2597
Що росіянину добре, то українцю - фрекінг (Частина 2)
— Енергетика
Розробка родовищ нафти і газу в Україні розвивалася як складова частина молодої нафтогазової галузі Радянського Союзу. Таким чином, в Україні, як і в Росії, вже впродовж більше 60 років в процесі розробки нафтогазових родовищ використовуються схожі технології. Серед них метод гідророзриву пласта, який є лише одним з багатьох методів інтенсифікації видобутку нафти і газу на звичайних і виснажених родовищах.
Видобуток газу в Україні: історичний аспект
В Україні з природним газом вперше зіткнулися при бурінні та експлуатації нафтових свердловин на Бориславському нафтовому родовищі в Прикарпатті. Промислова розробка цього родовища почалася в 60-х роках XIX століття і в 1909 р. досягла максимальної частки, 5% світового видобутку нафти. Газ вважався небажаним продуктом, якого намагалися уникати, так як він ускладнював буріння, приводив до пожеж, перешкоджав поглибленню бурових свердловин для досягнення перспективних нафтових покладів.
На рубежі 1912 р., на початковому етапі розвитку газової промисловості, були відсутні цілеспрямовані пошуки газових родовищ. Тому їх відкривали при бурінні свердловин на воду, сіль або нафту в безпосередній близькості від споживачів. У 1920 р. в районі с. Дашава була закладена перша розвідувальна свердловина на газ, а 21 листопада 1921 р. був отриманий значний на той час приплив газу з дебітом 14 тис.куб.м/добу. Однак, споживачів для газу вдалося знайти не одразу.
З перших днів входження західноукраїнських земель до складу Української РСР в 1939 р. газова промисловість Прикарпаття була націоналізована. У 1940 р. було введено в розробку нове газове родовище – Опарське, внаслідок чого загальний видобуток природного газу порівняно з 1938 р. майже подвоївся і досяг 341 млн.куб.м.
У період 1951-1975 рр.. показники газової промисловості були надзвичайно високими. Зокрема у західному регіоні в цей період розроблялося 7 родовищ, а також було покладено початок відкриттю величезних запасів на Сході, зокрема Шебелинського газоконденсатного родовища (введення в експлуатацію в 1956 р.) і в Криму. Україна стала провідною газодобувної країною Європи.
(Джерело: Плачкова С.Г., Плачков І.В., Данилко Г.Д. «Енергетика: історія, сьогодення та майбутнє». Книга 1 «Від вогню та води до електрики»)
(Джерело: Плачкова С.Г., Плачков І.В., Данилко Г.Д. «Енергетика: історія, сьогодення та майбутнє». Книга 1 «Від вогню та води до електрики»)
У 1960 р. УРСР забезпечувала більше 30% видобутку газу в СРСР, а вже через 15 років, коли був зафіксований абсолютний максимум українського видобутку газу, частка республіки в радянському газовидобутку скоротилася до 24% (рис. 1). Росія знайшла і розкупорила свої запаси на Півночі…
Отже, в 1975 р. в Україні був досягнутий пік видобутку газу – за рік з надр було витягнуто 68,7 млрд.куб.м, республіка експортувала енергоресурси до Росії, Білорусі, Литви, Латвії, Польщі, Чехословаччини. До того часу, природний газ вже став широко споживатися в економіці республіки і витіснив з енергобалансу значні обсяги вугілля.
Періоду максимального газовидобутку були характерні: відкриття та введення в дію нових родовищ, розробка нових покладів в західному регіоні і відкриття запасів на Сході України, а також інтенсифікація розробки старих нафтогазових родовищ. Найбільш відомим і широко застосовуваним методом ще тоді був гідророзрив.
Гідророзрив і рідина для нього: ніяких вибухів і землетрусів
Гідравлічний розрив може бути визначений як механічний метод впливу на продуктивний пласт, при якому порода розривається по площинах мінімальної міцності завдяки впливу на пласт тиску, створюваного закачуванням в пласт флюїду. Флюїди, за допомогою яких з поверхні на забій свердловини передається енергія, необхідна для розриву, називаються рідинами розриву.
Метод полягає у створенні високопровідної тріщини в пласті для забезпечення притоку флюїду, що видобувається(газ, вода, конденсат, нафта або їх суміш) до вибою свердловини.
Метод полягає у створенні високопровідної тріщини в пласті для забезпечення притоку флюїду, що видобувається(газ, вода, конденсат, нафта або їх суміш) до вибою свердловини.
У свердловину закачують в’язкий полімер (рідина гідророзриву і проппант) протягом 3-4 годин під тиском, під впливом чого утворюється тріщина в продуктивному пласті.
Після проведення ГРП дебіт свердловини, як правило, різко зростає. Метод дозволяє «оживити» простоюючі свердловини, на яких видобуток нафти чи газу традиційними способами вже неможливий або малорентабельний. Крім того, в даний час метод застосовується для розробки нових нафтових пластів, вилучення нафти з яких традиційними способами нерентабельне зважаючи на низькі одержувані дебіти. Також застосовується для видобутку сланцевого газу і газу ущільнених пісковиків (Вікіпедія).
На самому початку використання ГРП на українських родовищах, особливості технології були такі, що вона реалізувалася із застосуванням «ньютонівської рідини» (іноді рідин зі слабко вираженими неньютонівськими властивостями), кварцового піску для закріплення тріщин, – він же «проппант» (від англ. Propping agent – «розклинювальний агент»). У рідині для ГРП концентрація піску становила до 100 кг/куб.м, допустимий тиск її подачі на гирлі свердловини не перевищував 50 МПа.
«Ньютоновская рідина» – в’язка рідина, що підкоряється при своїй течії законом в’язкого тертя Ньютона, який у спрощеному вигляді може звучати приблизно так: в’язкість рідини збільшується пропорційно силі впливу на неї, тобто чим більше швидкість і прикладена сила, тим більша в’язкість рідини.
Іншими словами: при збільшенні інтенсивності впливу на поверхню рідини вона яскравіше проявляє в’язкі властивості, при зниженні інтенсивності – її в’язкість знижується (рис.2).
Іншими словами: при збільшенні інтенсивності впливу на поверхню рідини вона яскравіше проявляє в’язкі властивості, при зниженні інтенсивності – її в’язкість знижується (рис.2).
Такі властивості рідини зумовили її широке використання для гідророзриву. Найбільш простий «рецепт» виготовлення в’язкої «неньютонівської рідини», застосовуваної для ГРП, а також в бурінні свердловин, передбачає змішування води і крохмалю в рівних пропорціях. Рідина, що володіє подібними властивостями, використовувалася в т.ч. і вітчизняними буровиками кілька десятків років тому.
У 70-х роках минулого сторіччя на бурових Харківської та Полтавської областей в достатку був присутній високоякісний картопляний крохмаль, в той час як кукурудзяний (менше в’язкий в суміші утвореної з водою) – був широко представлений на полицях продмагів.
В даний час для ГРП використовується вода, пісок і до 1% хімічних домішок, які в концентрованому вигляді містять речовини, що володіють схожими властивостями, що виключило необхідність подальшого широкого застосування крохмалю, який до цих пір використовується в т.ч. і для бурових розчинів, як в’язка речовина. Саме ці 0,4-1% хімічних домішок найбільше і небезпідставно турбують екологів і хіміків. Пропонується залишити розкриття цього питання в їх компетенції.
В даний час для ГРП використовується вода, пісок і до 1% хімічних домішок, які в концентрованому вигляді містять речовини, що володіють схожими властивостями, що виключило необхідність подальшого широкого застосування крохмалю, який до цих пір використовується в т.ч. і для бурових розчинів, як в’язка речовина. Саме ці 0,4-1% хімічних домішок найбільше і небезпідставно турбують екологів і хіміків. Пропонується залишити розкриття цього питання в їх компетенції.
Гідророзрив по-українськи
Історія розвитку української газової галузі почалася в околицях Прикарпаття, там же, на виснажених родовищах, вперше був застосований гідророзрив пласта. В Україні застосування звичайного ГРП почалося на Бориславському родовищі в 1954-1955 рр.. Тоді в якості рідини використовували товарну нафту, а закріплення тріщин здійснювалося за допомогою піску з його концентрацією в рідині до 50 кг/куб.м. ГРП був проведений на глибині 1530 м. Така технологія ефективно застосовувалася протягом наступних 10 років. За цей час було проведено понад 80 ГРП, що збільшило середній додатковий приплив вуглеводнів. Однак у зв’язку з випадками займання нафти та іншими труднощами така технологія все ж була заборонена.
Технологія ГРП водним 15% розчином крохмалю, обробленого 0,4% каустичної соди, піску та інших складових застосовувалася в 1970-х р. на газовому родовищі Співаковському (Харківська обл., Ізюмський район) на глибині близько 600 м, дебіт газу збільшився на 150%.
Технологія, що застосовувалася на Долинських родовищах, в період 1965-1983 рр.. використовувалася на свердловинах Прикарпаття.
Технологія, що застосовувалася на Долинських родовищах, в період 1965-1983 рр.. використовувалася на свердловинах Прикарпаття.
Додатковий обсяг видобутку нафти на один ГРП – становив 450 т, чого вистачало для окупності при перших ГРП, однак при подальшому використанні методу операції перестали окупатися. Технологія ГРП водним розчином застосовувалася в цьому регіоні з 1976 по 1996 рр.., однак після зниження в 1990 р. додаткового видобутку до 300 тонн на один ГРП мав місце аналогічний сценарій зниження окупності.
Наприкінці минулого тисячоліття українська нафтогазова промисловість характеризувалася переходом родовищ в пізню стадію розробки із збільшенням фонду старих свердловин, в яких вже проведено по кілька ГРП, переважно на глибинах до 3000 м, і технологія простого ГРП перестала окупатися. В цей же час нові свердловини, особливо на газових родовищах, мали глибини 3500-5500 м. У таких умовах проведення ГРП із застосуванням малопотужної техніки та за звичайною технологією стало неефективним.
Наприкінці минулого тисячоліття українська нафтогазова промисловість характеризувалася переходом родовищ в пізню стадію розробки із збільшенням фонду старих свердловин, в яких вже проведено по кілька ГРП, переважно на глибинах до 3000 м, і технологія простого ГРП перестала окупатися. В цей же час нові свердловини, особливо на газових родовищах, мали глибини 3500-5500 м. У таких умовах проведення ГРП із застосуванням малопотужної техніки та за звичайною технологією стало неефективним.
З 1996 р. нафтогазова промисловість України стала оснащуватися спеціальною технікою компанії Stewart & Stivenson, розрахованої на тиск 105 МПа, з комп’ютерним контролем та управлінням, неньютонівською рідиною (водними гелями Clearwater Inc. на основі WGA-1 і HGA), а також закріплювачем тріщин – керамічним проппантом IPP 16/30, міцністю на стиск 85 МПа (тобто в 2 рази більше ніж у піску).
За допомогою нової техніки і складових, технологія ГРП стала і далі успішно використовуватися. За 6 років на основних родовищах України: у Прикарпатті, Дніпровсько-Донецькій западині на глибинах 1400-5900 м було проведено 80 ГРП. В результаті додатково було витягнуто ~ 1600 т нафти і 400 тис.куб.м газу на один ГРП, а дебіт свердловин збільшився на 250% при середній тривалості ефекту – 1,5 року.
Перші ГРП в газових свердловинах були проведені в Полтавській області на глибинах близько 4500 м, дебіт збільшився в 2-4 рази. Таким чином, технологія ГРП показала високу ефективність і на газових родовищах, яка незабаром підтвердилася на Шебелинському родовищі Харківської обл. на глибинах 5870-5900 м.
(Джерело: Ю.Д. Качмар, В.М. Світліцькій, Б.Б. Синюк, Р.С. Яремійчук «Інтенсіфікація припливу вуглеводнів у свердловині». – Львів: Центр Європи, 2005. – 414 стор., 134 рис. )
(Джерело: Ю.Д. Качмар, В.М. Світліцькій, Б.Б. Синюк, Р.С. Яремійчук «Інтенсіфікація припливу вуглеводнів у свердловині». – Львів: Центр Європи, 2005. – 414 стор., 134 рис. )
За даними ПАТ «Укрнафта» – основного вітчизняного добувача нафти, тільки в 2011 р. було проведено 46 ГРП, а на 2012 р. було заплановано понад 80 операцій на нафтових свердловинах.
У цілому, до 2013 р. «Укрнафта» провела 350 свердловин-операцій (з них 44 повторно), в т.ч:
У цілому, до 2013 р. «Укрнафта» провела 350 свердловин-операцій (з них 44 повторно), в т.ч:
• 248 ГРП із закріпленням тріщин (в нафтових свердловинах – 226, нагнітальних – 11, газових – 6, для видобутку вугільного метану – 5);
• 95 кислотних ГРП (в нафтових свердловинах – 90, нагнітальних – 3, газових – 2);
• 7 міні ГРП, після яких обгрунтовано неможливість/недоцільність проведення ГРП з технічних чи геологічних причин.
• 95 кислотних ГРП (в нафтових свердловинах – 90, нагнітальних – 3, газових – 2);
• 7 міні ГРП, після яких обгрунтовано неможливість/недоцільність проведення ГРП з технічних чи геологічних причин.
Велика частина програм ГРП здійснюється із залученням власного обладнання, а для виконання складних завдань – залучаються міжнародні підрядники – спеціалізовані сервісні компанії. Згідно з розкритими даними, найбільша державна газовидобувна компанія ПАТ «Укргазвидобування» НАК «Нафтогаз України» через своє БО «Укрбургаз» за 2004-2012 рр.. тільки на території Харківської обл. здійснило 34 ГРП.
За офіційними даними, вітчизняні приватні нафтогазовидобувні компанії, на відміну від державних, лише в новітній історії нафтогазової галузі України отримали можливість застосування ГРП. Наведені нижче дані є загальнодоступними. Вперше метод був апробований в 2007-2009 рр.. на родовищах компанії Poltava Petroleum Company РРС (дочірньої компанії англійської JKX Oil & Gas plc.).
26 жовтня 2011 компанія «КУБ-газ» (70% належить польській Kulczyk Oil Ventures) вперше застосувала гідророзрив на Сході країни на Ольгівському родовищі на глибині 2530 м. А в середині листопада 2011 р., компанія вже відзвітувала про повторну операцію. Сумарна вартість робіт оцінювалася в $ 1,6 млн.
На травень 2012 р. Канадська компанія «Transeuro Energy Corp.» Планувала проведення ГРП на одному з родовищ в Криму.
На липень 2013 JKX Oil & Gas plc, планувала проведення гідророзриву на одному з родовищ на глибині 4641 м. У серпні компанія Групи «Гео Альянс» готувалася до гідророзриву на родовищі в Луганській області.
На липень 2013 JKX Oil & Gas plc, планувала проведення гідророзриву на одному з родовищ на глибині 4641 м. У серпні компанія Групи «Гео Альянс» готувалася до гідророзриву на родовищі в Луганській області.
Керівництво компаній запевняє, що лише застосування цього перевіреного методу для розробки газових пластів дозволить отримати суттєвий приріст обсягів комерційного газу на родовищах України.
У світлі державних планів підвищення рівня енергетичної безпеки, а саме: скорочення імпорту російського газу, реалізації проектів диверсифікації та збільшення видобутку власного газу, такий метод інтенсифікації видобутку рідких і газоподібних вуглеводнів, як, гідророзрив пласта – є чи не єдиною можливістю істотного збільшення обсягу видобутих ресурсів з надр України. Незважаючи на більш часте використання переважно негативного образу, гідророзрив має багаторічну історію застосування, яка доводить мирне співіснування технології та життєдіяльності людини без будь-яких катастрофічних наслідків протягом вже більше 60 років. Це доведено у процесі розвитку газової галузі США, Росії, країн Європи та України.
Однак, використання ГРП реально потребує контролю на предмет дотримання нафтогазовидобувними компаніями технологічних та екологічних норм для зниження відповідних ризиків впливу на людину і навколишнє середовище.
Саме в цьому повинне полягати основне завдання екологів, у той час як зрив державних планів видобутку нафти і газу, а також маніпулювання фактами і перебільшення загроз даної технології в очах населення – явно не піде на користь країні.
Олександр Лактіонов, кандидат наук
Головний фахівець з дослідження енергетичних ринків компанії “Смарт Енерджі”
Головний фахівець з дослідження енергетичних ринків компанії “Смарт Енерджі”
За матеріалами: Finance.ua
Поділитися новиною
