html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Михаил Спасенных: «Мы помогаем нефтегазовым компаниям повышать эффективность разработки месторождений, создавая новые технологии»

Директор Центр добычи углеводородов Сколтеха Михаил Спасенных о неиспользованных ресурсах нефти и газа, новых технологиях и партнерстве между наукой и бизнесом

Нефти и газа на Земле еще очень много — во много раз больше, чем в известных месторождениях. О том, как можно использовать это богатство, какие технологии для этого потребуются и чему надо учиться специалистам, рассказывает руководитель магистерской программы «Нефтегазовое дело» Михаил Спасенных. ПостНаука и Сколковский институт науки и технологий представляют курс «Наука нефти», посвященный современным технологиям добычи углеводородов.

Нефть и газ — исчерпаемые ресурсы

Основная стратегическая проблема нефтегазовой отрасли России - это прогнозируемое падение добычи нефти из традиционных нефтегазовых месторождений. Сейчас добыча сокращается в Западной Сибири, на Урале и в других регионах. К 2035 году добыча из традиционных месторождений сократится примерно наполовину. Для того, чтобы Россия продолжала добывать нефть в прежнем объеме, необходимо ввести в разработку ресурсы, которые в настоящее время не доступны. Для этого есть целый ряд возможностей.

Первая – это повышение коэффициента извлечения нефти (КИН) на разрабатываемых месторождениях с помощью различных методов увеличения нефтеотдачи: химических, термических, газовых, комбинированных и других. Вторая – разработка трудноизвлекаемых и нетрадиционных ресурсов, включая тяжелую нефть, природные битумы, сланцевую нефть, низкопроницаемые коллекторы, карбонатные коллекторы и другие. Третья возможность – разработка нефтегазовых месторождений арктического шельфа и полярных регионов. Есть еще и другие возможности, например, поиск новых традиционных и нетрадиционных месторождений на малоизученных территориях.

Увеличение нефтеотдачи

Уровень технологий и условий ведения бизнеса в нашей стране сейчас таковы, что в большей части традиционных месторождений добывается примерно 30% нефти, а 70% остается в пласте. Вопреки обывательской точке зрения, добыча нефти не похожа на откачку жидкости из цистерны. На самом деле нефть в недрах Земли находится в тонких порах пластов коллекторов, которые неоднородны по насыщенности, составу, строению и свойствам, что существенно осложняет добычу. Благодаря современным технологиям добычи, только часть нефти из пустотного пространства пород удается направить в добывающие скважины и поднять на поверхность. Повышение доли добываемой нефти - это основная задача методов увеличения нефтеотдачи (МУН).

Существует целый ряд МУН, основанных на вытеснении нефти из пород с использованием различных, закачиваемых в пласт жидкостей и газов, включая углеводородные газы, углекислый газ, водные растворы поверхностно-активных веществ и полимеров, горячую воду, пар, воздух. Благодаря применению этих методов коэффициент увеличения нефтеотдачи может возрасти до 50% и выше. Если в России поднять коэффициент извлечения нефти с 30 до 40%, это замедлит падение добычи на четверть. Но для этого нужны технологии и специалисты, которые умеют ими пользоваться.

Добыча нетрадиционных углеводородов

Компенсировать падение добычи нефти из традиционных месторождений можно разработкой трудноизвлекаемых и нетрадиционных запасов. К ним следует отнести тяжелые нефти, или природные битумы, которые при нормальных условиях имеют очень высокую вязкость и являются фактически твердыми веществами. Чтобы добыть такие углеводороды, необходимо уменьшить их вязкость, существенно увеличив температуру пласта. Это можно осуществлять различными способами, закачивая в пласт теплоноситель - горячую воду, пар или воздух, чтобы запустить процесс внутрипластового горения. Такими технологиями хорошо владеют в Канаде, которая добывает примерно 50% от объема нефти по сравнению с Россией, но очень значительная доля разрабатываемых запасов в Канаде - это именно тяжелые нефти. К разработке таких месторождений в России сейчас только приступают, и в этом случае также необходимы новые технологии и специалисты.

К нетрадиционным запасам относятся сланцевые углеводороды, и Россия находится на первом месте в мире по таким запасам, но технологическим лидером в этой области являются США. Сланцевая революция началась с того, в США стали разрабатывать сланцевый газ, а сейчас активно разрабатывают сланцевую нефть. Сланцевая нефть - это нефть нефтематеринских пород, которые в процессе формирования накопили большое содержание органического вещества.

Как образовалась нефть? В ходе геологической истории морские осадки перекрывались континентальными или другими отложениями и погрузились на глубину, где температура повышена. Под влиянием температуры и давления органическое вещество частично преобразовалось в нефть и газ. Образующиеся углеводороды, как правило, поднимались вверх по разрезу и накапливались в ловушках, в пластах-коллекторах. Такие месторождения мы сейчас называем традиционными нефтегазовыми месторождениями. А под сланцевыми месторождениями, связанными с нефтематеринскими породами, мы понимаем углеводороды, которые сохранились в нефтематеринских пластах.

Эти пласты сильно отличаются по составу и строению от традиционных пластов-коллекторов. Они обогащены твердым органическим веществом керогеном, его термическое преобразование приводит к формированию нефти и газа. Второе важное отличие – это очень низкая пористость. Если в обычных пластах-коллекторах пористость может достигать 30%, то для нефтематеринских пород пористость существенно меньше. Третье отличие – это очень низкая проницаемость таких пород. Чтобы пласт, содержащий нефть и газ, мог быть объектом разработки, нужно, чтобы в нем была система связанных пор, по которым нефть может мигрировать из пласта в скважину под действием перепада давления.

Добывать нефть из нефтематеринских пород крайне сложно. Традиционные технологии могут быть применимы для добычи нефти из пропластков, которые имеют повышенную пористость и повышенную проницаемость, но это только малая часть ресурсов. Технология многостадийного гидроразрыва пласта на горизонтальных скважинах, разработанная в США, позволяет добывать только ту нефть, которая сформировалась в ходе геологической истории. Сейчас создается технология, которая предполагает тепловое воздействие на пласт нефтематеринских пород с добычей как нефти, содержащейся в пласте, так и синтетической нефти, которая образуется из керогена при повышенных температурах. Успех на этом пути создаст очень хорошие условия для успешной добычи углеводородов в течение многих десятилетий.

Новые месторождения арктического шельфа

Известно, что на Арктическом шельфе и в полярных регионах России сосредоточены значительные запасы углеводородов. Проведение работ там осложняется слабой изученностью, отсутствием инфраструктуры, ледовым покровом и экстремально сложными климатическими условиями. Много проблем возникает в связи с работой на вечной мерзлоте, где необходимо применять специальные технологии строительства, бурения и добычи. Вторая серьезная проблема – это осложнения добычи, связанные с газовыми гидратами, которые представляют собой снегоподобное вещество, содержащее метан и воду. Гидраты могут формироваться в пласте, скважине и в наземных трубопроводах, делая невозможной добычу. С другой стороны, запасы газа в форме газовых гидратов на шельфе на порядок-два превышают запасы газа в традиционных газовых месторождениях. Однако, технологий добычи газовых гидратов в настоящее время не существует. Таким образом, работы на Арктическом шельфе и в полярных регионах требуют новых технологий и специалистов, владеющих данными технологиями.

Как наука может помочь нефтегазовой индустрии

Центр добычи углеводородов Сколтеха был создан в ответ на вызовы, которые стоят перед нефтегазовой индустрией России и мира. В число научных дисциплин, которые развиваются в нашем Центре, входят методы увеличения нефтеотдачи и повышения коэффициента извлечения нефти. Также мы развиваем несколько направлений, связанных с созданием химических, тепловых, газовых и комплексных методов увеличения нефтеотдачи. Мы уделяем внимание геомеханике, науке о механических свойствах горных пород, необходимой для обеспечения процессов бурения и гидроразрыва пласта. Чрезвычайно важны для индустрии разработки, направленные на создание новых методов моделирования и симуляции гидро-геомеханческих процессов, которые вместе с изучением механических свойств обеспечивают оптимизацию процессов бурения и проведения операций гидроразрыва пласта.

Мы сосредотачиваем очень большие усилия на разработке комплекса критических технологий поиска, разведки и добычи нефти нефтематеринских пород: в России это баженовская, доманиковая, хадумская и другие свиты. Активно развиваются направления, связанные с изучением и созданием новых технологий для работы на вечной мерзлоте и с газовыми гидратами. Значительную долю в исследованиях составляют работы в области моделирования пластовых процессов, включая распространение волновых полей для интерпретации геофизических данных, многофазную фильтрацию в пористой среде, сложнейшие гидро-геомеханические процессы и другие. Для решения задач нефтегазовой отрасли мы активно развиваем применение методов интеллектуального анализа больших данных и методов машинного обучения. Это крайне востребовано, поскольку является очень эффективным методом снижения затрат на поиск, разведку и разработку месторождений, а также позволяет решать целый ряд новых задач.

В 2017 г. мы открыли на территории Инновационного центра Сколково новую лабораторию, оснащенную уникальным экспериментальным оборудованием для изучения пород и флюидов, а также для моделирования пластовых процессов, связанных с разведкой и добычей углеводородов. В частности, были установлены и введены в действие лучшие в мире установки для моделирования теплового воздействия на пласт. Сейчас в лаборатории выполняются десятки проектов в интересах российских нефтегазовых компаний.

Партнерство с компаниями для нас чрезвычайно важно, поскольку это помогает работать над решением именно тех задач, которые нужны нефтегазовой индустрии. Такое сотрудничество нам быстрее развиваться, поскольку мы получаем возможность работать над десятками разных проектов. Нашим партнерами являются крупнейшие компании, включая «Роснефть», «Газпром», «Газпромнефть», «Лукойл», «Новатэк», Total.

Характерной чертой и серьезным конкурентным преимуществом Сколтеха является его вовлеченность в сотрудничество с научными центрами и лучшими университетами мира, работающими в области нефтегазовых технологий. Мы привлекаем лучших профессоров. В число наших партнеров входят университет Калгари, в котором накоплена лучшая экспертиза в области тепловых МУН, университет Хериот-Уатт, в котором работает одна из лучших групп мира по газовым гидратам. Мы изучаем моделирование геомеханических и гидродинамических процессов вместе с нашими партнерами из университетов Лозанны, Нового Южного Уэльса и Ставангера. Также мы работаем с лучшими российскими ВУЗами, включая МФТИ и МГУ.

Надолго ли хватит нефти и газа

Развивая новые технологии в энергетике, нужно вкладывать в различные направления, поскольку нельзя класть яйца в одну корзину. Сейчас на нашей планете энергетика обеспечивается в основном ресурсами нефти и газа. Значительный вклад вносят ядерная энергетика, гидроэнергетика, а альтернативные способы получения энергии пока занимают буквально несколько процентов. При этом спрос на углеводороды не падает. Нефть и газ являются не только источником энергии, но еще и сырьем для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, выпускающей в частности, полимерные материалы. Все, что нас окружает, это полимеры. А полимеры производятся в основном из нефти и газа. Потребление металлов при производстве автомобилей уменьшается, а потребление полимерных и композитных материалов растет. Поэтому сейчас нужно продолжать добывать углеводороды.

Нефть и газ - это исчерпаемые ресурсы. Раньше или позже этот ресурс закончится, и нужно будет использовать какие-то другие источники. Когда это произойдет? На нашей памяти, а также при жизни наших детей и внуков это точно не случится. Остались еще очень большие ресурсы традиционных нефтегазовых месторождений. Практически нетронуты нетрадиционные запасы углеводородов, и существуют специфические запасы углеводородов, которые превышают нефтегазовые. Например, в форме газовых гидратов на Земле хранится газа примерно раз в 100 больше, чем в традиционных газовых месторождениях. Другое дело, что это вещество распределено достаточно равномерно: большая часть находится на шельфе морей и океанов в твердом состоянии. Пока человечество только думает о том, как эффективно добывать газовые гидраты. Ближе всех к решению этой задачи подошли наши японские коллеги, которые начали пробную добычу газа из газогидратных месторождений, но все-таки они еще очень далеки от рентабельной добычи. Так что на наш век и на век еще пары поколений ресурсов углеводородов хватит, а их эффективная разработка и использование для нужд человечества - это та задача, которую нужно решать.

Спрос на нефть и газ начнет сокращаться только тогда, когда стоимость альтернативных источников энергии будет сопоставима со стоимостью энергии, получаемой из углеводородов. Конечно, было бы замечательно, если бы вся энергия добывалась бы на Земле чистыми методами без выбросов CO2, без выбросов метана. Но сейчас это пока невозможно, и для решения этой задачи необходимо пройти еще очень длинный путь.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • PostNauka
          • университет
          • исследования
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции