На большинстве месторождений нефти на территории России в XXI веке уже недостаточно просто пробурить скважину. Простыми способами из недр извлекают от 15 до 30 процентов запасов углеводородов, остальные специалисты называют «трудноизвлекаемыми». И не зря: нефть скрывается в порах камня, нефтеносные пласты залегают в трех километрах под поверхностью и зачастую в зоне многолетней мерзлоты.
Один из основных методов увеличения добычи нефти — гидравлический разрыв пласта, ГРП. Нефтяники бурят скважину до нефтеносной породы и закачивают в пласт жидкость под высоким давлением. Это создает трещины, по которым нефть сможет течь к скважине.
Трещины нельзя просто создать, они могут самопроизвольно закрыться. В них приходится доставлять пропант — специальный материал, удерживающий их открытыми. Обычно это гранулы из керамики, специально обработанного кварцевого песка или их смеси.
Состав пропанта важно подбирать точно, чтобы работа с конкретным нефтяным месторождением была экономически целесообразной. Стандартный набор лабораторных испытаний может не учитывать индивидуальные особенности скважины, на бурение и анализ которой еще до ГРП затрачены большие ресурсы.
Ученые «Газпром нефти» создали лабораторный комплекс подбора материалов для повышения нефтеотдачи из месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Их установка воспроизводит температуру, давление и другие параметры нефтенасыщенного пласта. Это позволяет исследователям с высокой точностью моделировать ГРП на выбранной скважине и оценивать эффективность разных составов пропанта. Разработанное в России оборудование позволяет создавать условия для экспериментов, максимально приближенные к реальным.
«В нефтедобыче уже накоплены типовые подходы, на основе которых мы можем быстро тиражировать проверенные решения. При этом сложность геологических задач постоянно растет, поэтому компании необходимо развивать собственные исследовательские и инженерные подходы и методы. Научный инжиниринг соединяет понимание геологии пласта, механики гидроразрыва и химии процессов и позволяет нам подобрать для каждого объекта точные технологические ключи: материалы, режимы и параметры операций для конкретных пластовых условий. Исследования на основе научного инжиниринга критически важны для повышения эффективности добычи углеводородов и качества принимаемых на всех уровнях решений», — рассказал Александр Ситников, руководитель Научно-технического центра «Газпром нефти».
Лабораторный комплекс уже подтвердил свою эффективность при подготовке к ГРП на Чонской группе месторождений в Якутии. В этом регионе интересующие нефтяников участки залежей характеризуются аномально низкой пластовой температурой.
Специалисты подобрали пропант, который обеспечил надежную фиксацию трещин и позволил повысить продуктивность скважин. Увеличение нефтедобычи даже на один процент на крупных месторождениях — это десятки тысяч тонн нефти в год. В дальнейшем оборудование планируют использовать при подготовке ГРП на других месторождениях компании в Восточной и Западной Сибири.