Главная задача, которая сегодня стоит перед нефтяниками, заключается в повышении коэффициента извлечения «черного золота». Чтобы ее решить, требуются эффективные технологии. Одну из таких инноваций разрабатывают российские специалисты.

Только за счет открытия новых месторождений поддержать текущий уровень добычи углеводородов, а это около 512 млн тонн в год, стало невозможно. Тем более, что эпоха легкой нефти, добываемой на простых по геологии месторождениях, закончилась, уступив место трудноизвлекаемым запасам (ТрИЗ): сверхтяжелой нефти, битумам, сланцевой нефти баженовской и доманиковой свит. И если еще в начале века доля ТрИЗ в общем объеме добычи составляла чуть более 1%, то к 2025 году она выросла до 63%.

В поисках потенциала

Один из технологических вызовов для нефтяной отрасли — эффективное освоение высоковязкой нефти, объем извлекаемых остаточных запасов которой в РФ, по оценкам ученых, составляет около 5,8 млрд тонн. Но вклад таких месторождений в общую добычу чуть превышает 20%. Дело в том, что известные технологии повышения нефтеотдачи малоэффективны для подобных запасов, особенно в случае их залегания на глубине 1,5–3,5 км.

Другой тип потенциальных запасов углеводородов с малой долей в общем объеме добычи — нефтеносные пласты, в составе которых имеется кероген (твердое высокомолекулярное органическое вещество, служащее прекурсором для образования нефти и газа). Речь идет о сланцевых месторождениях баженовской, ачимовской, доманиковой и хадумской свит (БАДХ).

Сланцевые месторождения в РФ отличаются от иностранных глубиной залегания пластов: если в США это сотни метров, то в России – 2,5 км и более. Очевидно, что для эффективной добычи нужны передовые технологии.

Требуется «конвейер»

Сегодня в мире достаточно широко используются общеизвестные тепловые методы (циклическая закачка пара, паровое заводнение, парогравитационный дренаж, внутрипластовое горение и закачка горячей воды). Но, поскольку они разрабатывались для неглубоких (до 1,5 км) залежей высоковязкой нефти, то их применение на больших глубинах не приносит должного эффекта.

Внедрение инновационных тепловых методик увеличения нефтеотдачи влечет за собой разработку новых видов наземного и скважинного оборудования, отличающегося повышенными термобарическими характеристиками. И здесь уже требуется долгосрочный заказ на отечественные технологии и оборудование, чтобы сформировать так называемый «конвейер инноваций» для разведки и разработки месторождений.

Дорогу инновациям

Изменить ситуацию в сегменте добычи высоковязкой нефти и нефти керогенсодержащих пластов реально с помощью инновационного теплового метода увеличения нефтеотдачи — термохимического воздействия теплоносителем в виде воды в сверхкритическом состоянии.

Принцип следующий: при температуре свыше 374 °C и давлении более 21,4 МПа вода переходит в особое состояние, сочетая в себе одновременно свойства жидкости и газа. В этих условиях она становится мощным растворителем органических соединений и инициирует целый спектр физико-химических процессов в пласте. Сверхкритическая вода способна обеспечивать необратимое снижение вязкости тяжелых фракций за счет акватермолиза, улучшать фильтрационно-емкостные свойства нефтяного коллектора, вовлекать в работу ранее недренируемые участки. В ходе исследований был зафиксирован рост извлечения нефти до 90% и более на модельных образцах керогенсодержащих пластов.

Впереди всех

В России разработкой технологии термохимического воздействия (ТТХВ) занимается ГК «Кириллица» (методика уже проходит адаптацию к полевым условиям месторождений). «Проводится не точечное исследование метода, а проектирование комплексной высокотехнологичной нефтесервисной услуги, включающей элементы подбора объекта воздействия, инженерного моделирования, флот специализированного термостойкого оборудования и системы цифрового мониторинга. Без полного цикла — от моделирования технологического эффекта до сопровождения операционной реализации и уточнения параметров воздействия — эффективное масштабирование подобных решений невозможно», — пояснил заместитель генерального директора по технологическому развитию «Оил Ресурс» (входит в ГК «Кириллица»), доктор технических наук Константин Прочухан.

Оценка эффективности

Согласно предварительным оценкам, внедрение прогрессивного метода только на объектах с высоковязкой нефтью принесет дополнительно до 50 млн тонн в год.

Немаловажное значение имеет и экологический аспект – вода в сверхкритическом состоянии не требует применения токсичных химических реагентов, а основные процессы протекают непосредственно в пласте.

«Появление отечественных технологий подобных ТТХВ демонстрирует, что наша научная и инженерная школа способна предлагать высокотехнологичные решения в ответ на самые сложные геологические вызовы», — отметил Константин Прочухан. По его словам, задача следующего этапа заключается в индустриализации разработок, формировании производственных цепочек, интеграции оборудования и сервисных компетенций в одну комплексную нефтесервисную услугу.

Фото: pxhere.com