Том 6, № 3 (2024)

За 40 лет существования концепции углеводородных систем был накоплен значительный объем фактических данных. Однако с началом освоения сверхбольших глубин (более 6000 м, хотя в настоящее время эта граница опустилась уже до 8000 м) выяснилось, что многие процессы протекают несколько иначе, и некоторые допущения перестают быть актуальными.

В статье рассматриваются вопросы особенностей формирования и условий сохранности углеводородных систем при погружении на сверхбольшие глубины. Особое внимание уделено накопленным за последние десятилетия многочисленным примерам обнаружения углеводородов в жидкой фазе при существенном превышении верхнего «классического» порога пластовых температур, при которых, как предполагалось, должна происходить трансформация жидких углеводородов в газообразные.

Рассматриваемые в статье примеры изучения сверхглубоких разрезов, в первую очередь, скважинные данные позволяют постоянно пересматривать в сторону повышения максимальную температуру в залежах, приводящую к разрушению нефти, оцениваемую ранее довольно консервативно. Это, в свою очередь, вызывает переоценку углеводородного потенциала многих бассейнов. При этом объем запасов как нефти, так и газа в сверхглубоких разрезах постоянно увеличивается и особенно в Китае, где накоплен огромный опыт непосредственно континентальных проектов. При этом возможности подготовки каких-либо практических рекомендаций ограничены, разработка методов прогноза таких скоплений требует дальнейших значительных усилий.

Можно уверенно предполагать, что верхняя граница т.н. сверхбольших глубин опустится существенно ниже 8000 м, поскольку приводимые данные свидетельствуют о том, что геологические ограничения существенно снижаются, технологические решения появляются непрерывно, а их стоимость неуклонно снижается.

Развитие сверхглубоких проектов как альтернативы т.н. «сланцевым» проектам неизбежно приведёт к повышению их эффективности по освоению залежей нефти и газа, которые сегодня таковыми и не воспринимаются.

В статье рассмотрены примеры сверхглубоких УВ систем бассейнов континентального Китая (Тарим, Джунгарский и Сычуань) и Мексиканского залива (складчатая область Пердидо).

Разработка карбонатных объектов методом гидроразрыва пласта (далее – ГРП) является весьма интересным и неоднозначным процессом. В отличие от терригенных объектов, стимуляция пласта может выполняться как кислотным, так и проппантным методом, а обилие технологических ответвлений расширяет опции выбора ещё сильнее. Несмотря на то, что существует общая концепция выбора технологии ГРП в зависимости от геолого-физических характеристик объекта, качественный выбор осложняется тем, что решения, которые дают результат на одном объекте, на другом уже не показывают той же эффективности в схожих условиях. По этой причине важно, с точки зрения работы с карбонатами, иметь как можно больший опыт на различных скважинных условиях, чтобы минимизировать производственные риски и издержки, связанные с выбором подхода и технологии стимуляции.

В статье поставлена задача показать технологический обзор эффективных решений в области ГРП для карбонатных объектов, направленный на понимание их особенностей и применимости в зависимости от скважинных и геологических условий. Важное место отводится трансляции опыта применения технологий стимуляции, которые нашли место и зарекомендовали себя на карбонатных объектах в периметре группы компаний «Газпром нефть», показывают риски и ограничения, с которыми можно столкнуться при выборе того или иного решения. Описан опыт в ГРП, многостадийном ГРП, технологии, подходы и их особенности в зависимости от геологических условий карбонатного объекта. Показан фактический опыт применения технологий ГРП на карбонатных объектах, их сравнительная эффективность, наиболее успешные практики. Большое внимание уделено сравнению эффективности технологий кислотного ГРП, кислотно-проппантного ГРП и вариаций кислотного ГРП на загеленных кислотных составах.

Результаты работ дают не только представление о технологическом разнообразии видов стимуляции карбонатных объектов методом ГРП, но и показывают их сравнительную эффективность в определённых геолого-физических условиях залегания коллектора. Отраженный опыт может помочь в выборе более эффективных решений при разработке схожих по строению объектов, снизить риски на ранних этапах подготовки к выполнению ГРП и при определении в выборе технологии стимуляции, тем самым повышая качество и эффективность разработки месторождений.

Обоснование. Необходимость прогнозирования прибыльности и окупаемости предприятия, а также регулирования разработки на ближайшие 5 лет обусловлена важностью обеспечения стабильного и эффективного функционирования нефтедобывающих компаний. Точные прогнозы способствуют более обоснованному планированию и принятию решений, что напрямую влияет на экономическую устойчивость и конкурентоспособность предприятия.

Цель. Цель данного исследования заключается в разработке инновационного подхода к автоматизации методики расчёта основных показателей разработки в модели бизнес-планирования.

Материалы и методы. В работе используются методы сбора и анализа производственных и геологических данных, эмпирические модели прогнозирования, а также методы статистического анализа для повышения точности и надежности прогнозов. Данный подход задействует современные алгоритмы и технологии для обработки большого объёма данных, что позволяет формировать более точные и обоснованные прогнозы основных производственных показателей разработки месторождения.

Результаты. Данная методика может быть использована при составлении пятилетнего бизнес-плана и оценке его ожидаемого выполнения. Методика реализована в модуле «Планирование добычи и мониторинг» информационной системы ABAI, который позволяет загружать данные из базы напрямую, автоматизировать процесс ежемесячного мониторинга показателей добычи с построением отчетов и их дальнейшей выгрузки.

Заключение. Предложенный метод автоматизированного планирования основных производственных показателей разработки повышает точность и эффективность прогнозирования, улучшая качество планирования и оценки выполнения бизнес-плана, что способствует более обоснованному и стратегически выверенному управлению нефтедобывающими процессами. Автоматизация процессов планирования сокращает трудозатраты, традиционно связанные с ручным анализом и расчётами, освобождая ресурсы для более стратегического использования. Это позволяет быстро реагировать на изменения в условиях добычи и оперативно вносить корректировки в планы. В результате управленцы получают возможность более эффективно распределять ресурсы, минимизировать риски и повышать общую продуктивность нефтедобывающих операций.

Обоснование. В процессе эксплуатации все механические примеси, попадающие в коллектор через выкидные линии, оседают на дно вследствие снижения скорости потока, что приводит к уменьшению пропускной способности трубопроводной сети системы сбора, дальнейшему росту давления, а также к преждевременному износу оборудования. Для решения данной проблемы необходимо иметь представление о динамике и интенсивности образования осадка на дне трубопровода.

Цель. Оценить функциональные возможности и эффективность применения динамического симулятора мультифазного потока для решения задач, связанных с транспортом скважинной жидкости с наличием твёрдых частиц.

Материалы и методы. Для построения математической симуляции мультифазного потока с наличием твёрдых частиц в специализированном программном комплексе OLGA в качестве объекта исследования выбран один из нефтесборных коллекторов месторождения N с диаметром 159×10 мм и длиной 1600 м, сбор скважинной продукции в котором осуществляется с 16 скважин. При моделировании процессов с помощью симулятора OLGA обеспечивалось измерение параметров движения потока с различными диаметрами частиц и прогнозирование динамики параметров, таких как изменяющиеся во времени скорости потока, состав флюида, температуры и процесс осаждения твёрдых частиц.

Результаты. Для потока с диаметром частиц 104 мкм активное выпадение осадка происходит при расходах от 200 до 300 м³/сут. Начиная с расхода 400 м³/сут, поток достигает достаточной скорости, чтобы выносить частицы без существенного накопления в рассматриваемом трубопроводе. Вынос песка при расходе от 400 до 500 м³/сут происходит неравномерно, т.к. твёрдая фаза транспортируется в режиме подвижного осадка, который периодически накапливается в песчаную «пробку», увлекается потоком и выносится из трубопровода. Частицы с диаметром 150 мкм активно выпадают в осадок при расходах от 200 до 400 м³/сут; начиная с расхода 500 м³/сут, поток достигает достаточной скорости, чтобы выносить частицы без существенного накопления в рассматриваемом трубопроводе.

Заключение. Программа позволила выполнить расчёт динамической системы для различных диаметров твёрдых частиц в мультифазном потоке и решить поставленную задачу по оценке динамики накопления твёрдой фазы в трубопроводе и определению скорости потока флюида, необходимой для предотвращения образования осадка. Программа применима для реализации имитационного моделирования при формировании технических решений с целью минимизации рисков осаждения твёрдых частиц в нефтесборных трубопроводах при эксплуатации объектов наземной инфраструктуры.

Обоснование. В настоящее время в стране мало научных работ по получению целевого продукта из нефтебитуминозных пород (далее – НБП). Опубликованные исследования по использованию ультразвука для экстракции битумов относится к нетрадиционным технологиям. Отличительной особенностью исследуемых НБП является то, что эти породы выходят на поверхность и расположены на открытой местности. Под воздействием различных техногенных факторов, а также под длительным воздействием атмосферы происходит потеря лёгких фракций, и тяжёлые компоненты нефти подвергаются окислению. В результате формируются тяжёлые нефти, твёрдые и сложные битумы.

Цель. Изучение влияния ультразвуковой технологии на извлечение битума из НБП и определение физико-химических характеристик получаемого нефтепродукта.

Материалы и методы. Ультразвуковой метод имеет множество преимуществ: экономия энергии и воды, высокая производительность за короткое время, возможность создания мобильной установки. Определение необходимой частоты и мощности в зависимости от объекта исследования ультразвуковой технологии является основным параметром процесса. Результаты проведенной нами работы показали, что в щелочной среде при ультразвуковой кавитации НБП степень извлечения битума увеличивается.

Результаты. Определены физико-химические характеристики битумов, полученных в результате изучения влияния ультразвуковой технологии на извлечение битума из нефтебитуминозных пород.

Заключение. В ходе исследования технологии были определены оптимальные параметры процесса в зависимости от объекта исследования. При выборе мощности ультразвука установлено, что глинистые компоненты в составе НБП оказывают значительное влияние на процесс извлечения природных битумов. Показано, что ультразвуковая технология является перспективным и промышленно применимым методом для извлечения природного битума из НБП месторождения Мунайлы Мола.

Обоснование. В условиях антропогенного воздействия химический состав воды в поверхностных реках и подземных водоёмах подвергается загрязнению, что приводит не только к снижению качества воды, но и к увеличению количества патогенных и условно-патогенных бактерий.

Цель. Целью данной работы является изучение физико-химических и микробиологических показателей природной, промышленной оборотной воды до и после очистки коагулянтами, полученными на основе активированных сплавов алюминия.

Материалы и методы. В качестве природных вод анализировались: природные воды из водозабора «Алматы СУ», урочища Медеу, р. Жайык, из скважины опытного металлургического производства Института металлургии и обогащения. В качестве оборотной воды анализировали воду, отобранную с установки водоподготовки производства глубокой переработки нефти. Мутность измеряли с помощью турбидиметра HACH 2100Q и турбидиметра 2100Qis (США). Морфологию клеток культур микроорганизмов изучали методом световой микроскопии с помощью стереоскопически-сотринокулярного микроскопа MicroOptix MX-1150 (T).

Результаты. Разработан эффективный и технологически простой способ получения полиоксихлорида алюминия с содержанием основного вещества от 33% до 41,0% по Al₂O₃ и основностью от 55,1% до 66,5%. Способ заключается в растворении сплава алюминия, активированного металлами (индий, галлий, олово) в количестве 0,5–1,0 масс.% каждого в 3%-ной HCl. Изучены физико-химические и микробиологические показатели природных и промышленных оборотных вод. Осуществлена оценка эффективности полученного полиоксихлорида алюминия для очистки и кондиционирования питьевой воды и промышленных оборотных вод.

Заключение. Созданы уникальные сплавы с высокими энергетическими характеристиками на основе алюминия, содержащие индий, галлий, олово от 0,5–1,0 масс.%. Сплав обладает высокой активностью в различных окислительных средах (вода, соляная кислота). Разработан технологически простой способ получения полиоксихлорида алюминия. Исследован химический и микробиологический состав природных и промышленных оборотных вод. Коагулянты на основе активированных сплавов алюминия эффективны в процессах кондиционирования и очистки природных и оборотных вод от токсичных соединений, обладают бактерицидной активностью: уровень грамотрицательных бактерий снижается до 73%, грамположительных бактерий до 84% и до 96% других групп микроорганизмов. Грибы и дрожжи (Mucor, Fusarium) после обработки воды не были обнаружены. Эффективность снижения мутности воды достигает 90–99%, перманганатной окисляемости – 93%.