Сложная добыча
Энергетическая стратегия РФ на период до 2050 г. предусматривает рост добычи нефти (с газовым конденсатом) с 531 млн т в 2023 г. до 540 млн т/год к 2030 г. с сохранением этого уровня до 2050 г. Это ставит перед российскими недропользователями сложные задачи по восполнению добычи новыми запасами углеводородного сырья (УВС), а также по поддержанию добычи на действующих месторождениях, где добыча снижается по естественным причинам в связи с выработанностью запасов.Однако качество запасов нефти неуклонно ухудшается, растет доли трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) – на конец 2025 г. доля ТрИЗ в российских нефтегазовых запасах составляет около 60%, причем этот показатель будет только расти: к 2040 г. доля ТрИЗ может достичь 80-85%.
Из года в год ухудшаются и условия добычи на действующих месторождениях. В связи с истощением запасов в ближайшие 25 лет добыча на разрабатываемых месторождениях может существенно снизиться, что будет лишь частично компенсировано вводом новых объектов.
Решением может стать увеличение добычи на действующих месторождениях. Даже по самым консервативным оценкам, ее можно нарастить на 30-40% за счет внедрения новых технологий добычи. Российские недропользователи активно используют методы увеличения нефтеотдачи (МУН), в т.ч. вторичные и третичные, которые эффективны, когда естественной энергии пласта недостаточно для поддержания уровня добычи.
Распространение вторичных (заводнение, поддержание пластового давления) и третичных (химических, термических и др.) МУН увеличивает спрос на отечественные решения, в ом числе в области промысловой химии, которые востребованы как с точки зрения производственной эффективности, так и стратегической устойчивости нефтяного сектора.
Заводнение по-новому
Один из самых распространенных МУН в России – развертывание на месторождении системы поддержание пластового давления (ППД), этот метод используется на 90% разрабатываемых месторождений, а в Западной Сибири – на 95%.Причем и здесь сказывается ухудшение структуры ресурсной базы – если ранее заводнение приходилось организовывать на поздних этапах разработки, то сейчас зачастую создавать систему ППД нужно уже с самого начала эксплуатации объекта. При этом в связи с ростом доли ТрИЗ традиционные подходы к ППД работают уже не так эффективно и требуют модификации.
Так, сказывается проблема неоднородности структуры пласта (изменчивость литологического состава, проницаемости, пористости, наличие трещин и разломов). Это приводит к тому, что при заводнении вода движется по высокопроницаемым каналам (трещинам), в то время как значительные объемы нефти остаются неохваченными в низкопроницаемых зонах. Это приводит к преждевременному обводнению добывающих скважин и снижению коэффициента извлечения нефти (КИН).
Традиционные методы повышения нефтеотдачи часто оказываются недостаточно эффективными при работе с геологически сложными коллекторами, что создает потребность в инновационных решениях, способных учитывать особенности неоднородных залежей.
По оценкам НПП «НефтеХимСинтез», при традиционном ППД до 50% нефти остается в пласте, в т.ч. в составе неизвлекаемых запасов:
- около 30% приходится на капиллярно-удержанная и пленочную нефть,
- примерно 21% – на застойные зоны однородных пластов с низкой гидродинамической активностью,
- около 27% – на нефть в слабопроницаемых пропластках и зонах, не охваченных фронтом вытеснения при заводнении,
- порядка 24% – на нефть, локализованную в изолированных линзах и вблизи непроницаемых экранов, не вскрытых скважинами.
Умная химия для ППД
Основная задача технологии ChemField-Oil заключается в снижении поверхностного натяжения и увеличении подвижности нефти, что обеспечивает доступ к слабопроницаемым участкам пласта.Решение ChemField-Oil представляет сложную химическую композицию на базе поверхностно активных веществ (ПАВ), которая в небольшой концентрации (0,05-0,1%) вводится в состав вод системы ППД. Применение состава ослабляет капиллярные силы, улучшает смачиваемость породы и подвижность нефти, оптимизирует вязкостное отношения между нефтью и вытесняющей фазой, по сути «снимая» тонкие пленки углеводородов со стенок пор. Это открывает доступ к слабопроницаемым участкам пласта, где нефть обычно остается недоступной.
Вода с композицией ChemField-Oil закачивается под давлением через нагнетательную скважину, распространяется в призабойной зоне, начиная воздействовать на поверхностное натяжение на границе «нефть – вода», повышая смачиваемость породы. Далее композиция проникает в наиболее проницаемые участки пласта, идет по трещинам породы, обеспечивая распространение активных компонентов по пласту. Достигая областей с остаточной нефтью, ChemField-Oil снижает межфазное натяжение, мобилизует ранее недоступную нефть и способствует ее вытеснению к добывающим скважинам.
Решение экологически безопасно – воздействие на окружающую среду при применении и утилизации минимально. Это немаловажный аспект, поскольку нормативы по утилизации попутных вод ужесточаются, а в вододефицитных регионах вводятся достаточно строгие ограничения. Использование экологически безопасных жидкостей в составе вод ППД позволяет сократить затраты на соблюдении нормативных требований.
Когда нужна наука!
Практика ведущих компаний, разрабатывающих химические вещества для МУН, таких как SLB (ex. Schlumberger), BASF, Baker Hughes, показывает, что универсальные композиции уступают место индивидуально подобранным составам, адаптированным под особенности конкретного пласта, его фильтрационно-емкостные свойства, состав нефти, ее вязкость и т.п.Следуя этому общему тренду, «НефтеХимСинтез» делает акцент на разработке высокоспециализированных реагентов для конкретных промыслов. Компания последовательно инвестирует в фундаментальные исследования, а также ведет прикладные исследования на базе собственной лаборатории в технопарке Сколково, оснащенной передовым оборудованием для проведения аналитических и физико-химических исследований и точного подбора составов (хроматографический и спектроскопический анализ, титрование, реометрия и др.)
«Разработки компании НПП «НефтеХимСинтез» широко применяются в процессе нефтепромысловой подготовки – очистки добытой нефти от воды, солей и сернистых соединений, стабилизации ее состава и подготовки к транспортировке и переработке. Компания получила свыше 4,5 млн руб. грантовой поддержки на проведение испытаний, исследований, анализа и сертификации, а также на создание прототипа или опытного образца продукта. В прошлом году резидент стал лидером технопарка Сколково по объему выручки, получив более 4 млрд руб. и перечислив свыше 1 млрд руб. налогов в бюджеты разных уровней», – рассказал Андрей Викторов, руководитель нефтегазового направления Центра развития промышленных технологий Фонда «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ).
Мощная научная база позволяет максимально точно подбирать оптимальный тип и концентрацию композиции ChemField-Oil для конкретного пласта. Это достигается за счет четкой последовательности этапов реализации технологии от лабораторных испытаний до отслеживания результатов применения. Важным этапом является моделирование эффективности перед пилотированием – на этом этапе подбираются параметры будущей закачки с использованием гидродинамических моделей, позволяющих прогнозировать эффект от применения технологии. Далее уже идет практический этап – пилотные испытания на небольшом участке пласта и полномасштабное промышленное внедрение с обязательным мониторингом эффективности вытеснения нефти, состояния пласта, концентрации ChemField-Oil в воде ППД для оперативной корректировки параметров закачки при необходимости.
Внутренние данные компании показывают следующий экономический эффект от внедрения ChemField-Oil:
- 8-17% дополнительной добычи нефти к базовому уровню без проведения капиталоемких геологотехнических мероприятий, что повышает рентабельность разработки месторождения,
- ускорение в 1,3-1,5 раза темпов разработки месторождения при сокращении времени извлечения запасов,
- увеличение КИН и сокращение объемов закачиваемых вод ППД (индивидуально в зависимости от месторождения), что дополнительно снижает операционные затраты на разработку месторождения.
Не только под землей
Современные химические технологии необходимы не только под землей для увеличения нефтеотдачи, но и на следующем этапе – подготовке поднятой на поверхность пластовой продукции и доведения ее до состояния товарной нефти перед сдачей в магистральный нефтепровод (МНП) или перед другим видом транспортировки.Промысловая подготовка нефти – сложный многоступенчатый процесс, включающий очистку от механических примесей, дегазацию, обезвоживание, обессоливание, стабилизацию и др. этапы. Для российской нефтяной отрасли, с ее высокой долей сернистой нефти в добыче, актуальным направлением является развитие промысловой химии для очистки нефти от сероводорода и меркаптанов – агрессивных, коррозионно активных химических соединений.
В сегменте подготовки нефти на российском рынке были широко представлены ведущие западные вендоры, такие как Nalco, Baker Hughes, Clariant, Champion, SLB, но параллельно активно развивались и отечественные технологии, причем разрабатывались и продвинутые эффективные решения.
Примером является линейка реагентов THIONOL для удаления сероводорода и меркаптанов из углеводородных сред, разработанная НПП «НефтеХимСинтез». Это решение, вместо традиционной многостадийной схемы извлечения меркаптанов путем перевода в дисульфиды, обеспечивает прямую каталитическую конверсию сернистых соединений в безопасные стабильные формы непосредственно в потоке сырья.
При таком подходе связывание сероводорода и меркаптанов происходит в жидкой фазе, без промежуточных промывок, извлечения или отделения примесей, что ускоряет и повышает экономическую эффективность процесса подготовки нефти. Кроме того, возможность исключения этапа щелочной промывки позволяет избежать образования сернисто-щелочных отходов, что снижает экологическую нагрузку и операционные затраты.
«Для нас фундаментальная наука – не вспомогательный ресурс, а основа нашего развития, полноценный элемент операционной модели. Каждый успешный проект компании, будь то THIONOL или ChemField-Oil – прямой результат научного поиска и глубокого понимания процессов, которые происходят в пласте и в сырье», – сообщил А. Кулаков, сооснователь НПП «НефтеХимСинтез».
«Наша философия заключается в простой формуле: технология должна рождаться из науки. Поэтому мы с первых лет инвестировали в фундаментальные исследования. И THIONOL, и ChemField-Oil – прямые результаты этих инвестиций», – дополнил В. Пузанков, сооснователь компании НПП «НефтеХимСинтез».
Разработки ChemField-Oil и THIONOL демонстрируют, что отечественные технологии способны решать задачи, ранее традиционно закрываемые иностранными корпорациями. Научная программа «НефтеХимСинтеза» охватывает широкий спектр важных для российской нефтяной отрасли направлений: удаление легколетучих хлорорганических соединений (ЛХОС) из нефти, ингибиторы гипсовых и галитных отложений, технологии каталитической конверсии сернистых соединений и окислительного обессеривания нефтепродуктов, решения для повышения нефтеотдачи и работы с ТрИЗ.
Автор: А. Гладкина
