Чтение онлайн

С обводнением пласта связана и вторая особенность потери нефти, которая, пожалуй, единственная является в чистом виде варварством и погоней за прибылью. Это образование так называемых конусов обводнения возле добычных скважин — в районе интенсивно работающих «качалок» воду из пласта выпирает наверх, выше обычного уровня водо-нефтяного контакта.

Рис. 39. Образование конуса обводнения.

При обводнении скважины, понятное дело, вода безболезненно начинает выкачиваться в ствол скважины, а нефть так и остается в пласте. В итоге — рядом рано или поздно надо бурить другую скважину или на длительный срок оставлять без работы существующую, в надежде, что вода все-таки уйдет вниз, а нефть поднимется к скважине за счет меньшей плотности.

В чем еще органические недостатки технологии обводнения пласта?

[45]

Кроме потерь в КИН за счет нефтяных целиков и конусов обводнения в любом пласте присутствуют потери нефти за счет смачивания частиц коллектора нефтью. Любая вмещающая порода под микроскопом выглядит усредненно как-то так:

Рис. 40. Вид вмещающей породы под микроскопом.

Песчаник состоит в основном из частиц кварца — SiO2, а известняк — из частиц карбоната кальция — CaCO3. Нефть плохо смачивает кварц, но очень хорошо пристает к карбонату. В среднем известняковые коллекторы имеют более низкий КИН, нежели песчаниковые, — в известняковых коллекторах нефть, даже на микроуровне, «жмется» к частицам породы, а вода легко просачивается через поры между частицами пласта.

При хороших раскладах, даже имея спокойный темп добычи, за счет традиционных методов добычи, можно достичь среднего значения КИН в 30–35 %. Это значит, что 2/3 найденной геологами нефти нефтяники просто вынуждены оставлять внизу, в пласте. Однако иногда в силу геологического строения пласта значение КИН, при всех ухищрениях нефтяников, может составить цифру в эпические 5 %. Что делать дальше?

Дальше нефть из ловушек, пор и целиков пытаются выдавить уже не «по-хорошему», а «по-злому». На макроуровне это делают тем самым гидравлическим разрывом пласта (в ход идут химия, динамит и даже тактические ядерные заряды), а на микроуровне всячески пытаются поднять собственную текучесть нефти и уменьшить ее сцепление с породой. По-английски эти «злые» технологии собирательно называются EOR — enhanced oil recovery — улучшенные способы добычи нефти.

Легче всего выдавить нефть, подавая в водонапорные скважины углекислый газ. Углекислый газ растворяется в нефти, содержащейся в породе, и собирает ее в более крупные «капли», которые уже можно выдавить вместе с потоком воды в добывающий ствол.

Рис. 41. Схема добычи остатков нефти путем растворения в ней диоксида углерода.

Иногда, в случае очень вязкой нефти, которая все больше и больше приходит на смену простой в добыче легкой нефти XX века, нефтяники даже буквально поджигают пласт. При повышении температуры в пласте, за счет собственного горения и в присутствии образовывающегося при горении СO2, нефть становится более текучей и легче идет к стволу скважины. Именно так сейчас планируют добывать нефть Баженовской свиты, с которой связаны надежды России на приостановку падения добычи нефти.

Однако все методы EOR — это очень недешевое занятие. Одно дело — убить сумчатого вомбата весом в тонну, а совсем другое дело — искать по деревьям личинки жуков. Одно дело — срубить столетнюю секвойю, а совсем другое занятие — собирать хворост в лесу.

Так и с нефтью. Одно дело — сидеть возле фонтанирующей скважины и считать прибыли при EROI добычи в 100:1, а совсем другое дело — выдавливать нефть из пласта каплю за каплей, качая туда воду или углекислый газ.

[46]

И именно из-за этого все технологии EOR обходятся гораздо дороже традиционных способов добычи нефти. Вот оценка европейского агентства IEA по стоимости добычи нефти разными методами, включая и основные методы EOR.

Рис. 42. Сравнение стоимости различных методов добычи и получения жидких углеводородов.

Как видно из графика, вся уже добытая традиционная нефть легко уложилась в пределе себестоимости от 2 до 30 долларов за баррель.

Вытеснение нефти за счет нагнетания CO2 принципиально будет стоить от 20 до 70 долларов за баррель, за счет других EOR — и того выше — от 30 до 80 долларов за баррель.

Желающие и интересующиеся уже могут оценить по этому графику реальность «нефти по пиисят и зафтра!». При этом, безусловно, исходя из перспектив себестоимости вновь добываемой арктической нефти (от 40 до 100), битумозной, сланцевой и тяжелой нефти (от 40 до 80), нефтеносных сланцев (от 50 до 100) и различных «синтетических» альтернатив — GTL, CTL и BTL. Все эти минеральные альтернативы «лучшим друзьям нефтяников» мы еще рассмотрим по отдельности. Отдельной строкой, как всегда, стоит отметить замечательные себестоимости (в деньгах! не энергетические!) таких педалируемых сейчас «альтернатив», как биоэтанол и биодизель. Кроме того, что биоэтанол и биодизель дают нам в общий баланс потребления энергии жалкие доли процента, так они еще и стоят, как Гитлеру война! Даже дороже технологии CTL (уголь в жидкое), которую использовал и сам Гитлер для получения своего «эрзац-бензина». Короче, вот вам пища для размышлений, и — «имеющий уши да услышит». Ведь Нобуо Танака так и скажет завтра: «Господа, я все сказал еще в 2007 году. И про пик нефти, и про ее будущую цену…». Но он патологоанатом, а не терапевт. Он лишь говорит о том, что больной перед уходом в мир иной потеет, старается и пытается добыть хоть что-то из месторождений этой упрямой нефти.

Хорошо, скажет внимательный читатель. А что это за «другие EOR»? Что там придумали еще для того, чтобы давить нефть из пласта?

Вот они.

Горизонтальное бурение — это попытка по-другому воздействовать на поступление нефти и газа в ствол скважины. Если принципиально уже нельзя поднять давление в пласте, то можно постараться увеличить площадь соприкосновения ствола с вмещающей породой.

Вот на этой картинке видно, что принципиально дает горизонтальное бурение. А — горизонтальная скважина, Б — вертикальная скважина.

Рис. 43. Схематичное представление способов бурения скважин (горизонтальный и вертикальный).

При прочих равных горизонтальные скважины обеспечивают больший объем поступления продукта, но у них тоже есть свои ограничения по применению. Однако и у этой технологии есть свои ограничения.

Во-первых, пласт нефти или газа не всегда лежит горизонтально. Если пласт лежит под наклоном или вертикально, а не горизонтально, то и обычная вертикальная скважина выдаст достаточно нефти.

Во-вторых, горизонтальное бурение в целом гораздо более затратная вещь, чем бурение вертикальное или наклонное, ведь управляемо «загнуть» ствол скважины вдоль пласта — удовольствие не из дешевых. С ростом глубины залегания продуктивного слоя проблемы и стоимости такого решения растут по экспоненте.

В-третьих, рано или поздно полезная площадь месторождения будет исчерпана даже для горизонтального бурения. Условно говоря, для «макарон» добывающих скважин в «кастрюле» месторождения просто закончится место, и нефти для их эффективной работы не хватит. Сейчас горизонтальное бурение дополнили так называемой концепцией «многостволового бурения», когда из одной точки бурится большое число скважин, в результате чего буровая начинает немного походить на осьминога. Вот как это выглядит в виде сверху: