Запасы будущего:
Когда говорят о российской нефти, то в первую очередь в голову приходит Западная Сибирь, которая в шестидесятых годах XX века заложила основу для нынешнего статуса России как ведущей нефтяной державы. Этот богатейший регион дает более половины добываемой в России нефти. Однако время идет, а месторождения-гиганты постепенно истощаются. Традиционные залежи, которые человек разрабатывал многие десятилетия, заканчиваются. Им на смену приходят все более и более сложные пласты, запасы которых принято называть трудноизвлекаемыми (ТрИЗ).
Одним из наиболее перспективных видов ТрИЗ является ачимовская толща. Запасы традиционного типа содержатся в песчаных и карбонатных породах, и нефть в них сосредоточена в едином резервуаре. Осваивать такие ресурсы человек научился много десятилетий назад. Породы же, из которых сложена ачимовка, представляют собой чередование плотных мелкозернистых песчаников и глин. Нефть в них распределена неоднородно, пласты разрозненные, а геология гораздо более сложная. Почему так получилось?
145 млн лет назад на Земле начался самый длинный период мезозойской эры – меловой. В начале этого периода наша планета стала принимать привычные очертания. Суперконтинент Пангея распался на Лавразию и Гондвану, которые также начали разделяться на более мелкие части. Деление континентов вызвало изменения климата, которые привели к повышению уровня океана: в те времена он был на 200 м выше нынешнего. На суше царили динозавры, а в воде – морские ящеры, все активнее заявляли о себе млекопитающие.
Наследие, которое оставило нам биоразнообразие мелового периода, выражается в богатейших залежах горючих полезных ископаемых. С меловой системой связаны крупнейшие нефтегазоносные бассейны и провинции мира, в том числе и в России.
В те времена на большей части Западной Сибири простиралось обширное море. В течение миллионов лет вода периодически то отступала, то снова наступала, оставляя за собой толщи осадочных отложений. Реки и дожди смывали с суши и выносили в море органические вещества, которые и сформировали Западно- Сибирскую нефтегазоносную провинцию. Она дала нам более 800 месторождений нефти и природного газа, в том числе гигантов, названия которых некогда гремели на весь мир – Уренгойское, Самотлорское, Приобское, Ямбургское и другие.
На мелководье осадки накапливались в спокойной обстановке более-менее равномерно, сформировав с течением времени традиционные запасы углеводородов. А вот органическое вещество, которое выносилось с суши и мелководья глубже в море, многократно перемешивалось и переслаивалось, образуя насыпи сложной формы, в итоге и стало основой ачимовской толщи.
Ачимовские отложения охватывают практически всю Западную Сибирь, но различаются от региона к региону. Они залегают с северо- востока на юго-запад – от полуострова Гыдан и практически до Тюмени и Омска. Общая площадь распространения ачимовских песчаников превышает 920 тыс. км2, что составляет почти 1,5 территории Франции.
Название ачимовская толща было предложено в 1959 году. Его автором стал выдающийся ученый-нефтяник, один из первооткрывателей Западно-Сибирской нефтеносной провинции Фабиан Григорьевич Гурари. Он первым начал изучение этих образований в Обско-Иртышском междуречье. Свое имя отложения получили по названию села Ачимово в Омской области.
Ачимовские отложения расположены на глубинах от 2500 до 4000 м. С точки зрения сложности разработки, они занимают промежуточное положение между традиционными пластами и более древними и сложными отложениями баженовской свиты. По проницаемости, т.е. по способности проводить жидкость и газ, ачимовка примерно в 100 раз сложнее поддается освоению, чем традиционные породы. При этом она 100 раз легче для разработки в сравнении с неприступным баженом. Низкая проницаемость не позволяет извлекать из ачимовских пластов более 7-14% от содержащихся в них запасов. Для традиционного коллектора этот показатель составляет 25-35%. Тем не менее, площадь перспективной зоны для изучения и разработки ачимовских отложений «Газпром нефть» оценивает в 183 тыс. км2, что уже совсем немало.
В связи со сложностью для разработки и наличием более доступных залежей до последнего времени полномасштабного освоения ачимовки не велось. Однако сегодня, в эпоху «трудных» углеводородов, именно с ней связаны ближайшие перспективы развития российской нефтегазовой отрасли. Ачимовские кладовые способны не просто обеспечить существующий уровень добычи на действующих месторождениях, но и увеличить его за счет новых крупных активов.
Ресурсный потенциал ачимовской толщи Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна оценивается в 66 млрд тонн нефтяного эквивалента. Геологические запасы – в 10,4 млрд тонн нефти, 4,4 трлн м3 газа и 1,4 млрд тонн газового конденсата. Причем уровень вовлечения имеющегося потенциала в разработку не превышает 1% от начальных запасов.
Только в периметре группы компаний «Газпром» геологические запасы ачимовки составляют 6 млрд тонн или около 60% всего их объема. «Газпром нефть» в свою очередь имеет возможность вовлечь в активную разработку 0,5-1 млрд тонн такой нефти. При этом объем добычи может достигать 20-40 млн тонн в год!
Ямало-Ненецкий автономный округ
В промышленном масштабе нефтяники к ачимовке пока не подступались. Было достаточно «легкой» нефти, поэтому ТрИЗ оставались «вещью в себе». Их изучение велось, но добывать «трудную» нефть в больших объемах необходимости не было.
Сегодня ситуация меняется – на долю ТрИЗ приходится более 65% от общего объема доказанных запасов нефти в России. По мере исчерпания традиционных ресурсов, отрасль все больше обращается к трудноизвлекаемым: та же ачимовка способна поддерживать добычу нефти в Западной Сибири на высоком уровне еще многие годы. Тем более, что имеется весомый бонус – эти отложения находятся под или рядом с давно разрабатываемыми залежами, в районах, где уже создана необходимая инфраструктура для добычи. Это позволит избежать вложений в строительство новых объектов нефтедобычи и загрузить имеющиеся. Будут сохранены и рабочие места, а в отдельных случаях и населенные пункты, расположенные рядом с месторождениями.
Освоение ачимовки – задача национального масштаба. От ее решения зависит экономика страны, региональные кадровые перспективы, развитие технологий и рынка нефтесервисных услуг. Именно поэтому в процесс создания эффективных инструментов освоения толщи включены не только ресурсодобывающие компании, но и научное сообщество, государство и производители оборудования.
Эти задачи не могут быть эффективно решены с помощью существующих на рынке технологий и действующего налогового режима в РФ. Работу нужно вести по обоим направлениям, иначе богатства ачимовской толщи так и останутся «под замком».
Изучение специфики ачимовских отложений дало понимание того, что необходимо увеличивать длину горизонтальных скважин и повышать эффективность методов интенсификации притока и увеличения нефтеотдачи.
Горизонтальные скважины являются одним из важных инструментов вовлечения в разработку залежей со сложным геологическим строением. Особенностью таких скважин является наличие протяженного горизонтального участка, который позволяет наиболее точно попасть в целевой пласт и увеличить его охват.
Типы высокотехнологичных скважин
Одним из ключевых методов разработки залежей «трудной» нефти является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Технология основана на закачке смеси жидкостей и специального расклинивающего агента (пропанта) в пласт под высоким давлением. В породе образуются трещины, обеспечивающие приток нефти к скважине. Чем длиннее и чаще трещины, тем большую зону пласта они охватывают, что позволяет добыть больше углеводородов.
Для эффективной разработки ачимовки «Газпром нефть» использует многостадийный ГРП. При МГРП в стволе горизонтальной скважины выполняется несколько операций гидроразрыва, что позволяет создать трещины сразу на нескольких участках скважины. Это помогает многократно увеличить зону охвата пласта одной скважиной и сократить затраты на обустройство месторождений.
«Газпром нефть» является одним из российских лидеров в области совершенствования МГРП. В 2019 году компания впервые провела на баженовской свите уникальную для отрасли операцию гидроразрыва пласта с рекордным количеством стадий, скоростью и объемом закачиваемой в породу жидкости. Это позволило в 2,2 раза повысить приток баженовской нефти. Теперь полученный опыт тиражируется на все активы «Газпром нефти», в том числе будет задействован и при разработке ачимовских кладовых: в декабре 2019 года «Газпром нефть» произвела первую в мире аналогичную операцию на ачимовской толще.
Чем выше технологичность скважины, тем более точные инструменты требуются для ее бурения. Контроль строительства практически всех сложных скважин «Газпром нефти» ведется дистанционно из Центра управления бурением «ГеоНавигатор» (ЦУБ) в Санкт-Петербурге.
Центр ежегодно сопровождает бурение более 900 высокотехнологичных скважин «Газпром нефти» в Заполярье, на шельфе Арктики и Сахалина, в Сибири, а также в Ираке и Сербии. Основываясь на геологической модели, кросс-функциональные команды геологов, петрофизиков и инженеров в реальном времени контролируют бурение 365 дней в году, 24 часа в сутки. Благодаря такому подходу, обеспечивается точное попадание горизонтальной скважины в нефтяной пласт, достигается оптимальная траектория бурения без отклонений, а также корректируется геологическая модель месторождения.
Система, созданная в ЦУБ «ГеоНавигатор», постоянно совершенствуется за счет применения технологий Индустрии 4.0. Математическая модель на основании показателей датчиков, строит прогноз об изменении условий в самой дальней точке скважины в онлайн-режиме. Точность прогноза искусственной нейросети уже превышает 80%, и этот показатель растет за счет постоянного обучения модели. В перспективе искусственный интеллект будет определять продуктивность пласта, рекомендовать оптимальную траекторию скважины и даже оценивать экономическую эффективность бурения.
Цифровые технологии в нефтедобыче: центр управления бурением «ГеоНавигатор»
«Газпром нефтью» создана первая в отрасли цифровая модель ачимовской толщи. Разработанная в 2018 году она, по сути, стала «цифровым двойником», детализированным макетом мест залегания ачимовских запасов, учитывающим сотни геологических параметров.
Массив геологической информации, собранный в рамках создания модели, стал крупнейшим в отрасли. Для его анализа «Газпром нефть» разработала и применила новые алгоритмы обработки больших объемов данных (Big Data). На их основе была создана цифровая карта, позволившая выявить 10 перспективных зон с ресурсным потенциалом в 34,4 млрд тонн нефти и газа.
В настоящий момент по двум зонам выделено более двух десятков лицензионных участков и участков нераспределенного фонда, представляющих интерес для дальнейшего геологического изучения. По остальным зонам анализ планируется завершить в первом квартале 2020 года. Следующим этапом станет формирование геолого-экономической оценки этих участков. С её помощью «Газпром нефть» сформирует бизнес-кейс и стратегию развития в регионе.
В 2016 году «Газпром нефть» выделила все связанные с ачимовкой направления работы в отдельный проектный офис – «Большая Ачимовка». Одноименный кластер объединил в себе активы компании, распределенные практически по всей территории Западной Сибири, где имеются запасы ачимовской толщи. Среди них такие крупные месторождения, как Приобское, Уренгойское, Ямбургское, Северо-Самбургское, Тазовское, Меретояхинское, Восточно-Мессояхское, Аганское, Ватинское и др.
Проектным офисом в 2018 году был сформирован рейтинг из 15 наиболее перспективных для разработки активов. В ЯНАО, например, в стадии реализации находятся три крупных проекта геологоразведочных работ – на Ямбургском, Тазовском и Меретояхинском месторождениях.
Сегодня в портфеле «Большой Ачимовки» – 21 технологический проект. Ведутся работы по типизации ачимовской толщи для подбора оптимальных технологий для каждого конкретного региона. Геологическую модель и технологии бурения и интенсификации притока в пластах предстоит связать с определенными зонами и геологическими условиями – так будет создана лаборатория по подбору «рецептов» для ачимовки. Специалистам предстоит не просто найти «рецепт», а сформировать методику их создания.
В географическом плане «Большая Ачимовка» разделяется на три кластера – северный, западный и восточный. Северный кластер располагается в Ямало-Ненецком автономном округе. На него приходится до 80% запасов ачимовских отложений «Газпром нефти». Здесь сосредоточены наиболее мощные залежи. Активы западного и восточного кластеров располагаются на юге Ямало-Ненецкого автономного округа, на территории Ханты-Мансийского автономного округа и Томской области.
Одним из ключевых месторождений в северном кластере проекта «Газпром нефти» по освоению ачимовской толщи является Северо-Самбургское. Опытная добыча нефти из ачимовских залежей на этом месторождении началась в сентябре 2017 года. Параллельно компания ведёт работы на Еты-Пуровском, Вынгаяхинском, Западно-Салымском, Тазовском, Восточно- Мессояском и многих других месторождениях. А одним из крупнейших активов «Газпром нефти» станут ачимовские нефтяные залежи Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ).
Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на территории Ямало-Ненецкого автономного округа и занимает большую часть Тазовского полуострова. Это одно из крупнейших нефтегазоконденсатных месторождений в мире. Оно охватывает площадь около 8,2 тыс. км2 – чуть меньше территории Кипра. Начальные запасы – 6,9 трлн м3 газа, 96 млн тонн газового конденсата, 35 млн тонн нефти. Это относит месторождение к классу супергигантских.
Потенциал Ямбургского месторождения будет расти за счет освоения ачимовских залежей, нефтегазоносность которых установлена в 1999 году, а попытка подступиться к их освоению была предпринята в декабре 2014 года.
На сегодняшний день известно, что геологические запасы ачимовской толщи Ямбурга составляют 1,5-3,5 млрд тонн нефтяного эквивалента, извлекаемые запасы– 66-300 млн тонн. Для рентабельной разработки требуется бурение горизонтальных скважин и проведение большеобъемных многостадийных ГРП. И «Газпром нефть» обладает как успешным опытом работы на таких сложных активах, так и технологическими компетенциями для освоения Ямбурга.
В 2018 году на двух скважинах месторождения «Газпром нефтью» были проведены высокотехнологичные гидроразрывы пласта. Полученная нефть является легкой: она отличается низким содержанием серы и парафинов, что высоко ценится на рынке.
На данный момент завершено бурение двух разведочных скважин с горизонтальными стволами на глубине 3800 м. Ведётся изучение керна. Собранная информация сильно повлияла на понимание нефтяной ачимовки Ямбурга, что уже сегодня помогает «Газпром нефти» более эффективно вести освоение месторождения.
Следующей вехой в освоении ачимовских залежей Ямбурга станет запуск в работу двух многоствольных высокотехнологичных скважин и строительство инфраструктуры для подготовки и транспортировки нефти. Запустить скважины в работу планируется в начале 2020 г. Кроме того, уже определена приоритетная зона для полномасштабной разработки, в рамках которой будет пробурено от 300 до 350 эксплуатационных скважин.
Промышленную добычу углеводородов из ачимовских залежей Ямбургского НГКМ планируется начать в 2024 году, ожидаемый объем добычи – до 8 млн тонн нефтяного эквивалента в год.
«Газпром нефть» рассматривает возможность создания технологического центра «Ачим». Он может стать общеотраслевой площадкой для объединения ресурсов и компетенций государства, нефтесервисных компаний, научного сообщества и бизнеса. Цель одна – совместно найти инструменты для доступа к гигантским запасам ачимовской сокровищницы.
Основа для создания технологического центра «Ачим» была заложена в июне 2019 года, когда «Газпром нефть» подписала меморандум о взаимопонимании с правительством Ямало-Ненецкого автономного округа. Этот регион был выбран не случайно. Именно здесь сосредоточены наиболее мощные, но при этом и наиболее сложные ачимовские пласты, для освоения которых пока нет готовых решений.
Реализация такого инновационного и технологического проекта как освоение ачимовских залежей Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения, несомненно, окажет стимулирующий и синергетический эффект для экономики Ямала. Учитывая нефтегазовую специфику региона, правительство ЯНАО оказывает всестороннюю поддержку инициативам наших партнеров. Сегодня мы находимся в тесном взаимодействии с коллегами из «Газпром нефти» по проекту, в том числе в рамках созданной нами совместной рабочей группы. Эффективная реализация проекта только на первом этапе может обеспечить прирост добычи нефти порядка 6 млн т в год, а это, помимо развития отрасли в целом, означает для региона увеличение налоговых поступлений и появление высококвалифицированных рабочих мест.
Кроме того, необходима разработка и апробация новейших технологий, которые впоследствии могут быть масштабированы на все другие объекты «нефтяной ачимовки», и мы с гордостью готовы выступить пилотным полигоном для их разработки и оказать нашим партнерам максимальное содействие.
В рамках меморандума планируется начать подготовку технико-экономического обоснования (ТЭО) разработки ачимовских нефтяных залежей и обоснование их особого правового статуса. Предстоит оценить добычной потенциал и на основании проделанной работы выделить долю нерентабельных запасов, а также подготовить предложения по созданию условий для вовлечения их в разработку. По итогам ТЭО «Газпром нефть» совместно с ЯНАО выработает предложения по освоению ачимовских нефтяных залежей и внесет их в правительство РФ. В планах завершить эту работу в 2020 году.
Формат техполигона «Ачим» сейчас только выбирается. Основной задачей на нынешнем раннем этапе является налаживание информационного обмена между недропользователями. В 2020 году начнется более глубокая работа с учетом ТЭО.
Технологический полигон «Ачим» обещает стать примером реализации стратегии, несущей выгоду всем заинтересованным сторонам – нефтяным компаниям, разработчикам инновационных решений и государству. Нефтяные компании получают возможность создания эффективных технологий, открывающих доступ к ресурсной базе. Разработчикам инноваций техполигон дает возможность испытать оборудование, масштабировать разработанные технологии и привлекать под них финансирование. Для государства же значимость проекта во многом связана с освоением гигантских запасов. Доступ к ачимовским ресурсам может обеспечить от 20 до 40 млн тонн дополнительной нефтедобычи в год по всей России.
Освоение ачимовки является задачей национального масштаба. Российский и международный опыт подсказывают, что одну из ключевых ролей в её решении играет государство. Механизмы помощи для таких масштабных проектов предполагают как возможное включение нефтяных ачимовских залежей в национальный проект ТрИЗ в рамках инициативы Минприроды РФ, присвоения особого юридического статуса, так и адресное стимулирование ранних этапов освоения и льготный налоговый режим. Всё это должно дать импульс для начала полномасштабной разработки этих неприступных запасов. Без этого освоение ТРиЗ в ближайшей перспективе практически невозможно.
«Газпром нефть» является национальным лидером в области освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов. Накопленный опыт и технологические компетенции компании – в разработке как баженовской свиты, так и ачимовской толщи – помогут российским нефтяникам подобрать ключи к ачимовским залежам. Это позволит «Газпром нефти» уже к 2025 году начать полномасштабную разработку Ямбурга и запустить другие мегапроекты. Ачимовка способна увеличить ежегодную добычу компании на 15,5 млн тонн нефтяного эквивалента. При этом новые технологии планируется тиражировать и на другие активы по всей России. Предварительно, налоговые отчисления от реализации проекта оцениваются в сумму до 10 трлн рублей за весь период разработки. Гигантский потенциал и экономический эффект предопределили то, что разработка ачимовки вошла не только в число основных ставок «Газпром нефти», но и стала одним из приоритетных направлений развития всей российской нефтедобывающей отрасли.