Применение инновационных технологий при разработке нефтегазовых месторождений

Т.В. Богак. Применение инновационных технологий при разработке.

УДК 338.75

Т.В. Богак

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Томский государственный педагогический университет

Технический прогресс в энергетическом секторе постсоветской России оказался во многих случаях второстепенной задачей. В условиях частичной приватизации и акционирования нефтяных и газовых отраслей часть забот по разработке и внедрению новых технологий вынужденно перекладывается на государство.

Приватизация основных фондов энергетического сектора должна была создать заинтересованность акционеров в их обновлении. Этот потенциально сильный стимул технологического развития, однако, практически работает далеко не везде, поскольку роль акционеров в энергетических компаниях пока еще невелика, а все зависит от высшего управляющего звена компаний.

Важным стимулом технологического развития энергетического сектора могло бы стать налоговое законодательство, поощряющее технический прогресс. Однако оно в этом отношении слабо ориентировано на потребности производства. Некоторые возможности предоставляет местное налоговое законодательство, но их реализация зависит от воли местных администраций, и поэтому они не могут стать элементом долгосрочной стратегии. Что более действенно, так это стремление энергетических компаний к заимствованию кредитных ресурсов на внешних рынках капитала. Такое финансирование требует от заемщиков демонстрации своей решимости к технологическим нововведениям. Наконец, в некоторых сегментах энергетического сектора уже созданы рынки энергетической продукции. Конкуренция на этих рынках подталкивает энергетические компании к развитию новых технологий.

К сожалению, действие всех этих стимулов ограничено имеющимися в энергетике финансовыми ресурсами и в ряде случаев их неэффективным использованием. Между тем необходимость форсированного технологического развития ТЭК очевидна. Особая роль экспорта углеводородов для экономики России выдвигает на первый план внедрение новых технологий поиска и разработки месторождений нефти и природного газа в тяжелых природно-климатических и горно-геологических условиях, интенсификации добычи, повышения эффективности транспортировки углеводородов на большие

расстояния, технологий разработки малодебитных скважин. Другое направление выбора приоритетных технологий вытекает из той доминирующей роли, которую играет в энергетическом секторе страны природный газ. Здесь особое значение приобретают технологии его транспортировки, хранения, переработки в жидкое топливо и в химическое сырье, а также технологии повышения эффективности производства электроэнергии и тепла на базе природного газа.

Природный газ - один из важнейших долгосрочных энергетических ресурсов России. Сегодня практически заканчивается эпоха разработки гигантских месторождений относительно дешевого сеноман-ского газа Западной Сибири. Для нового этапа характерен переход к освоению сложных по составу газонефтеконденсатных месторождений и месторождений новых газоносных районов (п-ов Ямал, шельф арктических морей и Сахалина, а в будущем - месторождения Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинции).

В настоящее время в России наметилось отставание прироста разведанных запасов углеводородов относительно объемов их добычи. Потенциальные ресурсы традиционного природного газа оцениваются величиной в 236 трлн м3, включая запасы на суше и на шельфе. А текущие разведанные запасы газа по состоянию на 01.01.1997 г., по данным геологов, составляли 47.6 трлн м3, причем только 21.6 трлн м3, или 42.3 %, вовлечено в разработку.

В XXI в. геофизические методы поисков и разведки газовых и нефтяных месторождений сохранят свое ведущее положение. По оценке специалистов Института проблем нефти и газа РАН, новые геофизические технологии должны опираться на следующие результаты НИОКР:

- изучение разномасштабности временных вариаций геофизических полей и их связи с геологическими процессами;

- создание новых алгоритмов интегрированного системного анализа разнородной геофизической и геохимической информации, позволяющих получать адекватные трех- и четырехмерные модели геообъектов и геопроцессов с минимизацией затрат на поисковые процедуры [1];

Вестник ТГПУ. 2007. Выпуск 9

- создание мировой компьютерной базы геофизических данных и знаний.

Важнейшим средством повышения эффективности проведения геологоразведочных работ и разработки месторождений нефти и газа является трехмерная сейсмика (ЗЭ). За счет большой плотности наблюдений (до 40 км/км2) с высокой точностью осуществляется детальное изучение строения осадочных пород толщи на глубину до 25-30 км с прогнозированием мест скоплений нефти и газа. При этом одновременно совершенствуются технологии сбора данных, методики обработки и интерпретации собранной информации с полной интеграцией всей доступной геолого-геофизической информации. За рубежом важность получения детального ЗЭ-сейсмического изображения резервуара была осознана уже в конце 70-х гг., и в настоящее время там практически ни одно месторождение не разбуривается и не разрабатывается без применения ЗЭ сейсмики. Кроме того, за рубежом уже наметился переход к четырехмерной сейсмике (4Э).

Россия по внедрению этих технологий намного отстала от западных стран, но их распространение сегодня стало возможным благодаря оснащению полевых партий новой сверхмногоканальной регистрирующей аппаратурой. Фундаментальной проблемой в сейсморазведке ЗЭ является теоретическое обоснование и разработка методов оценки количественных параметров нефтегазоносности типа флюида. Для широкого использования данной технологии в России необходимы дополнительные НИОКР. Одним из основных направлений внедрения трехмерной сейсмики должны стать работы по развитию морской нефтегазовой подотрасли, поскольку в настоящее время геолого-геофизическая изученность морской периферии России чрезвычайно низка (примерно на один-два порядка ниже изученности Мексиканского залива, Северного моря, шельфа Западной Африки), хотя запасы углеводородов континентального шельфа России весьма велики [2].

В развитии поисковых и разведочных работ в последние годы все большее значение приобретают информационные технологии (ИТ). Без них невозможны сейсморазведки ЗЭ и 4Э, горизонтальное бурение и другие прогрессивные методы и процессы. Запатентованное программное обеспечение интерпретации сейсмических данных считается сегодня основой конкурентного преимущества. В настоящее время объем рынка ИТ-услуг в нефтегазовой промышленности мира оценивается в 10-12 млрд дол., а темпы его роста составляют 10 % в год.

Составной частью ИТ являются географические информационные системы (ГИС), представляющие

собою компьютерные системы сбора, хранения, структурирования и управления, анализа и вывода территориально ориентированных данных [З].

Развитие ГИС позволяет использовать малодоступные ранее аэрокосмические снимки. Данные дистанционного зондирования (ДДЗ) служат одним из основных источников информации для разведки нефтяных и газовых месторождений, слежения за состоянием буровых и трубопроводов, а также определения маршрута прокладки трубопровода.

Только за счет технологического прогресса в перспективе темпы бурения скважин могут быть существенно увеличены. Одно из наиболее важных направлений технического прогресса в области геологоразведочного бурения нефтяных и газовых скважин - горизонтальное бурение.

Длительное время использование горизонтальных скважин (ГС) сдерживалось их высокой стоимостью по сравнению с вертикальными скважинами (ВС) и сложностью бурения. Считается, что ныне нет альтернативы технологии добычи нефти с помощью ГС, так как традиционные методы разработки, основанные на бурении систем вертикальных и наклонных скважин, даже с применением заводнения, позволяют извлекать не более 40-50 % балансовых запасов. По оценкам специалистов, средняя стоимость 1 м ГС примерно в 1.5 раза выше стоимости 1 м ВС, но при этом дебит скважин увеличивается в З-5 раз. Применение ГС позволит в несколько раз уменьшить необходимое число ВС обычной конструкции. ГС могут увеличить конечную нефтеотдачу тонких нефтяных пластов с газовой шапкой в 2-З раза. При этом коэффициент неф-теизвлечения можно довести до 25-З0 % против 5-15 % при использовании только ВС [4].

В США в 2000 г. более 50 % скважин на суше предполагалось бурить горизонтальными. В последние годы бурение ГС стало применяться и в России (в Поволжье, на Сахалине, в Западной Сибири, Татарии, Башкирии и других регионах). Сфера внедрения технологии ГС в России очень велика - это низкопроницаемые коллектора, низкоде-битные пласты малой толщины, сильно неоднородные по простиранию и разрезу коллектора. До 2015 г. только в газовой промышленности России предполагается ежегодно бурить свыше 600 горизонтальных разведочных скважин.

Дальнейшим развитием технологии бурения ГС является технология бурения разветвленно-гори-зонтальных скважин (РГС). Наиболее целесообразным может оказаться их применение при разбури-вании месторождений континентального шельфа за счет уменьшения числа платформ, а также при освоении месторождений, залегающих под природоохранными зонами. Технологии ГС и РГС эф-

Т.Г. Бутова, А.Н. Жираткова, И.И. Сергеева. Определение сущности услуг организаций.

фективны и при использовании методов интенси- дов воздействия для повышения эффективности фикации добычи (закачка пара в пласт для сниже- вытеснения нефти).

ния вязкости нефти, реализация химических мето- Поступила в редакцию 08.12.2006

Литература

1. Мир нашего завтра: антология современной классической прогностики / Под ред. И.В. Бестужева-Лады. М., 2003.

2. Кузык Б.Н. У России один эффективный путь развития - свой. М., 2004.

3. Яковец Ю.В. Ускорение научно-технического прогресса: теория и экономический механизм. М., 1998.

4. Инновации: теория, механизм, государственное регулирование. М., 2000.