknik till sina egna undergrundsanläggningar.

Idag kan gaskomplexets investeringar i ny teknik och innovativ utveckling delas in i fyra områden.

Ryssland förväntar sig ökat sanktionstryck. Storbritannien och USA letar aktivt efter nya skäl att diskriminera ryska företag. Resultaten av den senaste vågen av sanktionspolitik, som började 2014, är dock långt ifrån entydiga. Även oberoende studier visar att det ryska bränsle- och energikomplexet inte har lidit mycket av restriktioner, dessutom har de stimulerat utvecklingen av industrin i Ryssland. Enligt branschexperter kommer den eventuella förstärkningen av antiryska sanktioner inte heller att bli kritisk för det ryska bränsle- och energikomplexet, utan bara om regeringen och energibolagen mobiliserar krafter i tid för att skapa en inhemsk verkstadsindustri som producerar utrustning för utvinningen av svåråterhämtade oljereserver (TRIZ).

Ryssland måste lära sig att utvinna TRIZ

Dagen innan presenterade SKOLKOVO Business Schools energicenter resultaten av sin studie " Utsikter för rysk oljeproduktion: livstid under sanktioner”, som analyserade effekterna av de sanktioner som infördes i USA och EU på den ryska oljesektorn, i synnerhet på driftsättningen av nya traditionella fält i Ryssland, utvecklingen av offshoreprojekt och utvinningen av Bazhenov-olja. Författarna till studien gjorde också en scenarioprognos för rysk oljeproduktion fram till 2030.

Dokumentet noterar att vid horisonten fram till 2020, trots alla restriktioner, har Ryssland potential att ytterligare öka produktionsvolymerna på bekostnad av redan förberedda fält. Denna kortsiktiga uppsida kan dock begränsas av överenskommelser med OPEC. På medellång sikt fram till 2025, även vid kraftiga begränsningar av tillgången till teknik och ett lågt oljepris, kommer produktionsvolymerna inte att drabbas katastrofalt. Samtidigt kan den främsta orsaken till nedgången i produktionen under denna period inte vara så mycket bristen på tillgång till västerländsk teknik för genomförandet av nya projekt, utan bristen på tekniska resurser för att intensifiera produktionen på befintliga fält.

Denna studie har visat att hydraulisk sprickning är den mest kritiska tekniken för att upprätthålla rysk oljeproduktion, eftersom den kan upprätthålla produktionen vid befintliga fält.

Användningen av MSHF (multi-stage hydraulic fracturing) lovar att öka produktionen i lovande okonventionella fält.

Författarna till studien framhåller att under rådande förhållanden är det utvecklingen av egen hydraulisk sprickning och flerstegs hydraulisk sprickteknik, produktion av hydraulisk sprickbildning och flerstegs hydraulisk sprickningsflotta inom landet och utbildning av personal bör bli en teknisk prioritet för industriföretag och tillsynsmyndigheter. Men hittills har arbetet i denna riktning utförts i en klart otillräcklig takt. Som experten på Energicentret vid SKOLKOVO Business School Ekaterina Grushevenko noterade i sin rapport, under perioden 2015 till augusti 2017, producerades inte en enda hydraulisk fraktureringsflotta. Roterande styrda system, enligt webbplatsen för Gazprom Neft PJSCs vetenskapliga och tekniska centrum, var i slutet av 2016 i teststadiet. Experten betonade att redan nu finns två tredjedelar av oljereserverna i svåråtkomliga reserver.

Förrän 2020 förväntas inte produktionsnedskärningar

Direktör för energicentret vid SKOLKOVO Business School Tatiana Mitrova i sitt tal vid presentationen av denna studie noterade hon att de första sanktionerna mot Ryssland och ryska energibolag infördes 2014, men inga särskilda studier om deras inverkan på oljeindustrin har publicerats.

– Vi visste inte vilket resultat vi skulle få. Den första hypotesen antydde att konsekvenserna skulle bli mycket allvarliga, säger Mitrova. Resultaten visade dock en något annorlunda bild av sanktionernas inverkan.

”För närvarande finns det inga allvarliga konsekvenser av sanktioner i företagens operativa verksamhet. Produktionen har faktiskt ökat de senaste åren, trots låga priser och sanktioner. Oljeindustrin har rapporterat framgångar. Men den positiva nuvarande situationen bör inte vara vilseledande, själva analysen av sanktionskomplexet indikerar deras mycket breda tolkning, detta är det största hotet från sanktionstrycket”, sa experten.

Enligt henne förväntas ingen minskning av produktionen fram till 2020, enligt simuleringsresultaten, eftersom huvudprojekten redan är finansierade.

”Från och med 2020 kommer negativa trender att bli mer och mer märkbara och kan leda till en minskning av oljeproduktionen i Ryssland med 5 % till 2025 och med 10 % till 2030 från nuvarande produktionsnivåer. En produktionsnedgång i en sådan omfattning är naturligtvis inte katastrofal för den ryska ekonomin, men ändå är den ganska känslig, säger Mitrova.

Hon betonade att sanktioner är en lång historia, och i sin ordning för ryssen oljeindustri anpassade till dem krävs ytterligare insatser av staten och företagen för att utveckla sin egen teknik och producera nödvändig utrustning.

"Det finns en stor del av oljeproduktionen som är direkt beroende av hydraulisk sprickteknik. Det är tillgången på denna utrustning som har störst inverkan på volymen av oljeproduktion i landet. Men utvecklingen och implementeringen av produktionen av denna teknik är till stor del den ryska regeringens och industrins uppgift”, förklarade direktören för Energy Center.

Det krävs en ny industri

Chef för "Gas and Arctic"-riktningen för SKOLKOVO handelshögskola Roman Samsonov i sitt tal noterade han att man, enligt hans personliga observationer, i Ryssland, endast mot bakgrund av sanktioner, kan observera framsteg i utvecklingen och produktionen av sin egen högteknologiska utrustning.

”Situationen med produktion av högteknologisk utrustning är svår, men man kan lära sig hur man hanterar den. Faktum är att vi pratar om att skapa en hel multifunktionell undersektor av olje- och gasteknik”, sa Samsonov.

Enligt deltagarna i studien "Utsikter för rysk oljeproduktion: liv under sanktioner", löstes en så storskalig uppgift att skapa en ny undersektor för tung ingenjörskonst i sovjettiden endast tack vare regeringsdirektiv. Under villkoren för den moderna marknadsekonomin, där Ryska federationen för närvarande utvecklas, har mekanismerna för genomförandet av denna uppgift ännu inte utarbetats.

Detta är dock bara i Ryssland. Om du tittar på erfarenheterna från västländer som framgångsrikt övervinner alla svårigheter för produktion av TRIZ, blir det tydligt att en sådan metod länge har hittats. Detta syns tydligast i exemplet med den amerikanska skifferindustrin som aktivt lånade ut även under perioden låga priser som hjälpte henne att överleva. Uppenbarligen kunde en sådan tolerant attityd hos bankerna till denna sektor av oljeproduktion inte klara sig utan statligt deltagande. Nu hjälper de tacksamma skifferspelarna de amerikanska myndigheterna att hålla tillbaka OPEC och andra oljeproducenter, och aktivt påverkar den globala olje- och gasmarknaden.

Ekaterina Deinego

Denna teknik, som har använts för att intensifiera arbetet och öka produktiviteten i oljekällor i mer än ett halvt sekel, är kanske den hetaste debatten bland miljövänner, forskare, vanliga medborgare och ofta även arbetare inom utvinningsindustrin själva. Samtidigt är blandningen som pumpas in i brunnen under hydraulisk frakturering 99 % vatten och sand och endast 1 % kemiska reagenser.

Vad hindrar oljeåtervinningen

Den främsta orsaken till brunnarnas låga produktivitet, tillsammans med dålig naturlig permeabilitet för formationen och perforering av låg kvalitet, är en minskning av permeabiliteten i bottenhålsformationszonen. Detta är namnet på reservoarområdet runt borrhålet, som är föremål för den mest intensiva påverkan av olika processer som följer med konstruktionen av brunnen och dess efterföljande drift och bryter mot reservoarens initiala jämviktsmekaniska och fysikalisk-kemiska tillstånd. Själva borrningen inför förändringar i fördelningen av inre spänningar i det omgivande berget. En minskning av brunnsproduktiviteten under borrning inträffar också som ett resultat av penetrationen av borrvätskan eller dess filtrat in i bottenhålsbildningszonen.

Orsaken till brunnarnas låga produktivitet kan också vara perforering av dålig kvalitet på grund av användningen av lågeffektperforatorer, särskilt i djupa brunnar, där energin från laddningsexplosionen absorberas av energin från höga hydrostatiska tryck.

En minskning av permeabiliteten för bottenhålsbildningszonen inträffar också under brunnsdrift, vilket åtföljs av en kränkning av den termobariska jämvikten i reservoarsystemet och frigörandet av fri gas, paraffin och asfalthartshaltiga ämnen från oljan, som täpper till porutrymmet i reservoaren. Intensiv förorening av bottenhålsbildningszonen noteras också som ett resultat av penetreringen av arbetsvätskor i den under olika brunnsborrningsoperationer. reparationsarbete. Plocka upp injektionsbrunnar försämras på grund av blockering av formationens porutrymme med korrosionsprodukter, silt, oljeprodukter som finns i det injicerade vattnet. Som ett resultat av sådana processer ökar vätske- och gasfiltreringsmotstånden, brunnsflödeshastigheterna minskar, och det finns ett behov av artificiell stimulering av bottenhålsformationszonen för att öka brunnsproduktiviteten och förbättra deras hydrodynamiska förbindelse med formationen.

Teknologifracking

För att öka oljeutvinningen, intensifiera driften av olje- och gasbrunnar och öka injektionsbrunnarnas injektionsbrunnar, används metoden för hydraulisk frakturering eller fracking. Tekniken består i att skapa en starkt ledande spricka i målformationen under verkan av en vätska som injiceras i den under tryck för att säkerställa flödet av den producerade vätskan till botten av brunnen. Efter hydraulisk sprickbildning ökar brunnsflödet som regel kraftigt - eller neddragningen minskar avsevärt. Hydraulisk sprickteknik gör det möjligt att "återuppliva" lediga brunnar, där olje- eller gasproduktion med traditionella metoder inte längre är möjlig eller olönsam.

Hydraulisk sprickbildning (HF) är ett av de mest effektiva sätten att öka brunnsproduktiviteten, eftersom det inte bara leder till intensifiering av utvecklingen av reserver belägna i brunnsdräneringszonen, utan också, under vissa förhållanden, gör det möjligt att avsevärt utöka denna zon genom att lägga till dåligt dränerade zoner till utvecklingen och mellanskikten - och följaktligen att uppnå en högre slutlig oljeutvinning.

Historiahydraulisk spräckningsmetod

De första försöken att intensifiera oljeproduktionen från oljekällor gjordes redan på 1890-talet. I USA, där oljeproduktionen utvecklades snabbt vid den tiden, testades framgångsrikt en metod för att stimulera produktion från täta stenar med hjälp av nitroglycerin. Tanken var att använda nitroglycerin för att bryta upp täta stenar i brunnens bottenhålszon och öka flödet av olja till bottenhålet. Metoden användes framgångsrikt under en tid, trots dess uppenbara fara.

Den första kommersiellt framgångsrika hydrauliska sprickningen utfördes 1949 i USA, varefter deras antal började öka dramatiskt. I mitten av 1950-talet nådde antalet utförda hydrauliska spräckningar 3 000 per år. År 1988 översteg det totala antalet utförda hydrauliska frakturer 1 miljon operationer, och detta är bara i USA.

I hemmet har den hydrauliska spräckningsmetoden använts sedan 1952. Toppen av tillämpningen av metoden nåddes 1959, varefter antalet operationer minskade, och sedan upphörde denna praxis helt. Från början av 1970-talet till slutet av 1980-talet genomfördes inte hydraulisk sprickning i inhemsk oljeproduktion i industriell skala. I samband med driftsättningen av stora oljefält i västra Sibirien försvann helt enkelt behovet av intensifiering av produktionen.

… Och dagens dag

Återupplivandet av bruket av hydraulisk frakturering i Ryssland började först i slutet av 1980-talet. För närvarande är de ledande positionerna när det gäller antalet hydrauliska sprickor ockuperade av USA och Kanada. De följs av Ryssland, där användningen av hydraulisk sprickteknik huvudsakligen utförs i oljefälten i västra Sibirien. Ryssland är praktiskt taget det enda landet (förutom Argentina) utanför USA och Kanada där hydraulisk sprickbildning är en vanlig praxis och uppfattas ganska adekvat. I andra länder är tillämpningen av hydraulisk sprickteknik svår på grund av lokal förspänning och missförstånd av tekniken. Vissa av dem har betydande restriktioner för användningen av hydraulisk sprickteknik, upp till ett direkt förbud mot dess användning.

Ett antal experter hävdar att användningen av hydraulisk sprickteknik i oljeproduktion är en irrationell, barbarisk inställning till ekosystemet. Samtidigt används metoden flitigt av nästan alla stora oljebolag.

Tillämpningen av hydraulisk sprickteknik är ganska omfattande - från reservoarer med låg till hög permeabilitet i gas-, gaskondensat- och oljekällor. Dessutom är det med användning av hydraulisk sprickning möjligt att lösa specifika problem, till exempel att eliminera sand i brunnarna, att få information om reservoaregenskaperna hos testobjekt i prospekteringsbrunnar etc.

Under de senaste åren har utvecklingen av hydraulisk sprickbildningsteknik i Ryssland syftat till att öka volymen av proppantinjektion, produktion av kvävesprickning, såväl som flerstegs hydraulisk sprickbildning i reservoaren.

Utrustning förhydraulisk spräckning

Utrustningen som krävs för hydraulisk frakturering produceras av ett antal företag, både utländska och inhemska. En av dem är företaget TRUST-ENGINEERING, som presenterar ett brett utbud av hydraulisk sprickutrustning i en standardversion, såväl som i form av en modifiering som utförs på kundens begäran. .

Som konkurrensfördelar med TRUST-ENGINEERING LLC-produkter är det nödvändigt att notera den höga andelen lokalisering av produktion; tillämpning av den modernaste design- och produktionstekniken; användningen av komponenter och komponenter från världsledande inom branschen. Det är också viktigt att notera den höga kulturen av design, produktion, garanti, eftergaranti och service som är inneboende hos företagets specialister. Utrustning för hydraulisk frakturering tillverkad av TRUST-ENGINEERING LLC är lättare att köpa på grund av närvaron av representationskontor i Moskva ( Den ryska federationen), Tasjkent (Republiken Uzbekistan), Atyrau (Republiken Kazakstan), samt i Pancevo (Serbien).

Naturligtvis är den hydrauliska spräckningsmetoden, liksom all annan teknik som används inom utvinningsindustrin, inte utan vissa nackdelar. En av nackdelarna med fracking är att den positiva effekten av operationen kan förnekas av oförutsedda situationer, vars risk är ganska hög med ett så omfattande ingrepp (till exempel är en oförutsedd kränkning av tätheten i en närliggande vattenreservoar möjlig ). På samma gång. Hydraulisk sprickbildning är en av de mest effektiva metoderna för brunnsstimulering idag, och öppnar inte bara reservoarer med låg permeabilitet utan också reservoarer med medelhög och hög permeabilitet. Den största effekten av hydraulisk sprickbildning kan uppnås med introduktionen integrerad strategi till utformningen av hydraulisk sprickbildning som en del av utvecklingssystemet, med hänsyn till olika faktorer, såsom reservoarkonduktivitet, brunnsavstånd, reservoarenergipotential, sprickmekanik, sprickvätske- och proppantegenskaper, tekniska och ekonomiska begränsningar.

Trots prognoser om att bränsleindustrin påstås förbli utan arbete inom en snar framtid, förutspår experter att sådana mineraler som olja och gas kommer att ha en lång relevans och ännu inte en överhängande nedgång. Men ett paradigmskifte i energikomplex kommer definitivt att hända - till exempel antas det att blått bränsle (aka naturgas) kommer att bli flera gånger mer efterfrågat bland befolkningen än svart guld (olja), som i för närvarande har en betydande inverkan på den globala ekonomin.

Och ändå, nu är utvinningshastigheterna av både det ena och det andra fossila fortfarande höga, vilket betyder att personer som är anställda i detta segment kommer att försöka göra allt för att upptäcka och få sina maximala reserver. Ny teknik kommer att hjälpa dem i detta.

Prospektering och borrning: moderna metoder

Innan utvinningsprocessen påbörjas måste olja eller gas finnas i jordens tarmar. Företag måste arbeta i en miljö med ständigt ökande efterfrågan på dessa resurser - så enligt prognoser kommer deras relevans att nå sin topp 2023. Det är därför utvinningsorganisationer bemästrar bästa praxis som kommer att hjälpa till att säkerställa att jordens invånare får tillräckligt med värdefulla reserver, samt att göra deras utveckling så säker, effektiv och miljövänlig som möjligt.

Seismisk undersökning är studiet av de viktigaste egenskaperna hos bergarter för att identifiera vilken sten som finns i denna plats, och hur djupt från ytan den ligger. De viktigaste referenspunkterna här är de regelbundenheter som observeras i jordskorpan under det konstgjorda skapandet av elastiska vågor. Dessa periodiska svängningar orsakas av:

• explosioner av TNT-laddningar i grunda 10- eller 20-meters sänkor;
• regelbundet förnyad och långvarig vibrationsexponering (till exempel med hjälp av specialmaskiner).

Idag har seismisk utforskning nått en kvalitativt ny nivå, eftersom att få information som är viktig ur teknisk geologisk synvinkel (volymer, ålder, tillstånd för ett mineral, etc.) nu är möjligt i 3 dimensioner tack vare högteknologiska mottagningsanordningar. Till skillnad från 2D-metoden, där enheterna placeras i en rak linje i förhållande till källan, placeras här utrustningen längs hela omkretsen av det blivande prospekteringsområdet. Detta gör det möjligt att identifiera komplexa värden i samband med efterföljande produktion, eftersom kraftfulla datorer inte visar otillräcklig information alls, utan visuella tredimensionella modeller av underjordiska lager med omfattande data.

Ibland ökar effektiviteten och effektiviteten av metoden ännu mer genom att spåra det blivande fältet i tid (4D-metoden). Analysen av ständigt föränderliga egenskaper kan hjälpa arbetare att inte bara minska kostnaderna i samband med borrning, utan också minimera antalet torra brunnar (de som visade sig vara improduktiva och inte gav ett industriellt tillflöde av värdefulla resurser).

Kolmonoxid, sand, hydraulisk sprickbildning: en säker kombination

Nästa ny teknologi Olje- och gasutvinning användes första gången 1947, men än så länge anses den fortfarande vara innovativ och mycket effektiv när det gäller mängden stenar som utvinns från underjordiska formationer. Metoden bygger på hydraulisk sprickbildning, en process där en trycksatt blandning av ämnen (vatten, sand och kemikalier) injiceras i en borrad brunn. Som ett resultat av en sådan påverkan, som täpper till hålet, uppstår bildning och expansion av sprickor, på grund av vilket inflödet av mineralet blir mer intensivt, och det är lättare att arbeta med det.

Som ett slags "fyllmedel" för hydraulisk frakturering kan användas olika material. Om vi ​​talar om arbetsvätskan, används vanligtvis saltsyralösningar eller lösningar med högmolekylära polymerer här, och i vissa fall även råoljan själv. Stöttningsmaterialet är som regel kvartssand eller något proppmedel med granulat upp till 1,5 mm.

En av de mest effektiva indikatorerna demonstreras av kolmonoxid blandad med sand, injicerad i brunnen med hjälp av hydraulisk sprickteknik. Därefter avdunstar det, på grund av vilket bara sand finns kvar i reservoaren, utan att kunna ha någon destruktiv effekt på jorden. Så denna metod gör det inte bara möjligt att göra utvecklingen av fältet mycket mer intensiv, utan också att skydda miljön, stenar och grundvatten från ansamling av farligt avfall.

Frasen migrerade till ryska från engelska, där "spolad slang" bokstavligen översätts som "kolonn av flexibla rör". För närvarande anses utrustning gjord med denna teknik vara den mest innovativa bland resten. Grundläggande nytt här är förkastandet av traditionella prefabricerade borriggar till förmån för flexibla kontinuerliga (hylslösa) rör. Denna metod gör det möjligt för olje- och gasindustrin att:

• bli mindre beroende av utgifter;
• minska mängden avfall;
• minska drifttiden med 3-4 gånger jämfört med utförandet av arbete inom ramen för den konventionella metoden!

Spiralslang är oupplösligt kopplad till den metallurgiska industrin, eftersom det först kräver produktion av flexibla mekanismer av lätt, medel eller tung klass, sedan - korrekt montering av designers, och i slutet - installation av programvara för att serva hårdvaran komplex och kompetent konvertering av den mottagna informationen. Den största nackdelen med tekniken är att den inte har förmågan att rotera, varför utvinningsföretag fortfarande föredrar att borra huvudbrunnarna med traditionella installationer. Först efter det ansluter de spiralrörsutrustning till fältutveckling, som inte bara kan inkludera flexibla metallrör, utan också skärverktyg, pumpar, utrustning för uppvärmning av vätskor, olika munstycken och mycket mer.

Denna nya teknik inom olje- och gasindustrin, kallad "Measurement while drilling" ("Measurement while drilling"), visar sig återigen vara oupplösligt kopplad till metodologisk och matematisk hårdvara och datorisering. Saken är att för att förhindra fel, olyckor och nödsituationer måste anställda ständigt övervaka processens nyckelindikatorer, och i synnerhet positionen för brunnsaxeln i rymden. För detta utvecklades till och med en speciell kategori som överväger mätning av vinklar - inklinometri, inom vilken utvecklingen av olika telemetriska styrsystem sker. Vissa av deras sensorer är underjordiska, medan andra är ovanför ytan. Kommunikation mellan dem sker genom följande kanaler:

• hydraulisk;
• akustisk;
• elektromagnetiska;
• elektriska ledningar med mera.

Idag utökas funktionaliteten i dessa automatiserade installationer nästan varje dag. Till exempel tillåter de mest avancerade mekanismerna, kallade "modulära", inte bara att kontrollera de viktigaste tekniska och navigeringsegenskaperna, utan också att utföra partiella geofysiska undersökningar och utforska;

• vibrometri;
• bergmotstånd;
• naturlig gammastrålning från utvunna mineraler m.m.

Övriga riktningar: transport och lagring

Viktigt är också transporten av olja och gas och deras vidare exploatering. Så idag har alla utvinningsorganisationer gått över till tekniken att använda universella tankcontainrar enligt ISO-standard, som inte förorenar atmosfären på grund av frånvaron av de minsta hålen och sprickor även vid stumfogarna. Vissa företag har dock bestämt sig för att gå ännu längre och förvandla dem ... till oberoende långtidslagring för värdefulla resurser! För det första är det verkligen möjligt att undvika olyckor på detta sätt, eftersom det helt enkelt inte finns något behov av att utföra flera lastnings- och lossningsoperationer. Konsumenten upprättar ett köpekontrakt och får blått bränsle eller svart guld allt i samma container, antingen med hjälp av en logistiktjänst från kunden, eller genom egentransport av lasten. Denna metod gör att du kan spara avsevärt på kapitalinvesteringar, eftersom det inte kräver vare sig pumputrustning för pumpning eller interaktion med mellanliggande olje- och gasbaser. Mineralet levereras faktiskt i händerna på kunden direkt från gruvanläggningen.

Ett av de för närvarande aktivt utvecklade sätten att lagra olja och gas är också deras placering i underjordiska reservoarer av permafrostspridda bergarter. De påverkar inte kvaliteten på lagrade produkter även vid långvarig kontakt och uppfyller kraven på stabil stabilitet. Den framtida "behållaren" tinas, varefter den rengörs från den vattenmalda blandningen, fylls och därmed, så att säga, hermetiskt igensatt.

Låt det vara nödvändigt att ständigt övervaka ett sådant förvar, eftersom. Teoretiskt kan tecken på deformation av de omgivande lagren eller en temperaturminskning med efterföljande upptining av is uppträda här när som helst, men detta är den bästa lösningen för långsiktigt bevarande av resurser. Till skillnad från behållare av slipat stål är underjordiska permafrostmassiv extremt rena ur miljösynpunkt och praktiskt taget icke-explosiva, eftersom de regleras av naturliga förhållanden.

Nyligen in oljeproduktion hydraulisk sprickbildning (HF) används alltmer. Hydraulisk sprickbildning är en av de mest effektiva metoderna för att påverka brunnarnas bottenhålszon. Den allra första erfarenheten av hydraulisk sprickbildning i Kogalym-regionen utfördes 1989 på Povkhovskoye-fältet. Sedan dess har det gått mycket tid, olika tekniker har introducerats hydraulisk spräckning, och denna process har blivit en integrerad del av verksamheten på alla områden i företaget. Om den hydrauliska sprickningens huvuduppgift tidigare var att återställa reservoarens naturliga produktivitet, försämrad under borrning och borrning, är prioritet nu att öka oljeutvinningen från reservoarer på fält som är i ett sent stadium av utvecklingen, både på grund av inblandning i utvecklingen av dåligt dränerade zoner och intervall i objekt med hög grad av utveckling av reserver, och engagemang i utvecklingen av lågpermeabilitet, mycket dissekerade objekt. De två viktigaste utvecklingarna inom oljeproduktion under de senaste 15 åren är hydraulisk sprickning och horisontell brunnsborrning. Denna kombination har mycket hög potential. Horisontella brunnar kan borras antingen vinkelrätt eller längs sprickans azimut. Praktiskt taget ingen teknik inom olje- och gasindustrin ger så hög ekonomisk avkastning. Anställda på Tevlinsko-Russkinskoyefältet övertygades om detta genom att testa intervallsprickningsmetoden vid brunn 1744G. Yury Miklin, ledande ingenjör på EOR-avdelningen, berättade om den framgångsrika upplevelsen.

I en tid med höga energipriser försöker producerande företag att utvinna maximalt ur sina tillgångar genom att utvinna så många kolväten som är ekonomiskt motiverat, - säger Yury, - för detta ändamål är förlängda reservoarintervall ofta involverade i utvecklingen genom horisontella brunnar. Resultaten av traditionell hydraulisk sprickbildning i sådana brunnar kan vara otillfredsställande av ekonomiska och tekniska skäl. Metod för intervall eller, som man säger, multi-intervall hydraulisk spräckning, kan ge mer effektiv återvinning av oljereserver genom att öka sprickans kontaktyta med formationen och skapa mycket ledande banor för oljerörelser. Försämrade reservoaregenskaper tvingar oljebolag att leta efter fler och mer kostnadseffektiva sätt att bygga en brunn för att ytterligare stimulera reservoarerna av intresse med hjälp av de senaste framstegen inom vetenskap och teknik. När företagen inser detta försöker företag minska tiden och följaktligen kostnaderna för ytterligare utlösningsoperationer och arbetet med besättningar för brunnsarbetning med hjälp av specialutrustning, vilket blir integrerad del brunnar.

En väg ut är att komplettera brunnen med ett horisontellt foder med cirkulationsventiler på aggregatet, som tjänar till att pumpa blandningen av vätska med proppanit. Denna enhet inkluderar svällbara packare utformade för att säkra och stabilisera fodret i ett öppet hål.

Bearbeta hydraulisk spräckning formationer består i att skapa artificiella och expanderande befintliga sprickor i bergarterna i bottenhålszonen under påverkan av ökat tryck av vätskan som injiceras i brunnen. Hela detta system av sprickor förbinder brunnen med de produktiva delarna av formationen på avstånd från bottenhålet. För att förhindra att sprickor stängs, införs grovkornig sand i dem, som läggs till vätskan som injiceras i brunnen. Längden på sprickor kan nå flera tiotals meter.

Här bör det tas hänsyn till att avståndet mellan installationsplatserna för cirkulationsventiler och följaktligen platserna för initiering av sprickor i ett horisontellt borrhål kommer att påverka produktiviteten för varje sektion, - noterar Yury, - det vill säga det är krävs för att välja det optimala avståndet mellan sprickorna, baserat på geometrin hos de designade sprickorna. Vi måste skydda oss så mycket som möjligt från korsande sprickor i reservoaren, vilket kan orsaka komplikationer vid hydraulisk sprickbildning. Helst är den maximala flödeshastigheten möjlig med ett avstånd mellan sprickorna lika med dräneringsradien. Detta tillstånd är inte genomförbart med tanke på utformningen av brunn 1744G, så sprickornas placering måste väljas med största möjliga avstånd från varandra.

Med tanke på de sluttande formationerna är horisontella brunnar det bästa sättet att öka kontaktytan med den produktiva formationen. Innehav hydraulisk spräckning enligt "Zone Select"-tekniken är följande: först, hydraulisk spräckning det längsta intervallet genom arrangemanget där cirkulationsventilen redan är öppen. Därefter skjuts en kula från ytan in i rörsträngen (slangen), tillsammans med förträngningsvätskan, som, när den når botten av brunnen, först öppnar den andra cirkulationsventilen för att behandla nästa sektion, och sedan sitter i en specialsäte, skär av det behandlade intervallet. Med två behandlingsintervaller används en boll. I proportion till ökningen av antalet bearbetningsintervaller ökar också antalet bollar. Dessutom bör varje nästa boll ha en större diameter än den föregående. Bollar är gjorda av aluminium, och det är viktigt. Efter att ha stimulerat det erforderliga antalet intervaller och pumpat den beräknade mängden av en blandning av vätska och sand, lämnar den hydrauliska fraktureringsflottan brunnen. En flotta av lindade rör (coiled tubing) är installerade på brunnen, som spolar, fräser kulor och utvecklar brunnen med bestämning av brunnens inflödesprofil och produktionskapacitet. Utvecklingen utförs med kväve - detta är den mest lovande riktningen för att minska trycket på botten av brunnen. TPE "Kogalymneftegaz" använde denna teknik för att behandla två intervall av brunn 1744G i Tevlinsko-Russkinskoye-fältet. Jämfört med närliggande horisontella och riktade brunnar efter hydraulisk sprickbildning med standardteknik, uppnådde denna brunn högre teknisk prestanda. Den initiala oljeflödeshastigheten vid brunn 1744G var cirka 140 ton per dag.

Slutligen vill jag notera att det är den storskaliga ansökan hydraulisk spräckning gör det möjligt att stoppa nedgången i oljeproduktion vid fälten av TPE "Kogalymneftegaz" och ökar produktionen av reserver från medel- och lågproduktiva reservoarer. Fördelarna med att utföra hydraulisk intervallspräckning i horisontella brunnar med hjälp av "Zone Select"-teknologin är inte bara en ökning av den effektiva kontaktytan mellan reservoaren och brunnen som dränerar reservoaren, utan också att övervinna skador på bottenhålszonen i reservoaren. borrhål efter borrning, samt att utveckla dåligt dränerade områden med låg porositet och permeabilitet. Detta indikerar att horisontella brunnar som använder intervall hydraulisk sprickbildning är mer effektiva och kostnadseffektiva.