393
9
Ещё в 1956м году Кинг Хабберт написал книгу "Атомная энергия и ископаемые топлива", в которой задумался о "пике нефти"...
Собственно, любой разговор о "пике нефти", в тот момент, когда оба собеседника, при должной степени адекватности, понимают, что стакан таки "наполовину пуст", выходит на обсуждение альтернатив, призванных заменить добычу традиционной нефти.
Собственно, любой разговор о "пике нефти", в тот момент, когда оба собеседника, при должной степени адекватности, понимают, что стакан таки "наполовину пуст", выходит на обсуждение альтернатив, призванных заменить добычу традиционной нефти.
При этом, к сожалению, большинство говорящих об альтернативах в нефте и газодобыче, обычно слабо себе представляют физические, химические и геологические свойства тех веществ и пород, которые предполагаются, как замена традиционной нефти. Да что там говорить, даже сами понятия "традиционной нефти" и "традиционного газа" в сознании обывателя недалеко ушли от вот такой замечательной картинки, которая как-то попалась мне на просторах сети:
×
Условно говоря - есть у нас вмещающая порода, в которой плещется подземное озеро нефти или у нас есть пещера, заполненная газом, в которую только стоит воткнуть соломинку скважины - и вуаля - процесс пошёл.
На самом деле никаких подземных озёр чистой нефти и газа нигде в мире нет. Есть так называемые "вмещающие породы", которые, как губка, пропитаны нефтью или газом - или и тем, и другим одновременно, из которых с той или иной степенью эффективности можно получать нефть.
Выглядят такие породы достаточно невзрачно - камни, как камни. Вот, например, два любимца нефтянников и газовиков всего мира - песчаник и известняк:
На самом деле никаких подземных озёр чистой нефти и газа нигде в мире нет. Есть так называемые "вмещающие породы", которые, как губка, пропитаны нефтью или газом - или и тем, и другим одновременно, из которых с той или иной степенью эффективности можно получать нефть.
Выглядят такие породы достаточно невзрачно - камни, как камни. Вот, например, два любимца нефтянников и газовиков всего мира - песчаник и известняк:
Единственное, что делает эти породы уникальными объектами для организации нефте и газодобычи - это их высокая пористость, которая позволяет газу и нефти, за счёт собственного, внутреннего давления в пласте, по разветвлённой сети трещин практически самотёком поступать в ствол скважины. При этом площадь отбора полезного продукта (нефти или газа) скважины в трещинноватом, пористом песчанике или известняке максимальна и ситуация, когда скважина работает десятилетиями, весьма обычна - поступающий полезный продукт, несмотря на то, что выносит в скважину куски обломков вмещающей породы, не может полностью перекрыть ими сеть пор и трещин.
При этом важно понять главное достижение нефтянников и газовиков - Нефть и газ никто не качает!
На идеальном месторождении нефть и газ идут из-под земли сами, без посторонней помощи, за счёт собственного давления пласта. Все нефтяные "качалки", которые вы видите в кино и на фотографиях, лишь обеспечивают подачу очередной порции нефти в бочку, осуществляя только подъём её по стволу скважины.
При этом падение добычи (дебета) скважины обычно связано с тем, что пластовое давление, в том числе, создаётся и самой нефтью или газом, расположенным в порах вмещающей породы. При отборе продукта пластовое давление неизбежно начинает падать, и поступление полезного продукта в ствол скважины уменьшается. В итоге, в тот момент, когда внутреннее давление пласта не может само поднять столб нефти или газа в стволе скважины - скважина "высыхает", то есть перестаёт давать нефть или газ.
С "высыханием" скважин пытаются бороться многими способами. Наиболее известными и применяемыми на практике технологиями являются искусственное повышение давления в пласте, горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта.
Для повышения давления в пласте вместо добытой нефти приходится закачивать в пласт что-то взамен. Обычно для этого используется обыкновенная пресная вода. Морская вода не всегда подходит для закачки в пласт, так как имеет неприятную особенность забивать насосы и ствол скважины отложениями минеральных солей, а бурение, да ещё и на большую глубину - это процесс затратный и небыстрый.
При этом важно понять главное достижение нефтянников и газовиков - Нефть и газ никто не качает!
На идеальном месторождении нефть и газ идут из-под земли сами, без посторонней помощи, за счёт собственного давления пласта. Все нефтяные "качалки", которые вы видите в кино и на фотографиях, лишь обеспечивают подачу очередной порции нефти в бочку, осуществляя только подъём её по стволу скважины.
При этом падение добычи (дебета) скважины обычно связано с тем, что пластовое давление, в том числе, создаётся и самой нефтью или газом, расположенным в порах вмещающей породы. При отборе продукта пластовое давление неизбежно начинает падать, и поступление полезного продукта в ствол скважины уменьшается. В итоге, в тот момент, когда внутреннее давление пласта не может само поднять столб нефти или газа в стволе скважины - скважина "высыхает", то есть перестаёт давать нефть или газ.
С "высыханием" скважин пытаются бороться многими способами. Наиболее известными и применяемыми на практике технологиями являются искусственное повышение давления в пласте, горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта.
Для повышения давления в пласте вместо добытой нефти приходится закачивать в пласт что-то взамен. Обычно для этого используется обыкновенная пресная вода. Морская вода не всегда подходит для закачки в пласт, так как имеет неприятную особенность забивать насосы и ствол скважины отложениями минеральных солей, а бурение, да ещё и на большую глубину - это процесс затратный и небыстрый.
Поэтому для закачки воды в пласт обычно используют пресную воду. Вода не смешивается с нефтью и слабо растворяет в себе газ, поэтому принципиально, если даже часть закачанной воды попадёт в отбор нефтяной или газовой вышки, её потом можно отделить от добытого продукта более-менее простыми способами.
В чём недостатки такой технологии?
1. Воду таки надо закачивать в пласт! Поэтому, в какой-то момент времени, и нефть, и газ становятся насыщенными водой и EROEI меторождения падает - вместо 100% нефти вышка качает наверх нечто, содержащее 90% воды и только 10% нефти. Вот типичная картинка. Это Фёдоровское месторождение России - "младшая сестра" Саматлора:
В чём недостатки такой технологии?
1. Воду таки надо закачивать в пласт! Поэтому, в какой-то момент времени, и нефть, и газ становятся насыщенными водой и EROEI меторождения падает - вместо 100% нефти вышка качает наверх нечто, содержащее 90% воды и только 10% нефти. Вот типичная картинка. Это Фёдоровское месторождение России - "младшая сестра" Саматлора:
2. Воду приходится закачивать в пласт, затрачивая на это немалое количество энергии. Это тоже дополнительно снижает EROEI месторождения.
3. Воду надо откуда-то брать. Если для болотистой Тюменской области пресная вода не является большой проблемой, то в пустынях Аравийского полуострова вода иногда бывает дороже самой нефти.
3. Воду надо откуда-то брать. Если для болотистой Тюменской области пресная вода не является большой проблемой, то в пустынях Аравийского полуострова вода иногда бывает дороже самой нефти.
Горизонтальное бурение
это попытка по-другому воздействовать на поступление нефти и газа в ствол скважины. Если принципиально уже нельзя поднять давление в пласте, то можно постараться увеличить площадь соприкосновения ствола со вмещающей породой.
Вот на этой картинке видно, что принципиально даёт горизонтальное бурение. А - горизонтальная скважина, В - вертикальная скважина.
При прочих равных горизонтальные скважины обеспечивают больший объём поступления продукта, но у них тоже есть свои ограничения по применению.
Вот на этой картинке видно, что принципиально даёт горизонтальное бурение. А - горизонтальная скважина, В - вертикальная скважина.
При прочих равных горизонтальные скважины обеспечивают больший объём поступления продукта, но у них тоже есть свои ограничения по применению.
1. Пласт нефти или газа не всегда лежит горизонтально. Например, на нижеприложенной картинке горизонтальное бурение для пласта А будет гораздо менее выгодно, нежели для пласта В.
2. Горизонтальное бурение в целом гораздо более затратная вещь, чем бурение вертикальное или наклонное - управляемо "загнуть" ствол скважины вдоль пласта - удовольствие не из дешёвых. С ростом глубины залегания залежи проблемы и стоимости такого решения растут по экспоненте.
3. Рано или поздно полезная площадь месторождения будет исчерпана даже для горизонтального бурения - условно говоря - для макарон в кастрюле просто закончится место и воды для их эффективной варки не хватит.
4. Горизонтальное бурение никак не повышает собственное давление пласта - то есть, если вода в кастрюле уже выкипела (нефть из породы ушла и давление пласта упало) - то, сколько в кастрюлю дополнительных макарон не засовывай, толку уже от них не будет - нефть в стволы поступать перестанет. Ей и в породе хорошо...
2. Горизонтальное бурение в целом гораздо более затратная вещь, чем бурение вертикальное или наклонное - управляемо "загнуть" ствол скважины вдоль пласта - удовольствие не из дешёвых. С ростом глубины залегания залежи проблемы и стоимости такого решения растут по экспоненте.
3. Рано или поздно полезная площадь месторождения будет исчерпана даже для горизонтального бурения - условно говоря - для макарон в кастрюле просто закончится место и воды для их эффективной варки не хватит.
4. Горизонтальное бурение никак не повышает собственное давление пласта - то есть, если вода в кастрюле уже выкипела (нефть из породы ушла и давление пласта упало) - то, сколько в кастрюлю дополнительных макарон не засовывай, толку уже от них не будет - нефть в стволы поступать перестанет. Ей и в породе хорошо...
Гидроразрыв пласта
По-английски его называютс fracturing или, на сленге нефтянников - "fracking"
В ствол скважины помещается нечто, что может своим собственным давлением разорвать пласт и обеспечить его дополнительную трещинноватость. Опять таки, что важно - сам по себе гидроразрыв давление в пласте не повышает, он лишь способствует тому, что нефть или газ начинают поступать в ствол из большего объёма пласта.
Выглядит (упрощённо) это вот так:
В ствол скважины помещается нечто, что может своим собственным давлением разорвать пласт и обеспечить его дополнительную трещинноватость. Опять таки, что важно - сам по себе гидроразрыв давление в пласте не повышает, он лишь способствует тому, что нефть или газ начинают поступать в ствол из большего объёма пласта.
Выглядит (упрощённо) это вот так:
Исторически для разрыва пласта применяли несколько вариантов. Пласт можно крошить газом под давлением (т.н. gas gun), можно применять обычные взрывчатые вещества, можно, если очень хочется, крошить пласт и тактическими ядерными зарядами (этим в своё время переболел СССР). Сейчас практически все разрывы пласта осуществляются водой, смешанной со специальными химическими веществами и песком.
Вода и химия при этом, за счёт внешнего давления и химических реакций "раздвигают" поры и трещины породы, а песок не даёт им закрыться.
Недостатки гидроразрыва похожи на недостатки предыдущих методов. Опять-таки надо решать вопрос с пресной водой, надо тратить дополнительно средства и энергию на проведение гидроразрыва, вода вместе с химикатами попадает в пласт и обратно - в ствол скважины. Кроме этого, добавляется экологический момент - химия гидроразрыва отнюдь не целебна для человека и её попадание в грунтовые воды может быть фатальным для артезианских источников воды на территории.
Поэтому, резюмируя вышесказанное - лучшие друзья нефтянников - это бриллианты пористые, трещинноватые вмещающие породы с максимально возможным, длительно не падающим при добыче продукта, давлением в пласте.
Это и есть то, что мы называем "традиционными" нефтью и газом.
Вода и химия при этом, за счёт внешнего давления и химических реакций "раздвигают" поры и трещины породы, а песок не даёт им закрыться.
Недостатки гидроразрыва похожи на недостатки предыдущих методов. Опять-таки надо решать вопрос с пресной водой, надо тратить дополнительно средства и энергию на проведение гидроразрыва, вода вместе с химикатами попадает в пласт и обратно - в ствол скважины. Кроме этого, добавляется экологический момент - химия гидроразрыва отнюдь не целебна для человека и её попадание в грунтовые воды может быть фатальным для артезианских источников воды на территории.
Поэтому, резюмируя вышесказанное - лучшие друзья нефтянников - это бриллианты пористые, трещинноватые вмещающие породы с максимально возможным, длительно не падающим при добыче продукта, давлением в пласте.
Это и есть то, что мы называем "традиционными" нефтью и газом.
Источник:
Ссылки по теме:
- Страны с самыми богатыми природными ресурсами
- Почему Нью-Йорк называют «Большим яблоком»?
- 20 мерзких, гадких, опасных, страшных и ужасных: взгляд в микроскоп
- Моментальные факты: что происходит за одну секунду?
- Почему Россию назвали Россией?
реклама
