КЭС – Эффективный способ эксплуатации месторождений «сланцевой нефти»

 Н.П.Кузьмичев. ООО «Нефть XXI век», г. Альметьевск

Резкий рост объёмов добычи «сланцевой нефти» в США за предыдущее десятилетие привёл к перепроизводству на мировом рынке нефти. Добыча нефти в 2005-2013 гг. выросла с 5,18 млн до 7,44 млн баррелей в день. В декабре 2014 года она достигла рекордного уровня 9,118 млн баррелей в день [1]. Предложение нефти на рынке превысило спрос на неё. Цены на нефть рухнули, снизившись вдвое. У нефтяных компаний, и до этого испытывавших проблемы из-за повышения себестоимости добычи нефти вследствие ухудшения структуры запасов [2], настали трудные времена. Особые сложности испытывают компании, добывающие «сланцевую нефть». Для них сейчас, снижение себестоимости добычи нефти – «вопрос жизни или смерти». Многие компании в конце 2014 — в начале 2015 года значительно сократили объёмы бурения [1]. Некоторые разорились.

Объёмы добычи нефти в США в 2015 году перестали расти так бурно, как в 2014 году, но рост, благодаря набранному темпу, пока продолжается. В ближайшие год-два объёмы до-бычи, скорее всего, стабилизируются на отметке 10,2-10,3 млн баррелей в день, а затем могут пойти вниз. У аналитиков есть все основания прогнозировать, что нынешние цены на нефть в ближайшие 5, а то и 10 лет, сколь-нибудь заметно не вырастут [1]. Поэтому снижение себестоимости добычи нефти с целью повышения рентабельности бизнеса – «вопрос № 1» для нефтяной отрасли.

«Сланцевая революция» произошла благодаря прогрессу технологий добычи нефти, прежде всего – совершенствованию технологий горизонтального бурения и многостадийного гидроразрыва пласта [3-5]. За предыдущие 15-20 лет себестоимость добычи «сланцевой нефти» значительно уменьшилась за счёт оптимизации этих основных используемых при её добыче технологий строительства скважин. При высоких ценах на нефть, рентабельность добычи «сланцевой нефти» была достаточно высокой. При нынешних ценах на нефть, достигнутого технологического уровня для многих «сланцевых» проектов недостаточно. Но потенциал дальнейшей оптимизации упомянутых технологий строительства скважин сейчас практически исчерпан. Для дальнейшего снижения себестоимости добычи «сланцевой нефти» нужны новые подходы и поиск новых решений на всех технологических этапах добычи нефти, а не только при строительстве скважин.

В качестве оговорки, можно заметить, что стоимость бурения, особенно горизонтального, можно ощутимо сократить, используя электробурение. И у России есть шанс, действуя по принципу «не можешь остановить процесс, возглавь его», выйти на равные позиции с западными нефтяными и нефтесервисными компаниями в области технологий добычи «сланцевой нефти». Ведь электробурение широко применялось только в СССР и созданные технологический и организационный заделы пока полностью не утрачены. Более того, появились новые наработки, которые могут вывести электробурение на новый качественный уровень. Но для решения этой большой амбициозной задачи необходимо, чтобы нефтяная отрасль России не на словах, а на деле перешла на инновационный путь развития.

Начало добычи «сланцевой нефти» в промышленных масштабах сдерживали не только геологические проблемы, связанные с особенностями строения месторождений, их изучения, учёта запасов и т.п., но и несовершенство технологий переработки добываемого сырья [3-5]. Промышленные технологии переработки «сланцевой нефти», как в пласте, так и на поверхности, в настоящее время существуют. Есть экспериментальные технологии, которые продолжают отрабатывать, и в лабораторных, и промысловых условиях. Но в области нефтепереработки «сланцевой нефти», так же как и в области строительства «сланцевых скважин», значительный прогресс в ближайшее время вряд ли возможен.

В качестве примера поиска новых решений снижения себестоимости добычи «сланцевой нефти», можно привести получение 24 февраля 2015 года компанией «Propell Technologies» из американского штата Техас 5 млн. долл. США инвестиций от кипрской «Ervington Investments» [6], конечным бенефициаром которой является российский миллиардер Роман Абрамович. «Propell Technologies» владеет компанией «Novas Energy USA», которая занимается повышением отдачи «сланцевых скважин» на нефтегазовых месторождениях при помощи новейших технологий, основанных на методе плазменно-импульсного воздействия (ПИВ). К слову, «Novas Energy USA» — владелец технологии ПИВ, имеет российские корни [7].

Технология ПИВ является технологией обработки призабойной зоны пласта (ПЗП). Её можно отнести к методам повышения нефтеотдачи пластов (ПНП). Ранее, такие технологии для снижения себестоимости добычи «сланцевой нефти» не использовались. По имеющимся данным, она демонстрирует хорошие технологические результаты [7]. Не имея информации о стоимости данной технологии, сложно оценить, какой она приносит экономический эффект. Но, судя по объёмам инвестиций в данный проект, экономический эффект есть, и немалый.

Особое внимание следует обратить на то, что, в отличие от России, где к технологии ПИВ относятся, как к методу ПНП, в США данную технологию рассматривают, как альтер-нативу многостадийному гидроразрыву пласта. У гидроразрыва имеется два существенных недостатка нетехнологического характера: опасные экологические последствия и необходимость в больших объёмах воды. Поэтому сейчас в США «сланцевую нефть» добывают преимущественно в малонаселённых районах с достаточными водными ресурсами. Ожидается, что технология ПИВ решит обе указанные проблемы и позволит приступить к освоению месторождений «сланцевой нефти», разработка которых в настоящее время нецелесообразна или невозможна [8].

Успех технологии ПИВ – ещё одна «гирька» на «чаше весов», определяющих дальнейшую судьбу «сланцевых» проектов. Насколько качнутся эти весы после начала массового внедрения ПИВ, покажет время. Ещё одной такой «гирькой», которая окончательно склонит чашу весов в пользу успеха добычи «сланцевой нефти», даже при существующих ценах на нефть, может стать кратковременная эксплуатация скважин (КЭС). Этот способ эксплуатации скважин относится к механизированной добыче нефти. Предложение использовать КЭС для добычи «сланцевой нефти» — яркий пример нового подхода к решению проблемы снижения себестоимости её добычи.

КЭС достаточно хорошо известна и широко применяется в России и за рубежом. Тем, кто с ней мало знаком, можно порекомендовать ознакомиться с темой «Кратковременная эксплуатация нефтяных скважин» в разделе «Добыча и промысловая подготовка нефти» на форуме oilforum.ru [8]. Здесь же, для краткости, ограничимся лишь кратким перечислением наиболее важных её достоинств.

Главным конкурентным преимуществом КЭС, важным для добычи «сланцевой нефти», которое доказано при добыче «обычной» нефти, является снижение себестоимости добычи на 10-30 %. Оно достигается за счёт увеличения объёмов добычи нефти и межре-монтного периода (МРП), сокращения расхода электроэнергии и номенклатуры используемого оборудования, сокращения затрат на исследование скважин и технологические операции по повышению дебита скважин. КЭС – наиболее эффективный способ механизированной добычи нефти из мало- и среднедебитных скважин [9].

Уникальной особенностью КЭС является ослабление или полное исключение негативных проявлений практически всех основных осложняющих эксплуатацию скважин факторов [10]. КЭС – единственный способ добычи нефти из скважин с одновременным воздействием нескольких осложняющих факторов. КЭС – универсальный способ снижения себестоимости добычи нефти на скважинах осложнённого фонда.

Для того, чтобы показать эффективность КЭС при добыче «сланцевой нефти», следует отметить некоторые особенности её добычи, которые осложняют эксплуатацию «сланцевых» скважин, снижают межремонтный период (МРП) и, в конечном счёте, отрицательно влияют на себестоимость добычи. К ним относятся [11]:

» Разнообразие физико-химических свойств пластового флюида;

» Аномально высокое начальное пластовое давление;

» Высокая температура пласта;

» Отложение солей в добывающем оборудовании и НКТ;

» Высокий газовый фактор;

» Значительный вынос мехпримесей.

Кратковременная эксплуатация скважин (КЭС) позволяет успешно бороться со всеми перечисленными осложняющими факторами и снизить себестоимость добычи «сланцевой нефти» путём увеличения МРП [10].

Но, пожалуй, главными особенностями разработки месторождений «сланцевой нефти», вследствие которой КЭС будет активно востребована для добычи «сланцевой нефти», являются быстрое и значительное снижение дебитов скважин и гораздо меньшие, по сравнению с месторождениями традиционной нефти, сроки рентабельной эксплуатации [12]. Снижение дебитов скважин приводит к необходимости смены типоразмеров добывающего оборудования и даже способа эксплуатации скважин (УЭЦН — УШГН), которые не обусловлены износом или отказом оборудования, что приводит к увеличению затрат. Дополнительные затраты связаны со слабой прогнозируемостью дебита скважин на месторождениях «сланцевой нефти», что также приводит к неплановой смене типоразмера оборудования. Это увеличивает и без того высокую себестоимость добычи «сланцевой нефти».

КЭС обладает уникальными технологическими возможностями, важными при добыче «сланцевой нефти», например: даёт возможность изменять производительность добывающей установки в 3-5 раз, а при переходе на непрерывную эксплуатацию — на порядок [9]. Причём, происходит это в автоматическом режиме. Кроме того, УЭЦН в горизонтальных скважинах можно спускать глубже УШГН и эксплуатировать их при большей депрессии, т.е. можно увеличить дебит скважин.

Общее количество скважин, эксплуатируемых в России с помощью КЭС, в конце 2014 года составило 8-10 тысяч. По состоянию на август 2014 года в «Газпромнефть-Хантос» с помощью КЭС эксплуатировалось больше 800 скважин, при общем количестве скважин около 2000, т.е. более 40 % общего фонда скважин [13]. Экономический эффект за 2012-13 г.г. составил около 1,2 млрд. руб. В «Роснефти» в январе 2014 года с помощью КЭС эксплуатировалось 1722 скважины, в августе – 2361 [14]. До конца 2014 года планировалось довести их число до 3700, т.е. за год количество скважин с КЭС увеличилось более, чем в 2 раза.

Благодаря высокой экономической эффективности, КЭС быстро становится одним из основных способов добычи нефти. Низкие цены на нефть и их низкая волатильность только ускорят данный процесс.

Будущее добычи «сланцевой нефти» связано с комплексным подходом к выбору технологий на всех этапах разработки и эксплуатации «сланцевых» месторождений, начиная с разведки и заканчивая переработкой. Основные критерии отбора технологий будут по-прежнему связаны со стремлением максимально снизить себестоимость. Весомый вклад в этот процесс могут и должны внести инновационные технологии механизированной добычи нефти, прежде всего — КЭС. КЭС защищена 3 патентами РФ (№№ 2293176, 2315860, 2332559), Евразийским патентом (№ 012683), патентами США (US 8,087,457) и Канады (CA 2620559) на изобретения. КЭС имеет хороший экспортный потенциал. Имея в активе подобные технологии добычи нефти, Российские нефтяные компании могут смело идти на внешние рынки, не опасаясь конкуренции с зарубежными компаниями.

Такие технологии, как КЭС, способны создать технологический паритет Российских и зарубежных нефтяных и нефтесервисных компаний. Эта мысль чётко прозвучала в выступлении президента России В.В.Путина на заседании Совета при Президенте по науке и образованию 24 июня 2015 года: «… если мы сможем обеспечить лидерство по ряду ключевых направлений, если от российских технологий будут зависеть партнёры, и при этом мы будем способны быстро впитывать и использовать чужие наработки, то такая взаимозависимость будет серьёзно укреплять наши позиции, и мы сможем на равных разговаривать с другими участниками глобального технологического развития и будем застрахованы от разного рода рисков».

Литература 

1. Михаил Оверченко. Как США перекроили мировой нефтяной рынок. Ведомости, 15.12.2014.

http://www.vedomosti.ru/library/articles/2014/12/15/kakssha-perekroili-mirovoj-neftyanoj-rynok

2. Гай Чейзан. Добыча или прибыль? Ведомости, No 3407 от 13.08.2013.

http://www.vedomosti.ru/newspaper/articles/2013/08/13/dobycha-ili-pribyl#ixzz2tr2JQbfl

3. Д. Грушевенко, Е. Грушевенко. Нефть сланцевых плеев — новый вызов энергетическому рынку? Информационно-аналитический обзор «Центра изучения мировых энергетических рынков». Ноябрь 2012, ИНЭИ РАН.

http://www.eriras.ru/files/spravka_slanc_njeft.pdf

4. Морариу Д., Аверьянова О.Ю. Некоторые аспекты нефтеносности сланцев: понятийная база, возможности оценки и поиск технологий извлечения нефти // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2013. – Т. 8. – No 1. http://www.ngtp.ru/rub/9/3_2013.pdf

5. Т.В. Арутюнов, А.А. Арутюнов. Методы и технологии выработки запасов углеводородов из сланцевых месторождений. Научные труды КубГТУ, No 1, 2015 год. http://ntk.kubstu.ru/file/314

6. Евгений Калюков, Иван Ткачев, Алена Сухаревская. Российский бизнесмен приобретет контроль над технологией, которая может изменить рынок сланцевой нефти США. РБК, 25.02.2015.

http://www.rbcdaily.ru/industry/562949994116651

7. Дмитрий Мунгалов. До последней капли: как выжать пласт. Сайт фонда Сколково, 9 декабря 2013.  http://sk.ru/news/b/news/archive/2013/12/09/do-posledney-kapli-kak-vyzhat-plast.aspx

8. James Stafford. Roman Abramovich Invests $15M In New US Fracking Technology. Posted on Tue, 24 February 2015. http://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/Roman-Abramovich-Invests-15M-in-New-US-Fracking- Technology.html]

9. Тема «Кратковременная эксплуатация нефтяных скважин» в разделе «Добыча и промысловая подготовка нефти» на форуме oilforum.ru.

http://www.oilforum.ru/topic/

10. Кузьмичев Н.П. «Кратковременная эксплуатация скважин – инновационный способ добычи нефти». Доклад на международной научно-практической конференции «Инновации и технологии в разведке, добыче и переработке нефти и газа», г. Казань, 8-10 сентября 2010 г. https://db.tt/1mmxMwvB

11. Кузьмичев Н.П. Кратковременная эксплуатация скважин — уникальный способ борьбы с осложняющими факторами. Экспозиция Нефть Газ, No 4, 2012. http://runeft.ru/upload/iblock/fa8/fa8302543969955956fc4cd314e8806d.pdf

12. В.Л.Чирков, В.П.Сонич. Степень геологической изученности баженовской свиты на территории деятельности ОАО «Сургутнефтегаз». http://www.ncintech.ru/files/28-09-2010/1-prsnt-chirkov.pdf

13. А.Д. Алексеев. Баженовская свита: в поисках большой сланцевой нефти на Верхнем Салыме. Часть 1. ROGTEC No 34, август 2013 года. https://rogtecmagazine.com/wp-content/uploads/2014/09/02_SPD-The-Bazhenov-Formation- Big-Shale-Oil-in-Upper-Salym.pdf  Часть 2. ROGTEC No 35, ноябрь 2013 года.

https://rogtecmagazine.com/wp-content/uploads/2014/09/02_The-Bazhenov-Formation-in-

Search-of-Big-Shale-Oil.pdf

14. Лутфуллин Р.Р. Комплексный подход к повышению энергоэффективности работы меха- низированного фонда скважин ООО «Газпромнефть-Хантос». Первая практическая конференция «Добыча нефти: энергоэффективность 2014», 2-3 октября 2014 года, г. Москва. http://www.ngv.ru/ngv-technology/dobycha-nefti-energoeffektivnost/

15. Каверин М.Н. Анализ состояния фонда УЭЦН, работающих в режиме периодической эксплуатации. Инженерная практика, No 11, 2014. http://lib.glavteh.ru/publicationreader/808/?folder=demo#page/1/mode/1up

16. Выступление Владимира Путина на заседании Совета при Президенте по науке и образованию на тему «Новые вызовы и приоритеты развития науки и технологий в Российской Федерации». Москва, Кремль, 24 июня 2015 года. http://kremlin.ru/events/president/news/49755