Эта трудная нефть

Не откроем Америку, если скажем, что современная цивилизация целиком и полностью зависит от нефти, на которой построена мировая экономика. Нефть повсюду: в детских игрушках, полиэтиленовых пакетах, женских колготках, бытовой технике, в аспирине, косметике, лаках и красках, пластиковых бутылках и посуде, в топливе, конечно, ручках и скрепках на рабочем столе и даже в подошвах ваших ботинок.

Многие трудные месторождения открыли еще советские геологи в 60-х годах прошлого века, оставив их для освоения будущим поколениям. Это запасы баженовской, абалакской и фроловской свит Западной Сибири, территории в Карском и Баренцевом морях, районы Сахалина. Тогда было достаточно легкодоступной нефти, а необходимых технических ресурсов для разработки ТрИЗ не было.

Свита расположена на территории Западной Сибири и залегает на глубине 2-3 км. Она образована морскими отложениями на рубеже юрского и мелового периодов – около 145 млн лет назад. По оценкам геологов, в ее недрах таится до 60 млрд т нефти. Это в 4-7 раз больше оценки потенциала формации Баккен в США, ставшей родиной сланцевой революции. При этом баженовская нефть отличается высоким качеством – она легкая и малосернистая, а значит, ее просто перерабатывать. Главное – добыть.

Чтобы извлечь нефть из твердого, похожего на мрамор горизонта, необходимо применять весь спектр доступных технологий. Базовой технологией освоения баженовской свиты в «Газпром нефти» считают многостадийный гидроразрыв пласта, который создает в нефтеносной породе систему трещин, по которым нефть впоследствии стекает в горизонтальные скважины.

Для того чтобы обнаружить нефтеносные слои в бажене, нужна предельная точность расчетов. Добывать такие углеводороды очень сложно, но баженовская нефть – это уникальный ресурс, который стоит того, чтобы им наконец начали заниматься всерьез.

Ведь, подобрав ключ к этим ресурсам, можно дать вторую жизнь тем месторождениям, добыча на которых снижается: задействовать уже существующую инфраструктуру, сохранить старые и создать новые рабочие места в традиционных регионах нефтедобычи, вместо того чтобы осваивать новые территории. Дело за «малым»: создать экспериментальную площадку по исследованию свиты и поиску рентабельных технологий ее освоения, предварительно заручившись поддержкой науки и государства.

В мае этого года Министерство энергетики РФ одобрило заявку «Газпром нефти» на присвоение статуса национального проекту создания комплекса отечественных технологий и высокотехнологичного оборудования разработки запасов баженовской свиты, для реализации которого на Пальяновской площади Красноленинского месторождения в ХМАО строится технологический центр «Бажен».

Здесь будет создан специализированный полигон, на котором будут испытываться технологии поиска и разработки перспективных нефтегазоносных баженовских отложений. Это будет своего рода отраслевая площадка, на которой будут работать заинтересованные в освоении бажена крупные нефтяные компании и научные центры. Задача минимум – создать 15 технологий в разных направлениях, таких как поиск, добыча, оборудование и программное обеспечение. Основные работы по проекту планируется завершить в 2021 году. Общие инвестиции составят 8,5 млрд руб., из которых 7,5 млрд пока приходятся на долю «Газпром нефти». Уже сегодня в числе научных партнеров проекта – Инжиниринговый центр МФТИ, Сколковский институт науки и технологий, МГУ им. М.В. Ломоносова, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, МГТУ им. Н.Э. Баумана. Идут переговоры с производителями оборудования, сервисными и нефтяными компаниями.

«Газпром нефть» занимается изучением баженовской свиты несколько лет и добилась значительных успехов в отработке технологий поиска и добычи нефти из этой формации. Первые существенные результаты появились в прошлом году, когда на Пальяновской площади были пробурены две высокотехнологичные горизонтальные скважины и проведен многостадийный гидроразрыв. Приток нефти составил 45 т в сутки. Добыча из этих скважин за весь период работы достигла 15 тыс. т. Таким образом была доказана эффективность выбранного пути создания методов и технологий. До 2027 года «Газпром нефть» намеревается пробурить на экспериментальной площадке более ста горизонтальных скважин с использованием метода гидроразрыва пласта. Всего за ближайшие 10 лет на этом месторождении из баженовской свиты планируется добыть около 7,5 млн т нефти.

Баженовская свита хоть и приоритетный, но далеко не единственный проект освоения ТрИЗ «Газпром нефти». Ачимовская толща – еще одно богатое нефтью природное хранилище. Решение о выделении ачимовской толщи в самостоятельный поисковый объект и о начале реализации проекта «Большая Ачимовка» было принято в «Газпром нефти» в 2016 году. С тех пор ведутся работы по созданию региональной геологической модели ачимовской толщи, в рамках целевых программ совершенствуются технологии бурения и интенсификации притока в пластах, обладающих сложным геологическим строением, а также рассматриваются возможности развития ресурсной базы компании.

Они находятся в нижней части меловых отложений, практически над баженовской свитой, распространены в центральной зоне Западно-Сибирского бассейна, а наиболее плодородные пласты обнаружены в Уренгойском районе ЯНАО. Ачимовские отложения имеют сложное геологическое строение, и добывать такую нефть в значительных объемах возможно только с применением высоких технологий.

Бурение горизонтальных скважин с многостадийными гидроразрывами и применение нестандартных технических решений позволят выйти на приемлемый уровень рентабельности при освоении ачимовских залежей. Но легкой нефти в этих широтах больше не будет. В сентябре этого года «Газпромнефть-Ямал» (дочерняя компания «Газпром нефти») приступила к опытно-промышленной добыче нефти из ачимовской толщи Северо-Самбургского нефтяного месторождения. На участке расконсервирована и испытана скважина, пробуренная предыдущим владельцем. В режиме фонтанирования дебит скважины значительно превысил плановые показатели и составил в среднем 120 т в сутки. Общие геологические запасы опытного участка оцениваются в 426 млн т нефти.

Поскольку легких углеводородов на нефтяных горизонтах больше не видно, компании в своих поисках энергоресурсов идут все глубже. Этой осенью «Газпром нефть» приступила к изучению палеозойских залежей углеводородов в Томской области. До сих пор эти горизонты не являлись самостоятельным объектом геологоразведки из-за глубокого залегания (от 3500 до 6000 м) и сложного, как и у всех ТрИЗ, строения.Палеозой также называют фундаментом или доюрским комплексом.

Даже если эта цифра окажется завышенной вдвое, палеозойские залежи углеводородов всего равно огромны. Ученые подсчитали, что нефть доюрского комплекса можно будет добывать 40 лет и получать в среднем 10 млн т ежегодно.

Среди западносибирских активов «Газпром нефти» можно выделить сразу несколько месторождений с перспективными запасами нефти в пластах, относящихся к палеозойским отложениям. Уже несколько лет успешная разработка таких залежей ведется на томских месторождениях компании – Арчинском и Урманском. Нефтяники исследуют признаки присутствия нефти в пластах и составляют поисковые прогнозы для каждого из четырех видов залежей доюрского комплекса. Этому посвящен масштабный проект «Газпром нефти» «Палеозой». Его цель – изучение нефтеносности палеозойского разреза: проведение сейсморазведки и геофизических исследований скважин, добыча и анализ образцов пород. Такая работа может занять у ученых около трех лет, зато полученная информация позволит сократить затраты на извлечение такой нефти и увеличить добычу углеводородов только в Томском регионе на 35 млн т. Ученые также рассчитывают на то, что разработанные методики помогут в дальнейшем находить нефть и на других западносибирских месторождениях компании.

Поскольку именно в Томской области накоплен ценный опыт работы с трудноизвлекаемыми запасами, здесь было решено создать полигон для разработки новейших технологий поиска, разведки и разработки нетрадиционных источников углеводородного сырья, к которым относят и палеозой. В 2015 году правительство распорядилось создать на базе Института природных ресурсов Томского политехнического университета инновационный центр «ИНО Томск» с образованием кластера технологий освоения трудноизвлекаемых природных ресурсов.

Помимо перечисленных бажена, ачимовки и палеозоя, есть много перспективных горизонтов для поиска углеводородов. Но уже сейчас есть трудноизвлекаемые запасы, освоение которых идет полным ходом. Почти вся нефть в мире добывается из терригенных и карбонатных коллекторов. В горной породе есть пустоты – поры, трещины или каверны, в которых скапливается нефть. Эти пустоты могут находиться в песчаниках или под снесенными ветром обломками горных пород – тогда это терригенные коллекторы. Из них добывается легкая нефть. Карбонатные коллекторы – вторые по распространенности в мире – образуются в основном из останков разнообразных морских организмов, например кораллов и планктона.

Они остаются на том же месте, где когда-то обитали, и сохраняют значительно более сложную структуру, обусловленную их биогенным происхождением и процессами, которые происходят с ними на глубине. Достаточно часто в результате тектонических процессов в карбонатных пластах возникают трещины. Они могут пронизывать пористый каркас коллектора в разных направлениях, разделяя его на блоки. В таких случаях образуется двойная среда, которая представляет собой поровые блоки, вмещающие нефть, и сеть трещин, по которым происходит ее транспортировка. В этих двух видах пустот движение нефти подчиняется разным законам, поэтому наличие двойной среды осложняет разработку.

Кроме того, трещины и поры в такой породе могут не сообщаться между собой или иметь низкую проницаемость, из-за чего добыть нефть, находящуюся в таких недрах, очень непросто.

На сегодняшний день удалось достать только 3%, но на достигнутом «Газпром нефть» не останавливается. Роль карбонатных месторождений в деятельности компании со временем будет все более значительной, поэтому «Газпром нефть» разработала 12 технологических проектов, два из которых уже запущены.

Так, на Куюмбинском месторождении стартовал пилотный проект определения зон, в которых лучше всего размещать скважины. Чонское месторождение, с его сложными засолоненными коллекторами, стало экспериментальной площадкой для реализации проекта интенсификации притока: здесь будут искать наиболее эффективные способы добычи нефти.