Баженовская свита в югре что
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:
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.
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.
Баженовская коалиция
Освоение ресурсов баженовской свиты — одна из стратегических задач по развитию ресурсной базы «Газпром нефти». Однако бажен — крепкий орешек, и расколоть его в одиночку не так-то просто. Именно поэтому компания привлекает партнеров и все более активно участвует в совместных проектах по созданию новых технологий для разработки нетрадиционных ресурсов
Баженовская свита и другие виды нетрадиционных ресурсов (на территории России к ним также относят, например, доманиковую и хадумскую свиты), без сомнения, входят в ряд трудноизвлекаемых (ТРИЗ): экономически эффективная добыча нефти из этих геологических формаций пока затруднена. Однако есть у них и существенные отличия от традиционных трудноизвлекаемых запасов, без учета которых существенно продвинуться в их разработке вряд ли возможно.
Так, по словам генерального директора Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых Игоря Шпурова, обычные ТРИЗы, к которым относятся низкопроницаемые коллекторы, высоковязкие нефти, выработанные месторождения, а также подгазовые залежи, описываются традиционными терминами гидрогазодинамики и нефтегазопромысловой геологии. Что же касается сланцевых и подобных им формаций, в них не существует коллектора в привычном понимании, а основные законы подземной гидрогазодинамики не действуют. Это существенно осложняет создание геологических и гидродинамических моделей месторождений.
Задачи при разработке нетрадиционных ресурсов также иные: если в традиционной нефтепромысловой геологии ищут «хороший» коллектор, то для бажена и других нетрадиционных нефтенасыщенных пород речь идет скорее о создании искусственного коллектора. Нет пока и эффективных технологий для геологического моделирования и извлечения подобных запасов. Мало того, у специалистов нет даже единого мнения, как искать перспективные с точки зрения нефтедобычи участки в бажене и как правильно подсчитать геологические и извлекаемые запасы углеводородов.
Баженовская свита
Геологическая формация, в которой заключены огромные нефтяные ресурсы. Ее площадь составляет более 1 млн км 2 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. Однако они относятся к категории нетрадиционных из-за особенностей своего происхождения и залегания. Часто баженовский горизонт сравнивают со сланцевыми нефтеносными формациями США. В настоящее время из баженовской свиты в России добывается менее 1 млн тонн нефти в год.
Новые горизонты
Зачем же заниматься баженом, если это так сложно? Тем более кроме бажена у российских нефтяников пока еще есть достаточно других возможностей для развития: повышение рентабельности западносибирских месторождений традиционной нефти, освоение Восточной Сибири, севера Ямала, шельфовые проекты, наконец.
Во-первых, баженовская свита — это действительно огромные ресурсы углеводородов, ведь она простирается по всей территории Западной Сибири. Во-вторых, подобрав ключ к этим ресурсам, можно дать вторую жизнь тем активам, добыча на которых падает: задействовать уже существующую инфраструктуру, сохранить старые и создавать новые рабочие места в традиционных регионах нефтедобычи вместо того, чтобы осваивать новые территории.
Впрочем, никто не говорит о том, что этот путь будет простым. Американцам потребовалось пробурить тысячи скважин, прежде чем правильный подход к сланцевой нефти был найден. В российских условиях возможностей для такого количества проб и ошибок нет, но даже при тщательной теоретической и экспериментальной подготовке на то, чтобы проверить все гипотезы и поэтапно приблизиться к нужному решению — оптимальному набору технологий для разработки баженовской свиты, — потребуется пробурить около 120 скважин, считают в «Газпром нефти». При этом для того, чтобы двигаться вперед не наугад, необходима серьезная научно-исследовательская работа. Пример такой работы — деятельность консорциума по исследованию баженовской свиты, объединившего усилия крупнейших российских вузов и бизнеса.
Ценный керн
Основной источник информации о породе — керн, который извлекается из скважин в процессе специального колонкового бурения. Керн представляет собой цилиндрические столбики породы. В процессе работы консорциума по исследованию баженовской свиты было изучено более 330 метров таких образцов, полученных из скважин на активах «Газпром нефти» в Западной Сибири.
Особенности нетрадиционных запасов заставляют сегодня искать как новые методы исследования керна, так и новые подходы к его извлечению и транспортировке. Так как бажен — очень низкопроницаемая порода, а содержащийся в нем флюид находится в пласте под большим давлением, если не принять специальных мер, образец может просто разорвать при подъеме на поверхность. Кроме того, бажен очень чувствителен к различным воздействиям и меняющимся условиям среды. Для того чтобы керн попадал в лабораторию в целости и сохранности, в «Газпром нефти» разработали специальную методику его отбора и транспортировки. Подъем керна на поверхность производится постепенно. Чтобы минимизировать воздействие технологических жидкостей и чтобы керн не замерзал и не перегревался при перевозке, используют изолирующий гель, а сами столбики породы упаковывают в специальные пластиковые тубы.
Общая стратегия исследования керна баженовских отложений состоит в том, чтобы из каждой точки отбора получить максимальное количество образцов, а значит, и максимум информации. Это важно в первую очередь из-за сильной изменчивости бажена: сопоставлять результаты, полученные на разных образцах, может быть трудно.
Научный подход
Работы научно-исследовательского проекта «Комплексное исследование залежей баженовской свиты» велись в 2014–2016 годах. Головной исполнитель проекта — Московский физико-технический институт. В состав консорциума также вошли Сколковский институт науки и технологий, МГУ имени М.В. Ломоносова и РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Научно-технический центр «Газпром нефти» выступал в качестве индустриального партнера проекта: обеспечивал финансовую и экспертную поддержку, задавал прикладные цели, предоставлял промысловые данные и материалы для исследований, проводил апробацию и внедрение результатов.
Проект стал самым масштабным исследованием баженовского комплекса — по крайней мере, в постсоветский период. Среди полученных результатов — инструменты для региональной оценки перспективных участков баженовской свиты, рекомендации по применению новых методов разработки этих запасов, а также уникальный IT-комплекс, созданный для оптимизации технологии многостадийного гидроразрыва пласта в условиях нетрадиционных запасов. Всего участниками консорциума было проведено более 20 тыс. лабораторных измерений и экспериментов, зарегистрировано 9 объектов интеллектуальной собственности, вышло более 60 публикаций (в том числе 36 статей в базе научных изданий Scopus).
Первостепенной задачей стало создание инструментов оценки перспективности участков баженовской свиты — инструментов, которые позволили бы повысить точность геологических прогнозов. В ходе этой работы исследователям удалось показать, насколько разнообразны баженовские отложения даже в пределах одного разреза. В основном они представлены кремнистыми, карбонатными, глинистыми и керогеновыми составляющими, однако их соотношение и распределение в структуре породы могут сильно отличаться. В результате были выделены три зоны, различающиеся по вещественному составу, типу пустотного пространства, виду распределения органического вещества, а также по петрофизическим свойствам.
Участие в столь масштабном научно-исследовательском проекте, как комплексное исследование залежей баженовской свиты, стало для нас уникальным опытом. Формат взаимодействия с ведущими вузами при постоянном контакте с индустриальным партнером — Научно-техническим центром «Газпром нефти» — оказался очень плодотворным и эффективным. Среди большого количества научных результатов стоит отметить разработку инновационного программного комплекса, позволяющего моделировать процесс проведения МГРП и выполнять оценку притока к скважине в условиях бажена. Для обоснования математических моделей, описывающих ключевые физические процессы, протекающие в пласте при гидроразрыве и последующей фильтрации флюида, в первую очередь использовались результаты экспериментальных исследований, выполненных консорциумом в рамках проекта. Финальная верификация, позволившая перейти к опытно-промышленной эксплуатации разработанного продукта, была произведена на основе реальных скважинных данных. Такой подход к разработке мог быть реализован только в формате подобного взаимодействия участников.
Отдельная важная задача — оценка ресурсов углеводородов баженовской свиты. Традиционный подход к подсчету запасов основывается на характеристиках пористости, проницаемости и нефтенасыщенности породы. Такой расчет для бажена имеет мало смысла, так как не учитывает, как изменится порода после воздействия многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП) и создания в ней искусственного проницаемого коллектора, без чего добыча в принципе невозможна. Одной из задач консорциума было найти способ подсчета, который бы лучше подходил для нетрадиционных запасов. И это удалось: «Мы научились выделять ту долю нефти, которую сможем извлечь из бажена после стимулирования», — говорит ведущий эксперт группы методического сопровождения проектов ГРР Научно-технического центра «Газпром нефти» Алексей Алексеев.
Особое значение для бажена приобретают исследования его тепловых свойств (теплоемкость, теплопроводность и др.). Специалисты установили связь между тепловыми свойствами и прочностными характеристиками породы, в свою очередь определяющими параметры проведения гидроразрыва пласта, отмечает начальник отдела геологии и анализа запасов НТЦ «Газпром нефти» Игорь Карпов. Важно, что изучение тепловых свойств не требует разрушения породы, а значит, позволяет сохранить ценный керн для других опытов. Методика такого неразрушающего экспресс-исследования физических свойств баженовских пород была разработана в рамках проекта.
Еще один подпроект был посвящен разработке инструментов для оптимизации технологии многостадийного гидроразрыва пласта. Сегодня это базовая технология, применяемая для разработки ТРИЗов и бажена. Но если в первом случае она служит для стимулирования естественной проницаемости, то во втором главная задача МГРП — создать искусственный коллектор. Результатом этого направления работы консорциума стал прототип программного комплекса «РОСТ МГРП». IT-решение позволяет смоделировать формирование трещин в пласте, просчитать приток нефти к скважине и подобрать оптимальные параметры проведения гидроразрыва для достижения максимальной накопленной добычи от скважины.
Результаты работы исследовательского консорциума значительно обогатили представления о баженовской свите и возможностях ее разработки. И эти знания уже с успехом применяются на практике: благодаря новым подходам специалистам «Газпром нефти» удалось подтвердить потенциальную продуктивность ранее считавшихся совершенно бесперспективными участков баженовской толщи.
Национальный проект
Очередной важный этап на пути к российской «сланцевой» нефти начался в мае этого года: Министерство энергетики РФ одобрило заявку «Газпром нефти» на освоение баженовского горизонта и присвоило проекту статус национального. Суть проекта состоит в создании на Пальяновской площади Красноленинского месторождения в ХМАО специализированного полигона, где будут испытываться технологии поиска и разработки перспективных нефтегазоносных баженовских отложений. Нацпроект позволит объединить усилия науки, бизнеса и государства в создании рентабельных технологий для освоения бажена. Задача минимум — создать 15 технологий по разным направлениям, таким как поиск, добыча, оборудование и программное обеспечение.
Национальный проект — это особый статус, подчеркивающий важность инициативы для отрасли, даже для всей страны, и наша заявка прошла придирчивую проверку со стороны государственных органов, конкурентов и партнеров. Важно, что все нефтяные компании понимают — вызов, который баженовская свита ставит перед отраслью, невозможно решить в одиночку, надо привлекать все силы. Национальный проект дает возможность такого объединения. Он позволяет сформировать некую венчурную площадку, на которой воедино сведутся текущие наработки всех компаний, научно-исследовательских институтов, где можно провести множество опытов, пройти сложный путь проб и ошибок, и в итоге получить отечественные технологии и оборудование для разработки бажена. Бажен даст новый индустриальный виток развитию отечественной нефтяной отрасли, позволит нашим компаниям не только не уступить своих позиций в эпоху цифровизации мировой нефтегазовой отрасли, но и выйти в лидеры инноваций.
Основные работы по проекту планируется завершить в 2021 году. Суммарные инвестиции составят 8,5 млрд рублей, из которых 7,5 млрд приходятся на долю «Газпром нефти». За этот период будет пробурено более 50 скважин. Впрочем, присоединение к проекту других компаний может изменить баланс инвестиций, уверены в «Газпром нефти». Уже сегодня в числе научных партнеров проекта — участники вышеупомянутого исследовательского консорциума: инжиниринговый центр МФТИ, Сколковский институт науки и технологии, МГУ, РГУ им. Губкина, МГТУ им. Баумана. Идут переговоры с производителями оборудования, сервисными компаниями, а также ВИНК, заинтересованными в присоединении к проекту.
2022–2025 годы станут периодом промышленного внедрения технологий и их тиражирования на внутренний и внешний рынки. Работы на Пальяновском полигоне при этом также продолжатся: до 2027 года «Газпром нефть» намеревается пробурить здесь еще 50 скважин с гидроразрывом пласта. Всего за ближайшие 10 лет на этом месторождении из баженовской свиты планируется добыть около 7,5 млн тонн нефти.
Планируется что в результате разработки необходимых технологий уже к 2025 году объем добычи нефти из баженовской свиты достигнет 10 млн тонн в год, из них четверть будет приходиться на долю «Газпром нефти», считают в компании. Налоговые поступления и экспортные пошлины от этих проектов составят 30 млрд рублей, а объем производства бурового оборудования достигнет 55 млрд рублей.
Альтернативные технологии
Один из проектов научного консорциума по изучению баженовской свиты был направлен на изучение альтернативных методов разработки бажена. Речь идет в первую очередь о тепловом воздействии на пласт. Так, к примеру, закачка воздуха высокого давления позволяет инициировать и поддерживать внутрипластовое горение нефти. Нефть в результате вытесняется к добывающим скважинам, а давление и температура пласта повышаются. Проведенный лабораторный эксперимент по оценке потенциала этого метода показал, что помимо интенсификации вытеснения нефти под воздействием высокой температуры в породах баженовской свиты происходит преобразование твердого органического вещества (керогена) в жидкие и газообразные углеводороды. По сути, дополнительные объемы нефти и газа синтезируются прямо в пласте. Одновременно меняются и характеристики самой породы — ее пористость и проницаемость возрастают.