Каждый год в России добывают более 500 миллионов тонн нефти, хотя в начале 1990-х годов эти цифры казались практически нереальными. Ещё в 1918 году приняли постановление о добыче и переработке горючих сланцев, организовали изучение, разведку запасов и их промышленную разработку. Около 30 лет назад геологов обеспокоили истощения действующих месторождений. Недостаток финансирования отрасли также позволял делать экспертам негативные прогнозы. Но уже в XXI веке учёные и специалисты добывающей промышленности начали разрабатывать новые способы получения «чёрного золота».
В настоящее время существует несколько источников добычи. К ним относят традиционные залежи в старых районах, сланцевые месторождения на суше и нефть российского шлейфа. Залежи сланца, в отличие от остальных, находятся обычно в плотных породах. Из-за этого стандартные способы нефтедобычи к ним не применимы.
Причём запасы эти расположены не на арктическом шельфе, где себестоимость добычи несопоставима с нынешними рыночными ценами.
Богатыми месторождениями сланцевой нефти в России считают Баженовскую свиту Западной Сибири, Доманиковскую свиту в Урало-Поволжье и Хадумскую свиту на Северном Кавказе. Наиболее перспективной считается Баженовская свита. Советские специалисты изучали этот участок более 30 лет, начиная с первого нефтяного фонтана, полученного из «Бажена» в 1969 году.
«Существует метод добычи сланцевой нефти — гидравлический разрыв пласта. Он основан на бурении горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта.
Также существует добыча сланцевой породы открытым или шахтным способом с её последующей переработкой на специальных установках-реакторах, где сланцы подвергают пиролизу без доступа воздуха, в результате чего из породы выделяется сланцевая смола. Но этот метод, с последующей её переработкой, является весьма затратным способом с высокой себестоимостью конечной продукции», — объясняет сотрудник Музея геологии Центральной Сибири Наталья Зубарева.
Мы пошли своим путём
Введение санкций США и ЕС дали толчок к развитию собственных технологий, так как они закрыли для российской нефтяной отрасли доступ к соответствующей иностранной продукции. В настоящее время в этом направлении ведут активные работы, составляют новые проекты. Уже даже есть определённые достижения. Например, компания «Газпром нефть» достигла успехов в разработке технологий добычи сланцевой нефти.
«Один из проектов научного консорциума по изучению Баженовской свиты был направлен на поиск альтернативных методов разработки Бажена. Речь идёт 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. Проведённый лабораторный эксперимент по оценке потенциала этого метода показал, что помимо интенсификации вытеснения нефти под воздействием высокой температуры в породах баженовской свиты происходит преобразование твёрдого органического вещества в жидкие и газообразные углеводороды.
По сути, дополнительные объёмы нефти и газа синтезируются прямо в пласте. Одновременно меняются и характеристики самой породы — её пористость и проницаемость возрастают. Планируется, что в результате разработки необходимых технологий уже к 2025 году объём добычи нефти из Баженовской свиты достигнет 10 миллионов тонн в год.
Налоговые поступления и экспортные пошлины от этих проектов составят 30 миллиардов рублей, а объём производства бурового оборудования достигнет 55 миллиардов рублей», — сообщают в пресс-службе «Газпром Нефть».
В Приразломном и Салымском месторождениях на территории «Бажена» также расположились НК «Роснефть». В ближайшие годы компания ещё и увеличит частоту геологоразведочных работ. Планируется бурение разведочных скважин со вскрытием, отбором керна и испытанием баженовской толщи, проведение углублений на Правдинском месторождении, отбор изолированного керна, расширенный комплекс скважинных исследований, проведение ГРП, пробная эксплуатация. Уже проведены экспериментальные работы по сейсмогеологическому прогнозу распространения залежей.
ОАО «ЛУКОЙЛ» также ведёт с 2009 года опытно-промышленные работы по развитию технологии термогазового воздействия для разработки залежей Баженовской свиты на Средне-Назымском месторождении.
Природа против существующих мер
По информации Научно-аналитического центра рационального недропользования им. В. И. Шпильмана, к аналогам пород Баженовской свиты относят формации Баккен, Игл Форд, Монтерей и Пермиан Базин. Они представлены высокоуглеродистыми осадочными породами, различного минерального состава. По большей части это карбонаты и глинистые минералы в нескольких сочетаниях. Основное сходство пластов в высоком содержании органических веществ и их агрегатов.
К сожалению, традиционная технология ГРП крайне вредна для почв и внутренних вод, находящихся рядом с местом добычи. Глубокое проникновение различных химикатов, а также их попадание в воду наносит сокрушительный вред флоре и фауне, а также делает территорию, находящуюся вокруг месторождений нефти, безжизненной.
Как добывать будем?
Для изучения свойств строения пород в Баженовской свите часто используют опыт работ на аналоговых объектах, но с учётом особенностей российских недр. Ведут поиск наиболее эффективных способов и технологий.
Современные лаборатории проводят не только стандартные исследования керна, к которым относят гамма-плотностной каротаж, скорость продольной волны, общий и спектральный ГК, фотографирования керна и некоторые другие. Не так давно у учёных появилась возможность изучать магнитную восприимчивость пород, их электрическое сопротивление, проводить цветную и инфракрасную спектроскопию. Благодаря лабораторным исследованиям можно оптимизировать программу по изучению керна. В российской практике пока этого опыта немного. А использование классического подхода по подготовке образцов к исследованию, изложенному в ГОСТ 26450.1-85, приводит к разрушению образцов под воздействием экстракции.
С другой стороны, длительность этапа экстракции не регламентирована. Все эти факторы приводят к искажению результатов исследований основных параметров керна, таких как пористость и проницаемость, а также к тому, что анализ петрофизических параметров изучаемого разреза проводится для ограниченной коллекции образцов, в основном из карбонатизированных интервалов.
Породы Баженовской свиты обладают аномальными физическими свойствами. Сотрудники центра считают, что прямого аналога данному типу пород не существует.
Толщина самих пластов в нормальном разрезе составляет около 20-40 метров, что сопоставимо с разрешающей способностью сейсморазведки.
Однако невозможно провести литологическое расчленение разреза, выделить коллекторы и определить фильтрационно-ёмкостные свойства традиционными методами интерпретации геоинформационной системы и сейсморазведки. Сами залежи нефти имеют ограниченную площадь распространения и приурочены к маломощным интервалам внутри толщи. Неоднозначно определено влияние структурно-тектонических, литологических и других факторов на размещение залежей.