Каким образом стала возможна добыча сланцевой нефти - Перспективы добычи сланцевой нефти в России

Коммерчески выгодная добыча сланцевой нефти стала возможной благодаря технологиям горизонтального бурения и гидравлического разрыва пласта (сокр. "гидроразрыв", в англ. "fracking").

Первая заключается в том, что скважина пробуривается вертикально вниз до глубины залегания пласта сланца и поворачивает горизонтально или под наклоном, в зависимости от расположения (Рисунок 1).

Рисунок 1. - Технологи горизонтального бурения и гидроразрыва пласта:

На сегодняшний день наиболее распространена технология многоствольного горизонтального бурения, при которой одна вертикальная скважина разветвляется на несколько, до 30, горизонтальных скважин. Этот метод бурения во много раз увеличивает площадь соприкосновения сланцевой породы со скважиной, однако в силу низкой проницаемости породы не позволяет собрать достаточное количество нефти.

Для обеспечения притока нефти к скважине с помощью гидроразрыва пласта в породе создается сеть трещин: в скважину под давлением вводится до 15 тысяч тонн водного раствора с 2-3-процентным содержанием химических веществ. В состав также входит до тысячи тонн песка или специальных керамических частиц, которые предотвращают смыкание трещин после гидроразрыва.

В настоящий момент распространено применение многоступенчатого гидроразрыва пласта.

Эти технологии нельзя назвать новыми - они были известны еще в 50-х годах прошлого века, причем технология горизонтального многоствольного бурения была впервые применена советским изобретателем Александром Григоряном в Башкирии.

Однако масштабное тестирование и совершенствование технологий началось в США в 1970-е годы при попытках независимых компаний добывать газ, который содержится в пластах сланца.

Спустя почти три десятилетия попытки увенчались успехом и дали начало беспрецедентному росту добычи сланцевого газа в 2007-2008 годах, когда цена на газ марки Henry Hub в США обновляла многолетние максимумы.

В 2008-2009 годах цена на газ стремительно снизилась и осталась на низких уровнях, в то время как цена на нефть после падения в 2008 году вновь вернулась к высоким уровням порядка 100 долл.

США за баррель. Так как добыча нефти и газа из сланцевых пластов осуществляется с помощью одних и тех же технологий, производители стали переключаться на добычу относительно дорогой нефти. Так, в 2009 году всего 20% буровых установок в США использовались для бурения нефти, а в 2012 году - уже 80%.

Это дало начало полномасштабной добыче сланцевой нефти в США. Важно то, что США располагают большим количеством буровых установок - более 60% всех установок мира, что позволило быстро нарастить количество скважин и компенсировало быстрое падение добычи на уровне каждой отдельной скважины (рисунок 2).

Рисунок 2. - Соотношение количества буровых установок, задействованных в добыче нефти и газа:

Вот, как примерно выглядит "план" по разбуриванию одного из месторождений США (рисунок 3).

Сланцевая формация Bakken. Размер каждого квадратика = 1,6 ? 1,6 километра. Черные линии - стволы скважин. Теперь можно представить распределение скважин (одна/две на 5,1 квадратных километра) и их длину (3 километра). Shell ICP. Процесс основывается на постепенном нагреве изолированных сланцевых пластов в течение длительного времени (2-4 года) с использованием погружных электрических нагревателей. За счет сравнительно низкой теплопроводности сланца и выстраивания вокруг нагреваемого контура "замораживающих стен" удается равномерно нагреть все сланцевые пласты до температуры 200°С и начать практически переработку сланца внутри пласта.

ExxonMobil Electofrac. Модернизированный вариант классического ГРП, но построен на электролизных методах воздействия на пласт. Скважины заполняются электропроводящим флюидом, а пласт становится резистивным элементом цепи и нагревается под воздействием электричества. Таким образом, пласт становится естественным теплоносителем при внутрипластовом ретортинге содержащегося в нем керогена.

Рисунок 3. - "План" разбуривания одного из месторождений:

Похожие статьи




Каким образом стала возможна добыча сланцевой нефти - Перспективы добычи сланцевой нефти в России

Предыдущая | Следующая