Большинство людей знает, что нефть это жидкость, которую добывают путем бурения скважин, из которых она течет сама, либо ее поднимают глубинным скважинным насосом. А вот шахты - это горные выработки для добычи твердых пород - всевозможных руд, каменного угля, самородных металлов.
Но есть необычное месторождение нефти, где добыча ведется не путем бурения скважин, а с помощью настоящих шахт. Это Ярегское месторождение, получившее название от лесной реки Яреги в Коми, где оно и расположено.
Нередко в сети пишут, что это единственное в России месторождение по добыче углеводородов шахтным методом, но это не совсем верно. Так в Татарстане в штольнях Шугуровского месторождения добывали битум. Но битум - он твердый, а вот нефть Яреги очень густая и тяжелая, но все же находится в жидком агрегатном состоянии.
Ярегское месторождение приурочено к Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции, которая расположена на севере Европейской части страны, на территории республики Коми, Ненецкого автономного округа и шельфа прилегающего Печерского моря. Нефтегазоность этих мест была известа еще в 18 веке, в 1762 году Илья Прядунов открыл тут один из первых в мире нефтеперегонных заводов.
Но целенаправленный поиск нефти начался только в 20 веке
В начале ХХ века, на участках между реками Ярега и Доманик, бурили неглубокие разведочные скважины нефтепромышленник А. Гансберг и предприниматель Ю. Воронов. Поднятые при бурении нефтенасыщенные породы показывали, что нефть здесь есть, но вот добраться до самой нефти им так и не удалось.
21 августа 1929 года в месте при впадении ручья Чибью в реку Ухту высадилась Ухтинская экспедиция ОГПУ в количестве 126 человек. С этого момента началась новая история освоения Ухтинского нефтеносного района. Были развернуты обширные поисковые и геологоразведочные работы на нефть, газ и другие полезные ископаемые.
В ходе этих работ, в 1932 году и было открыто Ярегское нефтяное месторождение. Из первой же пробуренной скважины №57, вместо ожидавшегося газа, с глубины около 200 метров в насыщенном густой нефтью песчанике была получена нефть. Позже из скважины № 62, с глубины 192-205 метров было получено еще 2 тонны густой нефти. Нефть оказалась высоковязкой, с повышенной плотностью при низком пластовом давлении. Месторождение протяженностью 36 километров, шириной 4-6 километров и высотой пласта до 87 метров включало в себя три площади: Ярегскую, Лыаельскую и Вежавожскую.
Нефть Яреги тяжелая, плотность 0,945 г/см3. Она вязкая/высоковязкая, и застывает уже при -10 градусах. Месторождение уникально тем, что там в одном месте залегает как нефть, так и титановая руда.
Верхняя часть пласта нефтенасыщенная, нижняя — рудная
Залежи вязкой нефти находятся на глубине 140–200 метров.
Рудная часть пласта содержит более половины разведанных запасов титана России. Руда насыщена лейкоксеном - минералом, содержащем до 71,9% оксида титана. Но она перемежается пустой породой, среднее содержание ТіO2 в руде Яреги составляет 10,5 %. Ярегское месторождение правильно называть нефтетитановое и в России запасы титана Ярега занимает первое место по запасам. Соотношение Ярегских запасов диоксида титана относительно всех разведанных российских составляют 46 %.
Добычу нефти начали стандартно - разбуриванием площади. Но вязкую нефть поднять на поверхность оказалось совсем непростым занятием.
Для осуществления работ использовали заключенных Ухтапечлага, организованного в 1931 году. "Население" лагеря стабильно росло, достигнув пика в 1937 году - 58 тысяч человек.
За весь 1933 год было получено лишь 673 тонны нефти. Над Ярегским промыслом нависла угроза закрытия. Выход был найден.
В 1934 году геолог Н.Н. Тихонович выдвинул идею вскрыть нефтяной пласт шахтой. Условия для такого не совсем традиционного способа добычи нефти были почти идеальными: неглубокое залегание, низкое пластовое давление и отсутствие попутного газа. Эта смелая идея нашла немало сторонников, хотя не обошлось и без противников. Споры за и против завершились воплощением в жизнь проекта строительства нефтешахты № 1.
Проект шахты разработали Гармаш, Гембицкий, Звягин, Новосильцев и другие. К строительству приступили 9 июня 1937 года, а первая шахтная нефть была добыта 9 сентября 1939 года. Затраты были настолько велики, что впервые в истории СССР была собрана специальная комиссия для оценки запасов. Комиссия дала добро.
Разработка проводилась следующим образом: над пластом бурили боковые вертикальные и наклонные скважины, прямо в нефтяной пласт. Поступающая из них нефть стекала в канавки горных выработок, вместе с водой попадала в подземную ловушку, а оттуда уже в нефтесборник , ее собирали в емкости и поднимали наверх с помощью лошадиной тяги. Эта система называлась Ухтинской
Потребность в нефти оказалась особо велика в годы ВОВ, поэтому в 1942 году были построены еще две шахты. Ярега дала 400 тысяч тонн нефти из 550, добытых на территории Коми во время войны.
В 1954 году была разработана новая система разработки месторождения - уклонно-скважинная
При ней скважины бурились из выработок, пройденных непосредственно в нефтяном пласте. Она в полной мере отвечала задаче наилучшего дренирования нефти из залежи. При этом были успешно решены вопросы безопасной проходки выработок в нефтеносных породах, газоулавливания и проветривания штреков, контроля за состоянием рудничной атмосферы. Эта система позволяла значительно снизить расходы и уменьшить объемы скважинных работ. Но нефтеотдача оставалась невелика - не более 6% от всей содержавшейся в породе нефти.
Каждая тонна нефти давалась слишком дорогой ценой, и к концу 60-х годов встал вопрос о дальнейшей судьбе нефтяной Яреги. В Министерстве нефтяной промышленности СССР рассматривался вопрос о закрытии низкорентабельных нефтяных шахт.
За все время, с 1939 по 1974 год, добыть удалось 7,5 млн тонн нефти. Ради этого было пробурено более 116 тыс. подземных скважин общим метражом 10,6 млн м, пройдено 650,5 км горных выработок. Средний коэффициент извлечения нефти еле дотянул до 0,04 (4%). Такая добыча расценивалась, как неперспективная.
И тогда группа ученых: Воронин, Вертий, Машаков, Рузин и другие, разработали новый способ разработки - термошахтный. В июне 1966 года на опытном участке, где были старые скважины, начали закачивать в одну скважину острый перегретый пар. Он прогревал не только поверхность скважины, но и толщу, в результате чего нефть становилась текучей. Добыча стала повышаться.
С 1972 года вся Ярега перешла на термошахтную добычу, что позволило увеличить нефтеотдачу в десять раз и в 3,5 раза нефтедобычу. К 1977 году был добыт один миллион тонн таким методом.
Суть его выглядит так: в нижней части продуктивного нефтеносного пласта прокладывается шахта. Из шахты бурятся горизонтальные и пологовосходящие скважины. Нефть вытесняемая паром и водой вытесняется в эти скважины и по ним по закону силы тяжести под уклоном стекает в галерею шахты. В галерее нефть собирается в так называемую ловушку, где от смеси отделяется вода, а оттуда поднимается насосами на поверхность, на первичную обработку.
Всем хорош этот метод, но вот львиная доля затрат - это строительство очень дорогих парогенераторных установок. Добыча, которая достигала иной раз в 80-х гг. 512 тысяч тонн резко упала в начале 90-х при распаде СССР и очень длительном периоде низких цен на нефть. С 1994 года были заменены старые и малоэффективные парогенераторные установки ПБС 2Т на новые ПБС 300А. Но добыча продолжала снижаться
Изменения начались, когда Ярегское месторождение было отдано под управление компанией "Лукойл-Ухтапереработка". Добыча стала быстро увеличиваться, в первую очередь благодаря новой экономичной технологии SAGD (термогравитационное дренирование пласта).
При такой разработке с поверхности бурятся параллельно две скважины на расстоянии порядка пяти метров, одна из которых является паронагнетательной, она располагается выше добывающей скважины. Пар подаваемый в нагнетательный ствол впоследствии вытесняет нефть в добывающую скважину.
В рамках масштабного проекта по освоению Ярегской и Лыаельской площадей в короткие сроки были введены в строй парогенераторы (ПГУ) «Север» и «Центр» общей мощностью 575 тонн пара в час. На Лыаельской площади завершилось строительство самого мощного и из действующих подобных объектов в регионе – ПГУ «Лыаель» мощностью 400 тонн пара в час.
Сейчас для добычи нефти на Ярегском месторождении применяются два способа: дренажный и шахтный. Если учесть, что остаточные извлекаемые запасы месторождения не менее 91 миллиона тонн, разрабатывать месторождение можно еще не одно десятиление.
При этом уникальный опыт разработки в дальнейшем можно будет масштабировать на всю российскую нефтяную отрасль. Ведь у нас стоят все те же проблемы, что и в мире: истощение запасов традиционной нефти, и чтобы ее не снижать, нам все больше и больше придётся использовать ТРИЗ-ы - трудноизвлекаемые запасы
А это, в том числе, и месторождения высоковязких нефтей, мальт, битумного песка и битумов. Последних у нас очень много. По данным различных исследователей, в России находится от 30 до 75 млрд т прогнозных ресурсов, а доказанных запасов уже не менее 4,5 миллиардов тонн.
Такую вот красоту в виде парных наклонных скважин сейчас можно увидеть на Ашальчинском месторождении сверхвязких нефтей в Татарстане, и это пример скважин для термогравитационного дренирования пласта, которые впервые у нас были испытаны именно на Яреге.