Трудная нефть Бажена
Как добывают нефть будущего
Более века традиционные месторождения нефти давали нашей цивилизации энергию. Сегодня они постепенно истощаются. Их может хватить ещё примерно на 30 лет.
Возобновляемые источники в обозримом будущем не смогут удовлетворить и половины наших запросов в энергии. Главный вызов и шанс для отрасли — "трудная" нефть. Но рентабельно добывать её человечество пока не научилось.
Крупнейший в мире источник "трудной" нефти — баженовская свита. Это неприступные нефтеносные пласты, залегающие на глубине трёх тысяч метров под всей Западной Сибирью. Их площадь — более миллиона квадратных километров.
Центр создания технологий для разработки баженовской свиты — Пальяновское месторождение в Ханты-Мансийском автономном округе.
Одну из первых скважин глубиной чуть более 20 метров пробурили в 1846 году в Баку. Сегодня же нефть добывают на глубине до пяти километров.
Бур, основной инструмент для строительства скважин, изобрели в конце 19 века. Когда-то это было простое механическое изделие.
Сегодня буровое оборудование — сложная инновационная система с десятками датчиков и алмазными резцами, управлять которой человеку помогает искусственный интеллект.
Датчики определяют состав пород, анализируют давление, скорость бурения, нагрузку на оборудование и ещё десятки параметров.
Это позволяет с ювелирной точностью попадать в нужный пласт толщиной всего несколько метров на глубине более трёх километров, вслепую под землёй преодолевать сложные препятствия.
Погружаясь под землю, мы совершаем путешествие длиной в миллионы лет. Каждый пласт хранит память о главных событиях того времени.
Традиционная нефть
Глубина: ~2000 м
На глубине около двух километров залегают нефтяные пласты высотой в несколько десятков метров. Это традиционная нефть, её месторождения разрабатывались многие десятилетия. Но сегодня они истощаются.
В поисках новых источников углеводородов мы движемся глубже, к трудноизвлекаемым ресурсам. К 2020 году они составляют около 65% от всех запасов в России.
Баженовская свита
Глубина: ~3000 м
Трудноизвлекаемая, или "трудная" нефть — это противоположность традиционным углеводородам. В баженовской свите она находится в тысячах ячеек, из которых её нужно извлечь.
Основная сложность добычи трудной нефти состоит в том, что она как будто запечатана в пластах. Чтобы достать её оттуда, требуются новые технологии.
Традиционный коллектор
Пласты похожи на губку: они хорошо пропускают нефть, углеводороды легко попадают в скважину
Баженовский горизонт
Пласты бажена больше напоминают плотную глину, чем губку — обычные методы добычи здесь бессильны
Освоение "трудных" пластов стало возможным благодаря развитию технологий. Главные инструменты их разработки — это высокотехнологичные горизонтальные скважины и гидроразрыв пласта (ГРП).
Доля скважин с ГРП
Чем меньше остаётся новых месторождений традиционной нефти, тем чаще необходим гидроразрыв, открывающий доступ к "трудным" запасам.
Если первые скважины выглядели как вертикальные прямые между точкой бурения и залежью, то сейчас их траектория может меняться. На большой глубине они заходят прямо в нефтеносную зону параллельно поверхности.
При гидроразрыве в пласт под высоким давлением закачивается жидкость, из-за чего в породе появляются трещины. Они "дотягиваются" до множества разрозненных залежей в бажене.
Чтобы трещины не "схлопнулись", их стенки укрепляют с помощью специальной смеси — пропанта.
Нефть попадает в скважину, а затем на поверхность.
Гидроразрыв выполняется на глубинах в среднем около трёх километров.
Он безопасен как для грунтовых вод, которые залегают не ниже 200 метров, так и для самых глубоких артезианских источников глубиной около километра. От поверхности и других пластов ГРП отделяют километры непроницаемых твёрдых и глинистых пород-барьеров.
При гидроразрыве в пласт закачивается смесь из воды и песка. Потом в неё добавляют загуститель из гуаровой камеди — экологически чистого вещества на основе бобов растения гуар. Она знакома нам как пищевая добавка, которую используют в десертах.
Вода, Песок, Гуар - всё это делает ГРП безопасным для человека и природы.
Бурение "трудных" пластов можно сравнить с погружением в Марианскую впадину: здесь можно столкнуться с огромным числом осложнений, поэтому без цифровых помощников не обойтись.
Они помогают нефтяникам добиваться максимальной точности при гидроразрыве.
Программа "КиберГРП" контролирует геометрию, размеры и другие параметры трещин, а экспертная система ProБА накапливает информацию, позволяя быстро принимать нужные решения.
Контроль за бурением высокотехнологичных скважин "Газпром нефти" по всей России и за рубежом ведётся из Санкт-Петербурга, где находится центр управления бурением "ГеоНавигатор". Его специалисты круглые сутки следят за строительством скважин на самых сложных объектах.
24 часа в сутки
7 дней в неделю
365 дней в году
Санкт-Петербург
В 2017 году Минэнерго России присвоило проекту по разработке баженовской свиты статус национального. Его оператором является "Газпромнефть-Технологические партнёрства" (ранее — Технологический центр "Бажен").
"Газпром нефть" является национальным лидером по разработке "трудных" углеводородов. Компания развивает комплекс технологий, который обеспечит России доступ к баженовской кладовой. За последние годы нефтяники более чем в два раза снизили стоимость добычи бажена.
Следующий шаг — создание промышленной технологии освоения нетрадиционной нефти — намечен на конец 2021 года. К 2025 году "Газпром нефть" планирует вывести технологии на новый уровень, который позволит начать добычу бажена на новых участках по всей Западной Сибири.
Создание промышленной технологии добычи из бажена откроет России доступ к колоссальным запасам. От них зависит сохранение уровня нефтедобычи, стабильности экономики и рынка труда, а также позиций страны на мировом рынке энергоресурсов.
100 раз - рост добычи баженовской нефти к 2035 году.
13:19 23.12.2020
(обновлено: 14:35 06.03.2024)
