То, что добыча нефти - очень сложная и высокотехнологичная отрасль я знал всегда. Но, как оказалось, даже я не понимал насколько это сложно. И сейчас, после посещения «Тюменского нефтяного научного центра», я даже в некоторой растерянности: как они вообще это делают? Как им удаётся добывать нефть, да еще и в таком количестве? Ведь её там практически нет!
Как это нет? - спросит читатель - ведь Россия на одном из первых мест в мире по запасам нефти. В наших недрах целые озера и моря нефти, разве не так?
Оказывается, это совсем не так, но обо всем по порядку.
Нас пригласили в «Тюменский нефтяной научный центр»(ТННЦ) «Роснефти» по двум важным поводам: во-первых, в этом году у ТННЦ юбилей: 15 лет исполнилось «Центру исследования керна»(ЦИК), а во-вторых, недавно здесь изучили миллионный керн. Дело в том, что главной гордостью ТННЦ является крупнейшее в России кернохранилище, в котором хранится 175 погонных километров керна.
Керн - это образец горной породы, извлечённый из скважины для его изучения. И вот как раз их изучением и занимается входящий в ТННЦ Центр исследования керна.
Прежде чем я расскажу о том, как и зачем их изучают, хочу вас немного огорчить: многие представляют месторождение нефти как некоторое озеро на глубине, в огромной полости, где плещется нефть. Туда опускают трубу, и просто качают жидкую нефть, пока она не закончится.
Всё вообще не так! Взгляните на фото ниже, это керны из нефтеносного слоя месторождения.
И это я еще показал такие, где нефть видна невооруженным глазом, иначе вы бы мне вообще не поверили. Но в кернохранилище полно образцов, где нефть вообще никак не ощущается: не видна глазом, не чувствуется на ощупь. Но она там есть, и это невероятно. Вот, ниже несколько кернов в обычном свете.
Видите там нефть? Не видите? А она есть!
А вот они же, но в ультрафиолете. Нефть - органика, она светится.
Понимаете? Никаких озер там нет. Даже лужиц нет. Вся нефть содержится в мельчайших порах, и лишь иногда, в некоторых породах они могут достигать пары сантиметров в диаметре, но обычно это доли миллиметра или даже микроны.
Смотришь на керн, и недоумеваешь - неужели из этого камня можно добыть нефть? Помните в какой-то сказке главный герой выжимал воду из камня? Так вот, работа современных нефтяников как раз напоминает этот процесс. И если в той сказке герой схитрил, то у суровых нефтяников все по-честному, только из камня они выжимают не воду, а нефть.
И вот теперь, представьте, глубина 2-5 км. Что там на этой глубине мы знаем лишь очень приблизительно: благодаря сейсморазведке мы лишь можем понять, что там вероятно есть условия, при которых возможно формирование нефтяного месторождения. Есть ли там нефть, сколько её там, можно ли её добыть, как её добыть, как долго мы можем её добывать? Всё это нам расскажут ученые ЦИК, исследуя керны. И для каждого нового месторождения исследования надо проводить отдельно.
Еще раз взгляните на керны, это лишь небольшая часть, но даже тут видно насколько они различны.
Каждое месторождение уникально, слагающая их порода совершенно разная: от твердого камня похожего на мрамор, до хрупких известняков и сыпучих песчаников. И в каждом случае подходы к добыче будут отличаться, каждая скважина проектируется отдельно, исходя их условий, которые определили ученые, исследовав керн.
Повторюсь: никаких нефтяных озер под землёй не существует. Нефть в месторождении всегда как губку пропитывает породу, причем кроме нефти там присутствует еще газ и вода. Но там на глубине, к счастью, высокая температура 80-120 градусов, она делает нефть текучей, и высокое давление - 200 атмосфер и выше. Это давление выдавливает нефть из породы в сторону скважины, так как в районе скважины давление ниже. Но это справедливо лишь для нового месторождения, да и то не для каждого. Со временем давление в пласте падает, и нефть перестает поступать к скважине. Тут надо что-то делать.
Вот этим и занимаются ученные в ТННЦ. Изучая керн, они измеряют различные параметры породы, такие как проницаемость, пористость, и подбирают методы увеличения дебита скважины. Раньше, если давление падало, то скважину консервировали, и переходили к другой. Сегодня так не делают, и именно изучение керна позволяет понять, что именно нужно сделать, чтобы нефть потекла снова.
Обычно бурят нагнетательные скважины, в которые чаще всего нагнетают воду под давлением, тем самым увеличивая давление в пласте искусственно. Но это работает до поры до времени. В какой-то момент нефть там еще есть, но из-за структуры пор материала выдавить её уже не получается. И если бы у нас не было керна, мы бы понятия не имели, что там внутри, и почему вода больше не работает. Но к счастью у нас есть образец, и мы можем попробовать различные методы, например вытеснение нефти газом, вытеснение нефти различными химическими составами, в частности растворами поверхностно-активных веществ - подобрать что-то, что будет работать для этой горной породы и заставит нефть течь снова.
ТННЦ совместно с компанией «Иннопрактика» сейчас ведут разработку программного комплекса «РН-ЦИФРОВОЙ КЕРН», с помощью которого уже можно создавать и исследовать так называемые цифровые двойники кернов. В России такое программное обеспечение создаётся впервые, да и в мире таких продуктов буквально единицы. Цифровой двойник позволяет выполнять исследования очень быстро, при этом не разрушая сам образец: цифровой двойник может испытываться сколько угодно раз. Очевидно, что это дает возможность для более объективного понимания свойств горной породы, а значит и дает возможность для более эффективной разработки месторождений. Сегодня уже созданы десятки цифровых двойников и проводятся их испытания с использованием разрабатываемого программного комплекса.
Но пока основную информацию получают традиционными лабораторными способами. Для этого Центр исследования керна оснащен различным высокотехнологичным оборудованием, и, кстати, порядка 60% этого оборудования - российского производства.
Основная задача Центра исследования керна - работа со зрелыми месторождениями и трудноизвлекаемыми запасами, создание методов увелечения добычи. Но не только. Керн извлекается и начинает исследоваться сразу, еще на этапе геологоразведки. Это позволяет заранее оценить запасы, точнее просчитать экономику месторождения. А так же подобрать необходимое оборудование для бурения.
В ТННЦ работает более 1800 сотрудников, из них 89 докторов и кандидатов наук. Почти все они ученые мирового уровня, участвующие в научных конференциях, публикующиеся в научных изданиях, преподающее в ВУЗах. Это химики, физики, геологи.
Сложность задачи, стоящей перед буровиками, метко описал генеральный директор ТННЦ Андрей Владимирович Аржиловский:
Вот смотрите там в окне многоквартирный дом, сколько до него? 3-4 километра? Вот представьте, что когда мы бурим скважину, нам нужно попасть в конкретное окно этого дома, причем с закрытыми глазами.
Специалисты ТННЦ помогают лучше понимать, что там внутри под землёй, и это позволяет более эффективно действовать на протяжении всего жизненного цикла месторождения, тем самым увеличивая отдачу месторождений, и помогая более эффективно использовать богатства наших недр. И при таком рациональном научном подходе можно быть уверенным - нефть в России закончится еще очень нескоро.
Ставьте👍и подписывайтесь на канал "Сделано у нас". А если хотите больше новостей об успехах России, то подпишитесь и на наш телеграм @sdelanounas_ru ⬅️