Главная / Кадровый учет

Новые технологии и оборудование в нефтяной промышленности. Разработка инновационного проекта внедрения нового способа добычи нефти

В интервью директор по технологиям Газпром нефти, руководитель ее научно-технического центра (НТЦ) М. Хасанов рассказал, почему компания сегодня уделяет такое внимание развитию технологий и цифровизации.

Компания Газпром нефть является одним из лидеров в нефтегазовой отрасли России по технологическому развитию. В интервью директор по технологиям Газпром нефти, руководитель ее научно-технического центра (НТЦ) М. Хасанов рассказал, почему компания сегодня уделяет такое внимание развитию технологий и цифровизации.

Газпром нефть в последние годы уделяет огромное внимание развитию технологий, в том числе цифровых. В этом отношении компания является одним из лидеров в нефтегазовой отрасли России. Почему сегодня развитие технологий является важным направлением развития компании?

Развитие технологий сегодня является главной задачей в нефтяной отрасли в целом: заканчиваются так называемые легкоизвлекаемые запасы углеводородов, мы переходим к работе с совершенно новыми запасами, в новые регионы, где просто необходимы другие подходы. Говоря о технологиях, я имею в виду расширенное понятие этого термина. Это не только новое оборудование, новые материалы, это и новая организация труда, новые методы подготовки и принятия решений, обработки и хранения информации. Наша задача - добиться радикальной эффективности. Обычно, говоря про эффективность, имеют в виду 10%-15%. Однако для освоения трудноизвлекаемых запасов, доля которых растет с каждым днем, требуется увеличение на 60% и более, то есть радикальные изменения.

- Какими параметрами можно измерить эффективность?

Если мы говорим о добыче нефти, то это ее удельная стоимость. Эффективность скважины определяется ее себестоимостью и объемом нефти, который можно добыть с её помощью. Сегодня нам приходится использовать более высокотехнологичные, более сложные и, как следствие, более дорогие скважины. Следовательно, нужно добиться, чтобы рост продуктивности скважины был больше, чем рост стоимости. Только так мы сможем повысить эффективность на 50%-100%.

- Какая роль отводится научно-техническому центру (НТЦ) под вашим руководством?

НТЦ занимается созданием технологий, их испытанием и внедрением. Мы осуществляем процесс технологического менеджмента. То есть совместно с производственными подразделениями НТЦ формирует технологическую стратегию, отвечает за ее администрирование и актуализацию. Далее мы организуем эффективную реализацию этой стратегии.

- Что представляет из себя технологическая стратегия Газпром нефти?

Технологическая стратегия - это инструмент для освоения новых классов ресурсов и повышения эффективности работы. В существующем виде она была утверждена в 2014 году и включает 9 направлений технологического развития, которые принесут нам максимальный эффект с учетом того портфеля проектов, которым располагает компания.

Стратегия формируется с двух сторон: в первую очередь мы идем от потребностей наших производственных активов. Например, мы четко знаем, сколько трудноизвлекаемых запасов, которые сейчас нерентабельно разрабатывать, находятся в копилке Газпром нефти. Ставится задача - подобрать технологические ключи для того, чтобы сделать эксплуатацию таких месторождений рентабельной.

С другой стороны, мы изучаем новые возможности, смотрим как развивается наука, какие новые продукты и решения появляются, какие новые информационные технологии может предложить окружающая инновационная среда. И мы ищем возможности использовать эти инновации, в том числе, появляющиеся в других отраслях, чтобы повысить эффективность.

В числе 9 направлений Техстратегии - разработка нетрадиционных ресурсов, так называемой сланцевой нефти, аналогом которой в России считается баженовская свита . Мы работаем над созданием подходов, технологий для освоения одного из самых масштабных ресурсов: прирост запасов из нетрадиционных источников бажена может достигать 760 млн тонн нефти.

Далее, так как около 70% капитальных затрат у нас приходится на бурение скважин, одно из основных направлений технологической стратегии - это новые технологии бурения и заканчивания скважин. Задача - максимально сократить их удельную стоимость без потери качества. Безусловно, работа с новыми категориями запасов приводит к тому, что цена и сложность скважин растут. Но это должно происходить управляемым способом, и не в десятки раз. При этом мы стремимся подобрать технологии, позволяющие скважине с высокой стоимостью добывать в несколько раз больше нефти, чем традиционной. То есть скважина становится вдвое дороже, а нефти мы получаем - втрое больше. По нашим оценкам, в перспективе 2025 г эффект от этого технологического направления может достигать 100 млрд руб. Это объем потенциального снижения затрат.

Еще одно направление - методы повышения нефтеотдачи пластов (МУН), которые могут дать дополнительную добычу в более чем 60 млн тон н.э. А технологии геологоразведки - прирастить ресурсную базу компании на 100 млн т.н.э. Это тоже в перспективе 2025 г.

Безусловно, одним из важнейших направлений является цифровизация. Наша компания занималась этой работой еще в 2012 г, когда даже сам термин «цифровизация» практически не использовался. Мы назвали это направление «Электронная разработка активов». Почему оно важно? Дело в том, что нефтяная компания сама по себе не бурит, не строит скважин - это делают наши подрядчики. Основная задача нефтяников - готовить максимально эффективные инвестиционные решения. Этот процесс подразумевает работу с огромным объемом данных, моделирование, скрупулезный анализ информации. И если оборудование и материалы могут создавать сервисные компании, то алгоритмы принятия решений необходимо вырабатывать нам самим - это база для развития нашего бизнеса. Безусловно, цифровые решения, которые мы создаем на основе этих алгоритмов, позволяют оценивать наших проекты и определять, как сделать их оптимально эффективными.

- Какой эффект должна принести реализация техстратегии?

Общий ожидаемый эффект от Техстратегии в перспективе 2025 г - вовлечение в разработку более 100 млн т дополнительных запасов, более 100 млрд руб экономии затрат.

- Как происходит реализация техстратегии?

Как я уже сказал, техстратегия разделена на девять направлений. В каждое входят различные проекты. За последние три года запустили более 120 проектов, которые сейчас находятся в работе. У каждого есть управляющий комитет, проектная команда, руководитель проекта. По завершении проекта мы определяем его эффективность, и, в случае успешности, передаем в широкомасштабное внедрение. При этом в первый год продолжаем наблюдать за процессом тиражирования.

- Как происходит процесс отбора технологий?

Покажем это на примере. Предположим, что нам предлагается новая технология закачки разрывающей жидкости для разработки подгазовых залежей, чтобы при добыче нефти мы не затрагивали газовые пласты. Первый этап - оценка предлагаемой технологии, моделирование процессов, происходящих при гидроразрыве пласта по предлагаемой технологии. Сегодня мы являемся центром экспертизы, которая позволяет выполнять собственную оценку - согласны ли мы с теми результатами, которые нам обещают. Мы уже давно ушли от экспериментальных проверок «в поле» на первом этапе. Около 30% состава нашего научно-технического центра - это физики и математики с фундаментальным академическим образованием. По первой специальности они не были связаны с нефтегазовой отраслью, но теперь используют свои знания для решения задач нашего бизнеса. Они принимают большое участие в анализе технологий, проводят необходимые расчеты. Поняв, по результатам лабораторных и математических экспериментов, что технология может быть полезной, мы определяем, какой прирост добычи она позволит получить, и сколько нам это будет стоить. У нас очень хорошо развит так называемый костинжиниринг, то есть мы можем заранее просчитать стоимость различных объектов и процессов. После этого мы сможем понять, станет ли новая технология рентабельной.

Дальше мы подходим к этапу выбора. Нам предстоит сделать дизайн эксперимента. После этого мы выходим на реальные месторождения, проводим 2-3 операции с использованием инновации. Если прогнозы оправдываются или превосходят наши ожидания - начинается широкомасштабное внедрение.

- Вернемся к вопросу цифровизации. В каких сегментах она необходима сегодня?

Я буду говорить о блоке, связанном с освоением месторождений. Жизненный цикл актива состоит из этапов разведки, разработки, добычи. И везде необходима цифровизация, потому что моделирование, проектирование и реализация проектов в нефтяной отрасли сопряжены с обработкой огромного объема информации. С другой стороны, этой информации постоянно не хватает, потому что большинство данных - косвенные. Мы можем завешать датчиками всю бурильную установку, измерить все, что можно измерить, но так до конца и не понять свойства пласта. Поскольку большая часть данных - это, по сути, косвенные признаки, которые необходимо дополнительно интерпретировать. Но чем больше объем косвенной информации, тем выше уверенность, что вы правильно определяете свойства пласта. Только с помощью машинного обучения и анализа взаимосвязей между косвенными данными и свойствами пласта мы можем более ли менее точно определить его прямые характеристики.

- На всех этапах?

Безусловно. Начнем с этапа разведки. Как я сказал, свойства пласта мы можем определить только по косвенным показателям. Мы проводим сейсмику, но результаты обработки её данных могут дать только приближенное представление о структуре пласта. И в этом случае нам очень помогает априорная информация. Ее мы получаем используя бассейновое моделирование. То есть создаем модели огромных нефтегазовых бассейнов, расположенных на гигантских территориях. Смоделировав такой бассейн мы понимаем, из каких пластов может состоять конкретное месторождение. А понимая, что это за пласт, мы можем более уверенно интерпретировать сейсмические данные. Более того, используя эту информацию, мы можем существенно повысить эффективность дизайна сейсморазведочные работ (например, правильно расставить сейсмодатчики, уйдя от из равномерной расстановки). Это называется полноволновое моделирование и оно позволяет нам правильно выбрать технологию сейсмики, расстановки, дизайна сейсмических исследований, обработки сейсмических данных и их интерпретации. Это только один пример. На самом деле, все задачи разведки связаны с интерпретацией косвенных данных, привлечением аналогов и непрерывным обучением.

Разработка любого месторождения начинается с концепта. Как это часть происходит в отрасли? Обычно говорят так: у нас такой-то пласт, мы на нем расположим столько-то скважин. В итоге определяется профиль добычи, под который строится инфраструктура. Но на самом деле прогноз добычи нельзя делать только исходя из оценки продуктивности пласта. Необходим интегрированный взгляд на всю систему «пласт- скважины- кусты- обустройство» в целом. Нужно оценить не только продуктивность скважин, но и их стоимость, а также стоимость объектов обустройства и инфраструктуры, которую нужно построить, чтобы обеспечить тот или иной уровень добычи нефти и газа. Таким образом, мы осуществляем системный инжиниринг. Мы принимаем решения исходя из экономики, и должны рассматривать разные варианты профиля добычи при разных вариантах обустройства. И на каждом этапе оценивать, как изменение того или иного параметра повлияет на систему в целом. К примеру - получены результаты бурения первых скважин - их сразу надо учесть и скорректировать оценки. Причем уже на этапе концепта нам необходимо знать стоимость проекта. К сожалению, эта задача не решена была в России, потому что у нас считается, что стоимость можно определить только после подготовки сметной документации.

- А вы что делаете?

У нас работает костинжиниринг. Мы создаем стоимостные модели, программный продукт, который позволяет осуществить моделирование системы в целом и рассчитать NPV проекта при самых разных сценарных условиях и значениях параметров пласта и флюидов. Это требует огромного количества расчетов, перебор миллионов вариантов, такую работу полноценно может выполнить только машина с использованием когнитивных технологий.

Системный инжиниринг, когда мы все месторождение видим как общую систему, тоже связан с большим объемом вычислений и неотделим от цифровых технологий. И системный инжиниринг позволяет нам получить максимальный эффект от проекта: ведь именно на начальном этапе, когда еще ничего не построено, можно менять параметры так, чтобы добиться оптимума. Именно поэтому так важны программы, которые позволяют нам работать с данными на начальных этапах проекта, определяя максимально эффективные решения. Когда месторождения уже запущено, ценность IT - продуктов существенно сокращается, ведь возможностей для изменений гораздо меньше.

После того, как мы сделали концепт, мы его передаем проектно-сметным институтам, они подготовят проектно-сметную документацию, предлагают технические решения. При этом мы должны обеспечить принятие самых правильных проектных решений. Для этого мы создаем так называемые типовые технические решения. И вот мы все эти базы типовых решений храним у себя и передаем проектным институтам. В будущем, все это также смогут делать машины.

- Вот проект готов. Началась добыча. Что дальше?

Дальше мы решаем несколько задач: безопасность и целостность оборудования, уменьшение операционных затрат и увеличение нефтеотдачи. Человек не может уследить за всеми процессами и оперативно изменить что-то в процессе добычи. Это делают машины. Опять цифровые технологии.

- Если сравнивать Газпром нефть с лидерами нефтяной отрасли, есть ли вам чем похвастаться?

Во-первых, я бы отметил наши успехи в разработке низкопроницаемых пластов. Сегодня мы разрабатываем месторождение нефти, причем в режиме заводнения, где пласты имеют проницаемость около 1 миллидарси. Это уникальный опыт. На Западе практически этого нет. Второе, в чем, я считаю, мы опережаем российские компании и находимся на передовом фронте, по сравнению с Западом, это костинжиниринг и системный инжиниринг. Третье, это, конечно, цифровизация. Причем, я считаю, мы отличаемся от других компаний фокусом цифровизации. Практически все нефтяные компании, когда говорят про цифровизацию, имеют в виду цифровое месторождение. Но в это понятие вкладывается цифровизация уже разрабатываемого месторождения. Все деньги в цифровизацию вкладываются на этапе уже добычи. Но где создается ценность? Как я уже говорил, основная ценность создается на этапе концепта. На этом этапе можно достичь радикальной эффективности 50%-100%. Когда ты уже живешь в этапе реализации, тут эффективность можно поправить на 10%-15%. Практически никто в мире из мейджеров не вкладывает основные деньги в цифровизацию на этапе концепта. Наше конкурентное преимущество состоит именно в этом.

- Необходимы ли вам партнерства с другими компаниями в России и в мире?

Безусловно. Мы сотрудничаем со всеми ведущими университетами России. Стараемся не терять связь с университетами Запада, хотя в последнее время эти связи ослабевают. Мы сотрудничаем со всеми нефтяными компаниями в России и за рубежом, с которыми у нас есть общие проекты. У нас очень большое количество контактов с сервисными компаниями.

- В 2017 г НТЦ посетила делегация Саудовской Аравии. Как развивается ваше сотрудничество?

Мы обмениваемся опытом, думаем над запуском технологических проектов в России и Саудовской Аравии. Когда цена нефти упала до минимальных значений, все задумались о радикальной эффективности.

Недавно встретились наши специалисты и провели трехдневную техническую сессию по четырем направлениям: буровые практики, проектирование скважин и технология бурения, разработка коллекторов с низкой проницаемостью, разработка проекта многостадийного ГРП . Вот над этими направлениями мы можем совместно работать.

- Есть какие-то направления, которыми особенно интересуются саудиты?

Например, их заинтересовали методы концептуального проектирования, методология оценки ценности информации. Геомеханика - тоже очень важное направление. Мы первые в стране создали центр по геомеханике. Эти технологии они могут получить только от сервисных компаний, а мы можем предложить наши наработки.

Нефтегазовая отрасль России столкнулась с необходимость смены технологического развития. Так как добыча нефти в традиционных регионах характеризуется уменьшением объемов добычи «легкой» нефти и ростом трудноизвлекаемых запасов, а также исчерпанием нефтегазовых запасов на глубинах до 3 км. Для изменения сложившейся ситуации в нефтяной промышленности необходимо пополнить запасы активной нефти и создать эффективные технологии добычи трудноизвлекаемых нефтяных запасов. Данная задача может быть решена за счет активизации геологоразведочных работ в новых регионах (Восточная Сибирь, арктический шельф), а затем и промышленного освоения больших глубин. Инновационный процесс в нефтяном секторе России имеет место быть. И доминирующее положение занимают крупные вертикально интегрированные компании такие как, ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «РИТЭК».

трудноизвлекаемые запасы

инновационные технологии

повышение нефтеотдачи

1. Антониади Д.Г., Кошелев А.Т., Исламов Р.Ф. Проблемы повышения добычи нефти в условиях месторождений России // Нефть. Газ. Новации. – 2010. – № 12. – С. 61–63.

2. Дарищев В. Инновации ОАО «РИТЭК»// Нефтегазовая вертикаль. – 2011. – № 5.

3. Дмитревский А.Н.. Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России// Рациональное освоение недр. – 2013. – № 7. (www.roninfo.ru).

4. Россия в цифрах, 2013,2012 гг.

5. Итоги работы ТЭК России/www.forumter.ru

6. Итоги производственной деятельности отраслей ТЭК России // ТЭК России. – 2000–2013. – № 1.

7. Сводные показатели производства энергоресурсов в Российской Федерации // Инфо ТЭК. – 2000–2013. – № 1.

8. Статистика // Разведка и добыча – 2005–2013. – № 1.

9. Филимонова И.. Современное состояние нефтяной промышленности России // Бурение и нефть. – 2013. – № 5.

10. НК Роснефть. Годовой отчет. 2013 года [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.rosneft.ru.

11. ОАО «Сургутнефтегаз» Годовой отчет 2013 года [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www. surgutneftegas.ru.

Истощение традиционных месторождений на глубинах, не превышающих 2000-3000 м, требует масштабного промышленного освоения глубин 3-5 км, а в некоторых регионах - 5-7 км. Означает, что в стране заканчивается время дешевой нефти и наступает новый этап в развитии российской нефтедобычи, который характеризуется все более возрастающей долей трудноизвлекаемых запасов. И как следствие применение и разработка новых инновационных подходов к добычи нефти, таких как система горизонтальных скважин, технология термогазового воздействия, водогазовое воздействие, технология на основе полимер-гелевой системы. Применение данных технологий позволит повысить нефтеотдачу из уже имеющихся скважин, так и позволит разрабатывать новые нефтегазоносные скважины.

Нефтяная промышленность России сегодня оказалась перед необходимостью смены технологического развития нефтегазового комплекса. Состояние нефтедобычи в традиционных регионах, которые являются основными поставщиками нефти и газа, характеризуется:

● концентрацией нефтедобычи на месторождениях с высокопродуктивными запасами;

● уменьшением доли активных и увеличением доли трудноизвлекаемых запасов нефти;

● снижением среднего коэффициента нефтеотдачи как по отдельным регионам, так и по стране;

● завершением эпохи месторождений-гигантов с уникальными запасами нефти и газа, эксплуатация которых началась в 1960-1970-е годы;

● исчерпанием нефтегазовых запасов на глубинах до 3 км.

Достаточно трудно привести пример нефтедобывающей страны, которая бы решала в относительно короткий отрезок времени столь кардинальные и масштабные проблемы. Нас, как всегда подвело, наше богатство: большое число крупных и гигантских месторождений с легкой маловязкой нефтью, размещающейся в природных резервуарах с высокоемкими коллекторами. Для таких месторождений была создана тщательно отработанная технология поддержания пластового давления, что давало возможность оставлять «до лучших времен» часто очень крупные месторождения, но с параметрами, не позволяющими использовать эту технологию .

Существенное истощение традиционных месторождений на глубинах, не превышающих 2-3 км, подталкивает масштабному промышленному освоению глубин 3-5 км, а в некоторых регионах - 5-7 км. Большие глубины - это сложные горно-геологические условия, иная флюидодинамика, развитие измененных катагенетическими преобразованиями коллекторов нефти и газа, это более высокие температуры и давления. Для того, что обосновать нефтегазоносность глубин 7-10 км, и для реальной нефтегазодобычи с этих глубин, необходимо внедрение новых научно-технических и технологических решений.

Таким образом, в стране заканчивается время дешевой нефти и наступает новый этап в развитии российской нефтедобычи, который характеризуется все более возрастающей долей трудноизвлекаемых запасов.

Трудноизвлекаемыми можно назвать до 70 % российских запасов углеводородов. Именно в отношении этих запасов с успехом можно применять инновационную технологию. Достаточно важным является применение данных технологий и для освоения морских нефтегазовых месторождений, где затраты при бурении и разработку намного выше, чем на суше. Кроме того, гидроразрыв пласта в 3D формате позволит увеличить объемы добычи нефти, на традиционных месторождениях. На сегодняшний день в России добывается около 35 % углеводородов от всего запаса месторождений.

Применяя активно в последние годы методы интенсификации добычи и ввода в разработку новых крупных месторождений (Ванкорское и др.) удается поддерживать средний суточный дебит одной скважины, на уровне 10 тонн (таблица). В связи с тем,что происходит активное освоение месторождений на Востоке России это позволяет наращивать объемы эксплуатационного бурения скважин. Так, в 2011 г. и 2012 г. было пройдено, соответственно, 18 млн м и 19,8 млн м, в сравнении с уровнем 14 млн м годами ранее. Однако объем разведочного бурения продолжает оставаться на достаточно низком уровне. Так, в 2012 г. объем разведочного бурения был ниже соответствующего показателя 1990-х и начала 2000-х гг. .

Для изменения сложившейся ситуации в нефтяной промышленности необходимо пополнить запасы активной нефти и создать эффективные технологии добычи трудноизвлекаемых нефтяных запасов. Поставленная задача может быть решена в результате активизации геологоразведочных работ в новых регионах (Восточная Сибирь, арктический шельф), а затем и промышленного освоения больших глубин.

Отдельные технико-экономические показатели работы нефтяной промышленности России в 1995-2012 гг.

Показатель
Добыча нефти, млн т.
Добыча нефти по способам эксплуатации скважин, %
насосный
компрессорный
фонтанный
Среднесуточный дебит одной скважины, т.
Эксплуатационный фонд скважин, тыс. шт.
Бездействующий фонд скважин, тыс. шт.
Удельный вес бездействующего фонда, %
Объем бурения на нефть, млн м.
эксплуатационного
разведочного
Средняя глубина законченных эксплуатационным бурением скважин, м.

Российские нефтяные компании все тщательнее присматриваются к месторождениям, при разработке которых требуется применение инновационных подходов. К данным месторождениям можно отнести залежи углеводородов в низко проницаемых сланцевых породах, которые достаточно сложно бурить. Запасы сланцевых углеводородов фактически безграничны - их хватит не на 20-30 лет, как газа и нефти в традиционно разрабатываемых месторождениях, а на 200-300, считают аналитики.

Тем не менее, инновационный процесс в России в нефтяном секторе все же имеет место. Доминирующее положение здесь занимают крупные вертикально интегрированные компании.

Примером тому может служить ОАО «Сургутнефтегаз», использование инновационных технологий является основным принципом деятельности и важнейшим конкурентным преимуществом. Экономический эффект получаемый от использования объектов интеллектуальной собственности за 2012 год составил 66,1 млн руб. За прошедшие десять лет Компанией было оформлено около 400 интеллектуальных разработок, при этом общая стоимость нематериальных активов составляет свыше 417 млн руб. Использование передовых технологий позволяет Компании вводить в промышленную эксплуатацию залежи нефти с трудноизвлекаемыми запасами, разработка которых ранее не велась, и осваивать новые месторождения со сложным горно-геологическим строением.

В сфере нефтегазодобычи ОАО «Сургутнефтегаз» в 2013 году было выполнено 232 мероприятий по освоению новых технологических процессов, новых видов производств и оборудования с экономическим эффектом более 10 млрд руб., проведено 97 мероприятий по испытанию образцов новой техники и технологий. Наибольший экономический эффект был достигнут в сфере повышения нефтеотдачи пластов (47 %) и текущего и капитального ремонта скважин (27 %).

Разработка ОАО «Сургутнефтегаз» залежи АС4-8 Федоровского месторождения системой горизонтальных скважин (что позволило вовлечь в разработку дополнительно 140 млн т запасов нефти)

Другая крупная нефтяная компания ОАО «НК «Роснефть» инновационная деятельность, которой направлена на достижение уровня мирового технологического лидера энергетической отрасли. Внедрена технология освоения низко проницаемых коллекторов на месторождениях ООО «РН-Юганскнефтегаз». В 2013 году было пробурено 32 скважины, объем дополнительной добычи составил 167 тыс. тонн. По оценкам специалистов Компании потенциалом внедрения является ввод в разработку 100 млн тонн трудноизвлекаемых запасов, и ожидаемый экономический эффект превысит 5 млрд рублей. В 2013 года открыты новые нефтегазоконденсатные и газоконденсатные залежи на территории Иркутской области на Могдинском лицензионном участке. Завершена разработка технологии скважинной разбуриваемой системы для устранения протяженных негерметичностей эксплуатационной колонны. Внедрение данной технологии позволит Компании вводить в эксплуатацию в течение 10 лет более 400 скважин, находящихся в бездействии, с дополнительной добычей более 47 тыс. тонн нефти в год и экономическим эффектом более 240 млн рублей в год .

К компаниям «продвинутого типа» также можно отнести ОАО «РИТЭК», которое в настоящее время добывает свыше 3 млн т нефти преимущественно с использованием современных технологий. Данная компания занимается не только реализацией проектов разработки новых месторождений (как правило, имеющих пониженные и низкие показатели продуктивности, что затрудняет применение традиционных технологий), но и осуществляет разработку новых технологий увеличения нефтеотдачи пластов. В настоящее время ОАО «РИТЭК» владеет 93 объектами интеллектуальной собственности. Инновационные объекты техники и технологии, принадлежащие ОАО «РИТЭК», внедряются не только на собственных месторождениях, но и реализуются на основе лицензионных соглашений в других компаниях. К базовым инновационным технологиям можно отнести:

● Термогазовое воздействие - это технология, которая должна вовлечь в промышленную разработку нетрадиционные углеводородные ресурсы баженовской свиты, в которых содержится около 50-150 млрд тонн легкой нефти. Применяя данную технологию, позволит увеличить степень извлечения углеводородов из залежей баженовской свиты с 3-5 % до 30-40 % при применении термогазового воздействия.

● Водогазовое воздействие: это технология призвана для повышения нефтеотдачи пласта путем попеременной закачки в пласт воды и газа. Данное решение позволяет повысить нефтеотдачу пластов с 15-25 % до 30-50 %.

● Технологии на основе полимер-гелевой системы РИТИН. РИТИН-10 представляет собой композицию полимерных веществ. При смешении реагента РИТИН-10 с водой образуется полимер-гелевая система без введения дополнительных компонентов. Применение полимер-гелевой системы РИТИН-10 в нефтедобывающей промышленности позволяет:

Повышать вытесняющую способность закачиваемого в пласт агента;

Уменьшать обводненность добываемой продукции;

Изменять направление фильтрационных потоков жидкости;

Повышать нефтеотдачу высокообводненных пластов на поздней стадии разработки;

Вводить в разработку ранее не работавшие пласты и прослои;

Увеличивать коэффициенты охвата пластов заводнением;

Выровнять профиль приемистости нагнетательной скважины .

Обобщающим показателем, который способен охарактеризовать развитие инновационных процессов, это доля добычи нефти новыми методами. По оценкам экспертов, в России дополнительная добыча нефти за счет использования новых технологий и методов увеличения нефтеотдачи пластов составляет около 60 млн т (или примерно 20 % от общего объема добычи по стране). Таким образом, в перспективе объемы добычи нефти в России будут зависеть от использования перспективных технологий в нетрадиционных месторождениях. В связи, с чем добыча нефти может к 2020 г. Возрасти до 500-520 млн т .

На сегодняшний день для развития российской нефтегазодобывающей отрасли необходима инновационная стратегия развития, которая должна будет обеспечить условия для максимального использования достижений научно-технического прогресса. И в результате отрасль получит возможность:

Разрабатывать и применять оборудование и технологии, которые будут обеспечивать высокоэффективную разработку трудноизвлекаемых запасов, и в первую очередь нефти для условий низкопроницаемых коллекторов, остаточных запасов нефти обводненных зон, высоковязких нефтей, запасов нефти в подгазовых зонах;

Внедрять существующие и создавать новые методы воздействия на пласт с целью увеличения нефтеотдачи, а также планировать и управлять состоянием фонда скважин и развивать природоохранные (ресурсосберегающие) технологии добычи.

Библиографическая ссылка

Белозерцева О.В., Белозерцева О.В. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НЕФТЯНОЙ ОТРАСЛИ РОССИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8-3. – С. 502-505;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7137 (дата обращения: 27.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Одной из приоритетных задач государства является обеспечение динамичного развития национальной экономики на долгосрочную перспективу. Важным инструментом ускорения развития отечественной экономики становится инновационное развитие.

В этой связи нефтегазовый сектор является одним из стратегических важных секторов экономики, поскольку обеспечивает энергетическую безопасность страны. Нефтедобыча является основной и наиболее динамично развивающейся отраслью экономики страны. Налоговые поступления от нефтегазового сектора обеспечивают третью часть поступлений в бюджет.

Увеличение добычи нефти и реализация крупномасштабной программы прироста ресурсной базы является одним из приоритетных направлений деятельности нефтяного сектора в Республике Казахстан. Однако сырьевая направленность казахстанской экономики вызывает необходимость развития инновационных процессов в этой отрасли экономики. Необходимость внедрения инновационных процессов вызвана существующими проблемами в нефтяном секторе Республики Казахстан, к которым можно отнести следующие: зависимость от рыночной конъюнктуры; прирост и улучшение состояния сырьевой базы; сокращение издержек во все звеньях производственного процесса; обеспечение экологической безопасности; создания новых производств; увеличение рынка продукции и т. д.

В современных условиях прирост добычи нефти обеспечивается как введением в эксплуатацию новых скважин, так и повышением нефтеотдачи – за счет применения новых технологий. Качество запасов на всех месторождениях разное, однако, извлекаемые запасы составляют 30-40% от геологических. Объем извлекаемых запасов зависит от используемых при добыче технологий, поэтому применение новых технологий позволяет начать эксплуатацию запасов, ранее отнесенных к неизвлекаемым, а также увеличить коэффициент нефтеотдачи на 5-7%.

В таблице 1 представлены наиболее значимые технологические инновации в четырех основных сегментах нефтегазового комплекса: разведка, бурение и закачивание скважин, добыча, организация ремонта скважин.

Таблица 1 - Наиболее значимые технологические инновации в основных сегментах нефтегазового комплекса

Сегменты нефтегазового комплекса	Технологические инновации
Разведка	3-х мерная сейсмика 4-х мерная визуализация Дистанционное измерения Построение изображений подсолевых пластов
Бурение и закачивание скважин	Гидроразрыв пласта смесью СО2 и песка Змеевиковые трубы Горизонтальное бурение Телеметрическая система определения параметров в процессе бурения Многостороннее бурение Бурение на морских шельфах Пневматическое бурение Бурение малогабаритных скважин Синтетические буровые растворы
	Очистка газа от компонентов Оптимизация механизированной добычи добыча газа из угольных пластов цикл замерзания и оттаивания/испарение Конверсия «Газ в жидкость» усушка газа впрыскиванием гликоля Современные процессы добычи защита от утечек газа пневматическое оборудование по снижению давления в скважине Платформы для морской добычи Внутрискважинная сепарация нефти и воды Программы по защите окружающей среды Установка для возвращения паров в жидкую фазу
Организация ремонта скважин	Прогрессивные подходы к организации ремонта скважин Буровая установка для морских месторождений Создание инфраструктуры

Новые технологии оказывают влияние на развитие международной конкуренции в нефтегазовом секторе экономики:

путем увеличения стоимости активов и продукции компаний, что является важным преимуществом для потребителей, акционеров и инвесторов.
за счет роста возможностей компаний развиваться в разных сегментах. Эта тенденция способствует появлению ряда направлений деятельности компаний. Массовое развитие этих направлений стимулирует расширение ресурсной базы нефтегазового комплекса.
путем снижения издержек производства. Применение новых технологий наряду с реструктуризацией, являются оптимальным решением по снижению издержек в нефтяной промышленности.

Основными элементами современной технологии добычи нефти являются методы воздействия на пласт и обработки призабойной зоны скважин (ПЗС). При воздействии на пласт основной целью является восполнение пластовой энергии путем улучшения фильтрационных сопротивлений движению жидкости в ПЗС. Наибольший эффект обычно достигается при одновременном применении воздействия на пласт и методов обработки ПЗС.

При воздействии на пласт пластовое давление поддерживается на первоначальном уровне, что дает возможность разрабатывать залежь при высоких перепадах давления между линиями нагнетания рабочего агента и забоями нефтяных скважин, а также устранять переход на эксплуатацию при режиме растворенного газа, характеризующегося низким коэффициентом нефтеотдачи.

При обработке призабойной зоны ускоряется приток нефти в скважину в результате повышения проницаемости пласта в этой зоне (механической и термическое воздействие) или снижения вязкости нефти (термическое воздействие).

В настоящее время на территории СНГ и за рубежом применяется более 60 мероприятий по восстановлению производительности скважин и более 130 методов находятся в разработке.

За 2012 год на месторождении Каламкас проведены геолого-технические мероприятия (ГТМ) по 7 видам, такие как ввод новых скважин, бурение бокового горизонтального ствола (ББГС), возврат на другой горизонт, гидроразрыв пласта (ГРП), дострел-перестрел, гидромеханическая щелевая перфорация (ГМЩП).

Так, например, за 2012 год проведены 24 гидроразрыва пласта в добывающих скважинах и получен положительный экономический эффект в сумме 287833 тыс.тенге. Единовременные затраты по 24 ГРП составили 713 610 тыс.тенге, или в среднем на 1 ГРП – 29 734 тыс.тенге. Дополнительная добыча нефти в 2012году за счет ГРП составила 29344,60 тонн, или на 1 скважину – 1 222,69 тонн.

Внедрение мероприятий, направленно на: улучшение показателей эксплуатации скважин, повышение эффективности работы скважин и эксплуатационного оборудования, повышение нефтеотдачи пластов, проверку надежности и герметичности оборудования устья скважины и эксплуатационной колонны и т.д.

Литература:

1. Стратегия индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 годы. Утверждена Указом Президента Республики Казахстан от 17 мая 2003 года № 1096

2. Нефть и проблемы национальной экономики // Нефть. Газ. Право Казахстана. – 2010. - №34. – С.3-6.

3. О.И.Егоров. Нефтегазовый комплекс Казахстана: проблемы развития и эффективного функционирования. Алматы, 2003 г.

4. Совершенствование методов экономической оценки эффективности инвестиций в технологические проекты. Тайкулакова. //Саясат-Policy, №2, 2008 г. С.38. Промышленность Казахстана. 06.2007 г. С.34.

Добыча сланцевой нефти произвела настоящую революцию в , более того, сегодня уверенно говорят о том, что традиционная добыча нефти обрела серьезного соперника в виде . Тем не менее, традиционная нефтедобыча остается лидирующей во всем мире и совершенствуется с каждым годом.

Нефть представляет собой полезное ископаемое, образующееся из органических остатков и следов геологической породы, в которой добывался ресурс.

Классификацию нефти проводят по процентному составу и содержанию в ней углеводородов. В добыче нефти выделяют два способа:

добытую с помощью фонтана;
добытую с использованием горизонтального бурения и гидроудара.

Добыча нефти производится через скважину, которую в первую очередь нужно пробурить. Бурением занимаются , которые зачастую называют нефтяными вышками, хотя с добычей нефти они связаны мало.

Когда бурение одной скважины закончено, вышка переезжает на другое место и бурит новую скважину. Процесс бурения может занимать до трех месяцев. Готовая скважина обсаживается стальными трубами изнутри, чтобы порода не засыпала скважину.

В длину скважина может достичь трех километров, а типовый ее диаметр – 14,6 см. Дно скважины называется забоем. Если на дне забоя по случайности окажется какой-либо инструмент, извлечь его оттуда практически невозможно и скважина может стать непригодной к добыче.

Нефтяная скважина - конструкция

Пространство вне обсадной колонны заливается цементом, чтобы пласты не сообщались между собой, и между ними не циркулировала вода.

Цементное кольцо со временем может разрушиться, что приведет к заколонной циркуляции пород. В этом случае в скважину попадает вода или газ, часто в значительно больших объемах, чем желаемый ресурс.

Для поступления ресурса на дно забоя проводят перфорацию – проделывают небольшие отверстия в цементном кольце и обсадной колонне. Таким образом, скважина состоит из:

Цементного кольца;
Обсадной колонны;
Забоя.

Забой должен находиться ниже нефтяного пласта.

Основных способов добычи всего два. Одним пользуются чаще для добычи традиционной нефти, второй же используется для добычи сланцевой нефти в США.

На поверхности. Порода подается наверх, затем обрабатывается и разделяется на фракции – это технология добычи сланцевой нефти из новых скважин.

На глубине. Если порода залегает в глубоких пластах, такая добыча нефти производится бурением горизонтальных скважин, куда подается вода под высоким давлением.

Способы добычи нефти

При реализации добычи через горизонтальное бурение гидроудар приводит к разрыву пластов, из трещин которых выделяется нужный ресурс и подается на поверхность.

Стоит сказать, что в технологии гидроразрыва есть и свои опасности. Они заключаются в проседании грунтов, сейсмических толчках, а также попадании в грунтовые воды и подземные реки отходов производства. Тем не менее, второй способ является наиболее распространенным в настоящий момент.

Инновационные методы

Добыча нефти, как и другие современные сегменты промышленности, не стоит на месте. Совершенствование технологии разведки и добычи нефти положило начало целому ряду инноваций в области нефтегазодобычи.

Данные технологии сделали добычу и разведку более эффективными, экологически безопасными и продуктивными.

Сейсмическая разведка

Технологии 3D сейсморазведки позволяют проводить анализ данных о плотности горной породы, сочетать традиционный сейсмический метод визуализации с аналитическими способностями компьютеров, результатом чего является трехмерная модель подземного слоя.

4D сейсмо-исследования позволяют:

дополнить полученные данные изменением характеристик в динамике;
выявить месторождения;
сократить число сухих скважин.

Колтюбинг

Технологии coiled tubing считаются наиболее динамичными в мире инновационных решений нефтяной промышленности. Эта технология добычи нефти и газа заключается в применении безмуфтовых труб во время бурения и добычи.

Для этого металлургическими производствами изготавливаются специальные гибкие металлические трубы, проектируется внутрискважинное и наземное оборудование, кроме того, разрабатывается программное обеспечение для обработки полученной информации.

Применение колтюбинга делает технологический процесс добычи нефти и газа более безопасным, сокращает количество отходов производства и временные затраты в сравнении с классическими методами.

Системы телеметрики

Это телеметрические системы, которые разработаны для измерения характеристик бурения и передачи полученных данных на поверхность. Данная информация позволяет ежеминутно следить за процессом бурения и добычи, что исключает ошибки и аварии в процессе. Кроме того, телеметрическая система позволяет составить геологическую характеристику о свойствах полученной породы.

Это технология в , при реализации которой происходит бурение на больших глубинах вод. На сегодняшний день такая технология считается достаточно безопасной и позволяет разрабатывать месторождения в водах более трех километров.

Технология позволяет:

улучшать морские буровые установки;
разрабатывать устройства динамического позиционирования;
создавать сложные системы навигации.

ГРП-Песок-СО 2

Добывающие производства используют метод гидравлического разрыва пласта уже почти пятьдесят лет, что привело к повышению выхода и расхода из подземных пластов.

Усовершенствованная технология, включающая также применение песка и углекислого газа, химических реактивов и проппантов, стала использоваться несколько позже. Подобные смеси приводят к появлению и быстрому расширению трещин в слоях пород, через которые затем свободно добывается нефть и газ.

Углекислый газ из жидкой фазы вскоре испаряется и остается только песок, если не были использованы нелетучие химические реактивы и вещества, способные оставаться после процесса гидравлического разрыва в пластах пород.

Если же такие остатки имеются и закрывают газовый слой, они должны быть устранены, чтобы не произошло подземных взрывов и сейсмических толчков.

Применения и цели ГРП

Считается, что данная технология является идеальным способом современной нефтегазодобычи, так как увеличивает объемы добытых ресурсов, при этом не наносит вреда окружающей среде, потому что не оставляет под землей отходов производства.

Заключение

Инновации в добыче и переработке природных пород, а также техническая часть и обработка полученных ресурсов должны приводить к увеличению объемов добываемых пород. Но при этом, отвечая всеобщей тенденции сбережения природы и окружающей среды, современная добыча нефти должна быть направлена на минимизацию отходов и вреда для экологии.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 4 минуты

А А

Самые продуктивные новые технологии нефтедобычи

Важность добываемых в стране полезных ископаемых вообще и нефти в частности, для российской экономики трудно переоценить. Большая часть доходной части бюджета страны формируется как раз из налоговых и прочих поступлений, которые приносит нефтяная отрасль и большое количество нефтяных перерабатывающих предприятий.

Однако, на сегодняшний момент главные российские нефтяные месторождения разрабатываются уже давно, их остаточные запасы постоянно снижаются, ухудшается и их структура. Влияние этих объективных факторов приводит к снижению объемов нефтедобычи, возрастает уровень обводненности получаемого сырья, что ухудшает его качество и затрудняет переработку.

В сложившихся на данный момент условиях главный резерв отечественной нефтедобычи – это так называемые трудноизвлекаемые запасы. Специалистам давно понятно, что в будущем количество остаточного углеводородного сырья в пластах с высоким уровнем заводнения будет только расти, а отдача нефти от таких пластов, если их разрабатывать традиционными методами, будет на низком уровне (не более 20-ти – 30-ти процентов).

Достаточно сказать, что в Российской Федерации доля активных нефтяных запасов, расположенных на материковой части нашей страны, в общем балансе большей части нефтедобывающих компаний – менее 45-ти процентов.

Главная задача, стоящая в таких условиях перед нефтедобывающими предприятиями, заключается в максимально возможном повышении нефтеотдачи от разрабатываемых продуктивных пластов. Это возможно только с помощью использования самой современной техники и самых передовых технологий, направленных на повышение объемов добываемого сырья.

Некоторые новые технологии нефтедобычи мы и рассмотрим в этой статье.

Технология сшитых полимерных систем (СПС)

Временное тампонирование с использованием сшитых полимерных либо вязко-упругих систем (сокращенно – СПС) пропластков разрабатываемого разреза, обладающих высокой проницаемостью, позволяет снизить расход воды через промытые высокопроницаемые слои при аномально высоких темпах выработки нефтяных запасов, а также уменьшить дебит жидкости и увеличить давление на пласт в эксплуатационных скважинах.

В результате этих воздействий увеличивается градиент давления между зонами отбора и нагнетания, в пласте изменяется направленность фильтрационных потоков, в активную выработку вовлекаются насыщенные нефтью пропластки с пониженным уровнем обводненности и проницаемости, которые до этого либо вообще не были охвачены заводнением, либо оно их коснулось слабо.

Результатом применения такой технологии является значительное увеличение зоны охвата нефтеносных пластов, что, разумеется, позволяет увеличить объемы добываемой нефти.

Технология ГОС-1 (с применением композитных наполнителей)

Эта технология является высоко эффективной и довольно продуктивной.

В процессе её применения посредством нагнетательных скважин поочередно закачиваются сначала полимерные композиты, а затем – дисперсная фаза, с последующим продавливанием их в продуктивный пласт с помощью подтоварной воды.

В процессе этой закачки каждый отдельный компонент применяемого раствора попадает в тот слой пласта, который максимально соответствует его селективности. Результатом становится закупорка различных слоев с учетом их проницаемости и согласно размерам частиц агента.

Применение такой технологии позволяет вовлекать в добычу ранее не использовавшиеся пропластки, что позволяет получить доступ к трудноизвлекаемым запасам.

Она подразумевает использование специальных вязко-упругих составов (ВУС) путем добавления их в раствор и жидкость для продавливания.

Результатом добавления этих веществ становится образование в водопромытых интервалах с высоким уровнем проницаемости особого геля, обладающего широким спектром изолирующих и прочностных свойств.

Это позволяет доотмывать находящуюся в пленочном состоянии нефть из этих промытых водой интервалов, а также отмывать нефть из прослоек с низким уровнем проницаемости. Само собой, в результате этого продуктивность разрабатываемого пласта возрастает.

СПГ-технология

Суть этой методики заключается в следующем: в скважину последовательно закачивается водный раствор силиката натрия, в который добавлены полимеры, и либо – соляная кислота, либо – CaCl2, с последующим продавливанием этих раствором в разрабатываемый пласт с помощью подтоварной воды. Из силиката натрия при попадании его в кислую среду образуется гель, причем его образование происходит только в промытых водой интервалах.

Это позволяет перераспределить закачиваемые водные потоки и подключить к выработке застойные нефтеносные зоны пласта и продуктивные зоны, которые не были ранее дренированы. При добавлении полиакриломидов (ПАА) повышается уровень устойчивости геля и его и стабилизация внутри обрабатываемого пласта.

Физико-химическая суть этой технологии заключается в использовании гелеобразующих систем на основе гидроксида алюминия, которые позволяют изолировать в нефтяном пласте свободные от жидких углеводородов участки с высокой проницаемостью.

В результате такой изоляции в работу подключаются участки разрабатываемого пласта и прослои с низким уровнем проницаемости. Кроме того, образующиеся в результате химических процессов соли аммония вступают в реакцию с нефтяными компонентами, разрушая асфальтеновые структуры. Это также способствует росту объемов нефтедобычи.

Применение вышеописанной технологии наиболее эффективно при разработке высокотемпературных пластов, находящихся в отложениях юрского периода.

ЭС – технология (применение эмульсионных систем)

Эта технология подразумевает увеличение нефтеотдачи при помощи использования эмульсионных композиций.

Суть её в том, что в пласт посредством нагнетательных скважин или блочно-кустовых насосных станций закачиваются специальные эмульгаторы.

Они частично закупоривают самые проницаемые прослойки и перераспределяют нагнетаемые в низкопроницаемые пропластки водные потоки, тем самым вовлекая их в разработку или увеличивая их долю участия. Помимо этого, некоторые входящие в состав эмульгатора компоненты абсорбируются на поверхности горной породы.

Это способствует их гидрофобизации, что позволяет снизить уровень фазовой водопроницаемости в обводненных участках нефтяного коллектора, вследствие чего также происходит перераспределение нагнетаемого водного потока и, соответственно, приток воды в ствол добывающей скважины ограничивается. Отдача нефти – повышается.

Технология с применением волокнистого дисперсно-полимерного состава (ВДПС)

Эта методика воздействия ВДПС применима для любых значений температуры пласта. Наиболее оптимальным температурным диапазоном в пласте с самой высокой проницаемостью считается промежуток от 15-ти до 85-ти градусов (при показателем приемистости скважины больше 600 кубометров в сутки).

Закачиваемая в пласт вода может быть:

слабоминерализированой (до 20 граммов на литр);
пресной (согласно требованиям ГОСТ-а номер 2874 - 82, концентрация ионов калия в ней должна быть менее 40-ка граммов на кубический сантиметр, ионов магния – менее 10-ти г/см3, плотностью – на уровне 1 тысячи г/см3, а водородный показатель рН – в диапазоне от 7-ми до 8-ми).

Алкоп-СКС

Использование композиции СКС может быть направлено на различные цели, к которым относится и увеличение нефтеотдачи добывающих скважин. Помимо этого, эта методика хорошо зарекомендовала себя при работах по восстановлению продуктивности разрабатываемого пласта после проведения любых ремонтных работ, а также в процессе запуска в эксплуатацию тех скважин, которые длительное время простаивали в бездействии.