ТРИЗ как объективная реальность – Журнал «Сибирская нефть»

ТРИЗ как объективная реальность

Особенности классификации и разработки трудноизвлекаемых запасов

Текст: Петр Шмелев
Инфографика: Татьяна Удалова

Разработка трудноизвлекаемых запасов сегодня становится необходимым условием успешного нефтяного бизнеса. Тем не менее до сих пор нет единого мнения, какие запасы относить к этой категории и какие льготы должны получать нефтяники при их разработке. В то же время именно совершенствование системы налогообложения может подстегнуть разработку новых технологий для извлечения «сложной» нефти и обеспечить рентабельность ее добычи

Современные методы исследований позволили уточнить геологические модели и запасы многих месторождений Западной Сибири, а новые технологии обеспечивают рост коэффициента извлечения нефти и рентабельность добычи даже в сложных случаях, что постоянно расширяет экономические горизонты. К примеру, в 1980–1990-е годы ачимовская и баженовская свиты, среднеюрские и палеозойские отложения Западной Сибири разрабатывались только на нескольких месторождениях, которые в силу уникальных геологических условий обеспечивали рентабельную добычу без применения технологий стимуляции, а верхнеюрские были вовлечены в разработку лишь частично.

К настоящему моменту верхнеюрские отложения уже введены в масштабную разработку, активизировалась разработка среднеюрских, палеозойских отложений и ачимовской свиты. Российские компании делают очередную итерацию в поиске эффективных подходов к разработке баженовской свиты.

Трудный термин

В российской нормативно-правовой базе и специальной литературе нет единого определения и терминологии в отношении трудноизвлекаемых (ТРИЗ) запасов нефти. Нет консенсуса с определением ТРИЗ и в глобальном масштабе. Но именно введение понятия трудноизвлекаемых запасов, как считают в Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых (ГКЗ), — ключ к развитию нефтяного сектора.

Впервые понятие ТРИЗ появилось в советской промышленности в конце 70-х годов прошлого века. Первые трудные месторождения были открыты отечественными геологами в 1960-х годах — тогда появилось понятие запасов баженовской, абалакской и фроловской свит Западной Сибири. В 1980-х были разведаны удаленные от существующей инфраструктуры месторождения в Карском, Баренцевом морях и на Сахалине. По мере открытия таких месторождений и их осмысления учеными и промышленниками сложилось представление о ТРИЗ как о запасах, которые содержатся в залежах, характеризующихся неблагоприятными для извлечения геологическими условиями или аномальными физическими свойствами.

Что нужно знать о ТРИЗ

• В общероссийской добыче нефти доля ТРИЗ в настоящий момент невелика — 7,2%, но она постоянно растет, а потенциальный объем добычи трудноизвлекаемых запасов фантастический — до 200 млрд тонн нефти.

• 67% «трудной» отечественной нефти сосредоточено в баженовской и тюменской свитах, а также в ачимовской толще в Ханты-Мансийском автономном округе (ХМАО). Стратегическое значение для России имеют отложения баженовской свиты, запасы здесь могут составлять до 120 млрд тонн нефти, это примерно в пять раз больше, чем на месторождении Баккен в США, с которого и началась американская сланцевая революция. Любопытно, что долгое время баженовская свита считалась региональным экраном для ловушек нефти и газа, лишь современные научные исследования доказали наличие в этих породах огромного количества запасов высококачественной «легкой» нефти.

• Основные технологии разработки месторождений ТРИЗ, над которыми работают российские компании: совершенствование конструкции горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом пластов, строительство высокотехнологичных скважин, интегрированный инжиниринг и совершенствование системы моделирования в сложных геологических зонах.

Трудноизвлекаемые запасы ТРИЗ

В 1994 году академики РАЕН Н. Н. Лисовский и Э. М. Халимов предложили первую классификацию трудноизвлекаемых запасов и количественные критерии ТРИЗ. Классификация была основана на граничных значениях основных геологических и технологических параметров, а также отдельно — на степени удаленности от существующих центров нефтегазодобычи. Были зафиксированы группы запасов аномальной по своим характеристикам нефти, неблагоприятных (малопроницаемых и низкопористых) коллекторов, технологическая группа ТРИЗ, определяемая по критерию выработанности месторождения, географическая группа (удаленность от инфраструктуры) и группа низкопродуктивных пластов и горизонтов. Эта классификация и сейчас используется при определении налоговых льгот, однако количественные критерии групп ТРИЗ, которые содержатся в Налоговом кодексе РФ и в классификации Лисовского и Халимова, различаются. При этом в Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых считают, что объективных обоснований принятых в Налоговом кодексе РФ критериев отнесения тех или иных запасов к ТРИЗ не существует. «Настоящие критерии носят весьма субъективный характер», — считает директор санкт-петербургского филиала ФБУ «ГКЗ» Максим Ткаченко. В первую очередь вопросы у эксперта вызывает обоснование количественных критериев по проницаемости слоев, напрямую влияющих на решение, относить ли запасы к трудноизвлекаемым.

Сейчас достаточно четкие, пусть и временные критерии отнесения тех или иных запасов к ТРИЗ дает приказ Министерства природных ресурсов РФ от 1998 года. По состоянию на январь 2016 года в документе сформулировано: «Трудноизвлекаемыми следует считать запасы, экономически эффективная (рентабельная) разработка которых может осуществляться только с применением методов и технологий, требующих повышенных капиталовложений и эксплуатационных затрат по сравнению с традиционно используемыми способами».

Как уточняют в ГКЗ, до разработки соответствующих регламентирующих и нормативных документов к трудноизвлекаемым запасам нефти могут быть отнесены запасы всех типов залежей и месторождений, извлекаемые с применением термических методов или закачки реагентов, запасы подгазовых частей тонких (до 3 метров) нефтяных оторочек и запасы периферийных частей залежей, которые имеют насыщенные нефтью толщины меньше предельных для рентабельной разработки сетью эксплуатационных скважин.

Отнесение запасов к трудноизвлекаемым по этим признакам производится на основании экспертизы ГКЗ, финальное решение принимает Министерство природных ресурсов РФ по согласованию с Министерством экономики РФ.

Технологический центр «Бажен»

Инфографика: Татьяна Удалова

Факторы риска

«Для того чтобы дать определение ТРИЗ, необходимо сделать пофакторный анализ неразрабатываемых запасов нефти и определить причины низкого вовлечения их в разработку, — отмечает Максим Ткаченко. — К ТРИЗ относятся запасы высоковязких нефтей, низкопроницаемые коллекторы, подгазовые зоны и нефтяные оторочки, выработанные (истощенные) залежи, нетрадиционные источники углеводородного сырья (сланцевые коллекторы) и месторождения, удаленные от инфраструктуры».

Для каждой группы существуют как свои проблемы разработки (они и становятся причиной отнесения таких запасов к трудноизвлекаемым), так и специальные технологические решения, дефицит которых тоже может стать основанием относить запасы к ТРИЗ.

К примеру, драйвером разработки запасов низкопроницаемых коллекторов (это примерно 60% мировых запасов ТРИЗ) становится совершенствование технологий воздействия на пласт, в первую очередь — технологии гидроразрыва (ГРП). Различные вариации многостадийного ГРП успешно применяются на российских месторождениях. Однако необходимыми отечественными технологиями, которые позволяют дифференцированно разрабатывать низкопроницаемую часть пласта и бурить высокотехнологичные скважины с приемлемым уровнем стоимости, российская нефтянка в широком масштабе пока не обладает. Но активные разработки в этом направлении ведутся, и «Газпром нефть» здесь один из лидеров. К примеру, в компании внедряются технологические проекты по добыче нефти из сложных карбонатных коллекторов. На Куюмбинском месторождении стартовал пилотный проект определения зон, в которых лучше всего размещать скважины. Чонское месторождение со сложными засолоненными коллекторами стало экспериментальной площадкой для реализации проекта интенсификации притока нефти и нескольких технологических проектов в области геологоразведки и разработки запасов.

Налоговые льготы

К настоящему моменту одним из наиболее эффективных критериев трудноизвлекаемости запасов является проницаемость коллекторов. В 2012 году распоряжением правительства РФ трудноизвлекаемые запасы были сведены в четыре категории — от проектов по добыче нефти из коллекторов с низкой, крайне низкой и предельно низкой проницаемостью до проектов по добыче сверхвязкой нефти. Чтобы стимулировать освоение таких залежей, была введена дифференцированная шкала налога на добычу полезных ископаемых (НДПИ). Льгота для самых сложных проектов рассчитывается на 10 лет и подразумевает НДПИ в размере от 0 до 10% от стандартной ставки. Для средней категории сложности льгота составляет 10–30% на 7 лет, для более легких — 30–50% на 5 лет.

Трудноизвлекаемыми признаются и запасы месторождений с высокой обводненностью. Для дальнейшей разработки выработанных (истощенных) залежей (это более 15% нынешней российской добычи) нужно решать проблему высокой себестоимости процесса, связанной с большим объемом извлекаемой вместе с нефтью воды. Снижение обводненности месторождений на 1% позволяет уменьшить операционные затраты на добычу нефти на 15%.

Добыча высоковязкой нефти осложняется ее низкой подвижностью в пласте, сложностью подъема на поверхность и дальнейшей транспортировки. Проблема решается с применением дорогостоящих технологий, которые, как правило, реализуются зарубежными компаниями. Например, это технологии закачки в пласт горячей воды или пара, применения специальных обогревателей и винтовых насосов.

К ТРИЗ относят и нефть из подгазовых зон и нефтяных оторочек месторождений. Здесь проблемами становятся возможность неконтролируемых прорывов газа к нефтяным скважинам и низкие коэффициенты извлечения нефти. Необходимы специальные технологии изоляции нефтяных и газовых толщин, дефицит таких технологий переводит данные запасы в категорию трудноизвлекаемых.

Запасы, которые находятся на удалении от основных центров нефтегазодобычи, тоже записывают в ТРИЗ, хотя в этом случае проблемой может быть не технологический вызов, а исключительно затраты, которые связаны со строительством логистических и других инфраструктурных объектов. Решение — интегрированное проектирование и использование оптимальных стратегий освоения территорий. Именно такой подход применялся в «Газпром нефти» при вводе в эксплуатацию Новопортовского и Восточно-Мессояхского месторождений.

К льготируемым по критерию отдаленности в России сегодня относятся месторождения Якутии, Иркутской области, Красноярского края, Ненецкого АО, полуострова Ямал в ЯНАО. Некоторые субъекты РФ льготируют проекты добычи углеводородов на шельфе. Строго говоря, определение запасов на шельфе как ТРИЗ не является официальным, хотя трудности добычи здесь понятны, особенно когда речь идет об арктическом шельфе России.

Shale или не shale?

Помимо понятия «трудноизвлекаемые запасы» сегодня все чаще можно услышать о нетрадиционных запасах. Их априори относят к ТРИЗ, но разработка их оказывается в разы сложнее. Дело в том, что подсчет нетрадиционных запасов и прогнозирование их разработки в рамках традиционных понятий нефтепромысловой геологии и гидродинамики невозможны. Для их описания, по сути, необходимо создание новой научной дисциплины.

К нетрадиционным запасам обычно относят сверхтяжелую нефть, битуминозные пески, керогеновую Керогены — полимерные органические материалы, которые расположены в таких породах, как нефтеносные сланцы, и являются одной из форм нетрадиционной нефти. Согласно теории появления органических нефтяных материалов, остатки растений и морских организмов под воздействием высоких температур и давления преобразуются в первую очередь в кероген, затем в битум и, наконец, в нефть и газ. нефть, или сланцевое масло (оно добывается из горючих сланцев при помощи термических методов). В английском языке сланцевое масло именуют oil shale, но с некоторых пор в понятиях появилась определенная путаница. Как правило, на Западе сланцевыми формациями называют нефтематеринские свиты, которые при определенных условиях могут содержать значительные ресурсы «легкой» нефти. Эту нефть называют shale oil. Такая нефть содержится на больших глубинах, в низкопроницаемых пластах. В частности, на знаменитых месторождениях Баккен и Игл-Форд, где разрабатывают нефтематеринские свиты, добывают обычную «легкую» нефть, т. е. shale oil. Именно с них началась сланцевая революция, а термин «сланцевая нефть» прижился и в России — его используют для всех гигантских запасов российской баженовской свиты, которые состоят из традиционной «легкой» нефти (shale oil) и генерационного потенциала керогена — твердого органического вещества, из которого при высоких давлениях и температурах генерируется нефть (oil shale).

Доля мировых трудноизвлекаемых запасов нефти по странам:

Источник: Агентство энергетической информации [Energy Information Administration] США

В конце прошлого года к сланцевой революции присоединился Китай. О своем первом крупном сланцевом месторождении нефти с запасами не менее 100 млн тонн объявила Китайская национальная нефтяная корпорация (CNPC). Запасы обнаружены в провинции Шэньси в центральной части страны.

Через тернии к недрам

Для «Газпром нефти» трудноизвлекаемые запасы — не дополнительная опция в добыче, а реальность, с которой приходится иметь дело ежедневно. Большую часть месторождений компании по тем или иным признакам можно отнести к ТРИЗ. Так, добычу из простых, но выработанных месторождений осложняет высокая обводненность. Для новых проектов в Заполярье — Нового Порта и Восточной Мессояхи — характерны низкопроницаемые коллекторы, сложная геология и высокий газовый фактор, не говоря уже об удаленности от основной инфраструктуры и трудных климатических условиях. Есть залежи и с карбонатными коллекторами, опыт добычи из которых пока невелик. В случае с карбонатами ситуация осложняется еще и тем, что характеристики таких коллекторов сильно различаются и отработанные на одном месторождении подходы с трудом тиражируются на другие активы. В частности, к карбонатным относят залежи на Приразломном месторождении, которое к тому же находится на арктическом шельфе.

К наиболее трудным, но и самым перспективным запасам можно отнести баженовскую и ачимовскую свиты. Эти формации сейчас активно изучаются в «Газпром нефти», проходят опытные испытания технологий для их эффективной разработки. Что касается бажена, то в мае 2017 года Министерство энергетики РФ одобрило заявку «Газпром нефти» на присвоение статуса национального проекту создания комплекса отечественных технологий и высокотехнологичного оборудования разработки баженовской свиты. На Пальяновской площади Красноленинского месторождения в ХМАО уже строится технологический центр «Бажен». Здесь будет создан специализированный полигон для испытания технологий поиска и разработки перспективных баженовских отложений.

Разработка залежей ачимовской толщи пока находится на начальном этапе. Однако в компании прекрасно понимают перспективность этих запасов — на лицензионных участках «Газпром нефти» они составляют сегодня более 1,2 млрд тонн. Для их освоения в компании создан проект «Большая Ачимовка».

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ