220

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2

В прошлой части я рассмотрел понятие сланцевой нефти и отличия сланцевых месторождений (и пластов-коллекторов) от традиционных: Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 1
Теперь пришло время рассмотреть особенности добычи сланцевой нефти.

Основной сложностью при добыче сланцевой нефти является чрезвычайно низкая проницаемость сланцевых пород. Для измерения проницаемости горных пород используют специальную внесистемную единицу – дарси. Она названа в честь Анри Дарси, который изучал фильтрацию жидкостей в пористой среде и автор одного из самой известной формулы гидродинамики – формулы Дарси.

Анри, наш Дарси

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

Одно дарси соответствует проницаемости горной породы, через поперечное сечение которой, равное 1 см2, при ламинарном режиме фильтрации, при перепаде давления в 1 атм на протяжении 1 см в 1 сек проходит 1 см3 жидкости, вязкость которой 1 сантипуаз (динамическая вязкость воды). Величина дарси составляет примерно 1 мкм2 (в квадрате). Чаще всего применяют дробную единицу миллидарси (1/1000 дарси), т. к. редко, когда проницаемость пород бывает выше 1 дарси.

По проницаемости коллекторы делятся на пять классов:
очень хорошо проницаемые (>1 дарси);
хорошо проницаемые (0,1 - 1);
средне проницаемые (0,01 - 0,1);
слабопроницаемые (0,001 - 0,01);
плохопроницаемые (<0,001)

Сланцевые коллекторы относятся к последним двум классам, как видим, проницаемость их ниже обычных в десятки, а то и сотни раз

Проницаемость породы зависит от нескольких факторов, основными их которых будет пористость пород и их размеры. Любая нефтесодержащая порода пористая (коллектор - пористая порода пласта), в них находятся нефть, газ и вода. Чем выше пористость породы и чем крупнее поры – тем выше и проницаемость, а также объем удерживаемого флюида (содержимого пласта). Обычные месторождения имеют крупные поры (а также трещины, каверны) и высокую пористость. А нефтьсодержащая порода сланцевых месторождений низкопориста и поры маленького размера. Кроме того, она имеет более структурированное строение. (Подробнее про это можно прочитать тут: Легко ли добыть нефть. Запасы, ресурсы, КИН, методы разработки месторождения и хищническая эксплуатация. Часть 2)

Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки, глины с массивной пакетной упаковкой, алевролиты.

Плохо проницаемыми породами являются: глины, с упорядоченной пакетной упаковкой, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией, мергели.

Чтобы добыть простую нефть, достаточно пробурить скважину, которая заходит в пласт, спустить туда насос, он начнет поднимать нефть на поверхность, в результате чего создаётся депрессия на пласт (понижение давления). По порам к скважине будет притекать новые объемы скважинного флюида, ввиду высокой проницаемости площадь зоны фильтрации будет некритична, нужный объем скважиной жидкости исправно будет притекать к насосу. А для того, чтобы в пластах оставалось высокое давление достаточно в них через нагнетательные скважины закачивать воду (вторичные методы увеличения нефтеотдачи, система поддержания пластового давления)

Совершенно другая картина со сланцевой нефтью. Традиционная вертикальная скважина тут просто не годится. После спуска насоса также, как и в случае с традиционными пластами будет создаваться депрессия на пласт. Но вот нефть и другая скважинная жидкость просто не будет успевать притекать к скважине, насос будет работать вхолостую и быстро сгорит. Обеспечить достаточный приток жидкости к насосу согласно определению единицы дарси (и его формулы) можно двумя способами: увеличить депрессию на пласт или увеличить площадь фильтрации жидкости. Уменьшить депрессию на пласт практически невозможно, это должны быть совсем уж чудовищные насосы, и далеко не факт, что давление будет снижено на большую глубину прискважинной зоны. Увеличить пластовое давление нагнетанием жидкости извне тоже проблематично, оно в сланцевых пластах итак очень высокое, да и давление надо создавать просто невообразимое, чтобы продавить жидкость через низкопроницаемый пласт.
А вот увеличить зону фильтрации вполне возможно. Для этого используются две технологии. Которые развивались давно и самостоятельно, но впервые их объединил отец сланцевой революции Джордж Митчелл. Это технология горизонтального бурения и гидравлического разрыва пласта.

Джордж Фидиас Митчелл

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

Горизонтальное бурение, как это понятно уже из названия, заключается в том, что скважина не является вертикальной. Точнее часть ее ствола вертикальна до захода в продуктивный пласт. А затем она меняет направление по условной горизонтали и идет несколько сотен (а то и тысяч) метров по продуктивному пласту.

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

И тут я сделаю небольшое отступление, потому что уверен, что начнут задавать вопросы – а как бурят такие скважины. Я вам отвечаю честно: сам имею смутное представление. Точнее теорию знаю, а вот как это практически происходит – не знаю. Так уж получилось, что в бурении мне не пришлось работать, хоть я ни капли не жалею об этом. Есть на Пикабу такой пользователь @Akumba, он как раз работает в горизонтальном бурении и у него есть статья, как это происходит: Как добывают нефть.Наклонно направленное бурение

Но и горизонтального ствола мало, поэтому для увеличения площади питания скважин проделывают так называемый гидроразрыв пласта (ГРП) или еще его называют фрекингом. Когда-нибудь я соберусь с мыслями и напишу статье (а может и несколько) и нем, ну а сейчас вкратце поясню, что же это такое. Суть ее заключается в том, что в скважину под огромным давлением подается технологическая жидкость, под ее напором породы пласта буквально лопаются и дают трещины. Чтобы они не сомкнулись, в них закачивают твердый расклинивающий агент. Раньше для этого использовали крупнозернистый кварцевый песок, сейчас же применяют керамический гранулят – пропант.

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

После прекращения давления он не дает смыкаться трещинам, зона фильтрации увеличивается, и скважина получает достаточный приток жидкости. Но ГРП применялся давно еще на вертикальных скважинах, на горизонтальных же скважинах делают несколько гидроразрывов вдоль горизонтального ствола скважины, эта технология называется многостадийным ГРП (МГРП)

Схема скважины с МГРП

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

ГРП на отечественных просторах, рвут простой пласт

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

А это ГРП в далекой Америке, фрекинг сланцевого пласта. Оцените разницу в количестве техники

Легко ли добыть нефть. Сланец, великий и ужасный - 2 Легко Ли добыть нефть, Сланцевая революция, Грп, Добыча нефти, Нефть, Газ, Нефтяная промышленность, Геология, Длиннопост

Существует множество разновидностей данной технологии, позволяющих получать трещины различной конфигурации. Российские нефтяные компании работают над методами, которые позволили бы применять ГРП в максимально эффективном режиме. К примеру, «Газпром нефть» проводит моделирование геометрии трещин с помощью специально созданного программного обеспечения и цифровых моделей — это позволяет заранее определить, в какую сторону и как сильно треснет скважина. Состояние уже готовых трещин держат под постоянным наблюдением с помощью инструментальных сейсмических методов.

Думаю, что на сегодня хватит. Рассчитывал уложиться в две статьи, но материала хватит на три. В заключительной части рассмотрю, что тормозит развитие добычи сланцевой нефти и перспективы ее добычи в нашей стране. А после этого напишу статью про доманик и ее нефть, если не поменяются планы.

Всем, кто осилил эту статью и не заснули ее читая– спасибо, надеюсь, что вам он понравился и был понятен

Найдены дубликаты

+4
А с себестоимостью-то как? Есть обоснованные цифры, во сколько баррель сланцевой нефти обходится, и как она может конкурировать с аравийской?
раскрыть ветку 24
+3

сравнительная себестоимость

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 14
0
И бензин у них дешевле почему-то
раскрыть ветку 11
0

картинка старая, сегодня около $30-35 за баррель в Техасе (Пермиан).

раскрыть ветку 1
+4
Не знаю себестоимость. Никогда не сможет с традиционными - без сомнения.
+1

Главное чтобы разница между рыночной ценой нефти и себестоимостью добычи давала положительную чистую прибыль добывающей компании. Пока есть прибыль - будут качать

+1

17 февраля 2017

За последние 3 года себестоимость сланцевой нефти опустилась почти на 55%. Так, если в 2013 г. она находилась на уровне 80 долларов за баррель, то по итогам 2016 г. снизилась до 35 долларов.

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 4
0
Написать себестоимость можно какую угодно, главное как считать. Но невозможно обмануть физику, геологию и EROIE, если даже допустить, что себестоимость достигла 35 баксов, то себестоимость традиционной нефти в одинаковых условиях (расположение, транспортная доступность, глубина залегания пласта и тд, кроме емкостно-фильтрационных характеристик) будет ниже. Чудес не бывает
раскрыть ветку 3
+1
Иллюстрация к комментарию
0
Иллюстрация к комментарию
0

А что такого особенного делает ГПН что ее надо отдельно упоминать? Ее софт лучше чем давно известные майер или фракпро? Или подходы чем-то круче?

И что за постоянное наблюдение за трещиной? Если Вы про микросейсмику, то это разовые и единичные работы.

раскрыть ветку 5
-2
Они разрабатывают Бажен. Своими технологиями
раскрыть ветку 4
+1

Какие именно технологии свои? Мультифрак на шариках, плаг-н-перф, сликвотер фрак? Назовите хоть одну свою. А другие компании в РФ бажен не разрабатывают?

раскрыть ветку 3
0
Этот ловкий момент, когда сидишь, качаешь ГРП, читаешь пикабу и натыкаешься на пост о твоей работе. Кстати, может быть "фракинг", а не "фрекинг", от слова Frac
раскрыть ветку 6
0

после мачинга скидывай файлик согласования

раскрыть ветку 4
0
А разве в везерах по другому? Или матчингом занимается полевик?)
раскрыть ветку 2
0
В конторе где я работаю, матчингом занимаются офисные инженера)
-2
Есть уже сложившиеся термины
0

Разрешите доебаться, мод он.


Буду краток, ибо с телефона.


Пески не порода, порода - песчаник.

Сланцы разнопроницаемы по направлениям, те шо торт Наполеон .

Проппант как бы не в гранулах , то что указано в посте это процентов 5 от разновидностей.


Мод оф.


Пост интересный , но пресный , без обид.

раскрыть ветку 2
0
Пост все таки не для нефтяников, поэтому и для вас он может быть пресным) тоже доебусь) некорректно использована корреляции между пористостью и проницаемостью. 'чем выше пористость тем выше проницаемость' - это связь актуальна только для коллекторов. В глине пористость зачастую выше чем в песчанике, но проницаемостью сами понимаете. Не хватает в этой статье упоминания про каппилярное давление в качестве объяснения отличаев между коллектором и не коллектором.
раскрыть ветку 1
-2
Я тоже доебусь. Как вы сказали правильно - пост не для нефтяников, поэтому невозможно написать про все. Но в тексте есть ссылочка на более раннюю статью про КИН, где и написано про КИН и капиллярные силы и давление
0
Случилась ли сланцевая революция где-то кроме США? Или это их достижение?
раскрыть ветку 1
0

Нигде. Это вынужденное достижение, потому что если бы не было в США стремительного истощения традиционных месторождений, типа Прадхо-Бэй, то не было бы никакой сланцевой революции. Для этого нужно много денег, много воды и большая площадь месторождений. В России много воды, много сланцевых месторождений, но еще много традиционной нефти мало денег. В Китае есть деньги, есть много сланцевых месторождений, но мало воды. И так везде.

Похожие посты
Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: