Нафта дорожчає! Нафта дешевшає? Як санкції США стосовно Ірану відіб’ються на цінах на бензин і курсі валют? І багато чорного золота насправді залишилося в земних надрах? З подібних заголовків починаються ранкові випуски новин і ними ж закінчуються вечірні ефіри. Незважаючи на прогнози футурологів і письменників-фантастів, вчені на початку XXI століття так і не винайшли вічний двигун з ККД 100% або чарівну батарею, здатну закрити всі потреби людства в універсальному паливі. Нафта як і раніше залишається надзвичайно популярним ресурсом в усіх без винятку державах. Але варто пам’ятати, що цей ресурс не нескінченний. І що далеко не все чорне золото, ще приховане в надрах планети, людство здатне добути.
Нафта дорожчає! Нафта дешевшає? Як санкції США стосовно Ірану відіб’ються на цінах на бензин і курсі валют? І багато чорного золота насправді залишилося в земних надрах? З подібних заголовків починаються ранкові випуски новин і ними ж закінчуються вечірні ефіри. Незважаючи на прогнози футурологів і письменників-фантастів, вчені на початку XXI століття так і не винайшли вічний двигун з ККД 100% або чарівну батарею, здатну закрити всі потреби людства в універсальному паливі. Нафта як і раніше залишається надзвичайно популярним ресурсом в усіх без винятку державах. Але варто пам’ятати, що цей ресурс не нескінченний. І що далеко не все чорне золото, ще приховане в надрах планети, людство здатне добути.
Редакція ПМ
Споживання нафти з кожним роком зростає, так чи варто дивуватися, що людство вже витратив більшу частину її запасів (за різними оцінками, від 57 до 66% доступних вуглеводнів)? Одні вчені лякають, що нафти на планеті залишилось лише на 50 років і потрібно шукати їй альтернативу. Інші обнадіюють, що її ще дуже багато. Правда, щоб її дістати, доведеться неабияк попітніти.
«Легка» і «важка»
Фахівці поділяють нафту на «традиційну» і «трудноизвлекаемую». Традиційні родовища нафти виявляються в тих випадках, коли поряд з нафтоносним геологічним пластом є так званий колектор. Це гірська порода з хорошою нефтепроницаемостью, через яку нафтова суміш може рухатися — як рідина крізь пористу губку. Як правило, зверху колектор замикається «пробкою», породою з більшою щільністю і меншою проникністю. Щоб дістатися до нафти, цю пробку необхідно пробити. Метод видобутку чорного золота шляхом буріння вертикальних свердловин в колекторах відомий ще з позаминулого століття.
ЦІКАВИЙ ФАКТ
Традиційні запаси нафти залягають відносно неглибоко — на глибині від двох десятків метрів. Першу в світі нафтову свердловину пробурили російські фахівці в Баку в 1846 році на глибині 21 метр. Нетрадиційні запаси можуть залягати на глибинах понад 3 кілометрів.
Однак розвідані традиційні запаси нафти, які людина десятиліттями здобував дідівським способом, підходять до кінця. Податливих колекторів, готових без опору віддати свої скарби, стає все менше. А попит на рідкі вуглеводні зростає по всьому світу — як на розвиненому Заході, так і у вже наздоганяючих США і Європу стрімко зростаючих економіках Азії. Альтернативою, на тлі виснаження існуючих родовищ, і перспективним джерелом нафти стають так звані важковидобувані і нетрадиційні запаси. Вони володіють величезним потенціалом, але їх видобуток утруднена складними геологічними умовами, які вимагають застосування нових підходів в області розвідки і видобутку. Розробка таких родовищ ускладнюється не тільки суворими кліматичними умовами, а також нерівномірністю порід, глибиною буріння, маленькою товщиною пласта і — часом —відсутністю технологій для рентабельного їх освоєння. «Важка» нафта ховається в давніх і поки практично не потривожених пластах баженовської свити, доманиковых відкладах і запаси доюрского комплексу. Простіше кажучи, мова йде про «скарбниці», ключів до якої людина так і не зміг підібрати. І доступ до цієї нафти можливий тільки за рахунок створення технологій, що перевершують використовувані сьогодні рішення.
Східно-Мессояхское родовище (Ямало-Ненецький автономний округ, Гыданский півострів)
Велика частина «важкої нафти» таїться в сланцях — нефтематеринской геологічній породі, «колисці» вуглеводнів. При цьому на шляху до неї глибоко під землею нафтовикам нерідко зустрічаються і породи, що володіють дуже високою щільністю — спробуй пробурити! Основні запаси сланцевої нафти залягають на глибині близько 3 кілометрів. Найбільшими покладами цього у всіх відносинах важкого ресурсу володіють Росія (за різними оцінками — від 30 до 60% світових запасів), США, КНР, Аргентина і Лівія. Звичайне вертикальне буріння в таких родовищах малорентабельне, так як сланець володіє малою нефтепроницаемостью — вкрай неохоче віддає нафту свердловині з-за високої щільності породи. Мовою аналогій, традиційне родовище — це побутова поролонова «губка», яку можна «вичавити» в тазик без великих зусиль, а сланець — це шматок просоченого нафтою твердої і пористій «пемзи» або навіть міцного каменю. Ніби і зрозуміло, що нафта всередині, але як її звідти витягти — серйозне питання і справжній виклик для цілої галузі.
Баженовская свита — нафта майбутнього
У Росії на сьогоднішній день відомі такі великі сланцеві формації: доманиковая свита Волго-Уралу, хадумская і баталпашинская свити майкопської серії Передкавказзя, куанамская свита північно-східній частині Сибірської платформи, а також найбагатша з розвіданих і найбільша у світі — баженовская свита Західно-Сибірської нафтогазоносної провінції. Вона розташована на більшій частині територій Ямало-Ненецького і Ханти-Мансійського автономних округів.
Площа баженовської свити становить близько 1 200 000 квадратних кілометрів, товщина нафтоносних порід — від 10 до 100 метрів. За найоптимістичнішими оцінками геологів, її ресурсний потенціал може становити до 60 мільярдів тонн нафти. Це в 4-7 разів більше оцінки потенціалу формації Баккен в США, що стала батьківщиною сланцевої революції! Світа залягає на глибині двох-трьох кілометрів і була утворена морськими відкладеннями на рубежі юрського і крейдяного періоду (близько 145 мільйонів років тому). Важливий момент: доісторична нафту, за оцінками експертів, відрізняється відмінною якістю: її легко переробляти, але складно добувати. Поки складно.
Свиту активно вивчали з 1960-х років. Її першовідкривачем можна назвати Фабіана Григоровича Гурари, який у 1952-1954 роках був головним геологом Омської нефтеразведочной експедиції, а у 1955-1957 роках очолював Об-Иртышскую експедицію. Однак відкриття промислово значимих нефтеносносных властивостей баженовської свити сталося пізніше — у квітні 1968 року на Салымском родовищі під час поглиблення розвідувальної свердловини 12-Р в юрські відкладення. Особливих результатів геологи не чекали. Але при забої на глибині 2840 метрів із свердловини потужним фонтаном вдарила нафту. Всі наступні десятиліття проводилися обережні дослідження відкрився сибірського Клондайку. Однак налагодити тут промисловий видобуток нафти в той час було неможливо — технології ще не доросли. А в непрості 90-ті роки минулого століття інтерес до баженовської свиті і зовсім затих. Як і до багатьох інших суперпроектам величезної країни.
Східний ділянку Оренбурзького нафтогазоконденсатного родовища
Нафтове співтовариство Росії повернулося до обговорення можливості промислового освоєння баженовської свити лише до середини 2000-х. У 2007 році стартувала масштабна наукова робота по темі: «Проведення фундаментальних досліджень, розробка технологічних рішень та обладнання для видобутку трудноизвлекаемого і нетрадиційного вуглеводневої сировини», виконавцями якої стали провідні вузи і наукові організації Росії. Ця праця — біблія баженовської свити. Він є найбільш скрупульозним дослідженням з даної тематики першої декади XXI століття.
Аж до 2013 року активним вивченням баженовської свити займалися лише поодинокі російські компанії. Ситуація змінилася докорінно, коли на тлі сланцевої революції в США (впровадження нових технологій видобутку «важкою» нафти на початку 2000-х) інтерес до баженовської свиті спалахнув знову. Виникло відразу кілька альянсів між великими вітчизняними та західними підприємствами. Але після введення західних санкцій вони всі були призупинені або анульовані. США наклали пряма заборона на експорт технологій для розробки баженовської свити. По сьогоднішній день підбором ключів до цього величезного родовища активно займається компанія «Газпром нафта».
ЦІКАВИЙ ФАКТ
Одиниця виміру нафти — барель — перекладається з англійської Barrel як «бочка». В 1866 році в США кілька підприємців, що об’єдналися для спільної транспортування та продажу нафти. Щоб заощадити на тарі, вони закуповували вже використані бочки об’ємом 42 галона, або 159 літрів, які призначалися для перевезення олії, вина та інших рідких товарів. Вважалося, що такий розмір оптимальний для навантаження в залізничні вагони. З тих пір обсяг 159 літрів нафти прийнято називати барелем.
Метод гідророзриву пласта: як добувають «важку» нафта
При розробці таких складних об’єктів, як баженовская свита, традиційні рішення з вертикальними свердловинами вже не працюють. Ключовою технологією освоєння Бажена є будівництво високотехнологічних свердловин зі складним дизайном і горизонтальними відгалуженнями від основного стовбура, а також багатостадійний гідророзрив пласта. Сьогодні середня глибина свердловини в Росії становить близько 2,5 кілометра — майже як п’ять Останкинских телебашен! Але навіть на такій запаморочливій глибині далеко не на всіх родовищах ще залишився приплив нафти до вибою (дну). Гідророзрив пласта дозволяє відкрити шлях нафти до свердловини. За допомогою потужних насосів неї закачують рідина для гідророзриву.
Рідина під величезним тиском починає закачуватися в породу, і пласт дає тріщини. Через них в забій спрямовується нафту. Щоб «виштовхнути» вуглеводні на поверхню, також використовують воду, яка володіє більшою щільністю, ніж нафта. Простими словами, метод гідророзриву пласта дозволяє свердловині пустити коріння-тріщини в навколишній її нафтоносний пласт і ще довго отримувати з нього чорне золото. Щоб тріщини з часом не закрилися, у них додатково закачують проппант — сипучий гранулоподібний матеріал, наприклад, оброблений кварцовий пісок. Він служить для закріплення (попередження змикання під дією гірничого тиску) тріщин, що створюються під час гідророзриву пласта.
Існує безліч різновидів даної технології, що дозволяють отримувати тріщини різної конфігурації. Російські нафтові компанії працюють над методами, які дозволили б застосовувати ГРП в максимально ефективному режимі. Наприклад, «Газпром нафта» проводить моделювання геометрії тріщин за допомогою спеціально створеного програмного забезпечення та цифрових моделей — це дозволяє заздалегідь визначити, в який бік і як сильно трісне свердловина. Стан вже готових тріщин тримають під постійним наглядом з допомогою інструментальних сейсмічних методів. Праця по‑справжньому хірургічний — компанії доводиться вести буріння на ділянках з мінімальною проникність пластів в 0,1 миллидарси (дарсі — одиниця проникності пористих середовищ, наближено дорівнює 1 квадратному микрометру).
Big Data і когнітивні технології: цифрові ключі до Бажену
Сьогодні для підвищення ефективності, точності рішень і термінів реалізації проектів нафтові компанії використовують весь арсенал цифрових технологій — від BigData і штучного інтелекту до блокчейн і створення цифрових двійників родовищ, заводів і свердловин. І практично всі ці рішення «Газпром нафта» застосовує при розробці баженовської свити — на етапі геологорозвідувальних робіт і дослідження пласта до будівництва високотехнологічних свердловин і проектування інфраструктури активу.
Родовище в Оренбурзькій області
Для підвищення ефективності «Газпром нафта» реалізує понад 500 цифрових проектів та ініціатив. Вже сьогодні завдяки застосуванню когнітивних технологій на ранніх етапах освоєння активу вдається оптимізувати 70-80% рутинних операцій геологів, а цифрові продукти дозволяють кратно прискорити аналіз даних керна, досліджень свердловин, даних сейсморозвідки.
Штучний інтелект використовується при пошуку нефтенасыщенных інтервалів на родовищах, експертні системи підказують оптимальні траєкторії розміщення кілометрових горизонтальних свердловин в 2-3-метрових пластах, а також дозволяють прораховувати тисячі сценаріїв комплексних проектів розвитку активів, вибираючи найбільш ефективний. «Газпром нафтою» протягом трьох років буде реалізована цифрова програма розвитку, що дозволяє на 40% і більше оптимізувати період підготовки великих проектів і мінімізувати терміни робіт до отримання першої нафти з родовищ. Експерти відзначають, що саме сучасні технології допоможуть зробити галузі той самий прорив в освоєнні Бажена, який був неможливий всі попередні десятиліття.
Центр управління бурінням «Газпром нафти» в Санкт-Петербурзі: звідси контролюється буріння сотень високотехнологічних свердловин в самих різних куточках світу — від Приволжя, Ямалу, ХМАО до російського арктичного шельфу, Сахаліну і навіть Іраку.
Загальна мета
У минулому році проекту «Газпром нафти» по розробці технологій освоєння баженовської свити Міненерго Росії присвоїло статус національного. У цьому році на території ХМАО — Югри «Газпром нафтою» створено дочірнє товариство «Технологічний центр «Бажен», на базі якого об’єднуються ресурси наукового, галузевого та бізнес-спільноти, а також держави для створення технологій рентабельною видобутку нетрадиційних запасів вуглеводнів баженовської свити. Спроби знайти шляхи до баженовским скарбів вже неодноразово робилися різними компаніями окремо, і всі вони виявилися безрезультатними. Новий підхід передбачає вирішення стратегічної для всієї галузі завдання — спільно. І до створеного «Газпром нафтою» «Технологічного центру «Бажен» вже приєдналися понад 20 різних організацій з Росії і інших країн: це нафтові компанії, науково-дослідні та сервісні організації, виробники промислового обладнання. Саме вони разом і будуть кувати той самий технологічний прорив, який дозволить Росії в майбутньому залишатися одним з найбільших гравців на міжнародному нафтовому ринку.
Родовище в Ямало-Ненецькому автономному окрузі
Протягом останніх п’яти років «Газпром нафта» системно реалізує масштабну програму геологічного вивчення та відпрацювання технологій видобутку нафти баженовської свити: вивчається керн, проводяться великі наукові дослідження, проведено ряд дослідно-промислових випробувань внутрискважинного обладнання, адаптована технологія багатостадійного гідророзриву пласта. У 2018 році пробурено вже більше 10 високотехнологічних горизонтальних свердловин, які підтвердили ефективність гідророзриву для баженовської свити і, як наслідок, її потенційну продуктивність. За попередніми прогнозами, до 2025 року обсяг видобутку нафти з баженовский свити може досягти 10 мільйонів тонн у рік, 25% з яких припадає на частку «Газпром нафти».
Перша отримана «важка» нафту з баженовської свити в Росії коштувала приблизно $95 за барель, зараз «Газпром нафти» вже вдалося знизити її собівартість до $60 за барель. До 2021 року компанія планує створити промислову технологію розвідки та видобутку і досягти показника собівартості видобутку $40 за барель. На думку фахівців, досягнення цієї планки дозволить ввести запаси баженовских горизонтів у промислову розробку і зробити її максимально рентабельної. Комерційну видобуток баженовської нафти планується почати вже в 2025 році, до цього моменту за рахунок розвитку сервісного ринку в Росії вартість її може знизитися до $30 за барель.
Сланцевий досвід США
Пошук нових запасів нафти — завдання досить нетривіальна. Вона не обов’язково передбачає розширення територій. Американці, зіткнувшись з проблемою виснаження запасів чорного золота, почали «копати вглиб» і видобувати нафту зі сланцю. Найбільша сланцева формація США — Баккеновское родовище, що займає площу близько півмільйона кілометрів і що залягає на глибинах від 2500 до 3500 метрів. Його відкрили ще в 1953 році, проте промислова розробка Баккена стартувала лише на початку 2000-х. Видобуток нафти тут виробляється за допомогою двох методів: похило-горизонтального буріння та гідророзриву пласта. Процес освоєння Баккена (і ряду інших великих родовищ) йшов по наростаючій. До 2013-го американці досягли показників видобутку 2,3 мільйона барелів сланцевої нафти на добу, до початку 2014-го наростили його до 3,5 мільйонів, що склало більше 4% від світового видобутку всіх типів чорного золота. До середини 2018 року США вийшли на рівень видобутку сланцевої нафти 6,2 мільйона барелів на добу (загальна видобуток — 11 мільйонів барелів на добу). При цьому, за оцінками The Wall Street Journal, сукупний збиток 50 компаній, зайнятих у процесі видобутку на території країни, перевищив 2 мільярди доларів тільки у другому кварталі.
Території, прилеглі до родовищ Чонской групи у Східній Сибіру
Одна з головних причин — закредитованість сланцевих нафтовиків. За даними Федерального агентства енергетичної інформації США, що лише на обслуговування боргів компаній, зайнятих в індустрії, щодня йде вартість 1,5 мільйона барелів, а це чверть усієї видобутої сланцевої нафти. Крім високих витрат на обслуговування боргів, вийти в прибуток заважають постійно зростаючі витрати на модернізацію бурових установок. І це притому, що порівняно з російською американська сланцева нафта не така і «важка».
Говорячи про вартість нетрадиційної видобутку нафти, необхідно позначити відмінність між російськими сланцями і американськими. У загальному випадку нефтематеринские пласти, як би вони не називалися — баженовская свита або Баккен, — це щільні сланцеві породи, що містять кероген (полімерний матеріал органічний — одна з форм нетрадиційної нафти) і включення у вигляді тріщин або карбонатів з «легкої» нафтою. Але у випадку з Баккеном американцям пощастило. Ця пачка порід складена трьома шарами: верхній і нижній — з сланців, а середній, який і є основним колектором, переважно з пісковиків і доломітів з прийнятною пористістю і хорошою проникністю. Пам’ятайте аналогію з «пробкою» із вступного пояснення про «традиційні» запаси нафти?
ЦІКАВИЙ ФАКТ
Промисловий видобуток нафти фактично врятувала світову популяцію кашалотів. У XIX столітті їх жир широко застосовувався в освітлювальних лампах, свічках, для виготовлення медичних препаратів, засобів гігієни. Їм покривали фотографії та змащували годинникові механізми. Процвітало китобійне виробництво. З появою гасу необхідність в китовому жирі частково відпала й охота велася в менших масштабах
Що далі?
Рентабельність — головний камінь спотикання, що лежить на шляху до повномасштабного освоєння нетрадиційних запасів нафти баженовської свити. У Росії драйвером розвитку розробки технологій для цього виступає «Газпром нафта». І це стосується не тільки Бажена, але і Доманика в межах Тимано-Печорської і Волго-Уральської нафтогазоносних провінцій. Загальна площа Доманика не настільки велика, як у Бажена, але досить високий вміст у ньому органічних речовин (середня — близько 5%, максимальна — близько 20%) дозволяє розглядати свиту в якості додаткового джерела ресурсів. Тим більше що залягає вона в регіонах з истощающейся здобиччю. Ще одна нефтематеринская свита — куонамская — розташована у Східній Сибіру. Але про її освоєнні мова поки не йде — в цьому регіоні нафтовикам належить спочатку зайнятися отриманням традиційної нафти. Тому куонамские сланці можна віднести до запасів на далеке майбутнє. Крім того, варто згадати Палеозойські відклади в Західному Сибіру, зокрема, в Томській області, освоєння яких також відноситься до числа проектів «Газпром нафти».
ЦІКАВИЙ ФАКТ
Прийнято вважати, що нафта буває лише чорній. Однак вона може бути і червоної, зеленої, янтарної, блакитний, безбарвною. Колір нафти залежить від кількості, характеру і забарвлення смолистих речовин, що містяться в ній, і ніяк не впливає на її якість. Наприклад, нафта Східно-Мессояхского родовища залежно від глибин залягання має різний колір. Так, в верхніх продуктивних шарах вона має ненасыщенно-коричневий колір, який обумовлений співвідношенням важких (асфальтени, смоли) і легких вуглеводнів. Чим темніше нафту, тим більше в ній важких вуглеводнів. В середніх шарах нафта має зелений колір, обумовлений тим, що співвідношення важких і легких вуглеводнів в ній приблизно 50 на 50. Нафта нижніх продуктивних пластів має помаранчевий колір — вона складається з суміші легких вуглеводнів.
До 2027 року «Газпром нафта» має намір пробурити на баженовської свиті більше 100 горизонтальних свердловин з проведенням багатостадійного гідророзриву пласта. Технологічний заділ, який країна може отримати при освоєнні цих родовищ, здатний серйозно просунути вперед не тільки нафтовидобувну галузь. Це і нові робочі місця, і нові містоутворюючі підприємства, і нові знання про геологічної історії планети, і створення нового ринку технологій з оборотом у десятки мільярдів рублів. Попереду ще багато десятиліть тяжкої праці, але вже можна з упевненістю судити про те, що чутки про швидке припинення розробки родовищ чорного золота, регулярно з’являються в ЗМІ, сильно перебільшені. Сьогодні над трудноизвлекаемыми запаси цього цінного ресурсу працює «Газпром нафта», але їх повноцінне освоєння — завдання всієї галузі. Нафти вистачить ще на багато поколінь. Головна мета — вже в найближчі роки створити необхідні умови для її видобутку.
Півострів Ямал
Thanks!
Our editors are notified.