Материал: сланцевой нефти

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

"сланцевой нефти" так же призрачны, как и сланцевого газа

Москва. Англо-голландский концерн Royal Dutch Shell и ОАО "Газпром нефть" в 2013 году создали совместное предприятие, ЗАО "Ханты-Мансийский нефтяной альянс", по разработке новых запасов сланцевой нефти в Ханты-Мансийском автономном округе-Югре, сообщил агентству "Прайм" представитель российского подразделения Shell.

Новость комментирует постоянный эксперт «АНГИ».

Россия, как и многие другие страны, проявляет активный интерес к изучению своих трудноизвлекаемых нефтяных запасов. Это полезно и сейчас, и на будущее. Странно, что эти нормальные шаги сопровождаются невероятно интенсивной пропагандистской компанией в зарубежных и российских СМИ. Поэтому я остановлюсь на проблеме подробно.

Начну с того, что «сланцевую нефть» добывают НЕ ИЗ СЛАНЦЕВ. Почти все промышленные притоки нефти получены из сопутствующих им плотных песчаников, алевролитов, доломитов и известняков. Их объединяет только одно свойство – чрезвычайно низкая проницаемость, которая в сотни и тысячи раз меньше, чем у обычных залежей. Поэтому правильным, объединяющим названием будет трудноизвлекаемые или низкопродуктивные запасы.

Нефтематеринские породы (аргиллиты, плотные глины и сланцы) почти всегда залегают поблизости и действительно содержат немало нефти. Это «молодая» нефть, процесс ее образования еще не полностью закончился, поэтому вместе с ней в пластах содержатся остатки органического вещества (керогена). Но в тонких порах нефть прочно связана с породой силами смачивания, фильтроваться она не способна; подтверждением этого служит простой факт, что за многие миллионы лет нефть не мигрировала их них и не была замещена водой. Лишь на отдельных площадях наиболее крепкие камнеподобные сланцы в результате тектонических подвижек приобрели достаточную трещиноватость; в них содержится подвижная нефть, которая в небольших объемах и добывается в США.

Недавно американское государственное агентство EIA оценило мировые запасы нефти в низкопроницаемых пластах в 47 млрд. тонн. Однако доказанные(экономически выгодные) запасы то же самое EIA определяет всего лишь в 445 млн.т, это 0,2% запасов планеты. Остальное – прогнозные оценки, потому что рентабельность их разработки пока не подтверждена ни расчетами, ни практикой. Добыча нефти из этих пластов в больших объемах ведется на трех месторождениях; в прошлом году она составила 88 млн.т. Это 2,1 % мировой добычи. Кратко о ситуации на каждом месторождении.

1. МЕСТОРОЖДЕНИЕ БАККЕН

Крупнейшее месторождение трудноизвлекаемой нефти Bakken Shale расположено в США и Канаде. Общая площадь (520 тыс. км2) почти равна

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

площади ХМАО или Франции. Схематичный разрез продуктивных отложений девона-карбона приведен на рис.1.

Рис.1. Схематичный разрез формации Баккен

Пласты залегают на глубинах 2400-3400 м. Продуктивный средний Баккен толщиной 10-40 м представлен плотными песчаниками с прослоями доломитов и алевролитов. Сверху и снизу он ограничен сланцами толщиной 15-25 м. Пористость среднего Баккена 5%, проницаемость 0,04-1 мД. Ниже залегает также продуктивный пласт Три Фокс с несколько худшими свойствами. Оба пласта характеризуются аномально высокими пластовыми давлениями (до 450 ат). Доказанные запасы нефти по оценке EIA составляют 274 млн. т.

На месторождении Баккен имеются идеальные условия для использования технологии многократного гидроразрыва пласта в скважинах с горизонтальным окончанием. Обычная практика состоит в том, что в горизонтальной части ствола длиной до 2 км проводится до 25 операций разрыва. Важным усовершенствованием является и то, что гидроразрывы здесь стали проводить в открытом стволе, до спуска обсадной колонны. Наличие сверху и снизу более пластичных сланцев гарантирует от притока посторонних вод, поскольку трещины разрыва в сланцах быстро «затекают» под действием горного давления. В целом на скважину используется до 1000 т специально осмоленного или обычного песка и до 15 тыс. тонн воды. Хорошее представление о расположении забоев скважин дает рис. 2.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2. Карта участка месторождения Баккен с расположением забоев пробуренных скважин

Основной объем добычи нефти приходится на штат Северная Дакота. Эксплуатация скважин производится НА ИСТОЩЕНИЕ. Другого пути здесь нет: поскольку пласт практически непроницаем, отсутствует возможность вытеснения нефти водой. После многоступенчатого гидроразрыва дебит скважин обычно составляет 50-100 т/сут (в единичных случаях – до 250 т/сут), но в течение первого года он снижается в 3-5 раз. Средний дебит действующих в штате 6784 скважин составляет 18,3 т/сут.

Для США это очень много. Общее количество нефтяных скважин в США превышает 300 тыс., в среднем, каждая из них дает 3,7 т нефти в сутки. Для сравнения: средний дебит скважин богатейшего Ванкорского месторождения – 500 т/сут. В Ираке на небольших по площади месторождениях продуктивность скважин достигает 1,5 тыс. т/сут.

При эксплуатации скважин на истощение пластовое давление резко снижается, и в пласте начинается выделение попутного газа. Это очень опасный процесс, потому что газ блокирует доступ нефти к забою. В результате растет газовый фактор и, в конечном счете, скважина переходит на чистый газ с небольшим количеством нефти и конденсата. Имеются данные, что процесс разгазирования нефти в пласте уже начался в половине скважин. Но в масштабах месторождения он пока существенно не проявляется.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Экономика добычи предельно проста. Строительство скважины вместе с бонусом землевладельцу обходится в $6-7 млн. С каждой добытой тонны нефти при нынешних ценах $95 за баррель производитель получает $400. Остальное уходит на оплату налогов, текущих затрат и транспорта. Чтобы скважина хотя бы окупила капитальные вложения, из нее надо добыть 16 тыс. т нефти.

Прочие затраты минимизируются самым безжалостным образом. Мощности газопроводов не хватает, поэтому только по официальным данным на Баккене сжигается 30 % добываемого попутного газа. Нефтепроводы не строятся (некогда!), 90% нефти перевозится автотранспортом и далее по железной дороге. Нефть развозится поездами по всей стране и в Канаду недостаточно подготовленной, с недопустимо высоким содержанием летучих фракций; есть серьезные основания полагать, что именно это привело к взрыву состава с баккенской нефтью в г. Лас-Вегантик (Квебек, Канада), который унес жизни 47 человек.

Тем не менее, накопленная добыча месторождения Баккен в Северной Дакоте на 01.01.14 составила внушительную цифру 106 млн. т, что соответствует 15,6 тыс. т на каждую скважину. Следует отметить, что бурение сейчас идет в самой продуктивной части пласта площадью 7,5 тыс. км толщиной 25-40 м, в зоне тектонических разломов, где породы наиболее трещиноваты. За пределами таких зон притоки нефти незначительны. Скважины с начальным дебитом менее 50 т/сут в нынешних экономических условиях убыточны.

Значительно скромнее успехи в Канаде. В 2011 г. из канадской части формации Баккен в провинциях Саскачеван и Манитоба добывалось 12,7 тыс. т нефти в сутки, что соответствует среднему дебиту 5,2 т/сут. В 2012 г. в Саскачеване пробурено 2400 скважин, однако добыча выросла лишь на 5,5 тыс.т/сут, что соответствует приросту 2,3 т/сут на скважину. Почти 60 % добычи новых скважин ушло на компенсацию падения в старом фонде.

В целом, я ожидаю рост добычи на месторождении Баккен в течение 2-3 лет, который затем сменится крутым падением. Накопленная добыча нефти в течение 6-7 лет достигнет 300 млн. т, а в последующие годы будет колебаться на уровне 5-7 млн. т/год.

2. МЕСТОРОЖДЕНИЕ ИГЛ ФОРД

Крупное месторождение Eagle Ford общей площадью 51,2 тыс. кв. км расположено на юго-западе Техаса. Продуктивный пласт нижнего мела залегает на глубинах 1200-4200 м. Наиболее глубокая его часть содержит сухой газ, менее погруженная – газ с конденсатом и нефть. Площадь нефтяной части 9,2 тыс. кв. км, толщина пласта 30-85 м.

Это трещиноватый карбонатный пласт. В составе пород 50-70 % составляют известняки и доломиты, остальное – глинистые силикаты и органическое вещество. «Этот «сланец» более карбонат, чем сланец - пишет геолог. – Но слово «сланцевый» сейчас - самая горячая тема дня».

Доказанные запасы оценены EIA в 171 млн. т нефти, 239 млрд. м3 газа. На 01.01.2014 добыто 66 млн. т нефти и газового конденсата, 82,6 млрд. м3 газа. Начальные дебиты скважин достигают 480 т/сут, но уже в течение первого года снижаются в 2,5 раза, в течение второго – почти в 10 раз. Средний дебит нефти или конденсата 19 т/сут, газа 13 тыс. м3/сут.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Темпы разбуривания Eagle Ford поражают. Такого в мире еще не было. В позапрошлом году на месторождении работало 266 буровых станков, это 10 % всех буровых установок планеты. Только за прошлый год количество пробуренных скважин выросло более чем в 2 раза, до 7509 шт. (рис. 3) и почти так же выросла добыча нефти.

Вместе с тем, на Eagle Ford мы наблюдаем классический пример хищнической и нерациональной разработки залежи. В отличие от Баккена содержание попутного газа здесь достигает 1000 м3 на тонну нефти. При форсировании отборов газ выделяется в пласте и трещинах гидроразрыва и блокирует поступление нефти.

Мне приходилось видеть десятки подобных примеров. В частности, именно так в конце 80-х годов была похоронена юрская залежь Ваньеганского месторождения. Более 40 скважин перешли на газ и были ликвидированы после двух лет форсированной эксплуатации с недопустимым снижением пластовых давлений. Знаю и другие подобные случаи в Западной Сибири, Коми, Дагестане, Индии.

Именно поэтому дебит скважин Eagle Ford снижается намного быстрее, чем мог бы. Это уже обеспокоило EIA, которое в декабре сообщило: снижение добычи в ранее пробуренных скважинах достигло 10% в месяц. Пока новые скважины прибавляют 120 тыс. барр./сут, старые теряют 91 барр./сут. Оно и понятно: весь нынешний фонд скважин пробурен в зоне тектонических разломов и большой толщины пласта. Здесь выше трещиноватость и дебиты скважин. Но таких лакомых кусков осталось уже мало: при наличии 5504 разрешений на бурение количество законченных скважин в последние 8 месяцев снизилось с 376 до 133 шт./мес., и 40 буровых станков ушли с месторождения.