Актуальность первой задачи определяется постоянным увеличением количества песка и воды, не имеющим научного обоснования, и связанных с этим многомиллиардных денежных затрат.
Важность второй задачи связана с тем, что более 50% стадий гидроразрыва бесприточны, т.е. затраты на их проведение (2 - 3 млн долл. на скважину) -- напрасны. Потери индустрии от этого превышают 40 млрд долл. в год.
Для решения первой задачи в лаборатории использовалась в основном микросейсмика.
Для решения второй задачи кластеры перфорации размещались в интервалах пород с близкими по данным промысловой геофизики механическими характеристиками.
Установленное повышение доли «отдающих» стадий (перфорационных кластеров) рассматривается участниками проекта как положительный результат.
Поиск путей увеличения числа «отдающих» стадий продолжается в этом же бассейне, на участке очередной лаборатории, где работы начались в апреле 2019 г.
Необходимо заметить, что при очень высоком научно-техническом уровне работ Федеральных лабораторий, процесс разработки и внедрения промышленных технологий, основанных на полученных результатах, происходит достаточно медленно в силу нескольких причин. Одна из них - сопротивление сервисных компаний, создавших огромные производственные мощности под имеющиеся технологии. Другая причина - недостаточные инжиниринговые и тем более внедренческие ресурсы университетов.
Технологический полигон «бажен»
Лидером в поисках эффективной методологии и технологии освоения ресурсов баженовской свиты (бажена) в последние годы становится «Газпром нефть».
Площадкой для отработки новых технологий строительства баженовских скважин и испытания нового оборудования выбрана Пальяновская площадь Красноленинского месторождения в Ханты-Мансийском автономном округе. В 2013 г. «Газпром нефть» пробурила на Пальяновской площади вертикальную скважину в потенциально высокопродуктивной зоне естественной трещиноватости, приуроченной к крупному разлому. Из этой скважины получен приток нефти 60 -- 70 м3/сут без интенсификации притока. В течение 2014 г. в этой зоне были пробурены еще четыре скважины. Но ни одна из этих скважин не повторила успеха первой.
По результатам строительства этих скважин компания в корне изменила концепцию изучения и разработки баженовской свиты. Идея поиска высокопродуктивных зон сменилась идеей создания «искусственного коллектора» в практически непроницаемых породах.
Предполагается, что углеводороды в «сланцах» находятся в изолированных микроскопических порах, что определяет близкую к нулю проницаемость породы. Далее постулируется, что трещины гидроразрыва соединяют изолированные поры между собой, делая породу проницаемой.
Концепция создания «искуственного коллектора» была применена на Пальяновской площади в 2016 г. Были пробурены две скважины с длиной горизонтальной секции 1000 м и многостадийным ГРП (гидравлическим разрывом пласта). Получен промышленный приток в 45 т нефти в сутки. Накопленная добыча по ним за срок около полутора лет достигла 15 и 5 тыс. т, т.е. в среднем 4 т в сутки.
Результаты этих скважин были оценены компанией как положительные, хотя и указывалось, что для отработки технологий, которые сделают добычу нефти из бажена рентабельной, необходимо строительство значительного числа скважин.
В качестве базовой технологии для разработки баженовской свиты «Газпром нефть» первоначально выбрала вариант скважины с длиной горизонтальной секции в 1000 м и многостадийным «гибридным» гидроразрывом пласта в зацементированных хвостовиках (МГРП).
«Гибридный» ГРП предполагает использование комбинаций технологических жидкостей с различной реологией. По мнению авторов концепции, гибридный гидроразрыв позволяет создать на каждой стадии гидроразрыва сеть трещин («искусственный коллектор»).
В 2017 г. на Пальяновской площади «Газпром нефть» пробурила шесть скважин с горизонтальной секцией от 300 до 600 м. По ним получены промышленные дебиты.
В 2018 г. на Пальяновской площади пробурено 10скважин. В пресс-релизе «Газпром нефти» (январь 2019 г.) данных о длине горизонтальных секций нет. По приведенным цифрам (общее число стадий гидроразрыва (70), число гидроразрывов (15) на 1000 м ствола) средняя расчетная длина горизонтального участка составляет около 500 м. По всем скважинам «получены промышленные дебиты», хотя и не называются их величины.
Программой бурения на Пальяновской площади на 2019 г. предусматривается увеличение длины горизонтальной секции до 1500 м, а число стадий гидроразрыва на скважину - до 30.
При строительстве скважин бажена «Газпром нефть» приняла американскую модель освоения углеводородных ресурсов «сланцев».
Многие российские специалисты считают, что эта модель неприемлема для бажена, что нужно искать другие решения, в полной мере учитывающие горно-геологические условия бажена, особенности географии и логистики, а также условия финансирования отрасли.
Таким образом, за основу при строительстве скважин бажена «Газпром нефть» приняла американскую модель освоения углеводородных ресурсов «сланцев».
Многие российские специалисты считают, что эта модель неприемлема для бажена, что нужно искать другие решения, в полной мере учитывающие горно-геологические условия бажена, особенности географии и логистики, а также условия финансирования отрасли.
Проекту «Бажен» в 2017 г. присвоен статус национального. «Газпром нефть» выделила «Технологический проект бажен» в отдельную структурную единицу, которой передана лицензия на разработку Пальяновского и нескольких других участков. В качестве основного вида деятельности компании лицензией определена «добыча сырой нефти».
В 2021 г. планируется завершить основной этап разработки технологий и оборудования.
Однако до настоящего времени никаких контуров коммерчески приемлемой методологии разведки и технологии строительства скважин бажена не просматривается. Из-за отсутствия эффективных технологий не выполняется программа увеличения числа построенных скважин. Программой центра «Бажен» предусматривалось, что число новых скважин увеличится с 7 единиц в 2017 г. до 100 в 2019 г. Но в плане на 2019 г. значится строительство только 15 скважин. При таких темпах ни о какой тысяче скважин в 2025 г. речи быть не может, равно как и о добыче из бажена 10 млн т нефти в год.
Важнейшей причиной такого положения является избранная форма функционирования Технологического центра «Бажен». Он одновременно является коммерческой структурой по добыче нефти и структурой, определяющей перечень технологий и оборудования, которые необходимо разработать для эффективного освоения бажена. Он же является структурой, предоставляющей площадку для испытания технологий и оборудования сторонних организаций. Имеется в виду, что работы по испытанию разработок сторонних организаций будут финансироваться последними или инвесторами.
Неудовлетворительное состояние освоения ресурсов «сланцев», других нетрадиционных ресурсов требует расширения фронта научно-исследовательских работ и совершенствования инновационного процесса в нефтегазодобывающем комплексе.
Академик А.Э. Конторович в своих публикациях и выступлениях настаивает на том, что для эффективного освоения бажена нужны принципиально новые технологии и слаженная работа специалистов из разных областей науки в соответствии с широкой программой научных исследований. Такая программа должна обеспечить создание методики выявления залежей нефти в бажене, их подготовку к эксплуатации, включая подсчет запасов, а также технологий строительства баженовских скважин, в том числе - бурение, заканчивание и интенсификацию притока.
Организационно-структурные изменения
Академик А.Э. Конторович в своих публикациях и выступлениях настаивает на том, что для эффективного освоения бажена нужны принципиально новые технологии и слаженная работа специалистов из разных областей науки в соответствии с широкой программой научных исследований.
С учетом того положительного, что было создано для реализации крупнейших инвестиционных проектов нефтегазовой отрасли в СССР, опыта работы с баженом последних лет, а также зарубежного опыта освоения ресурсов «сланцев», представляется целесообразным реализовать следующие изменения научно-исследовательского и инновационного процесса в нефтегазовой отрасли.
1. Создать Нефтегазовый институт технологического развития (НИТР), который должен находиться в непосредственном подчинении Минэнерго РФ и финансироваться за счет средств федерального бюджета. В составе НИТР будут функционировать научно-исследовательские подразделения, инжиниринговый и внедренческий центры, конструкторский отдел.
2. Институт определяет перечень разработок, необходимых для эффективного долгосрочного развития отрасли, включая использование ресурсов «сланцев». НИТР создает сеть научно-технологических полигонов (НТП) как основы для научного обоснования принимаемых решений по методике геолого-разведочных работ, технологии строительства скважин, рациональной эксплуатации залежей и месторождений углеводородов.
3. Институт заключает договора на выполнение научно-исследовательских работ с университетами, академическими институтами, научно-техническими подразделениями компаний, контролирует их выполнение, обеспечивает использование полученных результатов для разработки технологий и оборудования.
4. Внедренческий центр Института обеспечивает осуществление демонстрационных проектов, разработанных инновационных технологий, а также принимает меры по их тиражированию.
Правительство РФ 22 декабря 2018 г. издало постановление № 2914 «Об утверждении Стратегии развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035 года». Данной стратегией предусмотрены меры и по развитию нефтегазового комплекса, в том числе добычи углеводородов из бажена, доманика и их аналогов. Предложенные выше изменения инновационного процесса в нефтегазодобывающем комплексе могут стать важной предпосылкой достижения поставленных целей.