Конец эры легкодоступной нефти
Потребление нефти с каждым годом растет, и человечество уже израсходовало большую часть ее запасов. По крайней мере тех, которые легко добыть. Однако на планете, особенно в России, остались месторождения трудноизвлекаемой нефти.
«Нефтяное месторождение — это не подземное озеро нефти, а скорее это гигантская каменная губка: нефть скрыта в миллиардах микроскопических пор и трещин горных пород — песчаников, известняков и других коллекторов. Итак, нефть скрыта в порах пород, а ее добыча определяется свойствами пласта. Трудноизвлекаемыми запасами (ТрИЗ) мы называем все ресурсы, разработка которых экономически нерентабельна из-за отсутствия необходимых технологий, их высокой стоимости или сложности геологических условий», — объяснила генеральный директор ООО «АЦТЭК» Дарья Козлова во время отраслевого семинара в Министерстве энергетики Российской Федерации на тему: «Трудноизвлекаемые запасы нефти: технологии добычи и экономическая целесообразность» (здесь и далее цитаты по этому семинару).
В России особенно много таких трудноизвлекаемых полезных ископаемых. Как рассказал министр энергетики России Сергей Цивилев, доля ТрИЗ в общем объеме добычи нефти увеличилась более чем в 3 раза за 15 лет — с 20% в 2010 году до более чем 60% в 2025 году.
«Основной потенциал сосредоточен в трех регионах. Это Арктика и Восточная Сибирь, которые характеризуются сложной логистикой и низкой геологической изученностью. Стоимость геологоразведки здесь сопоставима с шельфовыми проектами. Второй — шельф, но он требует уникальных технологий, которых пока нет, а также развития инфраструктуры (буровых платформ и ледокольного флота). И наконец, третий регион — западная Сибирь (Ачмовская и Тюменская свиты), — это наиболее перспективный сегмент для быстрого и эффективного ввода в разработку. Около 60% ресурсной базы этих свит сосредоточено на севере региона», — рассказал заместитель начальника департамента по геологоразведочным работам и развитию ресурсной базы ПАО «Газпром нефть» Юрий Масалкин.
Причем в Сибири находится самый лакомый кусок — баженовская свита — крупнейшая в мире сланцевая формация. По оценкам геологов, в ее недрах таится до 60 млрд тонн нефти. Это в 4-7 раз больше оценки потенциала формации Баккен в США, ставшей родиной сланцевой революции.
«Сегодня перед мировым энергетическим сектором стоит общая проблема: легкодоступные ресурсы практически исчерпаны. Отрасль переходит к разработке трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ), что превращает добычу нефти в область высоких технологий, сопоставимых с космическими. Наглядным примером сложности задачи служит сравнение кернов: если 15 лет назад добыча велась с глубины 2000 метров и образцы породы сохраняли свойства нефти, то современные керны с глубины 4000 метров представляют собой прочные, практически «каменные» структуры, требующие принципиально новых подходов к извлечению ресурсов.
Победителем в глобальной конкуренции станет та страна, которая первой разработает и внедрит наиболее эффективные технологии для работы с такими запасами», — считает Цивилев.
ТрИЗ являются одним из ключевых резервов для поддержания и наращивания добычи углеводородов в долгосрочной перспективе. И для удовлетворения растущего спроса и восполнения естественного падения добычи в мире, страны будут наращивать свою добычу. Это потребует активной разработки ТрИЗов в России.
Выжать нефть из камня
Разработка ТрИЗ требует решений, сопоставимых по сложности с самыми передовыми технологиями. Например, оборудованию приходится работать в экстремальных условиях: при температурах до 1000 градусов и колоссальных вибрационных нагрузках в агрессивной среде. Для реализации этих задач необходимы научные прорывы.
«Проблемы, с которыми сталкиваются специалисты, можно разделить на две категории. Первое — скважинные вызовы: рост пластовых температур (от 150°C) и давлений (от 1000 атмосфер), наличие агрессивных сред (кислые газы, диоксид углерода), а также работа с тонкими пластами-коллекторами (мощностью от 0,5 до 5 метров). Второе — операционные вызовы: удаленность инфраструктуры, экстремальные климатические условия (от -60°C до +50°C) и необходимость утилизации попутных вод и газов. Причем традиционные методы сейсморазведки и геофизических исследований скважин зачастую тоже оказываются недостаточно эффективными, что требует перехода к новым стандартам», — рассказал руководитель «Центра компетенций технологического развития ТЭК» Олег Жданеев.
Поэтому для разработки ТрИЗ эксперты отрасли предлагают развивать следующие технологии.
Современную сейсморазведку: повышение плотности съемки (до 576 каналов и выше) и использование центральных регистраторов с поддержкой до 100 тысяч каналов для улучшения разрешающей способности.
Цифровые технологии: создание «цифрового керна» для проведения виртуальных экспериментов, а также развитие отечественного ПО для полноволновой обработки 3D-сейсмики и построения трехмерных геологических моделей.
Автоматизацию бурения: внедрение высокоавтоматизированных комплексов, способных выполнять программу бурения по модели с минимальным участием человека и корректировкой параметров в реальном времени.
Интенсификацию добычи: применение высокотехнологичного гидроразрыва пласта (ГРП) и методов внутрипластовой конверсии (например, закачка сверхкритической воды при температурах до 550°C и давлении до 600 атмосфер).
Освоение шельфа: проектирование ледостойких морских буровых установок и судов обеспечения для работы в арктических условиях.
Для стимулирования отрасли в России уже развиваются эти технологии, — например, уже запущено серийное производство отечественных флотов ГРП (гидравлический разрыв пласта), способных работать при давлениях свыше 1000 атмосфер. Все развиваемые технологии имеют высокий экспортный потенциал.
Мировой рынок технологий для ТрИЗ оценивается более чем в $300 млрд.
Российские решения могут быть востребованы в Латинской Америке, Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, где актуальны задачи освоения высоковязких нефтей и глубокозалегающих объектов.
Заместитель генерального директора АО «Зарубежнефть» по геологии и разработке Игорь Афанасьев, сказал, что сейчас для обеспечения рентабельности добычи отрасль переходит к комплексным решениям, объединяющим науку и инженерные компетенции.
«Сегодня гидроразрыв пласта остается основным инструментом при разработке такой нефти. Современные технологии предполагают создание множественных трещин при высоких скоростях закачки, что позволяет «вскрыть» пласт и обеспечить доступ к нефти. Также применяется каталитический акватермолиз: технология, реализованная совместно с Казанским федеральным университетом, которая позволяет перерабатывать тяжелую нефть непосредственно в пласте. Это позволяет сделать процесс более эффективным и рентабельным. Кроме того, ведутся исследования в области внутрискважинных нагревателей на основе отходов атомной промышленности (кобальт и европий), что теоретически может обеспечить практически бесконечный источник энергии для разогрева пласта», — рассказал Афанасьев.
Трудная нефть — легкое будущее
Пока основным барьером для освоения ТрИЗ остается высокая стоимость бурения и логистики. В Западной Сибири компании уже находят наиболее продуктивные зоны, где добыча рентабельна. Однако к масштабному освоению северных территорий отрасль пока не готова.
Тем не менее, российская нефтяная отрасль обладает достаточным технологическим потенциалом для поддержания стабильной добычи нефти. Но успех стратегии развития зависит от способности компаний проводить аудит запасов, подбирать оптимальные налоговые и технологические инструменты для каждого типа месторождений и продолжать работу по снижению себестоимости добычи в условиях усложняющейся ресурсной базы.
