Грп важливіше за санкції. Сім головних фактів про грп

За останні кілька десятиліть світова газова промисловість у розвинених країнах перетворилася на одну з найтехнологічніших галузей промисловості. Впровадження високих технологій перетворила галузь і ввела її до технологічних лідерів світової економіки.

Будучи одним із найбільш екологічно чистих та поширених видів викопного палива у світі, природний газ все ширше використовується для виробництва енергії. Це призводить до дедалі більшого попиту на цей вид енергоносія. При цьому, як очікується ціла низка експертів, споживання блакитного палива зростатиме і надалі. Зокрема, Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) передбачає на найближчі роки настання «золотої доби» природного газу. Він все більше витіснятиме інші енергоносії і його частка у світовій енергетиці зросте до 2035 року до 25 відсотків і більше, порівняно з сьогоднішніми 21 відсотками.

Газової галузі необхідно йти в ногу з зростаючим попитом і виробляти більшу кількість природного газу, в тому числі шляхом якісного зростання, тобто за допомогою впровадження технологічних інновацій. Значний потенціал для подальшого розвитку газової галузі несе у собі розвиток видобутку нетрадиційних джерел природного газу. Так останні кілька років швидкими темпами розвивається розробка сланцевого газу США. У свою чергу для Росії актуальними є технології вилучення метану з вугільних пластів. Зокрема, у російському «Газпромі» цей напрямок називають одним із основних напрямків стратегії розширення ресурсної бази газового концерну. p align="justify"> Особливе місце для розширення ресурсної бази для вітчизняних і зарубіжних нафтогазових компаній займає реалізація проектів з видобутку природного газу на морському шельфі, в тому числі, в Арктиці.

У цьому розділі розповідається про деякі інновації, які змінили газову галузь. Насамперед, виділяються технології у сфері розвідки та видобутку. Крім того, розповідається про ті нововведення, які дозволили розширити потенціал використання природного газу як палива та дозволили йому претендувати на роль найперспективнішого енергоносія XXI століття.

Нові технології в сегменті розвідки та видобутку

Технологічні інновації в секторі розвідки та видобутку зуміли відкрити для галузі нові можливості для збільшення обсягів видобутку природного газу та задоволення зростаючого попиту на нього. Важливо, що ці технології при цьому зуміли зробити розвідку і видобуток природного газу більш ефективною, безпечною та екологічно чистою. Деякі з технологічних нововведень у цій галузі коротко розглянуті нижче:

o 3 D та 4D сейсмічна розвідка- Розвиток сейсморозвідки, що дозволяють отримувати та аналізувати дані про щільність гірських порід у трьох вимірах, сильно змінило характер видобутку природного газу. 3D сейсморозвідка дозволяє поєднувати традиційні сейсмічні методи візуалізації з можливостями потужних комп'ютерів, у результаті створюються тривимірні моделі підземних шарів. 4D сейсморозвідка доповнює їх та дозволяє спостерігати зміни характеристик з плином часу. Завдяки 3D та 4D стало легше виявляти перспективні родовища, підвищити ефективність їх розробки, скоротити кількість сухих свердловин, знизити витрати на буріння, а також скоротити час дослідження. Все це веде до економічної та екологічної вигоди.

o CO 2 – Пісок – ГРП(Гідравлічний розрив пласта). Метод ГРП використовувався ще з 1970 року, що дозволило підвищити вихід витрат природного газу та нафти з підземних утворень. Технологія CO2 – пісок – ГРП полягає у використанні суміші піску проппантів та рідкого СО2, що ведуть до утворення та розширення тріщин, через які нафта та природний газ може текти більш вільно. CO2 потім випаровується, залишаючи в освіті тільки пісок за відсутності інших залишків від ГРП процесу, який слід видалити. Дана технологія дозволяє збільшити вилучення природного газу і при цьому не завдає шкоди довкіллю, оскільки не створює відходів під землею, а також захищає ресурси підземних вод.

o Колтюбінг(coiled tubing) - один із найбільш динамічно розвиваються у світі напрямків у виробництві газонафтопромислового обладнання. Колтюбінговий спосіб експлуатації свердловин заснований на використанні гнучких безмуфтових труб при бурінні та експлуатації свердловин. Колтюбінгові технології включає металургійну складову - виробництво спеціальних металевих гнучких труб, конструкторську - проектування наземного і внутрішньоскважинного обладнання і приладове забезпечення програми обробки інформації. Колтюбінгові технології значно знижують вартість буріння, а також ймовірність аварійних ситуацій та нафтових розливів, зменшують кількість відходів, скорочують час виконання робіт у 3-4 рази порівняно із традиційними методами. Колтюбінг може використовуватися у поєднанні зі складними буровими роботами для підвищення ефективності буріння, досягнення більш високих показників вилучення вуглеводнів та меншого впливу на навколишнє середовище.

o Телеметричні системи.У зарубіжній літературі подібні системи звуться MWD (measurement while drilling – вимірювання у процесі буріння) – системи, розроблені для вимірювання параметрів буріння і передачі на поверхню. Інформація, що отримується та обробляється за допомогою сучасних технологій телеметрії, дозволяє робітникам на промислі проводити моніторинг процесу буріння, що скорочує ймовірність помилок та аварій. Крім того, використання телеметричних систем можуть виявитися корисними і для геологів, надаючи інформацію про властивості породи, що розбурюється.

o Slimhole буріння.Ця технологія може значно підвищити ефективність бурових робіт, а також знизити вплив на довкілля. Є економічно вигідним методом при бурінні розвідувальних свердловин у нових районах, глибоких свердловин на існуючих родовищах, а також для отримання природного газу з невичерпаних родовищ.

o Глибоководне буріння(Deep-water drilling) . Технології буріння за великої глибини води зробили великий ривок вперед останніми роками. В даний час вони дозволяють займатися безпечним та ефективним розробкою родовищ у водах понад 3 км. В даний час основними напрямками подальшого розвитку цих технологій є покращення морських бурових установок, розробка механізмів динамічного позиціонування, створення складних систем навігації.

o Гідророзрив пласта(fracking) – спосіб, що дозволяє розробляти родовища вуглеводнів, зокрема, сланцевого газу. Він полягає в тому, що в газоносний пласт гірської породи під великим тиском закачують спеціальну суміш води, піску та хімічних реактивів. У газоносному шарі під тиском утворюються тріщини, якими вуглеводні просочуються до свердловини. Наразі ГРП широко використовується при розробці родовищ нафти та газу. Однак останнім часом не вщухають побоювання щодо ризиків, пов'язаних із видобутком цим методом. Вищезгадана технологія загрожує забрудненням водних ресурсів; до того ж існує потенційний ризик взаємозв'язку використання методу ГРП та сейсмічної активності.

Перелічені технологічні досягнення надають лише частину складних технологій, які впроваджені у практику у сфері розвідки та видобутку природного газу та при цьому постійно вдосконалюються. Дані технології дозволили газовій галузі досягати більш високих економічних результатів і дозволяють займатися розробкою родовищ, які раніше вважалися нерентабельними.

У свою чергу, існують технології, які відкривають шлях до ширшого використання потенціалу газу як енергоносія. Це насамперед використання зрідженого природного газу, який здійснив революцію у газовій промисловості. Окрім того, великі перспективи відкриває використання паливних елементів.

o Зріджений природний газ.Одним із найбільш перспективних напрямів розвитку газової галузі виступає розробка нових технологій та обладнання для виробництва, зберігання, транспортування та використання та створення обладнання для зрідження природного газу. СПГ – звичайний природний газ, штучно скраплений, шляхом охолодження до -160°C. При цьому його обсяг зменшується у 600 разів. ЗПГ вважається одним з найбільш перспективних та екологічно безпечних енергоносіїв, що має цілу низку переваг. Насамперед, його легше транспортувати та зберігати, ніж звичайний природний газ. Так у своїй рідкій формі ЗПГ не має здатності вибухати або спалахувати. Особливо важливою перевагою ЗПГ з точки зору забезпечення енергетичної безпеки є те, що його можна доставляти в будь-яку точку світу, в тому числі, де відсутні магістральні газопроводи. Тому для багатьох країн значення ЗПГ дедалі більше зростає. Зокрема, у Японії практично 100% потреб газу покривається імпортом ЗПГ.

o Паливні елементи.В даний час продовжуються наукові дослідження у галузі створення економічно привабливих технологій використання паливних елементів на основі природного газу. Вони здатні зробити якісний прорив у використанні блакитного палива, кардинально розширивши сфери застосування природного газу. Як очікується, розробки з виробництва електроенергії з паливних елементів незабаром створять зручне, безпечне та екологічно чисте джерело енергії для транспорту, промисловості та побутової сфери. Паливні елементи нагадують акумуляторні батареї. Вони працюють, передаючи потік палива (як правило, водень) та окислювача на електроди, розділені електролітом. Виняток при цьому проміжної стадії горіння дозволяє підвищити ефективність процесу вироблення енергії. Так ККД паливних елементів набагато вищий, ніж у традиційної генерації з використанням викопного палива. Важливо, що використання паливних елементів дозволяє різко скоротити кількість шкідливих викидів. Наприклад, деякі види паливних елементів продуктами реакції є лише вода і тепло. З інших переваг паливних елементів слід назвати їхню надійність і можливість створювати на їх основі компактні джерела енергії, здатні працювати в автономному режимі.

Розвиток інновацій у газовій галузі в Росії

Рівень розвитку інновацій у російській газовій галузі перебуває у незадовільному стані. Практично всіх ключових напрямах іноземці технологічно перевершують вітчизняні компанії. Зокрема, вони краще вміють працювати на шельфі, повсюдно застосовують ультрасучасні методи збільшення нафтовіддачі пластів, передові технології буріння.

Російські компанії досить неохоче вкладають свої кошти в власні технологічні розробки, які не гарантують комерційної вигоди і вимагають багаторічних інвестицій у дослідне виробництво. У свою чергу, дослідні інститути, які працюють при нафтогазових компаніях або виконують розробки на їхнє замовлення, часто просто не готові вирішувати довгострокові завдання, які потребують великих вкладень і супроводжуються високим ризиком.

Тому вітчизняний газовий комплекс здебільшого інвестує лише у придбання високотехнологічного обладнання. У результаті на сьогодні газова галузь стала дуже залежною від трансферту інновацій з-за кордону. Це, зокрема, відбувається шляхом залучення західних підрядників у спільні проекти щодо буріння біля Росії. Крім того, вітчизняні компанії активно запозичують той інженерний банк, який мають у своєму розпорядженні лідери газового бізнесу, і пристосовують їх прогресивні технології до власних об'єктів надр.

Сьогодні вкладення газового комплексу в нові технології та інноваційні розробки можна поділити на чотири напрямки.

Росія очікує на посилення санкційного тиску. Великобританія та США активно шукають нових приводів для дискримінації російського бізнесу. Проте результати останньої хвилі санкційної політики, яка розпочалася у 2014 році, далеко не однозначні. Навіть незалежні дослідження показують, що російський паливно-енергетичний комплекс не сильно постраждав від обмежень, більше того, саме вони підштовхнули розвиток промисловості у Росії. На думку галузевих експертів, можливе посилення антиросійських санкцій також не стане критичним для ПЕК Росії, але тільки в тому випадку, якщо уряд та енергокомпанії вчасно мобілізують сили для створення вітчизняної машинобудівної галузі, що випускає обладнання для видобутку запасів нафти, що важко видобувати, (ТРВЗ).

Росія має навчитися добувати ТРВЗ

Напередодні Енергетичний центр бізнес-школи СКОЛКОВО представив результати свого дослідження. Перспективи російського нафтовидобутку: життя під санкціями», де було проаналізовано вплив санкцій, запроваджених у США та ЄС, на російський нафтовий сектор, зокрема на введення у Росії нових традиційних родовищ, розвиток шельфових проектів, видобуток баженівської нафти. Автори дослідження також зробили сценарний прогноз російського нафтовидобутку до 2030 року.

У документі зазначається, що на горизонті до 2020 року, незважаючи на всі обмеження, Росія має потенціал для подальшого збільшення обсягів виробництва за рахунок вже підготовлених родовищ. Цей короткостроковий потенціал зростання, однак, може бути обмежений домовленостями з ОПЕК. У середньостроковому періоді до 2025 року, навіть у разі жорсткого обмеження доступу до технологій та низької ціни на нафту, обсяги видобутку постраждають не катастрофічно. При цьому головною причиною спаду видобутку в цей період може стати не так відсутність доступу до західних технологій для реалізації нових проектів, як відсутність технологічних можливостей з інтенсифікації видобутку на родовищах, що діють.

Дане дослідження показало, що найбільш критична технологія для підтримки обсягів російського нафтовидобутку - це ГРП (гідророзрив пласта), оскільки вона здатна забезпечити підтримку видобутку на родовищах, що діють.

Застосування МГРП (багатостадійного гідравлічного розриву пласта) обіцяє зростання видобутку на перспективних нетрадиційних родовищах.

Автори дослідження підкреслюють, що в умовах, що склалися, саме розробка власних технологій ГРП і МГРП, випуск флотів ГРП і МГРП усередині країни та підготовка персоналу повинні стати технологічним пріоритетом для компаній галузі та регуляторів. Однак поки що робота в цьому напрямку ведеться явно недостатніми темпами. Як зазначила у своїй доповіді експерт Енергетичного центру бізнес-школи СКОЛКОВО Катерина Грушевенко, у період з 2015 по серпень 2017 року не було зроблено жодного флоту ГРП. Роторно-керовані системи, за даними сайту НТЦ ПАТ «Газпром нафта», на кінець 2016 року перебували на стадії випробування. Експерт наголосила, що вже зараз дві третини нафтових запасів припадає на ТРВЗ.

До 2020 року скорочення видобутку не очікується

Директор Енергетичного центру бізнес-школи СКОЛКОВО Тетяна Митровау своєму виступі на презентації даного дослідження зазначила, що перші санкції щодо Росії та російських енергетичних компаній було запроваджено у 2014 році, але жодних спеціальних досліджень щодо їх впливу на нафтову галузь опубліковано не було.

«Ми не знали, який результат ми отримаємо. Перша гіпотеза передбачала, що наслідки будуть дуже тяжкими», – розповіла Митрова. Однак результати показали дещо іншу картину впливу санкцій.

«Нині жодних серйозних наслідків санкцій в операційній діяльності компаній не відчувається. Справді, видобуток останніми роками зростав, незважаючи на низькі ціни та санкції. Нафтова галузь рапортувала про успіхи. Але позитивна поточна ситуація не повинна вводити в оману, аналіз самого комплексу санкцій говорить про їхнє дуже широке трактування, в цьому і полягає основна загроза санкційного тиску», – зазначила експерт.

За її словами, до 2020 року, згідно з результатами моделювання, скорочення видобутку не передбачається, оскільки основні проекти вже профінансовані.

«Починаючи з 2020 року негативні тенденції будуть проявлятися дедалі помітніше і можуть призвести до зниження видобутку нафти в Росії на 5% до 2025 року та на 10% до 2030 року від поточних рівнів видобутку. Зниження видобутку в таких розмірах, звичайно, не катастрофічне для російської економіки, проте досить чутливе», – заявила Митрова.

Вона наголосила, що санкції – довга історія і для того, щоб російська нафтова галузь до них адаптувалася, необхідні додаткові зусилля держави та компаній з розробки власних технологій та виробництва необхідного обладнання.

«Є величезна частина нафтовидобутку, який безпосередньо залежить від технології ГРП. Саме наявність даного обладнання найбільше впливає на обсяги нафтовидобутку в країні. Але розробка і використання виробництва цієї технології переважно завдання російського уряду та промисловості», – пояснила директор Енергетичного центру.

Потрібна нова галузь

Керівник напряму «Газ та Арктика» бізнес-школи СКОЛКОВО Роман Самсонову своєму виступі зазначив, що, за його особистими спостереженнями, у Росії лише на тлі санкцій можна спостерігати прогрес у розробці та виробництві власного високотехнологічного обладнання.

«Ситуація із виробництвом високотехнологічного обладнання складна, але їй можна навчитися керувати. Фактично йдеться про створення цілої багатофункціональної підгалузі нафтогазомашинобудування», – зазначив Самсонов.

На думку учасників дослідження «Перспективи російського нафтовидобутку: життя під санкціями», настільки масштабне завдання щодо створення нової підгалузі важкого машинобудування за радянських часів вирішувалося лише завдяки державним директивам. В умовах сучасної ринкової економіки, в якій зараз розвивається РФ, механізми реалізації цього завдання ще не відпрацьовані.

Втім, це лише у Росії. Якщо подивитися на досвід західних країн, які з успіхом долають усі труднощі для видобутку ТРВЗ, стає зрозумілим, що такий спосіб давно знайдено. Найбільш виразно це видно на прикладі сланцевої індустрії США, яка активно кредитувалась навіть у період низьких цін, що допомогло їй вижити. Очевидно, що таке терпиме ставлення банків до цього сектору нафтовидобутку не могло обійтися без державної участі. Тепер вдячні сланцевики допомагають владі США стримувати ОПЕК та інших виробників нафти, активно впливаючи на світовий нафтогазовий ринок.

Катерина Дейнего

Ця технологія, що застосовується для інтенсифікації роботи та підвищення віддачі нафтовидобувних свердловин вже понад півстоліття, викликає, мабуть, найбільш спекотні суперечки серед екологів, вчених, простих громадян, а нерідко навіть самих працівників видобувної галузі. Тим часом суміш, що закачується у свердловину під час гідророзриву, на 99% складається з води та піску, і лише на 1% – із хімічних реагентів.

Що заважає нафтовіддачі

Основна причина низької продуктивності свердловин поряд з поганою природною проникністю пласта та неякісною перфорацією – зниження проникності привибійної зони пласта. Так називається область пласта навколо стовбура свердловини, схильна до найбільш інтенсивного впливу різних процесів, що супроводжують будівництво свердловини та її подальшу експлуатацію і порушують початковий рівноважний механічний і фізико-хімічний стан пласта. Саме буріння вносить зміни до розподілу внутрішніх напруг у навколишній забій породі. Зниження продуктивності свердловин при бурінні відбувається також у результаті проникнення бурового розчину або його фільтрату в привибійну зону пласта

Причиною низької продуктивності свердловин може бути неякісна перфорація внаслідок застосування малопотужних перфораторів, особливо в глибоких свердловинах, де енергія вибуху зарядів поглинається енергією великих гідростатичних тисків.

Зниження проникності привибійної зони пласта відбувається і при експлуатації свердловин, що супроводжується порушенням термобаричного рівноваги в пластовій системі та виділенням з нафти вільного газу, парафіну та асфальтосмолистих речовин, що закупорюють поровий простір колектора. Інтенсивне забруднення привибійної зони пласта відзначається і внаслідок проникнення до неї робочих рідин під час проведення у свердловинах різних ремонтних робіт. Приємність нагнітальних свердловин погіршується внаслідок закупорки порового простору пласта продуктами корозії, мулом, нафтопродуктами, що містяться у воді, що закачується. В результаті протікання подібних процесів зростають опори фільтрації рідини та газу, знижуються дебіти свердловин і виникає необхідність у штучному впливі на привибійну зону пласта з метою підвищення продуктивності свердловин та покращення їх гідродинамічного зв'язку з пластом.

Технологіяфрекінгу

Для підвищення нафтовіддачі пласта, інтенсифікації роботи нафтових і газових свердловин і збільшення ємності нагнітальних свердловин використовується метод гідровлічного розриву пласта або фрекінгу. Технологія полягає у створенні високопровідної тріщини в цільовому пласті під дією рідини, що подається в нього під тиском для забезпечення припливу видобутого флюїду до забою свердловини. Після проведення ГРП дебіт свердловини, як правило, різко зростає - або істотно знижується депресія. Технологія ГРП дозволяє «оживити» свердловини, що простоюють, на яких видобуток нафти або газу традиційними способами вже неможлива або малорентабельна.

Гідравлічний розрив пласта (ГРП) є одним з найбільш ефективних засобів підвищення продуктивності свердловин, оскільки призводить не тільки до інтенсифікації вироблення запасів, що знаходяться в зоні дренування свердловини, але і, за певних умов, дозволяє суттєво розширити цю зону, долучивши до вироблення зони, що слабо дренуються і пропластки – і, отже, досягти вищої кінцевої нафтовіддачі.

Історіяметоду ГРП

Перші спроби інтенсифікації видобутку нафти з нафтових свердловин було здійснено ще 1890-х роках. У США, де видобуток нафти в цей час розвивався стрімкими темпами, успішно випробували метод стимулювання видобутку із щільних порід за допомогою нітрогліцерину. Ідея полягала в тому, щоб вибухом нітрогліцерину роздробити щільні породи у привибійній зоні свердловини та забезпечити збільшення притоку нафти до вибою. Метод успішно застосовувався деякий час, незважаючи на очевидну небезпеку.

Перший комерційно успішний гідророзрив пласта було здійснено 1949 року у США, після чого їх кількість стала різко зростати. На середину 50-х кількість проведених ГРП досягло 3000 на рік. У 1988 року загальна кількість проведених ГРП перевищила 1 мільйон операцій, і це лише США.

У вітчизняній практиці метод ГРП почали застосовувати з 1952 року. Пік застосування методу було досягнуто в 1959 році, після чого кількість операцій знизилася, а потім ця практика зовсім припинилася. З початку 1970-х і до кінця 1980-х ГРП у вітчизняному нафтовидобутку у промислових масштабах не проводилися. У зв'язку з введенням у розробку великих нафтових родовищ Західного Сибіру потреба в інтенсифікації видобутку просто відпала.

… І день сьогоднішній

Відродження практики застосування ГРП у Росії почалося лише наприкінці 1980-х. Нині лідируючі позиції щодо кількості проведених ГРП займають навіть Канада. За ними слідує Росія, в якій застосування технології ГРП виробляють переважно на нафтових родовищах Західного Сибіру. Росія – майже єдина країна (крім Аргентини) поза США і Канади, де ГРП є звичною практикою і сприймається цілком адекватно. В інших країнах застосування технології гідророзриву утруднене через місцеві упередження та недорозуміння технології. У деяких із них діють суттєві обмеження щодо використання технології ГРП аж до прямої заборони на її застосування.

Низка експертів стверджує, що використання технології гідророзриву при видобутку нафти – це нераціональний, варварський підхід до екосистеми. У той же час метод широко застосовується практично всіма великими нафтовими компаніями.

Застосування технології ГРП досить широке – від низько-до високо проникних колекторів у газових, газоконденсатних та нафтових свердловинах. Крім того, з використанням ГРП можна вирішувати специфічні завдання, наприклад, ліквідувати піскопрояви у свердловинах, отримувати інформацію про ФЕС об'єктів випробування у пошуково-розвідувальних свердловинах і т.д.

Останніми роками розвиток технологій ГРП у Росії спрямовано збільшення обсягів закачування проппанта, виробництво азотних ГРП, і навіть багатостадійних ГРП в пласті.

Обладнання длягідророзриву пласта

Обладнання, необхідне гідророзриву пласта, виробляє низку підприємств, як зарубіжних, і вітчизняних. Одне з них - компанія «ТРАСТ-ІНЖИНІРИНГ», яка представляє широкий вибір обладнання для ГРП у стандартному виконанні, так і у вигляді модифікації, що виконується за бажанням замовника .

Як конкурентні переваги продукції ТОВ «ТРАСТ-ІНЖИНІРИНГ» необхідно відзначити високу частку локалізації виробництва; застосування найсучасніших технологій проектування та виробництва; використання вузлів та комплектуючих від світових лідерів галузі. Важливо і притаманну фахівцям компанії високу культуру проектування, виробництва, гарантійного, післягарантійного та сервісного обслуговування. Обладнання для ГРП виробництва ТОВ «ТРАСТ-ІНЖИНІРИНГ» легше придбати завдяки наявності представництв у Москві (Російська Федерація), Ташкенті (Республіка Узбекистан), Атирау (Республіка Казахстан), а також Панчево (Сербія).

Зрозуміло, метод ГРП, як і будь-яка інша технологія, що застосовується у видобувній галузі, не позбавлений певних недоліків. Один з мінусів фрекінгу – у тому, що позитивний ефект операції може бути зведений нанівець непередбаченими ситуаціями, ризик виникнення яких при такому широкому втручанні досить великий (наприклад, можливе непередбачене порушення герметичності водного резервуару, що поряд). Разом з тим. Гідравлічний розрив пласта є сьогодні одним з найбільш ефективних методів інтенсифікації свердловин, що розкривають не тільки низькопроникні пласти, але й колектори середньої та високої проникності. Найбільший ефект від проведення ГРП може бути досягнутий при впровадженні комплексного підходу до проектування гідророзриву як елемента системи розробки з урахуванням різноманітних факторів, таких як провідність пласта, система розстановки свердловин, енергетичний потенціал пласта, механіка тріщини, характеристики рідини розриву та проппанту, технологічні та економічні обмеження .

Незважаючи на прогнози про те, що в найближчому майбутньому паливна промисловість нібито залишиться без справ, фахівці пророкують таким корисним копалинам, як нафта і газ, тривалу актуальність і ще не швидкий захід сонця. Однак зміна парадигм в енергетичному комплексі точно відбудеться – наприклад, передбачається, що блакитне паливо (воно ж природний газ) стане у кілька разів більш затребуваним у населення, ніж чорне золото (нафта), яке зараз істотно впливає на світову економіку.

І все ж таки зараз темпи видобутку і одного, і іншого викопного залишаються високими, а отже, зайняті в цьому сегменті люди намагатимуться робити все можливе для виявлення та отримання їх максимальних запасів. У цьому їм допоможуть нові технології.

Розвідка та буріння: сучасні методи

Перш ніж приступити до процесу видобутку, нафту чи газ потрібно знайти у надрах землі. Компаніям доводиться працювати в умовах попиту на дані ресурси, що постійно збільшується, – так, згідно з прогнозами, пік їх актуальності припаде на 2023 рік. Саме тому видобувні організації освоюють передові методи, які допоможуть забезпечити достатнє постачання мешканців землі цінними запасами, а також зробити їхню розробку максимально безпечною, ефективною та екологічно чистою.

Сейсморозвідка є вивчення основних характеристик гірських порід з метою виявлення того, яка порода знаходиться в даному місці, і наскільки глибоко від поверхні вона залягає. Головними орієнтирами тут виступають закономірності, які у земної корі при штучному створенні пружних хвиль. Ці періодичні коливання викликаються завдяки:

• вибухів тротилових зарядів у неглибоких 10- або 20-метрових западинах;
• регулярно відновлюваному та тривалому вібраційному впливу (наприклад, за допомогою спеціальних машин).

Сьогодні сейсморозвідка вийшла на якісно новий рівень, адже отримання інформації, важливої ​​з погляду інженерної геології (обсяги, вік, стан корисних копалин та ін.), тепер можливе у 3 вимірах завдяки високотехнологічним приймальним апаратам. На відміну від 2D-методу, де пристрої поміщаються на одній прямій лінії щодо джерела, тут обладнання розставляється по всьому периметру зони розвідки. Це дозволяє виявити комплексну цінність у контексті подальшого видобутку, адже на екрани потужних комп'ютерів виводяться зовсім не недостатні відомості, а об'ємні наочні моделі підземних шарів з вичерпними даними.

Іноді результативність та економічність способу підвищується ще більше за рахунок відстеження перспективного родовища у часі (4D-метод). Аналіз безперервно змінюваних показників здатний допомогти працівникам як знизити витрати, пов'язані з бурінням, а й звести до мінімуму кількість сухих свердловин (тих, що виявилися непродуктивними і дали промислового припливу цінних ресурсів).

Оксид вуглецю, пісок, ГРП: безпечне поєднання

Наступна нова технологія нафтового та газового видобутку вперше почала використовуватися ще в далекому 1947 році, проте досі вона продовжує вважатися інноваційною та високоефективною з погляду обсягів порід, що витягуються з підземних утворень. Основою методу є гідравлічний розрив пласта – процес, під час якого в пробурену свердловину подається суміш речовин (води, піску та хімічних реактивів), що знаходиться під тиском. В результаті подібного впливу, що забиває отвір, відбувається освіта та розширення тріщин, завдяки чому приплив корисних копалин стає більш інтенсивним, а робота з ним – легше.

Як своєрідні «наповнювачі» для ГРП можуть використовуватися різні матеріали. Якщо говорити про робочу рідину, то тут зазвичай застосовуються солянокислотні розчини або розчини з високомолекулярними полімерами, а також у деяких випадках – власне сира нафта. Матеріалом, що розклинює, як правило, виступає кварцовий пісок або який-небудь пропант з гранулами до 1,5 мм.

Один з найрезультативніших показників демонструє оксид вуглецю, що змішується з піском, вводиться в свердловину за технологією ГРП. Згодом він випаровується, завдяки чому у пласті залишається лише пісок, нездатний надати на ґрунт ніякого руйнівного ефекту. Так що даний метод дозволяє не тільки зробити розробку родовища набагато інтенсивнішим, але й захистити довкілля, породи та ґрунтові води від накопичення небезпечних відходів.

У російську мову словосполучення перекочувало з англійської, де coiled tubing дослівно перекладається як колона гнучких труб. На даний момент обладнання, виконане за цією технологією, вважається найінноваційнішим серед інших. Принципово новим тут є відмова від традиційних збірних бурильних установок на користь безперервних гнучких (безмуфтових) труб. Цей метод дозволяє нафтовій та газовій промисловості:

• ставати все менш залежною від витрат;
• зменшувати кількість відходів;
• скорочувати час експлуатації у 3-4 рази порівняно з виконанням робіт у рамках звичайного способу!

Колтюбінг нерозривно пов'язаний з металургійною промисловістю, адже спочатку він вимагає виробництва гнучких механізмів легкого, середнього або важкого класу, потім - правильного складання конструкторами, і вже наприкінці - установки ПЗ для обслуговування апаратного комплексу та грамотного перетворення інформації, що отримується. Головним недоліком технології є відсутність у неї можливості обертання, через що видобувні компанії все ж таки вважають за краще бурити основні свердловини за допомогою традиційних установок. Лише після цього вони підключають до розробки родовища обладнання для колтюбінгу, куди можуть відноситися не тільки гнучкі металеві труби, а й різальні інструменти, насоси, техніка для нагрівання рідин, різноманітні насадки та багато іншого.

Дана нова технологія в нафтовій та газовій галузі, що носить назву Measurement while drilling (Вимірювання в процесі буріння), знову виявляється нерозривно пов'язаною з методико-математичним апаратним забезпеченням і комп'ютеризацією. Справа в тому, що для запобігання помилкам, аваріям і НП співробітникам потрібно весь час стежити за ключовими показниками процесу, і, зокрема, за положенням осі свердловини в просторі. Для цього навіть була розроблена особлива категорія, що розглядає вимір кутів – інклінометрія, в рамках якої відбувається розвиток різних телеметричних систем контролю. Частина датчиків розташовується під землею, тоді як інша знаходиться над поверхнею. Зв'язок між ними здійснюється за такими каналами:

• гідравлічним;
• акустичним;
• електромагнітним;
• електропровідним та багатьом іншим.

Сьогодні функціонал цих автоматизованих установок розширюється практично з кожним днем. Наприклад, найпередовіші механізми, звані «модульними», дозволяють як контролювати основні технологічні і навігаційні характеристики, а й здійснювати часткові геофізичні дослідження і досліджувати;

• віброметрію;
• опір гірських порід;
• природне гамма-випромінювання видобутих корисних копалин та ін.

Інші напрями: транспортування та зберігання

Важливим є також перевезення нафти і газу та їх подальша експлуатація. Так, сьогодні всі видобувні організації перейшли на технологію використання універсальних контейнерів-цистерн за стандартом ISO, які не забруднюють атмосферу через відсутність найменших дірок та тріщин навіть на стикових місцях. Однак деякі компанії вирішили піти ще далі і перетворити їх на самостійні довгострокові сховища для цінних ресурсів! По-перше, так справді вдається уникнути аварій, адже необхідність проводити по кілька зливних та наливних операцій просто відсутня. Споживач оформляє договір купівлі-продажу та отримує блакитне паливо або чорне золото все в тому самому контейнері або за допомогою логістичної послуги від замовника, або шляхом самостійного транспортування вантажу. Подібний метод дозволяє значно заощадити на капіталовкладеннях, адже не вимагає ані насосного обладнання для перекачування, ані взаємодії із посередницькими нафтовими та газовими базами. Корисна копалина фактично доставляється в руки клієнта прямо з видобувного заводу.

Однією з активно освоюваних нині способів зберігання нафти і є також поміщення в підземні резервуари багаторічномерзлих дисперсних порід. Вони не позначаються на якості продуктів, що зберігаються навіть при тривалому контакті і відповідають вимогам щодо стабільної стійкості. Майбутня «ємність» розморожується, після чого очищається від водоґрунтової суміші, заповнюється і тим самим герметично закупорюється.

Нехай за подібним сховищем необхідно постійно стежити, т.к. теоретично тут у будь-який момент можуть проступити ознаки деформації навколишніх пластів або зниження температури з подальшим відтаванням льодів, все ж таки це - оптимальне рішення для тривалого збереження ресурсів. На відміну від наземних сталевих тар, підземні багаторічномерзлі масиви виявляються гранично чистими з екологічного погляду та практично невибухонебезпечними, адже регулюються природними умовами.

Останнім часом у нафтовому виробництві дедалі частіше стали використовувати гідророзрив пластів (ГРП). ГРП одна із найефективніших методів на привибійну зону свердловин. Найперший досвід гідророзриву пласта у Когалимському регіоні було проведено 1989 року на Повхівському родовищі. З цього моменту пройшло багато часу, було впроваджено різні технології гідророзриву, і цей процес став невід'ємною частиною роботи всіх родовищ підприємства. Якщо раніше основним завданням ГРП було відновлення природної продуктивності пласта, погіршеної в процесі буріння та експлуатації свердловин, то зараз у пріоритеті - збільшення нафтовіддачі пластів на родовищах, що знаходяться на пізній стадії розробки як за рахунок залучення в розробку зон, що слабо дренуються, і інтервалів в об'єктах з високим ступенем вироблення запасів, і залучення у розробку низькопроникних, сильнорозчленованих об'єктів. Два найбільш важливі напрями розвитку в нафтовидобутку за останні 15 років - це якраз гідророзрив пласта та буріння горизонтальних свердловин. Ця комбінація має дуже високий потенціал. Горизонтальні свердловини можна бурити перпендикулярно, або вздовж азимуту розвитку тріщини. Практично жодна технологія у нафтогазовій промисловості не дає такої високої економічної віддачі. У цьому переконалися співробітники Тевлінсько-Руськінського родовища, випробувавши на свердловині 1744 метод поінтервального ГРП. Про успішний досвід нам розповів провідний інженер відділу підвищення нафтовіддачі пластів Юрій Міклін.

В епоху високих цін на енергоносії добувні компанії прагнуть витягти максимум зі своїх активів, видобуваючи стільки вуглеводнів, скільки виправдано економічно, - розповідає Юрій, - з цією метою часто залучаються до розробки протяжних інтервалів пласта за допомогою горизонтальних свердловин. Результати традиційного гідророзриву пласта в таких свердловинах можуть виявитися незадовільними з економічних та технологічних причин. Метод поінтервального або, як ще кажуть, багатоінтервального ГРП, здатний забезпечити більш ефективне вироблення запасів нафти за рахунок збільшення площі контакту тріщини з пластом та створення високопровідних шляхів для руху нафти. Погіршені колекторські властивості пластів змушують видобувні компанії шукати все нові і нові шляхи економічно більш вигідних шляхів будівництва свердловини для подальшої стимуляції пластів, що цікавлять, з використанням останніх досягнень науки і техніки. Усвідомлюючи це, компанії прагнуть скоротити час, відповідно, і витрати на додаткові спускопідйомні операції та роботу бригад капітального ремонту свердловин за допомогою спеціального обладнання, яке стає складовою свердловини.

Одним із шляхів виходу є закінчення свердловини з горизонтальним закінченням хвостовиком з циркуляційними клапанами на компонуванні, які служать для закачування суміші рідини з пропанітом. Це компонування включає розбухаючі пакери, призначені для закріплення хвостовика і надання йому стійкості у відкритому необсаженном стовбурі.

Процес гідророзривупластів полягає у створенні штучних та розширенні наявних тріщин у породах привибійної зони при впливі підвищених тисків рідини, що нагнітається в свердловину. Вся ця система тріщин пов'язує свердловину з віддаленими від вибою продуктивними частинами пласта. Для запобігання змиканню тріщин в них вводять крупнозернистий пісок, що додається в рідину, що нагнітається в свердловину. Довжина тріщин може досягати кількох десятків метрів.

Тут треба враховувати, що відстань між місцями встановлення циркуляційних клапанів і відповідно місцями ініціювання тріщин у горизонтальному стовбурі впливатиме на продуктивність кожної ділянки, – зазначає Юрій, – тобто потрібно вибрати оптимальну відстань між тріщинами, виходячи з геометрії тріщин, що проектуються. Ми повинні максимально убезпечити себе від перетину тріщин у продуктивному пласті, що може спричинити ускладнення при проведенні ГРП. В ідеальному випадку максимальний дебіт можливий при відстані між тріщинами, що дорівнює радіусу дренування. Ця умова неможлива, враховуючи конструкцію свердловини 1744Г, тому розташування тріщин необхідно було вибирати з максимально можливим видаленням один від одного.

Враховуючи похило залягання пластів, горизонтальні свердловини найкраще підвищують площу контакту з продуктивним пластом. Проведення ГРПза технологією Zone Select проходить наступним чином: спочатку проводиться гідророзривнайдальшого інтервалу через компонування, в якому вже відкрито циркуляційний клапан. Після чого з поверхні колону НКТ (насосно-компресорних труб) разом з продавочною рідиною запускається куля, який, досягаючи вибою свердловини, спочатку відкриває другий циркуляційний клапан для обробки наступної ділянки, а потім сідає в спеціальне сідло, відсікаючи оброблений інтервал. При двох інтервалах обробки використовується одна куля. Пропорційно збільшення кількості інтервалів обробки збільшується і кількість куль. Причому кожна наступна куля має бути більшого діаметра, ніж попередня. Кулі виготовляються із алюмінію, і це важливо. Після стимуляції необхідної кількості інтервалів та закачування розрахункової кількості суміші рідини та піску флот ГРП їде зі свердловини. На свердловину стає флот ГНКТ (гнучкі насосно-компресорні труби), який здійснює промивання, фрезерування куль та освоєння свердловини з визначенням профілю припливу та добових можливостей свердловини. Освоєння виробляється азотом - це найбільш перспективний напрямок зниження тиску на забій свердловини. У ТПП «Когалимнафтогаз» за цією технологією було проведено обробку двох інтервалів свердловини 1744г Тевлінсько-Руськинського родовища. Порівняно з сусідніми горизонтальними та похило-спрямованими свердловинами після проведення на них ГРП за стандартною технологією, на цій свердловині були отримані вищі технологічні показники. Початковий дебіт нафти на свердловині 1744г становив близько 140 тонн на добу.

Насамкінець хочеться відзначити, що саме масштабне застосування ГРПдозволяє зупинити падіння видобутку нафти на родовищах ТПП "Когалимнафтогаз" та збільшує вироблення запасів із середньо- та низькопродуктивних колекторів. Перевагами проведення поінтервального ГРП у горизонтальних свердловинах за технологією «Zone Select» є не тільки збільшення ефективної площі контакту пласта зі свердловиною, що дренує пласт, а й подолання пошкодження привибійної зони стовбура свердловини після буріння, а також прилучення в розробку слабодренованих ділянок з низькими фільтраційними властивостями. Це свідчить про те, що горизонтальні свердловини із застосуванням поінтервального ГРП більш ефективні та економічно вигідні.