Могут ли суда ходить по суше? Звучит невероятно, но сухопутный флот действительно существует — в энергетике. Какие «суда» в него входят и что они делают — сейчас расскажем.
«Флот» на суше
Некоторые месторождения дают нефть сразу после бурения, на других углеводороды заперты в плотных горных породах тверже кирпича. Заставить скрывающуюся в них нефть двигаться к скважине помогает тягучая жидкость. Под высоким давлением ее закачивают в твердый нефтеносный пласт, чтобы создать в нем трещины. Через них нефть охотнее поступает в скважину. Этот процесс и называется гидроразрыв пласта (ГРП).
Создать давление и закачать жидкость помогает флот ГРП — комплекс техники, включающий более десятка огромных грузовых машин, у каждой из которых своя важная задача. Если представить, что пласт, неохотно отдающий нефть, — это пациент, то флот ГРП — бригада медиков разных специализаций.
«Провизоры»
В основе жидкости для проведения ГРП — обычная вода или углеводороды. К ним добавляют разные химические реагенты. Например, гелеобразователи меняют вязкость, добавки-сшиватели образуют устойчивый высоковязкий гель, а поверхностно-активные вещества помогают хорошенько смешать компоненты и защитить раствор от бактериального заражения. Есть еще и термостабилизаторы, которые сохраняют жидкость вязкой даже при температуре в скважине выше 90 градусов, то есть близкой к температуре кипения воды.
Нефтяники подбирают нужные пропорции и финальный рецепт жидкости для каждой конкретной скважины, словно провизоры в аптеке. Если смесь окажется слишком жидкой, она впитается в породу. Если будет слишком густой — не сможет быстро проникнуть в образовавшиеся трещины, чтобы доставить в них пропант — маленькие керамические шарики, — и трещины успеют схлопнуться. В обоих случаях эффективность ГРП упадет. Смешиванием основы и химических добавок в строго заданной пропорции в составе флота ГРП занимаются смесительные установки.
«Кардиологи»
Подачу жидкости для ГРП под высоким давлением обеспечивают мощные насосные установки. Благодаря им образуются трещины в породе, и нефть начинает поступать в скважину.
«Лаборанты»
За составом раствора и состоянием скважины при проведении ГРП следит флотская лаборатория — мобильный комплекс с оборудованием для химического анализа. Там проводят экспресс-тесты жидкости и наблюдают за поведением породы. На борту лаборатории есть приборы для проверки вязкости и других параметров. Исходя из собранных данных, нефтяники понимают, что происходит в недрах, и при необходимости корректируют процесс гидроразрыва.
«Медсестры»
Флот ГРП объединяют трубопроводы, выдерживающие высокое давление и воздействие химических реагентов. Трубы соединяют насосные и смесительные установки, подводят жидкость к скважине и возвращают отработанные смеси. Современные трубопроводные системы разборные или гибкие: их проще доставить и установить. Трубы оснащают датчиками, которые предупреждают о неисправности.
«Цифровая операционная»
Современный флот ГРП — это еще и высокоточные цифровые системы. Мозговой центр гидроразрыва — автоматизированная станция контроля. Она в реальном времени получает информацию с датчиков и без устали следит за давлением, расходом жидкости и состоянием оборудования.
В 2025 году начнется серийное производство первого российского флота ГРП с оборудованием, адаптированным к климату и геологии нашей страны. Весной 2024 года комплекс успешно испытали на месторождениях ЯНАО.
Используя цифровые инструменты, нефтяники научились прогнозировать, как пройдет гидроразрыв. Компьютерные симуляторы моделируют поведение скважины, предсказывают, как будут расходиться трещины и сколько нефти можно добыть, а также подбирают состав раствора.
Один из таких инструментов — программа «Кибер ГРП», созданная специалистами «Газпром нефти». Она работает как виртуальная лаборатория: вводишь параметры скважины, тип породы, наличие естественных трещин, а затем тестируешь разные сценарии гидроразрыва и выбираешь лучший.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».