В последнее время перспективы развития нефтяной отрасли связываются с разработкой месторождений тяжелых нефтей и природных битумов. Добыча нетрадиционной нефти требует нетрадиционного исключительного подхода, один из них – парогравитационный способ добычи нефти.
Ключевые слова: добыча, дренаж, парогравитационный, нефть, SАGD, разработка, система
Key words: mining, drainage, steam assisted gravity, oil, SAGD, development, system
В нынешнем столетии ожидается значительное увеличение потребления энергетических ресурсов, связанное с развитием экономики, повышением жизненного уровня и ростом населения. Этот процесс сопровождается истощением запасов традиционных углеводородов (нефть и газ), что может привести к энергетическому «голоду», особенно на промышленно-урбанизированных территориях. Уже в ближайшие десятилетия добыча традиционных горючих полезных ископаемых будет дополняться разработкой нетрадиционных источников сырья (высоковязкие нефти, битумы, угольный метан, сланцевые нефть и газ, газогидраты и др.), которые сконцентрированы в колоссальных объемах в верхней части литосферы нашей планеты. В связи с выше сказанным следует пояснить, что к нетрадиционным относятся минеральные ресурсы, первоначально учитывающиеся для отдаленного временного интервала, но из-за роста потребностей в сырье и так как повышается уровень развития науки и техники, оказавшиеся рентабельными для использования.
Развитые государства (США, Канада, Китай, Япония и др.) придают огромное значение, а так же выделяют большие финансовые средства на разработку «прорывных» технологий добычи энергии из альтернативных источников. Однако использование новейших технологий добычи полезных ископаемых часто ведет к дестабилизации экологического состояния геологического пространства с непредсказуемыми последствиями и, преимущественно, отрицательно влияет на развитие биоты и человечества, с возникновением зон экологического дискомфорта. Источниками нестабильности геологической среды в этих случаях, за исключением естественных природных явлений (землетрясения, опасные экзогенные геологические процессы и др.), выступают также техногенные факторы, такие как: извлечение полезных ископаемых из недр, техногенные аварии на продуктопроводах, искусственные землетрясения и др. Сюда входит и возможность потери контроля за происходящими геологическими процессами. Поэтому при рассмотрении вопросов освоения нетрадиционных углеводородных ресурсов в первую очередь стоит обратить внимание на вопросы экологической безопасности и риска. Особенно важны и актуальны исследования геоэкологических рисков для густонаселенных и экономически развитых регионов. Примером последнего является восток европейской части России и, в частности, Республика Татарстан, где в геологическом разрезе расположены залежи различных горючих полезных ископаемых, при этом разработка некоторых традиционными способами невозможна. К последним стоит отнести ископаемые угли и битумное сырье. [1]
В последнее время перспективы развития нефтяной отрасли связываются с разработкой месторождений тяжелых нефтей и природных битумов. Пристальный интерес к месторождениям тяжелой нефти и природных битумов вполне объясним постоянным ростом цен на углеводородное сырье, постепенным истощением запасов традиционной легкой нефти, а также развитием технологий добычи «нетрадиционных» нефтей.
Большая часть мировых запасов тяжелой нефти находятся в Канаде, Венесуэле, а так же России. Добыча нетрадиционной нефти требует нетрадиционного исключительного подхода. Существуют разнообразные способы разработки залежей тяжелых нефтей и природных битумов, которые различаются технологическими и экономическими характеристиками. Условно технологии и способы разработки залежей тяжелых нефтей и природных битумов, которые испытывались и нашли применение в практике добычи нефти в России и за рубежом, возможно подразделить на три группы:
− карьерный и шахтный способы разработки;
− так называемые «холодные» способы добычи;
− тепловые методы добычи.
Безусловно, что применимость той или иной технологии обусловливается геологическим строением и условиями залегания пластов, физико-химическими свойствами пластового флюида, состоянием и запасами углеводородного сырья, климатическими, географическими условиями и др.
Мысль использования высокой плотности битумов в качестве движущей силы в процессе добычи с применением термического воздействия впервые была осуществлена на Ярегском месторождении, которое в свою очередь разрабатывается так называемым шахтно–скважинным способом.
В следствии того, что в настоящее время разрабатываемые месторождения исчерпываются, нефтегазодобывающие компании уделяют все больше внимания на разработку высоковязких нефтей и природных битумов.
Усовершенствование технологий добычи высоковязких нефтей приобретают всё большую актуальность, в связи с тем, что запасы этих нефтей превышают запасы легкой нефти, а по мере того, что добыча легкой нефти продолжает возрастает доля тяжелой нефти будет только возрастать.
На территории России основными районами, где сосредоточено значительное большинство залежей тяжелой нефти, являются Западная Сибирь, Республика Коми, Архангельская область. [2]
Одним из новейших методов разработки тяжелых нефтей является парогравитационный дренаж (SАGD), который на сегодняшний день зарекомендовал себя как очень результативный способ добычи тяжелой нефти и природного битума.
Одним из таких методов может явиться парогравитационный дренаж (SАGD), который на сегодняшний день в мире зарекомендовал себя как очень результативный способ добычи тяжелой нефти и природных битумов. В классическом описании эта технология требует бурения двух горизонтальных скважин, расположенных параллельно одна над другой, через нефтенасыщенные толщины вблизи подошвы пласта. Верхняя горизонтальная скважина используется для нагнетания пара в пласт и создания высокотемпературной паровой камеры. Процесс парогравитационного воздействия начинается со стадии предпрогрева, в течение которой производится циркуляции пара в обеих скважинах. В связи с этим за счет кондуктивного переноса тепла осуществляется разогрев зоны пласта между добывающей и нагнетательной скважинами, снижается вязкость нефти в этой зоне и обеспечивается гидродинамическая связь между скважинами. На базисной стадии добычи производится уже нагнетание пара в нагнетательную скважину. Закачиваемый пар, из-за разницы плотностей, пробивается к важнейшей составляющей сырьевой базы нефтяной отрасли не только России, а так же ряда других нефтедобывающих стран мира являются запасы высоковязких тяжелых нефтей и природных битумов. Сейчас легкоизвлекаемой нефти практически нет, все месторождения, которые сейчас разрабатываются, либо на стадии завершающейся, либо это новые месторождения, где нефть очень трудно извлечь.
В верхней части продуктивного пласта, создавая увеличивающуюся в размерах паровую камеру. На поверхности раздела паровой камеры и холодных нефтенасыщенных толщин все время происходит процесс теплообмена, в связи с которым пар конденсируется в воду и вместе с разогретой нефтью стекают вниз к добывающей скважине под действием силы тяжести. Рост паровой камеры вверх продолжается до тех пор, пока она не достигнет кровли пласта, а после она начинает расширяться в стороны. При этом нефть все время находится в контакте с высокотемпературной паровой камерой. Таким образом, потери тепла минимальны, что делает этот способ разработки невероятно выгодным с экономической точки зрения.
Преимущества технологии парогравитационного дренажа являются: высокий коэффициент извлечения нефти (КИН) — при подходящих условиях достигает 75 %; процесс добычи нефти происходит непрерывно; баланс между получением пара в условиях забоя и потерями тепла, как результат — максимальные объемы извлечения; оптимальный суммарный паронефтяной коэффициент. Потери ценных компонентов не превышают 10–15 %.
Недостатки технологии парогравитационного дренажа.
Недостатком этого метода является трудность мониторинга и необходимость постоянного контроля процесса. Значительная часть себестоимости добычи нефти связана со стоимостью парогенерации; требуется источник большого объема воды, а также оборудование по подготовке воды, имеющее достаточно большую пропускную способность; для эффективного применения технологии требуется однородный пласт сравнительно большой мощности. [3]
Заключение.
Перспективы развития нефтяной отрасли в ХХI веке связаны с разработкой месторождений тяжелых нефтей и природных битумов.
Россия занимает одно из лидирующих мест в мире по запасам тяжелых нефтей и природных битумов, при этом степень выработанности этих запасов очень низка.
В мировой практике накоплен достаточный опыт разработки месторождений тяжелых нефтей и природных битумов различными методами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Метод парогравитационного дренажа характеризуется хорошим коэффициентом нефтеотдачи, высокими темпами отбора нефти, богатым опытом внедрения в различных странах, но существуют трудности мониторинга и необходимость постоянного контроля процесса.
Технология парогравитационного воздействия с успехом внедряется на месторождениях: Соld Lаkе Оriоn (Канада), Оrinосо Bеlt (Венесуэла), Ашальчинское (Россия) и других.
Литература:
- Сунгатуллин Р. Х. Хасанов Р. Р. Геоэкологические риски при освоении нетрадиционных энергетических ресурсов. 2014. С. 488.
- Николин И. В. Методы разработки тяжелых нефтей и природных битумов // Наука — фундамент решения технологических проблем развития России. 2007. № 2. С. 61–63.
- Метод парогравитационного дренажа (SАGD); httр://vsеоnеfti.ru URL: httр://vsеоnеfti.ru/uрstrеаm/sаgd.html
