Состояние и тенденции развития технологических инноваций в нефтегазодобывающей отрасли

СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИННОВАЦИЙ В НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

Кичкин А.М., аспирант ФАОУ ДПО ГАСИС

Статья содержит результаты анализа состояния и тенденций развития инновационной деятельности компаний нефтегазодобывающей отрасли Выделены основные задачи развития инновационной деятельности в данной сфере: повышение эффективности геологоразведочных работ; повышение 'эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами в целях повышения извлечения нефти и газа; повышение эффективности доразведки месторождений с остаточными запасами нефти в обводненных зонах; повышение потенциальной продуктивности средне- и низкодебитных скважин; интенсификация и повышение качества строительства скважин глубиной более 4 км; повышение продуктивности скважин с низкопроницаемыми коллекторами

Ключевые слова: нефтегазодобывающая отрасль, инновационная деятельность, задачи развития.

STATUS AND TRENDS OF INNOVATION OIL AND GAS INDUSTRY

Kichkin A., the post-graduate student, FAEIЕРЕ SASI

The paper contains an analysis of the status and trends of innovation companies oil and gas industry. The basic problem of innovation in this area: improving the efficiency of geological exploration, mining efficiency with hard stocks in order to enhance oil recovery andgasefficiency further exploration of deposits with remaining reserves of oil in flooded areas, increasing the potential productivity of medium- and low-debit wells, intensification and improvement of the quality of construction of wells deeper than 4 km, increasing the productivity of wells with low-permeability reservoirs.

Keywords: oil and gas industry, innovation, development tasks.

Инновационное развитие нефтегазового сектора экономики РФ диктуется состоянием дел в стране и на мировом рынке. Поиск дополнительных источников непосредственно связан с основными проблемами научно-технического развития, которыми являются: повышение эффективности геологоразведочных работ; повышение эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами в целях повышения нефтегазоизвлечения; повышение эффективности доразведки месторождений с остаточными запасами нефти в обводненных зонах; повышение потенциальной продуктивности средне- и низкодебитных скважин, как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации; интенсификация и повышение качества строительства скважин глубиной более 4 км; повышение продуктивности скважин с низкопроницаемыми коллекторами [1].

Особенностью развития инновационной деятельности в нефтегазовой сфере экономики нашей страны на современном этапе является то, что основной объем инвестиций приходится не на фундаментальные исследования, а преимущественно на определенный сегмент производственного процесса, в частности, на разведку и добычу [2]. Другой особенностью является то, что на российский рынок активно продвинулись ведущие мировые лицензиары и инжиниринговые компании, обладающие большим финансовым потенциалом. Это привело к сокращению внедрения в России новых отечественных технологических процессов нефтепереработки, вытеснению российских проектных организаций с отечественного рынка инжиниринговых услуг, резкому росту количества импортного оборудования при модернизации нефтеперерабатывающих заводов.

Здесь следует отметить, что на протяжении 1990-х гг. нефтегазовая отрасль испытывала дефицит инвестиционных ресурсов, что привело к превышению динамики текущего уровня добычи над приростом разведанных запасов. Геологоразведочные работы в перспективных районах Восточной Сибири и Дальнего Востока, на шельфе северных морей велись в недостаточном объеме [3]. Другая тенденция развития отрасли в этот период была связана с тем, что отечественная нефтегазовая промышленность стала объектом пристального внимания западных компаний, но это позволило нашим компаниям в короткие сроки освоить технологии геологического и гидродинамического моделирования, трехмерной сейсморазведки, технологии гидроразрыва пласта и горизонтального бурения, более активно стали вовлекаться в разработку месторождения с вязкой нефтью и связанные с нетрадиционными коллекторами.

Учитывая, что сегодня основная добыча углеводородов в России опирается на природные ресурсы Западной Сибири, где большинство месторождений было открыто еще в советское время, дальнейшее развитие нефтяной и газовой промышленности России в значительной мере зависит от создания высокоэффективных инновационных технологий [4]. Многие трудности здесь вызваны тем,

что нефтегазодобывающие предприятия представляют собой сложный комплекс многочисленных сооружений основного и вспомогательного назначения, которые обеспечивают множество функций: добычу, сбор и подготовку нефти к транспорту; сбор и очистку нефтяного газа; подготовку для закачки в пласт пресной и пластовой воды, используемых в системах поддержания пластового давления.

Эта особенность обусловила появление, наряду с собственно нефтегазодобывающих предприятий, сервисных предприятий, основным направлением деятельности которых является оказание услуг, специфических для нефтегазового сектора - геофизических, буровых, геологоразведочных и прочих работ. Основными направлениями научно-технического и технологического сервиса в нефтегазовом секторе являются [5]: геологические и геофизические работы; оценка потенциала и ресурсов суши и моря; буровые работы; геофизические исследования в скважинах; разработка и эксплуатация нефтепромысловых труб; капитальный ремонт скважин; инжиниринг, монтаж; производство нефтегазового оборудования; производство программных продуктов для мониторинга и оптимизации разработки месторождений.

В связи с изменением структуры запасов нефти ежегодно возрастает количество скважин, эксплуатация которых нерентабельна из-за низкого дебита или высокой обводненности продукции. В перспективе количество малодебитных и обводненных скважин будет расти, причем наблюдается противоречие: с точки зрения экономики такие скважины необходимо останавливать, но это приведет к существенному снижению конечной нефтеотдачи за счет безвозвратной потери значительного количества нефти. Рациональным путем решения данной проблемы является расширение масштабов внедрения зарекомендовавших себя в практике разработки месторождений современных методов повышения продуктивности скважин.

В то же время, большинство нефтедобывающих предприятий экономически не заинтересовано в применении широкого спектра методов, направленных на повышение производительности действующего и реанимируемого фонда скважин. Преобладающее большинство разрабатываемых нефтяных месторождений находится в завершающей стадии разработки, и этим объясняется рост фонда бездействующих скважин. В этой связи, особого внимания заслуживает вовлечение в отработку фонда бездействующих малодебит-ных скважин и широкое применение вторичных и третичных способов нефтеотдачи пластов.

На основании анализа инновационных процессов в мировом нефтегазовом комплексе, в диссертационном исследовании [6] указаны следующие наиболее значимые технологические инновации в следующих четырех основных сегментах нефтегазового комплекса: 1) разведка, 2) бурение и закачивание скважин, 3) добыча, 4) организация ремонта скважин (табл. 1).

Мировой опыт показывает, что ориентация на применение высокоэффективных технологий (горизонтальное бурение, методы

повышения нефтеотдачи, трехмерная сейсмика и др.) в условиях освоения нефтяных месторождений позволяет в два-три раза снизить издержки, связанные с их разведкой и добычей. Следует иметь в виду, что применение традиционных технологий не только снижает конкурентоспособность отечественной экономики, но и лишает будущие поколения воспользоваться запасами этого ценнейшего сырья. Именно поэтому арсенал применяемых технологий повышения нефтеотдачи пластов и ввода в эксплуатацию остаточных запасов нефти постоянно совершенствуется.

Так, в работе [7] отмечается, что в настоящее время около 17% добычи нефти в России обеспечивается в результате внедрения различных методов увеличения нефтеотдачи пластов, при этом 2/3 дополнительной добычи приходится примерно в равных долях на гидроразрыв пласта и физико-химические методы. В целом к 2015 году прогнозируется увеличение добычи нефти за счет внедрения методов увеличения нефтеотдачи примерно на 25%. По мнению автора исследования [7], потенциальные возможности научно-технического прогресса в средних условиях нефтедобывающей отрасли России могут быть оценены в 20-30% сокращения капитальных вложений при фиксированном уровне добычи нефти.

В электронном источнике [8], как перспективные, указаны две группы методов увеличения нефтеотдачи (МУН): 1) гидродинамические МУН и 2) третичные МУН.

Первая группа методов увеличения нефтеотдачи включает в себя различные методы интенсификации притока жидкости к скважине и их комбинации: гидравлический разрыв пласта и газодинамический разрыв пласта; щелевая разгрузка прискважинной зоны продуктивного пласта; реагентная обработка скважин; технология акустической обработки скважин; технология электрогидравлической обработки скважин; азотно-импульсная обработка; объемное волновое воздействие на месторождение; виброволновое воздействие на породы продуктивного пласта; технология электрической

обработки скважин; реагентно-гидроимпульсно-виброструйная обработка.

Вторая группа методов увеличения нефтеотдачи включает в себя: физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и т.п.); газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов); тепловые методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций); микробиологические методы (введение в пласт бактериальной продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте).

Из указанных методов увеличения нефтеотдачи в настоящее время предпочтение отдается тепловым и газовым методам, доля дополнительной добычи за счет применения которых превышает 95%, и для будущего нефтяной отрасли России актуальнейшей задачей является активизация применения третичных методов.

Важным направлением в нефтегазодобывающей отрасли являются инновационные технологии бурения скважин. К таким технологиям относятся: горизонтальные скважины; многоствольное бурение; роторное бурение; автоматизированный буровой комплекс. Однако отечественная нефтегазодобывающая отрасль, которая в 1950-1960-х гг. была лидером в области строительства такого рода скважин, в настоящее время уступила первенство ряду зарубежных стран, интенсивно осваивавших эту технологию во всех точках земного шара и достигших эффекта, качественно превосходящего все известные методы воздействия на продуктивный пласт [9]. Здесь следует учитывать, что подтвержденные извлекаемые запасы нефти в России для их эффективного освоения горизонтальными скважинами составляют около 7 млрд. т, в том числе по Западной Сибири - около 5 млрд. т, а освоение шельфовых зон (в Арктике, на Сахалине) без применения технологий, основанных на методе горизонтального бурения, проблематично.

Таблица 1. Наиболее значимые технологические инновации в основных сегментах нефтегазового комплекса. Источник: [6]

Сегменты нефтегазового комплекса Технологические инновации

Разведка 3-х мерная сейсмика 4-х мерная визуализация Дистанционные 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

Добыча 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

По прогнозам авторов [9], на ближайшие 10-20 лет методы горизонтального бурения приобретут статус технологий, обеспечивающих экономическую безопасность нашего государства. Только в США сегодня ежегодно строят до 1000-1500 таких скважин в год и в ближайшее время могут вообще отказаться от строительства вертикальных скважин в эксплуатационном бурении.

Основной тенденцией при бурении горизонтальных скважин в настоящее время является комбинирование профилей с большим и средним радиусом участка искривления в целях наилучшего дренажа коллектора, особенно при морском бурении в Северном море. В то же время, реальностью стал факт бурения скважин, когда на 1 км их вертикальной глубины набирается свыше 6 км горизонтального участка. Это особенно важно при разбуривании шельфовых месторождений нефти и газа с берега, без строительства дорогостоящих морских оснований и платформ.

Перспективной является и технология многоствольного бурения, которая была разработана ВНИИБТ еще в 1950-х гг., но до настоящего времени не востребована российскими нефтегазодобывающими предприятиями из-за отсутствия необходимых для реализации такой технологии технических средств. Под многоствольным бурением понимается бурение ряда ответвлений от горизонтальной или наклонной скважины в целях увеличения зоны дренажа. Вся необходимая для бурения таких скважин техническая база у ведущих мировых фирм уже имеется, а сервисными компаниями разработан ряд систем по бурению ответвлений и присоединения их обсадных колонн к главной скважине.

В работе [9] отмечены следующие приоритетные инновационные направления в области разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными и разветвленно-горизонтальными скважинами:

- проходка стволов горизонтальных и разветвленно-горизон-тальных скважин для повышения нефтеотдачи пластов углеводородных месторождений;

- бурение новых стволов (наклонных или горизонтальных) из бездействующих скважин с целью ввода в эксплуатацию простаивающих нефтедобывающих объектов;

- ввод в эксплуатацию остаточных запасов нефти (свыше 60% от добытых) с целью реанимации месторождений, находящихся в поздней стадии добычи углеводородов при высокой обводненности добываемой нефти;

- разобщение пластов при креплении горизонтальных, развет-вленно-горизонтальных и наклонных скважин для улучшения нефтеотдачи пластов.

В настоящее время в России на многие технологические вопросы в области бурения и разработки скважин ответы имеются.

В заключение публикации перечислим стратегические направления технологических инноваций в нефтегазодобывающей отрасли: снижение риска и издержек разведочных работ; оптимизация разведки месторождений и коэффициента нефтеотдачи; снижение себестоимости бурения; прогресс в освоении истощенных месторождений и месторождении с небольшими запасами; разработка месторождений глубоководного шельфа; интеграция в области зашиты окружающей среды; стимулирование перехода к нетрадиционной нефти; снижение размеров инфраструктуры, используемой при разработке морских месторождении; рост безопасности персонала и надежности оборудования при тех же капитальных затратах.

Литература:

1. Яковлева Л.Л. Приоритеты инновационного развития в нефтегазовом секторе России: Автореф. дис. ... к-та экон. наук. СПб., 2010.

2. Мустафина А.С. О формировании государственного механизма стимулирования инноваций в нефтяной отрасли. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.zakon72.info/.

3. Россия на мировых рынках традиционной и новой энергетики / Под общ. ред. С.А. Ситаряна. М.: Ин-т экономики РАН, 2008.

4. Ходырев А. Сибирские эмираты // Энергия промышленного роста. 2007. №6(17).

5. Латыш А.Р. Сервисные компании в направлениях развития нефтегазового комплекса // Инновации и инвестиции. 2006. №8.

6. Куандыков Т.С. Развитие инновационных процессов в нефтегазовом комплексе Казахстана: Автореф. . к-та экон. наук. Республика Казахстан. Алматы, 2010.

7. Глухарев В.А. Развитие механизмов активизации инновационной деятельности в нефтяном секторе: Автореф. . к-та экон. наук. СПб., 2009.

8.Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.eemkzn.ru/ nefteotdacha/.

9. Мессер А., Повалихин А. Перспективные технологии бурения скважин. Электронный ресурс. Режим доступа: http://top-drive.ru/m-aiticles-03.html.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Красовская Е.А., к.э.н., доцент ФАОУДПО ГАСИС Фархутдинова Ф.Б., соискатель ФАОУ ДПО ГАСИС

В статье рассмотрены составляющие инновационного потенциала экономической системы, предложена обобщенная структура сложившихся методологических подходов к анализу и оценке инновационного потенциала 'экономических систем, исследованы внутренние и внешние факторы, определяющие инновационный потенциал экономических систем. Обоснована четырехфазная схема трансформации инновационного потенциала экономической системы в результаты производственно-хозяйственной деятельности

Ключевые слова: инновационный потенциал, экономическая система, внутренние и внешние факторы, трансформация, инновационные процессы, инновационная активность.

RESEARCH OF FEATURES OF THE ANALYSIS AND ASSESSMENT OF INNOVATIVE CAPACITY OF ECONOMIC SYSTEMS

Krasovskaya E., Ph.D., assistant professor FAEIЕРЕ SASI Farkhutdinova F., competitor of FAEI ЕРЕ SASI

In article components of innovative capacity of economic system are considered, the generalized structure of the developed methodological approaches to the analysis and an assessment of innovative capacity of economic systems is offered, the internal and external factors defining innovative capacity of economic systems are investigated. The quadriphase scheme of transformation of innovative capacity of economic system in results of production economic activity is proved.

Keywords: innovative potential, economic system, internal and external factors, transformation, innovative processes, innovative activity.

Инновационный потенциал экономической системы, отражающий степень ее готовности и способности выполнить задачи, обеспечивающие достижение поставленных целей инновационного развития, в том числе в рамках реализации инновационных проектов и программ во многом определяется стратегией развития экономи-

ческой системы. С другой стороны, уровень инновационного потенциала экономической системы во многом определяет выбор стратегии ее инновационного развития.

Основные составляющие инновационного потенциала экономической системы приведены на рис. 1.