Баженова свита что это такое
Баженовская свита
Это группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около 1 млн км2 в Западной Сибири
Образована осадочными породами морского дна в титонском-берриасском веках в конце юрского и начале мелового периода, (около 145 млн лет назад).
В баженовской свите сконцентрирована большая часть горючих сланцев России, содержащих:
Запасы углеводородов в баженовской свите являются трудноизвлекаемыми (ТрИЗ).
Для увеличения нефтеотдачи при разработке нефти низкопроницаемых коллекторов может применяться наклонно-горизонтальное бурение и ГРП.
По оценкам Wood Mackenzie содержание нефти в свите достигает 2 трлн баррелей.
В 2013 г Роснефть оценила извлекаемые запасы в 22 млрд баррелей.
По данным US EIA от июня 2013 суммарные запасы около 1,2 трлн баррелей нефти, из которых невероятных 74 млрд баррелей могут быть технически извлекаемыми.
Французский институт нефти (IFP) оценивает технически извлекаемые запасы нефти Бажена в 0,7 млрд т.
Свита по большей части сложена из карбонатных глинистых и кремнистых пород, источником органического вещества в которых стали останки планктона с кремневым скелетом: радиолярии и диатомеи.
Нередко Бажен сравнивают с месторождением Бакен в США, но есть и различия.
О планах разработки нефти из баженовской свиты сообщали: Газпром нефть, ЛУКОЙЛ, Роснефть,Сургутнефтегаз.
Газпром нефть испытывает новые технологии и оборудование в рамках национального проекта Бажен на Пальяновской площади Красноленинского месторождения в ХМАО.
Опытно-промышленные работы Газпром нефть начала 2013 г:
Свита для нефтяных королей
Один из самых интересных проектов «Газпром нефти» в сфере разработки трудноизвлекаемых запасов — освоение залежей баженовской свиты. Уже сейчас ясно, что работа, проводящаяся на базе Salym Petroleum Development (SPD), потребует использования уникальных технологий добычи.
Текст: Вячеслав Калинин
ПРОТИВОРЕЧИВЫЙ БАЖЕН
Одними из главных пропагандистов освоения «бажена» на территории Западной Сибири считаются тюменский ученый, членкорреспондент РАН Иван Нестеров и группа его учеников. По их расчетам, на территории в 1,3 млн кв. км, на которой распространена баженовскя свита, практически из любой точки можно получить нефть. Однако значительное число ученых и геологов-практиков не разделяют столь оптимистичной оценки. Оппоненты группы Нестерова считают, что освоение баженовской свиты потребует огромных материальных и временных затрат на разведку, исследование свойств нефтенасыщенных пластов, разработку и внедрение эффективных технологий нефтедобычи. Столь несовместимые точки зрения на проблему «бажена» обусловлены его противоречивыми свойствами и слабой изученностью.
Сегодня у геологов есть согласованное мнение лишь об основных параметрах и условиях залегания баженовской свиты. Уникальная особенность горизонта, определяющая его промышленную ценность, — высокая насыщенность нефтью. При этом нефть представлена двумя основными фазами — керогеном (твердое полимерное органическое вещество) и жидкой фазой, соотношение между которыми может существенно меняться в пределах распространения свиты. Баженовская нефть жидкой фазы отличается высоким качеством, она легкая, малосернистая, без других вредных примесей, поэтому требует меньше затрат на первичную и глубокую переработку. Условия залегания отложений баженовской свиты характеризуются повышенными температурой и давлением в отличие от выше- и нижележащих пород. Эти факторы должны учитываться при подборе технологии разработки и выбора режимов бурения. «По своему геологическому строению баженовский нефтематеринский комплекс кардинально отличается от всех других в разрезе Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, — рассказал главный специалист „Газпромнефть НТЦ“ Валерий Соловьев. — Он представляет собой карбонатно-силикатно-глинистую породу с аномально высоким, до 20% и более, содержанием органического вещества. Ее свойства создают определенные трудности для моделирования продуктивных залежей с помощью дистанционных геофизических методов, однако, если брать во внимание потенциальные ресурсы „бажена“, им необходимо серьезно заниматься».
Руководитель направления по интерпретации ГИС Научно-технического центра компании Владимир Теплоухов о перспективности «бажена» отзывается осторожно: «Баженовская свита преподносит слишком много сюрпризов, и они никуда за минувшие десятилетия не исчезли. Главная проблема для геологов, а значит, и разработчиков — вопрос точного определения извлекаемых запасов нефти и интервалов их локализации. До сих пор не удалось с необходимой точностью определить объем эффективного нефтенасыщенного порового пространства пород баженовского горизонта. Очень мало данных и о фильтрационно-емкостных свойствах пород баженовской свиты, к тому же они сильно разнятся в зависимости от территории залегания, порой в соседних скважинах выявляется абсолютно различная картина. Без ответа на эти вопросы освоение месторождений будет рискованным проектом». Сомнения профессионалов небезосновательны — по результатам бурения на Салымском месторождении еще в советские времена около 30% скважин баженовской свиты оказались сухими. Впрочем, тогда условия освоения не позволили провести длительные испытания. И все же по мере истощения традиционных запасов именно с баженовской свитой связывают перспективы стабилизации добычи нефти в Западной Сибири, она рассматривается как один из стратегически важных объектов для восполнения ресурсной базы нефтяной отрасли России.
САЛЫМСКИЙ ПЛАЦДАРМ
Долгое время к ресурсам баженовской свиты относились как к непригодным для практического использования. Однако сегодня освоение запасов «бажена» выглядит привлекательнее ряда альтернативных направлений, ориентированных на поддержание нефтедобычи, — работы на северном шельфе восточнее Урала, в неосвоенных районах Восточной Сибири. Ведь в регионе, где простирается свита, уже есть вся необходимая инфраструктура. Соответственно, акцент на «бажен» ставит под сомнение перспективы освоения других потенциально богатых нефтью территорий, а значит, цена ошибки оказывается невероятно высокой.
Сегодня нефть из баженовской свиты добывают в промышленных масштабах «Сургутнефтегаз» и «Роснефть» на Салымском нефтяном месторождении. По информации из открытых источников, в «Сургутнефтегазе» за последние 30 лет к баженовской свите пробурено более 600 скважин. Результаты выглядят противоречиво: в 37% скважин не получены притоки нефти, в 63% притоки получены (максимальные — до 300 тонн в сутки). По данным на май прошлого года, из баженовской свиты компания добыла свыше 1,2 млн тонн нефти, а за все время эксплуатации планируется добыть более 5 млн тонн.
Результаты работы «Роснефти» свидетельствуют, что притоки из основного продуктивного пласта КС1 (карбонатный слой) баженовско-абалакского комплекса на Салымском месторождении в вертикальных скважинах могут поддерживаться на протяжении нескольких десятков лет на уровне 10 т/сут. По итогам разработки «бажена» постепенно выявилась и главная проблема — низкий коэффициент нефтеизвлечения (КИН). В настоящее время коэффициент извлечения нефти из пласта Ю0 баженовской свиты Салымского месторождения составляет около 7%.
Опыт разработки баженовской свиты позволил определить еще ряд особенностей в поведении капризного горизонта: неравномерное по площади распределение скважин с высоким начальным дебитом (разница в дебитах может составлять несколько порядков, от считаных тонн в сутки до нескольких сотен); существенное увеличение нефтеотдачи после проведения гидроразрыва пласта (ГРП); резкий спад производительности скважины — в течение года дебит может снизиться на порядок.
«Газпром нефть» опыт в разработке баженовской свиты намерена приобрести на Верхне-Салымском нефтяном месторождении, которое осваивает Sаlym Petroleum Development (SPD) — совместное предприятие с Shell. По словам представителя компании SPD Якова Волокитина, предстоящему началу работ по освоению баженовской свиты предшествовал большой подготовительный период: «Сегодня есть прогресс в понимании геологических особенностей строения баженовской свиты на Верхне-Салымском месторождении, достигнутый на основании анализа нового материала и обработки имеющихся старых данных. Для отработки технологий выработки запасов и подтверждения существующей модели строения баженовской свиты запланировано строительство от трех до пяти горизонтальных скважин специальной конструкции с проведением множественных гидроразрывов».
Совместными усилиями специалистов «Газпром нефти», SPD и Shell создана «дорожная карта», определяющая этапы и скорость движения к главной цели по освоению баженовской свиты на Верхне-Салымском месторождении — получению стабильных прито ков нефти в промышленных масштабах. В 2012 году главной задачей станет создание адекватной модели коллектора: определение вещественного состава, петрофизических свойств породы. Будут проведены исследования по содержанию подвижной нефти, отработана методика определения и оценки запасов и технологии локализации продуктивных зон. В 2013 году начнется бурение скважин и проведение комплекса геолого-технических мероприятий.
ЗОЛОТОЙ КЛЮЧ
Геологи признают, что окончательное мнение о перспективах баженовской свиты и возможностях промышленной добычи нефти из этого горизонта можно будет сформировать на основании анализа данных ГИС, исследований керна, результатов испытаний скважин и геомеханических исследований, которые позволят в итоге подобрать эффективные технологии освоения — своеобразный золотой ключ, способный по-настоящему открыть недоступные пока богатства «бажена».
В мировой практике сложился достаточно богатый опыт использования различных технологий при освоении нефтенасыщенных сланцев. Однако далеко не все из них применимы в условиях вечной мерзлоты и других специфических особенностей залегания баженовской свиты в Западной Сибири.
Наиболее эффективной технологией при разработке «бажена» в России сегодня считается бурение горизонтальных скважин с множественными гидроразрывами пласта. Подобная методика широко используется в США для добычи сланцевой нефти и газа из пластов — возможных аналогов баженовской свиты. Основная задача ГРП — обеспечение интенсивного растрескивания пласта, создание обширной зоны искусственной трещиноватости, позволяющей существенно увеличить зону дренирования скважины. «Применение многостадийного ГРП обязательно даст свой эффект и позволит обеспечить промышленные притоки нефти, — считает главный специалист „Газпромнефть НТЦ“ Руслан Кайбышев, — но на разработку наиболее оптимальной технологии понадобится время и целая серия испытаний».
Пока же, несмотря на кажущуюся изученность, баженовская свита остается непознанным объектом как для геологов, так и для разработчиков. Даже учитывая имеющийся мировой и отечественный опыт освоения баженовской свиты и нефтяных сланцев, промышленная разработка «бажена» видится масштабным и достаточно затратным проектом, реализация которого по силам только крупным, ориентированным на разработку и использование новых технологий компаниям. Пока, по смелым оценкам геологов, запасы в пластах баженовской свиты только на территории Западной Сибири превышают 140 млрд тонн.
БАЖЕНОВСКАЯ СВИТА
Горизонт горных пород в Западной Сибири на глубинах более 2 км. Распространена на территории более 1 млн кв. км, при этом имеет сравнительно небольшую толщину — 20–30 м. Открытие в Западной Сибири промышленных запасов нефти в баженовском горизонте относится к 60-м годам ХХ века. По смелым оценкам геологов, запасы в пластах баженовской свиты только на территории Западной Сибири превышают 140 млрд тонн.
Потенциал Баженовской свиты мы уже подтвердили
Интервью исполнительного директора проекта «Бажен»
Кирилла Стрижнева
2017 год стал важной вехой для исследований баженовской свиты и развития технологий для ее рентабельного освоения. Минэнерго присвоило статус национального проекту «Газпром нефти» «Создание комплекса отечественных технологий и высокотехнологичного оборудования разработки запасов баженовской свиты». В ХМАО началось создание технологического центра «Бажен». О том, как развивается проект и какие возможности он открывает перед российскими нефтяными и технологическими компаниями, «Сибирской нефти» рассказал исполнительный директор проекта «Бажен» Кирилл Стрижнев
— Насколько активно другие компании вовлекаются в инициированный « Газпром нефтью» национальный проект?
— Интерес к нашей инициативе со стороны других компаний — нефтяных, сервисных, технологических — был с самого начала. Сейчас у нас создано единое информационное пространство с двумя нефтяными компаниями — РИТЭКом и «Руснефтью». Начались регулярные круглые столы с участием администрации ХМАО, нефтяных компаний, технологических партнеров, которых сегодня уже более 20, представителей Минэнерго и Минпромторга, Фонда развития Югры. В этом году таких встреч будет четыре.
Самое главное, нам удалось преодолеть психологический барьер, ограничивающий обмен информацией между разными нефтяными компаниями. Конечно, специалисты общались и раньше. Но сейчас наше взаимодействие выходит на совсем другой уровень: мы начали открыто говорить о своих результатах, делиться ими уже в процессе работы, синхронизировать программы работ. Это позволяет нам развиваться более эффективно: нет необходимости каждой компании проходить весь путь целиком, можно распределить задачи.
— Для реализации национального проекта на Пальяновском месторождении создается отдельное юрлицо. Зачем нужно новое предприятие и смогут ли партнеры проекта войти в его капитал?
— Образование отдельного дочернего общества было нашей идеей изначально. Это позволит организовать необходимую экосистему и сформировать эффективную команду, подчиненную общей цели создания комплекса отечественного оборудования и технологий для рентабельной разработки нетрадиционных запасов.
Партнерства в рамках Технологического центра могут быть двух типов. Стратегические партнерства действительно предполагают возможность вхождения в капитал. Их потенциальные участники — другие вертикально интегрированные нефтяные компании (ВИНК) или, например, крупные сервисные компании, рассчитывающие на долгосрочную работу в этом направлении. Второй тип — технологические партнерства для работы над конкретными проектами. Здесь возможна как работа в рамках контрактов, так и создание СП — в тех случаях, когда речь идет о значительных инвестициях для организации производства.
Также создание отдельного дочернего общества облегчит получение льгот и господдержки, на которые мы рассчитываем, и позволит реализовать возможности, заложенные в грядущие изменения закона «О недрах».
— О каких изменениях идет речь?
— Работа над проектом изменений в закон «О недрах» ведется с 2016 года. Они уже разработаны и прошли первый этап общественного обсуждения. В частности, они вводят понятие технологических и научных полигонов, которые могут создаваться как на участках нераспределенного фонда, так и в рамках уже существующих лицензий. Это новый тип недропользования, цель которого — не разведка и добыча ископаемых, а разработка и тестирование новых технологий.
Мы рассчитываем, что закон будет вынесен на рассмотрение в осеннюю сессию Госдумы. В этом случае он мог бы вступить в силу к концу 2019 года. Тогда в 2020 году у нас будет возможность подать заявку на переоформление лицензии Пальяновского месторождения с разведки и добычи на технологический полигон. Это позволит в 2020–2025 годах сфокусироваться на развитии технологий, а не на выполнении обязательств по добыче углеводородов. Возможность добывать нефть при этом сохраняется, потому что только накопленная добыча в данном случае может быть критерием, определяющим эффективность технологии.
Баженовскя свита
Баженовская свита — геологическая формация, в которой заключены огромные нефтяные ресурсы. Ее площадь составляет более 1 млн км2 при средней толщине в 30–40 метров. Свита расположена на территории Западной Сибири и залегает на глубинах 2–3 тыс. метров. По оценкам геологов, содержащиеся в ней ресурсы нефти могут достигать от 100 до 170 млрд тонн. Их разработка в будущем может стать второй очередью для Западной Сибири, старые месторождения которой сейчас демонстрируют снижение добычи. Однако нефть баженовской свиты относится к категории нетрадиционных запасов из-за особенностей своего происхождения и залегания. Часто ее сравнивают со сланцевыми нефтеносными формациями США. Они действительно похожи, однако есть и существенные различия. Поэтому для баженовской свиты нужна выработка новых технологических решений, которые позволят рентабельно разрабатывать эти ресурсы. Кроме того, применение зарубежных технологий для разработки бажена в настоящее время ограничено санкциями.
— Какие виды господдержки смогут использовать участники нацпроекта?
— Технологический центр «Бажен» уже получил льготную ставку по налогу на имущество для проектов, реализуемых на территории ХМАО. Среди других возможностей для наших технологических партнеров, которые мы намерены задействовать в 2018 году, — участие в конкурсах Минпромторга на субсидирование части затрат на НИОКР и возмещение до 50% затрат на выпуск пилотных партий продукции. Отдельный пакет льгот и преференций предлагает Фонд развития Югры: это и льготное предоставление площадок для локализации производства, и специальные условия по налоговому режиму, спецтарифы по электроэнергии, аренде, решение различных социальных вопросов (обеспечение сотрудников жильем, размещение детей в учебных заведениях и т. п.).
— Каковы основные технологические направления работы центра?
— Они определены задачами проекта. Их семь — это технологии бурения горизонтальных скважин, технологии многостадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП), оборудование для термохимического воздействия на пласт, программные комплексы, оборудование для сбора и подготовки продукции, геофизическое оборудование и оборудование для ГРП. Зная, какие технологии критически влияют на снижение стоимости строительства скважин и какие направления наиболее подготовлены с точки зрения импортозамещения, мы понимаем, чем нужно заниматься в первую очередь. Например, среди критически важных задач — создание роторных управляемых систем, систем телеметрии в процессе бурения ( LWD ), технологии подвески хвостовика с возможностью вращения при спуске и цементировании, шаровые равнопроходные компоновки для проведения кластерных ГРП и другие. Именно по этим темам мы ожидаем предложений от разработчиков и производителей.
— Технологический центр только создается, однако « Газпром нефть» ведет работы на бажене уже несколько лет. Расскажите о последних достижениях.
— К настоящему времени мы пробурили 18 скважин. Две из них — с горизонтальным стволом 1000 м. Накопленная добыча по ним за срок около полутора лет уже достигла 15 и 5 тыс. тонн. Это хороший показатель. Шесть скважин с горизонтальным стволом от 300 до 600 м, пробуренные в 2017 году, дали промышленные дебиты.
В 2017 году мы провели масштабные испытания нескольких технологий заканчивания скважин с многостадийным гидроразрывом пласта, увеличили количество стадий МГРП и плотность перфорации ствола скважины — то есть количество тех отверстий, через которые нагнетается жидкость для разрыва породы.
Были успешно проведены опытно-промышленные испытания буровых растворов на углеводородной основе с использованием базовых масел российского производства, эластичного тампонажного раствора, отечественного оборудования телеметрии с расширенным комплексом каротажа и ряда других технологий.
Началась опытно-промышленная эксплуатация программного комплекса РОСТ, созданного нами в сотрудничестве с МФТИ. Он позволяет моделировать трещины ГРП в баженовской свите и оценивать на основе этих моделей потенциальные объемы добычи. Программный комплекс использует возможности машинного обучения, что позволяет ему повышать точность в процессе использования. В ближайшие 3 года наша задача — настроить продукт, применяя его на конкретных скважинах.
Пальяновский полигон
Площадкой для испытания новых технологий и оборудования в рамках национального проекта «Бажен» стала Пальяновская площадь Красноленинского месторождения в Ханты-Мансийском автономном округе. Опытно-промышленные работы «Газпром нефть» ведет здесь с 2013 года. В 2016 году на Пальяновской площади был реализован полный цикл разработки баженовской свиты — пробурены две высокотехнологичные горизонтальные скважины с многостадийным ГРП и получен промышленный приток в 45 тонн нефти в сутки. Таким образом была доказана работоспособность и технологическая эффективность базовой технологии, адаптированной под баженовскую свиту.
— Бурение новых скважин будет продолжаться и в 2018 году?
— В планах на 2018 год — бурение еще десяти горизонтальных скважин, на которых в общей сложности будет проведено около 100 стадий МГРП. Будут опробованы новые технологии заканчивания, технологии скважинной и поверхностной микросейсмики, которые позволяют акустическими методами оценить результаты проведения гидроразрыва.
— Помимо Пальяновской площади у « Газпром нефти» есть еще ряд участков, где велись работы на бажене. Какой будет их дальнейшая судьба?
— На Вынгаяхинском месторождении, Салымских лицензионных участках, участках Нялинской группы и ряде других, которые находятся у « Газпром нефть-Хантоса», « Газпром нефть-Ноябрьскнефтегаза» и « Газпром нефть-Муравленко», работы продолжатся. Задача этих проектов — обеспечить своевременную подготовку запасов, чтобы не теряя времени перейти к тиражированию технологии, как только она будет готова. В ближайшие годы мы должны будем опоисковать эти запасы, подтвердить наличие подвижных углеводородов баженовской свиты и создать концепцию их разработки.
«Газпром нефть» реализует технологическую стратегию разработки нетрадиционных запасов баженовской свиты
Разработка баженовской свиты — одна из основных стратегических задач «Газпром нефти» в среднесрочной перспективе. Ее успешное решение напрямую зависит от технологического развития компании
В 2014 году давно озвученные планы по освоению нетрадиционных запасов в «Газпром нефти» обрели цифровое выражение: к 2025 году компания намерена добывать из бажена порядка 2,5 млн тонн углеводородов в год, а накопленная добыча к этому времени должна перешагнуть через отметку в 15 млн тонн. При этом предполагается, что ресурсная база подготовленных к разработке извлекаемых запасов нефти из баженовской свиты в Западной Сибири составит более 400 млн тонн. Однако расчеты показывают, что за высокие показатели придется как следует побороться: при существующем уровне технологического развития компании бажен больше 70 млн тонн не отдаст.
Что касается самих геологических запасов, то наращивать ресурсную базу можно как за счет органического роста — разработки баженовской свиты на имеющихся у компании месторождениях, — так и неорганического, то есть приобретения новых перспективных участков. В 2014 году специалисты блока разведки и добычи совместно с коллегами из Научно-технического центра (НТЦ) и департамента стратегии и инноваций «Газпром нефти» оценили экономическую целесообразность развития по всем возможным вариантам. В результате были выделены целевые диапазоны стоимости строительства скважин и их будущих дебитов и сформулированы основные технологические вызовы, преодоление которых существенно повысит рентабельность проекта.
«Бажен — это технологический проект, — считает генеральный директор Ханты-Мансийского нефтегазового союза, руководитель проектного офиса „Бажен“ Кирилл Стрижнев. — Баженовская свита покрывает всю Западную Сибирь, и практически везде можно обнаружить следы углеводородов. Но начать коммерческую добычу можно, лишь решив определенные технологические задачи. Мы выделили в отдельные проекты пять основных вызовов. Для получения положительного экономического эффекта нужно реализовать как минимум четыре из них».
Инновации вместо диких кошек
Начало реализации любого проекта в добыче предваряет поиск ответов на два вопроса: «Где добывать?» и «Сколько удастся добыть?». В случае с баженовской свитой точность этих ответов особо важна, так как напрямую связана с объемом затрат на дальнейшую разработку. Программа технологического развития предусматривает выполнение двух проектов, призванных облегчить оценку потенциала добычи на тех или иных лицензионных участках.
Первая технология, уже созданная в «бета-версии», — технология прогноза перспективности нефтегазоносности баженовских отложений. Она окажется незаменимой при неорганическом расширении ресурсной базы «Газпром нефти» — поиске и отборе новых месторождений — и позволит сэкономить за счет сокращения объемов необходимых геологоразведочных работ. Создание соответствующего «софта» —расчетного модуля для качественного и количественного ранжирования территорий — началось еще несколько лет назад. Базовый вариант программы уже разработан и сегодня проходит апробацию силами специалистов НТЦ. В прошлом году с ее помощью исходя из привлекательности участков была ранжирована практически вся территория ЯНАО и ХМАО. «Нам осталось обучить эту программу, проверить ее работоспособность по ключевым точкам, — уточнил начальник управления проектов нетрадиционных запасов Научно-технического центра „Газпром нефти“ Владислав Жуков. — Для этого необходимо набрать статистику, получить как можно больше практических результатов, что и будет сделано в ближайшие два года в рамках расширенной программы геологоразведочных работ на ряде месторождений».
Следующий этап — локализация места добычи на перспективных месторождениях баженовской свиты в Западной Сибири и определение технологических параметров разработки (количества скважин, их эффективной длины, пускового дебита, потенциальной накопленной добычи и т.д.). Эта задача будет решаться с помощью геолого-гидродинамического симулятора. Над его созданием специалисты «Газпром нефти» работают в консорциуме с ведущими научными институтами страны. Мировых аналогов этой разработке не существует — западные компании, добывающие сланцевую нефть, предпочитают проводить поиск насыщенных углеводородами зон «методом дикой кошки» — с помощью бурения скважин наудачу. «В условиях Западной Сибири — сложной логистики, тяжелого климата, отсутствия инфраструктуры — мы не можем позволить себе бурить лишние скважины. Это слишком дорого», — пояснил Кирилл Стрижнев. По словам руководителя проекта, компании гораздо выгоднее инвестировать в уникальный интеллектуальный продукт.
В основу гидродинамического симулятора закладываются геологические модели строения баженовской свиты, выделенные признаки нефтегазоносности пластов, зависимости между нефтенасыщенностью и другими характеристиками залежи. Проверка программы будет проводиться на данных геофизических исследований скважин и керновых исследований, полученных на нескольких сланцевых проектах «Газпром нефти», в частности на Пальяне и Верхнем Салыме.
Выбор параметров
Еще один вектор повышения экономической результативности разработки баженовской нефти— снижение капитальных затрат при строительстве скважин и их эффективная эксплуатация. В первую очередь речь идет о подборе оптимальной технологии строительства горизонтальных скважин — единственно продуктивных на бажене в силу специфики его строения. Технологии, которую можно было бы тиражировать на все сланцевые активы компании.
Применение гидроразрыва пласта в условиях баженовской свиты
Одна из особенностей освоения баженовской свиты заключается в так называемом узком окне бурения — соотношении пластового и внутрискважинного давления. Из-за узости окна поддержание устойчивости стенок скважины становится проблемой — даже при небольшом отклонении от оптимальных величин плотности бурового раствора, скорости бурения, диаметра скважины велика вероятность обвала. Выбор наилучших технологических параметров бурения — первоочередная задача, решить которую необходимо, чтобы рассчитывать на успех при дальнейшей разработке. Добиться необходимых результатов здесь можно только опытным путем. «Мы уже пробурили на бажен две пологие скважины с углами наклона 75 и 85 градусов и длиной горизонтального ствола 200 и 300 м, — рассказал начальник департамента геологии и разработки „Газпром нефти“ Александр Билинчук. — Следующий этап — два километровых ствола с углом под 90 градусов. Наша цель — это „горизонт“ на 1500 м. Это оптимальная протяженность горизонтального участка скважины для бажена с точки зрения окупаемости и минимизации капитальных затрат. Как только мы наберем нужное количество эмпирических данных, мы сможем построить соответствующие теоретические зависимости и тиражировать технологию на любом месторождении».
Другая, не менее важная задача — повышение дебита скважин. В общем случае высокого дебита позволяет добиться проведение многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП), но с баженом не все так просто. Согласно принятой геологической модели потенциально продуктивные интервалы (ППИ) на бажене расположены в пласте в виде отдельных пропластков. Чтобы условия для проведения МГРП были оптимальными и образовавшиеся в результате трещины охватили максимальную часть пласта, необходимо не промахнуться во время проводки скважины (см. схему). Ошибки здесь приведут к бесполезности гидроразрыва. Решением этой проблемы должна стать разработка технологии мониторинга в режиме реального времени геомеханических свойств пород и управления режимами бурения в зависимости от их изменения. Соответствующий комплекс мониторинга скважин LWD (logging while drilling) существует и успешно применяется лидерами отрасли. Сегодня специалисты «Газпром нефти» совместно с сервисными компаниями работают над его адаптацией к условиям баженовской свиты.
Еще один проект посвящен непосредственно самому многостадийному гидроразрыву — технологии, без которой добыча сланцевой нефти невозможна. Здесь также необходимо адаптировать лучший мировой опыт к строптивому бажену, отличающемуся сверхнизкой проницаемостью. В обычном понимании бажен не обладает ни понятной пористостью, ни фильтрацией, поэтому применение стандартного МГРП, при котором создаются крупные магистральные трещины, здесь неэффективно. В этом случае дополнительный приток охватит лишь несколько десятков сантиметров пласта вокруг трещин. «Выжать» баженовскую нефть можно только с помощью сети трещин, создание которой — отдельный технологический вызов. Есть целый ряд параметров ГРП — скорость гидроразрыва, реологические свойства жидкости, размер и форма проппанта, пульсирующее или непрерывное воздействие на пласт, от которых зависит дизайн трещины. Залог успеха ГРП на бажене — верный подбор всех этих параметров.
Поиск и вовлечение в разработку нетрадиционных запасов во многом будет определять развитие «Газпром нефти» в среднесрочной перспективе. Безусловно, работа по извлечению трудной нефти потребует от специалистов компании решения новых непростых технологических вызовов. Мы готовы к этому и уже сегодня делаем уверенные шаги к лучшему пониманию геологического строения залежей баженовской свиты. В планах — наращивание ресурсной базы за счет органического и неорганического роста, разработка собственных технологий прогнозирования нефтегазоносности залежей и геолого-гидродинамического моделирования нетрадиционных запасов. Технологий, которые позволят нам занять лидирующие позиции в области извлечения ТРИЗов и создать отечественную школу добычи сланцевой нефти.
«Сегодня инженерный расчет дизайнов ГРП на бажене — прерогатива сервисных компаний, — рассказал главный геолог „Газпромнефть-Хантоса“ Михаил Черевко. — Внешние специалисты определяют основные параметры гидроразрыва и затраты на его проведение. Они отвечают за результат. Мы же хотим создать собственный симулятор ГРП для условий баженовской свиты. Этот продукт станет основой комплексной системы управления технологическими процессами и позволит нам контролировать и сокращать затраты на ГРП». По сути, задача здесь — превратить процедуру гидроразрыва на российских сланцевых залежах из уникальной и дорогостоящей в стандартную операцию. Достичь этого можно, только накопив достаточный опыт проведения на бажене МГРП с одновременным мониторингом трещин. Эта объемная задача оперативно может быть решена только в технологическом партнерстве с сервисными компаниями и при научной и финансовой поддержке государства.
К нефтематеринским запасам
Согласно современным представлениям о геологическом строении бажена, в нем выделяют два основных блока пород. Это нефтематеринские породы, содержащие кероген*, и породы-пропластки, содержащие легкую нефть. Причем последние составляют всего порядка 30% от всей толщины баженовской свиты. Такой метод стимулирования пласта, как многостадийный гидроразрыв, направлен как раз на извлечение углеводородов из пропластков. В то же время нефтематеринские породы остаются недоступными для стандартных способов добычи. «Без применения дополнительных технологий, направленных на генерацию углеводородов из баженовской свиты, мы сможем охватить добычей, пусть и рентабельной, лишь небольшую часть бажена, — считает Александр Билинчук. — При этом такие технологии существуют и уже успешно применяются рядом компаний на сланцевых залежах». В первую очередь речь идет о внутрипластовом каталитическом ретортинге (см. врез), позволяющем значительно увеличить в пласте температуру и давление и «выгнать» нефть из низкопроницаемых пород. Причем эта технология может применяться как на нефтематеринских породах, так и на пропластках после проведения ГРП — для создания дополнительных микротрещин и увеличения притока.
Основной минус технологии — дороговизна. Для ее реализации необходим целый комплекс наземного и подземного оборудования, организация теплоизоляции скважин. Тем не менее по предварительным расчетам эта технология может быть рентабельной при работе с баженовским горизонтом. Проверку расчетов «Газпром нефть» будет проводить совместными усилиями с МФТИ и Сколковским институтом науки и технологий, которые обладают лабораторным оборудованием для проведения соответствующих испытаний на опытных образцах керна из баженовской свиты. «Такого оборудования до последнего времени не было в России. Теперь мы сможем провести собственные исследования и сделать технико-экономические расчеты уже конкретно под один из наших сланцевых проектов, — сообщил Кирилл Стрижнев. — Дальше все будет зависеть от окупаемости».
Хотя достижение плановых объемов добычи нетрадиционных запасов нефти к 2025 году возможно уже за счет решения геологических задачи повышения эффективности строительства и эксплуатации скважин, поиск новых технологий для бажена — лишь вопрос времени и желания сделать следующий шаг в раскрытии его огромного потенциала.
* Керогены — полимерные органические материалы, которые расположены в таких породах, как нефтеносные сланцы, и являются одной из форм нетрадиционной нефти. Согласно теории появления органических нефтяных материалов, остатки растений и морских организмов под воздействием высоких температур и давления преобразуются в первую очередь в кероген, затем в битум и, наконец, в нефть и газ
Внутрипластовой каталитический ретортинг
В основе технологии внутрипластового каталитического ретортинга лежит тепловое воздействие в сочетании с физическим и химическим воздействием на углеводородосодержащие пласты с использованием высокоэффективного рабочего агента, состоящего из сверхкритической воды, углекислого газа, углеводородных растворителей и наноразмерного катализатора, с температурой до 500°C и давлением до 50 Мпа.
С помощью технологии можно добиться ряда значимых эффектов:
• необратимого снижения плотности и вязкости жидких УВ за счет дробления крупных молекул на более мелкие молекулы;
• генерации синтетических жидких и газообразных УВ из твердого органического вещества — керогена;
• повышения проницаемости продуктивных пластов на макро-, мезо- и микроуровнях;
• интенсификации добычи легких и средних по плотности жидких УВ.
По расчетам специалистов применение каталитического ретортинга параллельно с традиционными методами добычи (горизонтальные скважины с МГР П) на баженовской свите позволит получить куб. м дополнительной накопленной добычи с одной скважины.