Технологии будущего — Журнал «Сибирская нефть» — №166 (ноябрь 2019)

Технологии будущего

Ключевые технологические проекты «Газпром нефти»

Текст: Александр Алексеев

В «Газпром нефти» принята Технологическая стратегия 2.0. Один из главных ее посылов — коммерциализация технологий, создающихся в «Газпром нефти» или при поддержке компании. «Сибирская нефть» отобрала несколько проектов, представляющих разные направления техстратегии и наиболее значимые с точки зрения величины ожидаемого экономического эффекта, а также импортонезависимости российской нефтяной отрасли

Оптимальная разведка

Проект: «Тензор». Технологии несейсмического зондирования и разведки
Направление: технологии геолого-разведочных работ

Восполнение ресурсной базы — важнейшая задача для нефтяной компании. Но новые лицензионные участки — это почти всегда огромные территории, часто труднодоступные, и низкая геологическая изученность. Исследовать их традиционной сейсморазведкой оказывается слишком дорого и долго. Поэтому, чтобы выделять приоритетные зоны, на которых в дальнейшем можно сконцентрировать внимание, требуются новые подходы.

В «Газпром нефти» на малоисследованных участках все чаще применяются несейсмические методы, что позволяет повысить эффективность геолого-разведочных работ. Среди них такие виды исследований, как гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, площадная геохимическая съемка и геоморфологический анализ. Ключ к успеху — выбор правильного сочетания методов, последовательности и объема их применения, а также комплексирования получаемых данных, чтобы с наименьшими затратами получить оптимальное количество информации.

На решение этих задач и направлен проект «Тензор»: для планирования оптимального комплекса работ несейсмическими методами и оценки его экономической эффективности создается программный продукт. Прототип ПО уже разработан и проходит регистрацию в Роспатенте. В его основе лежит огромный объем подготовительных работ: специалисты «Газпром нефти» анализируют эффективность и применимость несейсмических методов, определяют наиболее перспективные направления их развития, проводят полевые испытания инновационных решений, создают методики комплексирования сейсморазведочных работ и несейсмических методов, стандарты и рекомендации по их применению на активах компании. В качестве партнера компании по реализации проекта выступает консорциум вузов, ответственный исполнитель — Инжиниринговый центр МФТИ.

Бесценные данные

Проект: Разработка методов и инструментов для принятия инвестиционных решений на основе принципов VOI
Направление: технологии геолого-разведочных работ

Для многих проектов в нефтедобыче, в особенности когда речь идет об этапе геолого-разведочных работ, характерен высокий уровень неопределенности. В этом случае дать ответ на вопрос о том, какой объем работ будет достаточным для снижения рисков до приемлемого уровня и принятия правильных решений, бывает совсем не просто. При этом сами работы могут стоить очень дорого и существенно влиять на рентабельность проекта. Обычно при определении программы ГРР используются экспертные оценки, накопленная статистика по региону, данные об объектах-аналогах. Такие оценки носят качественный характер, поэтому сопоставить разницу между затратами на проведение мероприятия и снижением затрат за счет использования полученной информации оказывается проблематично.

Впрочем, существуют методики определения ценности информации (value of information, VOI), которые позволяют дать получаемым данным количественную оценку. Такая методика была разработана в «Газпром нефти», ее эффективность подтверждена на ряде проектов, таких как «Новый порт», «Мессояха», «Чона».

Ценность информации показывает, насколько увеличится или уменьшится ценность актива после ее получения. Его стоимость растет за счет возможности заранее оценить рентабельность выбранной стратегии, отказаться от неэффективных мероприятий по доизучению, провести дополнительные мероприятия по улучшению изученности актива, выбрать оптимальную программу ГРР. При принятии решения о проведении исследований сравниваются ценность информации (VOI) и стоимость ее получения.

Сегодня методика проходит доработку, совершенствуются заложенные в нее алгоритмы, расширяются возможности ее использования. Цель проекта — создать универсальный и удобный инструмент, применимый в различных ситуациях, и внедрить его в практику принятия решений в блоке разведки и добычи «Газпром нефти». Это позволит сосредоточиться на получении дополнительной информации с более высокой ценностью и ранжировать различные возможности доразведки для всех проектов компании с точки зрения их ценности.

Химия и нефть

Проект: Проектирование и реализация химического заводнения на Суторминском месторождении
Направление: повышение нефтеотдачи и интенсификация притока

Значение третичных методов увеличения нефтеотдачи (МУН) для будущего российской нефтяной отрасли сложно переоценить. Они особенно актуальны для месторождений Западной Сибири, многие из которых находятся в стадии падающей добычи и сильно обводнены. ПАВ-полимерное заводнение — перспективная технология увеличения нефтеотдачи, способная продлить жизнь многих месторождений в Западной Сибири и повысить эффективность недропользования.

Суть технологии — в последовательной закачке в пласт определенного набора химикатов (поверхностно-активных веществ (ПАВ) и полимеров) для более эффективного вытеснения нефти. ПАВ помогает вымыть остаточную нефть из коллектора, а раствор полимера вытесняет ее к забою скважины, более равномерно распределяя давление, создаваемое закачиваемой в пласт водой.

Добыча нефти при ПАВ-полимерном заводнении

«Газпром нефть» уже имеет опыт реализации пилотного проекта по химическому заводнению в совместном предприятии «Салым Петролеум Девелопмент», где была применена технология ASP, предполагающая закачку в пласт поверхностно-активных веществ, щелочи, полимера и воды. Опыт был успешным, однако в той версии технология не получила развития: компоненты были слишком дороги для того, чтобы применение их могло стать рентабельным.

Сегодня у компании несколько проектов, в рамках которых тестируются новые вещества и подходы к их применению. Цель всех проектов «Газпром нефти» по ПАВ-полимерному заводнению — изучив мировой опыт и подобрав оптимальную схему реализации технологии, создать собственное решение для тиражирования на своих активах, а в будущем, возможно, и у других недропользователей.

Один из проектов реализуется на Суторминском месторождении (ЯНАО), которое отличается высокой выработанностью и обводненностью. Партнером здесь выступает китайская компания CNPC — мировой лидер по применению технологии ПАВ-полимерного заводнения. Недавно здесь начались лабораторные испытания подобранных для теста веществ — двух полимеров и трех ПАВ. В случае успеха опытно-промышленных работ, для которых определены два участка на месторождении, технология может быть тиражирована на 12 месторождениях «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза», а затем и на других активах компании.

ПАВ-полимерное заводнение — перспективная технология увеличения нефтеотдачи, способная продлить жизнь многих месторождений в Западной Сибири и повысить эффективность недропользования

Конструктор для месторождений

Проект: Поиск и внедрение сооружений блочного строительства
Направление: капитальное строительство

Многие новые проекты «Газпром нефть» реализует сегодня в Заполярье и Восточной Сибири. Здесь почти нет дорог, доставка любых грузов чрезвычайно затруднена, а суровые климатические условия создают дополнительные сложности при создании инфраструктуры промысла. Один из способов повысить эффективность, увеличить скорость и качество строительства, упростить проектирование — использование блочно-модульного метода обустройства. Суть подхода состоит в том, что объект целиком или его крупные части, укрупненные монтажные узлы и заготовки инженерных коммуникаций изготавливаются в заводских условиях и доставляются на месторождение как практически готовые объекты. Остается лишь установить их на площадке и подключить к трубопроводам и кабелям.

Среди преимуществ блочно-модульных решений — сокращение сроков проектирования и строительства, а также снижение их стоимости, уменьшение площади обустройства, минимизация ручных, сварочных, мокрых работ, что особенно важно в условиях Крайнего Севера, минимизация числа подрядных организаций. Такие объекты выигрывают в качестве и безопасности, ведь в заводских условиях их проще проверить и при необходимости легче устранить недостатки. Кроме того, блочно-модульное строительство открывает широкие возможности для унификации и типизации, что упрощает проектирование. Готовые модули при необходимости легче перенести на новую площадку для повторного использования. В «Газпром нефти» применение таких решений в проектах компании увеличилось с 58% в 2015–2017 годах до 76% в 2017–2019 годах.

Задача проекта «Поиск и внедрение объектов блочного строительства» — обеспечить использование технологии с максимальной эффективностью. Для этого требуется изучить существующие решения и опыт их применения, выбрать экономически эффективные варианты, определить требования к оборудованию и его производителям. В рамках проекта ведется разработка общей технологии проектирования, комплектации и доставки оборудования на строительную площадку, которая обеспечит повышение уровня модульности оборудования, снизит время на проведение строительно-монтажных и пусконаладочных работ, а также повысит уровень качества оборудования и безопасность. Кроме того, в перспективе будет разработан программный комплекс по подбору оптимального блочно-модульного оборудования и его компоновки на основе классификаторов оборудования, 3D-моделей и конструкторской документации.

Также в рамках проекта планируется изучить возможности использования суперблоков (блоков значительной массы и габаритов, превосходящих возможности погрузки и транспортировки традиционными видами транспорта), которые активно применялись в советское время для обустройства нефтегазовых месторождений, но почти не используются сегодня.

Реализация проекта позволит снизить сроки строительно-монтажных работ до 30%, а их стоимость — на 6%, стоимость проектно-изыскательских работ — на 11%, стоимость покупки и эксплуатационные расходы на оборудование — на 4–5%.

Перспективный палеозой

Проект: Разработка технологии поиска потенциально перспективных объектов в отложениях доюрского комплекса в Томской области
Направление: разработка нетрадиционных запасов

Традиционно нефть в Западной Сибири добывают из терригенных коллекторов, связанных с меловыми и юрскими отложениями. Однако значительные ресурсы углеводородов заключены и в более глубоких палеозойских отложениях (их также называют фундаментом, или доюрским комплексом). В России известно несколько десятков нефтяных и газовых скоплений нефти и газа в палеозойских отложениях, практически все эти месторождения находятся в Западной Сибири. Фундамент мог бы стать важным промысловым объектом, особенно на территориях с развитой инфраструктурой. Однако вопрос о том, как их эффективно находить и извлекать, пока остается открытым.

Породы фундамента, в отличие от расположенного выше осадочного чехла, со временем претерпели сильные изменения. Пласты обычно изогнуты, изломаны, собраны в складки и пересечены многочисленными жилами. Нефть доюрского комплекса считается трудноизвлекаемой. При этом она является еще и трудной для поиска.

Пока у нефтяников нет сложившегося понимания геологического строения доюрского комплекса и критериев, позволяющих с большой степенью уверенности прогнозировать перспективы разработки. Отсутствуют подтвержденные технологии поиска и разведки потенциально продуктивных интервалов. Накопленной информации по этим объектам также очень мало: сейсморазведочные работы обычно не ориентируются на такие глубины (это требует иной расстановки источников волн и их приемников), отсутствуют и опорные скважины, по которым можно было бы интерпретировать сейсмические данные и строить разрезы.

Среди западносибирских активов «Газпром нефти» есть несколько месторождений, обладающих доказанными перспективными запасами нефти в пластах, относящихся к палеозою. Уже несколько лет успешная разработка залежей в породах доюрского комплекса идет на месторождениях компании в Томской области — Арчинском и Урманском. Именно в этом регионе «Газпром нефть» реализует проект, нацеленный на разработку комплексной методики оценки ресурсного потенциала и прогноза продуктивных интервалов в отложениях доюрского комплекса. Залежи палеозойской нефти разнообразны, специалисты «Газпром нефти» выделяют как минимум четыре типа. Для каждого из видов залежей необходимо найти свои поисковые признаки.

Сегодня проект реализуется на базе совместного предприятия «Газпром нефти» и Mubadala Petroleum «Газпромнефть-Восток» и является частью сделки между компаниями. Интерес международного инвестора к проекту говорит о значимости поставленных в нем задач.

Результаты бурения, проведенных испытаний и гидроразрыва пласта подтверждают перспективы палеозоя. Создать комплексную технологию прогноза нефтеносности отложений доюрского комплекса планируется к 2022 году. В 2023-м будут проводиться ее тестирование на поисковых участках и оценка эффективности. В 2024–2025 годах планируется приступить к тиражированию нового подхода в новых поисковых зонах.

Урожайные технологии

Проект: Разработка комплекса технологий, направленных на создание отечественного гелеобразующего агента на основе гуаровой камеди для гидроразрыва пласта
Направление: импортозамещение

Гуаровая камедь — продукт переработки бобового растения гуар (Cyamopsis tetragonoloba), отличный природный стабилизатор, загуститель и эмульгатор, без которого сложно представить современную пищевую промышленность. Основной поставщик этого вещества — Индия, на нее приходится около 80% всего мирового рынка. В России нет своего гуара, и это беспокоит нефтяников. Дело в том, что гуаровая камедь нашла применение не только в пищевой, но и в нефтегазовой отрасли — при создании жидкостей для ГРП. В них она также играет роль загустителя — придает жидкости необходимую вязкость. Заменить ее практически нечем: химические аналоги стоят значительно дороже. Между тем ГРП сегодня проводится на значительной части новых скважин, которые строятся на активах «Газпром нефти», и потребность в гуаровой камеди будет только возрастать.

Чтобы снизить зависимость от импортного гуара, в «Газпром нефти» был запущен партнерский технологический проект. Он направлен на создание комплекса новых технологий, которые позволят выращивать на территории России эту культуру, эффективно собирать и перерабатывать ее, получая вещество с нужными для производства гелей ГРП характеристиками и по конкурентоспособной на российском рынке цене.

Гуаровая камедь нашла применение не только в пищевой, но и в нефтегазовой отрасли — при создании жидкостей для ГРП. В них она также играет роль загустителя — придает жидкости необходимую вязкость

Климат даже в южных регионах России существенно отличается от индийского, и это не позволяет просто посадить семена и ждать урожая: требуется серьезная работа по подбору наиболее подходящих сортов. Есть свои трудности, связанные и с эффективной организацией сбора этого растения, который в Индии ведется вручную. В России для этого предполагается использовать новые механизмы и инструменты, роботизированную уборочную технику, работающую от автономных источников энергии (солнечных батарей). Наконец, потребуется создать технологию и организовать производство конечного продукта. По всем этим направлениям «Газпром нефть» уже ведет работу с партнерскими организациями. Ожидается, что опытная партия гуаровой камеди для испытаний на активах компании будет получена осенью 2020 года.

Нефть и косметика

Проект: Разработка новых российских биохимических компонентов бурового раствора для строительства скважин (ксантановая камедь)
Направление: импортозамещение

Еще одно вещество, востребованное как в нефтегазовой, так и в пищевой, косметической, фармацевтической отраслях, — ксантановая камедь. Этот природный полисахарид, так же как и гуаровая камедь, используется в качестве загустителя, гелеобразователя и стабилизатора. Для нефтяной промышленности это не менее, а возможно, и более важный ингредиент, так как он входит в состав всех современных буровых растворов. Основные производители ксантановой камеди находятся в Китае, и российская нефтегазовая отрасль на 100% зависима от импорта этого полимера.

Технологический проект «Газпром нефти» направлен на разработку технологии и организацию производства ксантановой камеди в России. Это не только позволит снизить зависимость от импорта и связанные с этим риски, но и на 20–30% уменьшить себестоимость продукта: совместно с партнерами «Газпром нефть» разработала новую технологию его выработки, которую планирует внедрить при создании производства.

Сейчас идут лабораторные испытания опытных образцов ксантановой камеди, полученной на основе инновационной технологии. Следующий этап — испытание опытной партии, проектирование и строительство завода. В качестве партнеров компании здесь выступают представители косметической и фармацевтической индустрии, которые не менее нефтяников заинтересованы в создании российского производства столь важного сырья.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ