Материал: НЕТРАДИЦИОННАЯ НЕФТЬ

Воздух и вода

Холодная тяжелая нефть

Скорость горения 10 см в сутки

Источник: [7]

В теории данный метод должен обеспечивать коэффициент нефтеизвлечения до 50 % и частичный апгрейдинг нефти в пластовых условиях. Однако по состоянию на начало 2019 г. технология находится на ранней стадии развития и примеры успешного внедрения практически отсутствуют.

Метод CHOPS

Несколько особняком среди прочих способов разработки месторождений тяжелой нефти и нефтяных битумов стоит метод холодной добычи тяжелой нефти с песком (Cold Heavy Oil Production with Sand, CHOPS).

Этот метод нельзя однозначно классифицировать как внутрипластовый, или внепластовый, поскольку добыча хоть и ведется внутри пласта, поступающая на поверхность смесь нефтяного сырья и песка нуждается в разделении, аналогично продукции карьерной разработки.

При традиционной добыче попадание песка и фрагментов нефтесодержащей породы в скважинную жидкость крайне нежелательно, поскольку приводит к абразивному повреждению эксплуатационных труб и механизмов. Однако, при разработке месторождений тяжелых нефтей, содержащихся в неконсолидированных песчанниках, было обнаружено, что применение экранирования приводит к быстрому падению проницаемости призабойной зоны и соответствующему снижению дебита, вплоть до полной остановки производства, в то время как извлечение связанного с нефтью песка позволяет дольше поддерживать высокие уровни добычи и достигать сравнительно высоких коэффициентов извлечения нефти. Развитие и внедрение насосов и труб, устойчивых к механическим повреждениям и позволяющих беспрепятственно перекачивать многофазные смеси в 1980-х и 1990-х годах сняло основное технологическое ограничение для этого метода добычи.

Таким образом, метод CHOPS включает в себя намеренную инициацию притока песка при заканчивании скважины с образованием сети высо-

ИНЭИ РАН

копроницаемых червоточин в призабойной зоне пласта, поддержание притока песка и использование методов отделения песка от нефти и газа на поверхности [7].

Рисунок  10 –  Схема разработки месторождения тяжелой нефти, или нефтяного битума методом

CHOPS

Источник: [37]

Из всех технологий разработки месторождений тяжелых нефтей, CHOPS является наименее энерго- и трудоемкой, при удовлетворительном коэффициенте извлечения нефти на уровне 10-20 %. Воздействие на окружающую среду значительно ниже, чем у карьерных методов, отсутствует необходимость в тепле, присущая методам in-situ, глубина залегания залежей может достигать 800 м и более, менее жесткие требования к мощности пласта, по сравнению с методами in-situ.

Основным препятствием для внедрения технологии CHOPS являются жесткие требования к характеристикам коллектора и содержащимся в нем углеводородам:

-добыча возможна только из залежей чистых, неконсолидированных песчаников;

-вязкость нефти не должна превышать 10000 мПа·с;

-слишком низкий или слишком высокий газовый фактор препятствуют добыче;

-необходимо ограничение притока подошвенных вод.

Помимо этого, актуальна проблема утилизации больших объемов песка, остающегося после очистки нефти [38].

Промышленное применение технология CHOPS получила лишь на отдельных месторождениях Канады. В 2017 г. таким способом было добыто 12 млн т тяжелой нефти [39].

Ниже представлены основные технические характеристики отдельных методов разработки сверхтяжелых нефтей и природных битумов: коэффициент извлечения нефти, производимые методом экологические эффекты, основные ограничения и ключевые преимущества (Таблица 3).

ИНЭИ РАН

Таблица  3 –  Ключевые параметры основных методов добычи тяжелой нефти и нефтяных битумов

Источник: составлено авторами

ИНЭИ РАН

ИНЭИ РАН

Экономика

В сегменте тяжелых, сверхтяжелых нефтей и нефтяных битумов с 2010 по 2017 гг. синтетическая нефть, производимая апгрейдингом из нефтяного битума, показывает увеличение цен безубыточности добычи по мере естественной эскалации производственных затрат и перехода на более сложные условия добычи, в частности углубления горизонтов залегания нефтяных песков, доступных для разработки методами ex-situ (Рисунок  11).

Рисунок  11 –  Диапазоны цен безубыточности разработки тяжелых нефтей и нефтяных битумов Канаде

долл./барр. 140

120

100

80

60

40

20

0

Источник: [41]

Несколько более благоприятная ситуация с затратами по проектам внутрипластовой добычи. С 2010 г. по 2016 г. наблюдалось постепенное снижение цен безубыточности по подобным проектам, что в совокупности с естественным истощением месторождений нефтяного битума, доступных для разработки ex-situ, приводит к росту числа проектов и, как следствие, – к росту объемов добычи тяжелых нефтей, разрабатываемых внутрипластовыми методами (Рисунок 12).

ИНЭИ РАН