Эффективность разработки нефтяных месторождений

С 1999 г. добыча нефти в Югре росла и достигла в 2007 году 278 млн т. Прирост за 9 лет составил 108 млн т, или 65%. С 2008 года рост добычи прекратился и за 6 последующих лет снижение составило 18 млн т (6,5%). Рис. 1 демонстрирует динамику добычи нефти за последние годы. Следует обратить внимание что, объем эксплуатационного бурения - основной показатель, определяющий уровень инвестиций в отрасль, постоянно растет, за последние 7 лет бурение выросло почти в два раза до 13,7 млн метров. Основной причиной снижения добычи нефти является ухудшение качества вновь вводимых запасов, они становятся все более трудно извлекаемыми. Об этом факте свидетельствует снижение средних дебитов по нефти, особенно новых скважин, рост обводненности продукции.

Рис.1. Динамика добычи нефти в России и Югре

Качество запасов нефти новых месторождений - это природный фактор, а технологии разработки месторождений - это “ человеческий фактор”. На наш взгляд, и в условиях ухудшения качества запасов стабилизация добычи нефти возможна, путем внедрения новых современных технологий разработки. Большую роль в решении этой задачи призваны сыграть методы увеличения нефтеотдачи (МУН). На рис.2 приведена динамика прироста добычи от МУН, на рис. 3 динамика удельного прироста добычи на одну скважино-операцию, которая свидетельствует о снижении их эффективности.

Рис.2. Динамика прироста добычи нефти от методов интенсификации и увеличения нефтеотдачи

Рис.3. Динамика эффективности выполненных мероприятий на месторождениях ХМАО-Югры

Очевидно, что традиционные технологии разработки месторождений и МУН исчерпали свои возможности для роста добычи. Стратегия повышения нефтеотдачи состоит в создании новых технологий нефтедобычи, которые должны базироваться на глубоких фундаментальных исследованиях.

Сложившееся в нефтедобыче Югры положение может быть улучшено только на путях инновационного развития отрасли. Инновации являются одним из средств, которые можно противопоставить ухудшению сырьевой базы добычи, росту обводненности продукции, снижению дебитов скважин. Это подразумевает серьезное научное сопровождение разработки, глубокое изучение керна и пластовых флюидов. В настоящее время невозможно создание инновационных технологий без изучения тонкой поровой структуры горной породы, без определения энергетической структуры начальных и текущих запасов нефти, без изучения взаимодействия пластовых флюидов с горной породой, без моделирования процессов нелинейной фильтрации с использованием законов молекулярно-кинетической теории, без использования воздействия на продуктивные пласты различных физических полей. Инновационные прорывные технологии должны обладать высокой наукоемкостью и давать ощутимый эффект, выражающийся в значительном приросте извлекаемых запасов. Наибольший интерес представляют технологии, использующие энергию самого пласта, например «пенный режим фильтрации углеводородов», а также технологии, применяемые при добыче «сланцевой нефти», объектом для которой может послужить баженовская свита.

Мы солидарны с предложениями Р.Х. Муслимова, о кардинальной, глубокой переоценке запасов действующих месторождений, о массированном применении МУН третьего и четвертого поколения, с целью использовании остаточных запасов, о применении инновационного проектирования разработки. Большой интерес представляет предложение об организации опытных полигонов для отработки применимости МУН в конкретных горно-геологических условиях и о необходимости государственного финансирования фундаментальных исследований в области повышения нефтеотдачи.

В мировой нефтепромысловой практике, помимо традиционных технологий, в настоящее время разрабатывается и внедряется широкой набор технологий, позволяющих с большой эффективностью вырабатывать трудноизвлекаемые запасы нефти.

Но внедрение этих технологий в жизнь сдерживается из-за сложившейся к настоящему времени законодательной и нормативной практики. Мы используем нормативные документы прошлого века, а нам нужно внедрение новых технологий проектирования разработки месторождений, нужно “инновационное проектирование” разработки месторождений нефти и газа.

Обратимся к использованию остаточных запасов, объемы которых даже в длительно разрабатываемых месторождениях огромны.

Имеются возможности эффективной выработки остаточных запасов. Возьмем одну из комплексных технологий физико-химического воздействия на пласт АСП, предусматривающую закачку в пласт полимеров, щелочи, ПАВ и позволяющую добыть дополнительную нефть, не стоящую на балансе. Мы подобрали в Югре на 73 месторождениях 157 объектов, подходящих по геологическим условиям для применения этой технологии, предварительно проведя консультации со специалистами Французского института нефти (IFP) по применимости этих технологий в наших геологических условиях. Расчет показал, что при внедрении этой технологии на выбранных объектах в перспективе до 2030 г. дополнительная добыча нефти составит суммарно 2,4 млрд т нефти, а коэффициент извлечения нефти увеличится до 49%, что значительно больше стоящего на балансе 41%. Применение этой технологии дает не только возможность стабилизировать добычу нефти, но и позволяет обеспечить действительно рациональное пользование недрами, важнейшую на настоящее время государственную задачу. В настоящее время один из недропользователей, работающих в округе, «Салым Петролеум Девелопмент НВ» исследует возможности данного вида воздействия на Западно-Салымском месторождении. Начало опытно-промышленных работ намечено на 2014 год.

Это только один из методов повышения эффективности разработки, но их перечень можно расширить. Большие возможности для повышения эффективности разработки имеют газовые, газоводяные и термогазовые методы. В мире более 150 месторождений разрабатывается с закачкой углеводородного газа, углекислого газа, азота. С помощью газовых методов в Норвегии удалось поднять КИН с 30% до 50%, и они ставят задачу довести его до 60%.

Значительный прогресс был достигнут в результате применения пенного гидроразрыва пласта и многозонного гидроразрыва в горизонтальных скважинах.

Незаслуженно забыты дилатансионные методы, в свое время успешно опробованные на Мамонтовском месторождении в 1988 г., а сейчас применяемые в Казахстане и на месторождениях «Лукойл Калининград-Морнефть». При опробовании технологии на Мамонтовском месторождении дебит по нефти скв. №587 увеличился с 20 до 40 т/сут (в 2 раза), скв. №612 с 15 до 53 т/сут (в 3,5 раза), скв. №688 с 7,2 до 40 т/сут (в 5,5 раз). Продолжительность эффекта 1,5 – 2 года при длительности эффекта от ГРП 4 – 6 месяцев. Положительное влияние технологии частично прослеживалось и по соседним скважинам.

К сожалению не получила должного развития в округе технология одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ), позволяющая на многопластовых месторождениях обходиться без бурения лишних скважин, используя одну скважину вместо двух. Следует иметь ввиду, что в условиях многопластовых нефтяных месторождений Ханты - Мансийского автономного округа – Югры внедрение тысячи установок одновременно - раздельной эксплуатации позволит обеспечить прирост годовой добычи нефти в 2,5 млн.т. А если оснастить этими установками 10% добывающего фонда округа, то прирост увеличится до 15 млн.т, т.е. есть о чем подумать недропользователям.

Несколько слов о пороховом генераторе давлений акустическом, разрабатанным «Пермским пороховым заводом». Анализ его опробования на низкодебитных скважинах Шаимского района показал, что прирост дебита скважин по нефти в среднем составил 2,5 раза. Технология как бы создана для интенсификации низкодебитных скважин. Учитывая, что в 2012 г. на месторождениях Югры с дебитом менее 5 т/сут работало 32 тыс. скважин с годовой добычей 20 млн.т, можно ожидать от применения этой технологии существенный прирост годовой добычи нефти округа.

Технология реализации методов, химические реагенты, оборудование дорогостоящие, поэтому в зависимости от объема применения, произведенных затрат и получаемого эффекта потребуется стимулирование этих работ со стороны государства. Необходимо внести изменения в налоговое законодательство, предоставление налоговых льгот, хотя бы частично покрывающих дополнительные затраты компаний и стимулирующие их к внедрению современных инновационных технологий.

Кроме того, в период их внедрения необходимы полигоны для испытания, опробования и доводки технологий до оптимального режима работы, а также необходимы полигоны для выработки технологий добычи нетрадиционных запасов баженовской свиты. Статус полигона следует законодательно закрепить, так же как понятие трудноизвлекаемых и нетрадиционных запасов. На наш взгляд, и технологии, которые предлагается стимулировать со стороны государства, должны быть закреплены законодательным или нормативным документом. Ведь зачастую делаются попытки объявить новыми технологии, которые применяются более 50 лет и от которых нечего ждать эффекта.

Большие нарекания вызывает сама система технологического проектирования разработки нефтяных месторождений, излишне формализованная. Технологическое проектирование должно быть инновационным, базироваться на качественной исходной информации, которой зачастую не хватает из-за экономии на исследованиях. Проектный документ должен предусматривать внедрение новых технологий. В геолого-технологических моделях месторождений, используемых для прогнозирования технологических параметров. при недостатке информации недопустимы произвольные допущения, необоснованные аналогии, домыслы, догадки. Модели должны быть адекватны реальным горно-геологическим условиям месторождения. Слабым местом проектных технологических документов является экономическое обоснование вариантов разработки из-за неопределенности нормативов затрат, различающихся у недропользователей даже одного региона. В Казахстане во избежание этого предусмотрена экономическая экспертиза проектных документов. Одним из существенных недостатков существующей системы технологического проектирования является необязательность выполнения утвержденных решений, т.к. не предусмотрен должный контроль за их выполнением. В законодательном порядке необходимо предусмотреть мониторинг разработки и выполнения проектных решений. Необходимо добиваться не только достижения проектных уровней добычи и бурения, но и проведения всего комплекса исследований, предусмотренных проектным документом.

На рис. 4 приведен прогноз добычи нефти до 2030 г., разработанный Центром рационального недропользования Югры им. В.И. Шпильмана. В прогнозе предусмотрены два варианта: вероятный и инновационный, которые различаются между собой объемами внедрения инновационных технологий. Мы сейчас идем по нижнему варианту, а при применении инновационных технологий за 10-15 лет можно бы было стабилизировать добычу нефти в Югре на уровне 250 млн т в год.

Рис.4. Сопоставление фактической добычи нефти с энергетической стратегий, разработанной в НАЦ РН им. В.И. Шпильмана

Наши предложения по повышению эффективности разработки нефтяных месторождений:

1. Государственное стимулирование методов увеличения нефтеотдачи с применением инновационных технологий и разработки нетрадиционных запасов типа высоковязких, сланцевых (в частности, нефти баженовской свиты). Государственное стимулирование должно предусматривать налоговые льготы на начальном этапе внедрения до выхода месторождения на режим рентабельной разработки.

2. Необходимо законодательно определить четкие критерии определения инновационных технологий, трудноизвлекаемых, нетрадиционных запасов и их категории.

3. Совершенствование системы технологического проектирования разработки нефтяных месторождений, которое должно стать инновационным проектированием, базирующемся на надежной качественной исходной информации. Необходимо сформулировать требования к проектным документам, которые должны предусматривать опробование и внедрение новых технологий на базе достоверных геолого-технологических моделей месторождений. Должен быть повышен уровень экономического обоснования вариантов разработки с последующей экспертизой во избежание завышения расходов.

4. Особое внимание должно быть уделено полигонам для опробования инновационных методов. Следует законодательно определить их статус.

5. Составной частью системы государственной экспертизы разработки месторождений должен стать законодательно предусмотренный мониторинг разработки и выполнения проектных показателей.

6. Противопоставить снижению уровней добычи нефти в округе можно только инновационные технологии разработки, но им необходима законодательная поддержка.