Том 8, № 1 (2026)

Палеозойские карбонаты, обнажённые в хребте Каратау на юге Казахстана, образуют карбонатные массивы, которые сформировались как изолированные внутриморские мелководные карбонатные горы древнего океана Прототетис. Они нарастали вверх, образуя положительный рельеф дна океана. В результате колебаний уровня моря окраины массивов подверглись минералогическим кальцит-доломитовым трансформациям. Как следствие образовались карстовые пустоты и вторичная пористость, которые стали типовыми коллекторами для углеводородов. После складчато-надвиговых деформаций и орогенеза сохранились гигантские фрагменты этих карбонатных массивов, которые могут быть целевыми объектами для геологоразведки в осадочных бассейнах Центральной Азии.

Обоснование. Для месторождений Узень и Карамандыбас типична проблема образования в стволе бурящихся скважин забойных пачек бурового раствора с ухудшенными вязкостными, реологическими и фильтрационными характеристиками в интервалах залегания водонасыщенных пластов юрских отложений после нахождения рабочего бурового раствора в этих интервалах в статическом состоянии от нескольких часов до суток и более. Это происходит даже без фиксируемых признаков водопроявления. Причиной этого является воздействие на буровой раствор пластовых вод с более высокими минерализацией и жёсткостью, чем водная фаза раствора. Однако в случаях отсутствия водопроявлений в статическом состоянии это воздействие происходит не в результате непосредственного физического смешения этих жидкостей, а в результате диффузионного и осмотического массопереноса между пластовыми водами и дисперсионной средой бурового раствора.

Цель. Целью исследования является раскрытие механизма ухудшения технологических свойств бурового раствора, вызванного существенным ростом минерализации и общей жёсткости водной фазы раствора в результате протекания процессов массопереноса.

Материалы и методы. В качестве образцов испытуемого бурового раствора применялись его натурные образцы, отобранные в циркуляционных системах бурящихся скважин на месторождении Узень, а также модель пластовой юрской воды, приготовленная в лабораторных условиях с использованием хлористых солей натрия, кальция и магния. Основными методами исследований являлись экспертно-аналитический метод и лабораторно-экспериментальное моделирование взаимодействия натурных образцов бурового раствора с моделью пластовой воды без их прямого контакта в статическом состоянии, с визуальным и инструментальным определением свойств раствора до и после указанного взаимодействия в течение суток.

Результаты. Исследование показало, что ухудшение свойств бурового раствора при его взаимодействии с высокоминерализованной пластовой водой юрских отложений без их прямого взаимного контакта обусловлено протеканием диффузионно-осмотического массообмена между этими двумя жидкостями, взаимодействующими в системе «скважина – фильтрационная корка бурового раствора – пласт». Результаты лабораторно-экспериментальных исследований, проведённых с моделированием всех указанных элементов взаимодействия указанных жидкостей, подтвердили данное объяснение.

Заключение. В результате проведённого комплекса экспертно-аналитических и лабораторно-экспериментальных исследований получен ответ о причинах ухудшения технологических свойств буровых растворов, находящихся в стволе скважины в статическом состоянии в интервалах залегания пластов, насыщенных высокоминерализованными пластовыми водами с высокой жёсткостью. Объяснён механизм этого явления, происходящего в стволе бурящейся скважины даже без прямого физического контакта этих двух жидкостей. Практическое применение полученных результатов может и должно найти себя при разработке, исследовании и применении в практике бурения скважин буровых растворов, устойчивых к полиминеральной агрессии пластовых вод, аналогичных или близких по своему ионно-солевому составу тем, что описаны в данной статье.

Обоснование. Предотвращение загрязнения техногенных трещин, образованных разрывом пласта и химическим взаимодействием активных жидкостей с породами, является ключевым условием повышения дебитов пластовых флюидов. Снижение рисков образования и осаждения в трещине и околотрещинном пространстве нерастворимых продуктов реакции достигается за счёт экспериментального исследования и математического моделирования процессов взаимодействия технологических жидкостей с породами пласта и пластовыми флюидами. При этом важнейшей задачей при подготовке к эксперименту, моделированию и, собственно, выполнению работ можно считать определение основных взаимодействующих элементов, вступающих в реакцию, продукты которых могут привести к снижению эффективности стимуляции, особенно в условиях ограниченной доступности кернового материала, специализированного программного обеспечения для полноценного химического молекулярного моделирования. Следовательно, особо важное значение принимает теоретическое исследование основных причин неуспешности химических обработок пластов и гидравлических разрывов пласта (далее – ГРП) с химически активными технологическими жидкостями, оценка рисков наступления негативных событий.

Цель. Повышение эффективности стимуляции методами кислотного ГРП за счёт оптимизации состава технологических жидкостей и предотвращения негативного влияния на пласт продуктов реакции пород пласта или пластовых флюидов с технологическими жидкостями.

Материалы и методы. Для оценки основных причин осаждения нерастворимых осадков и иных причин снижения эффективности стимуляции проведён детальный литературный обзор, определены механизмы, повышающие и понижающие соответствующие риски. Построена механическая и литологическая модель в окрестностях ряда скважин одного из среднеазиатских месторождений, которая показывает, что одна из основных реакций, приводящих к негативным последствиям, может протекать при одновременном выполнении нескольких условий. Оценена возможность выполнения подобных условий на основе расчётов и моделирования.

Результаты. Анализ геолого-механической обстановки на одном из месторождений и подробное изучение основных реакций с породами пласта позволил выявить причины неэффективных кислотных ГРП. Подготовлена программа обработки, направленная на предотвращение в будущем рисков снижения эффективности кислотных ГРП.

Заключение. Применённый подход направлен на обоснованный, «адресный» подбор технологических жидкостей ГРП, позволяющий снизить риски или предотвратить кольматацию трещин продуктами реакции, не допускать миграцию и набухание глин и иное негативное влияние на фильтрационные свойства пласта в окрестностях техногенных трещин. Все эти мероприятия направлены на повышение эффективности стимуляции методом кислотного ГРП.

Обоснование. Обеспечение структурной целостности вертикальных резервуаров, особенно их днищ, имеет ключевое значение для безопасной и эффективной эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли. Традиционные методы контроля зачастую не обеспечивают своевременного выявления коррозии и дефектов днищ резервуаров на начальных этапах их развития.

Цель. Оценить эффективность применения передовых технологий магнитного рассеяния потока (MFL) и вихретокового контроля (ET) для диагностики состояния днищ резервуаров и оптимизации стратегий прогнозного обслуживания в Казахстане.

Материалы и методы. Был проведён анализ данных обследования 27 резервуаров из разных регионов Казахстана с использованием оборудования ROSEN TBIT Ultra и программного обеспечения ROSOFT for Tanks. Обнаружено более 97 000 аномалий, классифицированных по типу, местоположению и глубине коррозии. Проведён сравнительный анализ по объёму, возрасту, региону и наличию гальванической защиты.

Результаты. Установлена чёткая зависимость плотности аномалий от срока службы резервуара, объёма и условий эксплуатации. Сканирование с применением MFL/ET оказалось значительно эффективнее традиционных методов ультразвукового контроля. Гальваническая защита показала лишь частичное снижение уровня коррозии. Комплексное сканирование повысило точность локализации дефектов и планирования ремонта.

Заключение. Интеграция технологий MFL/ET в стратегии RBI (инспекции на основе оценки риска) позволяет на раннем этапе выявлять дефекты, оптимизировать обслуживание, снижать время простоя и повышать безопасность. Данный подход особенно актуален для стареющей инфраструктуры нефтегазовой отрасли Казахстана.

Обоснование. Вспененный полиэтилен широко используется в строительстве и нефтегазовой отрасли в качестве тепло- и звукоизоляционного материала благодаря сочетанию низкой теплопроводности, влагостойкости и химической устойчивости. Однако для повышения долговечности и эксплуатационных характеристик требуется его модификация. Одним из эффективных методов является радиационная сшивка, позволяющая формировать трёхмерную пространственную сетку в полимере и повышать устойчивость к деструктивным воздействиям.

Цель. Определить влияние дозы электронного облучения и газовой среды (воздух, аргон, азот) на степень сшивки полиэтиленов, применяемых в строительной и нефтегазовой изоляции.

Материалы и методы. В исследовании использованы образцы полиэтиленов, прошедшие электронное облучение при дозах 75, 125 и 175 кГр. Эксперименты проводились в различных газовых средах: воздухе, аргоне и азоте. Для количественной оценки степени сшивки применялся метод определения содержания гель-фракции в соответствии с ГОСТ Р 59112-2020. Для анализа структурных изменений в молекулярной решётке использовалась ИК-Фурье спектроскопия на приборах Инфралюм ФТ-08 (Россия) и Shimadzu IR Spirit (Япония).

Результаты. Установлено, что оптимальной дозой облучения является 125 кГр, при которой достигается максимальная степень сшивки. В инертных средах (аргон, азот) наблюдается более высокое содержание гель-фракции по сравнению с воздушной атмосферой, где фиксируется усиление процессов деструкции. Полученные данные подтверждают корреляцию между условиями облучения и структурной стабильностью полиэтилена.

Заключение. Радиaционная сшивка полиэтиленов обеспечивает улучшение их эксплуатационных характеристик, включая термостойкость, химическую и механическую устойчивость. Это позволяет рекомендовать технологию для создания долговечных теплоизоляционных и защитных материалов, востребованных как в строительной, так и в нефтегазовой отрасли.

Обоснование. Повышение глубины переработки нефти и качества товарных нефтепродуктов напрямую связано с эффективностью первичных процессов и, в частности, с атмосферной перегонкой нефти. Эта проблема крайне актуальна для современной нефтегазовой отрасли, поскольку в Казахстане используются установки первичной переработки нефти, построенные в советское время и требующие в связи с этим модернизации.

Цель. Разработка и экспериментальная оценка технологических приёмов интенсификации атмосферно-вакуумной перегонки нефти на установке ЭЛОУ-АВТ Атырауского нефтеперерабатывающего завода, направленных на снижение содержания светлых фракций в мазуте и повышение выхода ценных дистиллятных продуктов.

Материалы и методы. Для исследований фракционного состава мазута была использована лабораторная установка АРН. Приведены данные аналитического контроля продуктов установки ЭЛОУ-АВТ-3 и расчёты материальных балансов. Для наглядного представления полученных результатов были построены диаграммы, отражающие выход светлых нефтепродуктов.

Результаты. По результатам лабораторных исследований было установлено, что содержание светлых нефтепродуктов в мазуте превышает норму. С целью увеличения выхода вакуумного газойля, повышения коксуемости гудрона и снижения выработки мазута на установке ЭЛОУ-АВТ-3 были предприняты технологические решения по увеличению подачи острого пара в куб атмосферной колонны и снижению его расхода в вакуумной колонне. В период проведения опытно-конструкторских мероприятий было снижено содержание светлых нефтепродуктов в мазуте с 7 до 5,5%. Коксуемость гудрона увеличилась с 10,199 до 10,619%. Зафиксировано увеличение выхода нефтепродуктов: бензина, реактивного топлива, вакуумного газойля и вакуумного дизельного топлива.

Заключение. После проведения научных исследований были предложены технологические усовершенствования на действующей установке первичной переработки нефти. Во время производственных мероприятий снизилось содержание лёгких фракций в мазуте, увеличился объем выпускаемых светлых нефтепродуктов. Эти меры обеспечили повышение степени переработки мазута в вакуумной колонне, что в свою очередь способствует увеличению общей глубины переработки нефти.

Обоснование. В казахстанском секторе Каспийского моря возникают проблемы экономической эффективности, экологической устойчивости и безопасности операций. В связи с этим встает необходимость разработки инновационной нефтедобывающей платформы. В рамках этого предлагается создать беспилотную платформу с минимальным технологическим оборудованием, предназначенную для использования в качестве сателлитной платформы в проектах на шельфе северной части Каспийского моря. Разработка ледостойкой платформы является ключевой задачей для успешной добычи нефти в ледовых условиях.

Цель. Целью исследования является разработка модернизированной автономной нефтяной платформы, пригодной для использования в северной части Каспийского моря, способной выдерживать статические столкновения с ледяными глыбами.

Материалы и методы. Проанализированы существующие морские ледостойкие платформы, такие как Варандейский терминал (Россия), Бохай Си (Китай), Филановский (Россия) и Буфарт Си (Канада). Осуществлен расчёт ледовых нагрузок в соответствии с международным стандартом ISO 19906. Проведён анализ, демонстрирующий способность кесонной конструкции выдерживать статические нагрузки от ледяных глыб.

Результаты. Модернизированная конструкция платформы и метод её фиксации к поверхности с помощью всасывающих колонн и свайного крепления показали способность к устойчивому сопротивлению различным нагрузкам с соблюдением международных стандартов безопасности, включая статические нагрузки от ледяных глыб.

Заключение. Проведённые расчёты и анализ подтверждают целесообразность инвестирования в разработку модернизированной автономной нефтяной платформы, обладающей улучшенной ледостойкостью и соответствующей всем требованиям безопасности для эксплуатации в условиях северной части Каспийского моря.