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

Наука | Научпоп

7.6K постов78.3K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
4
Автор поста оценил этот комментарий
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
Автор поста оценил этот комментарий

сравнительная себестоимость

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (14)
Автор поста оценил этот комментарий
И бензин у них дешевле почему-то
раскрыть ветку (11)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Цена бензина не имеет прямой зависимости от цены нефти. Впрочем цена там сопоставима, 2,91 за галлон, примерно полтинник за литр. Я узнавал у чувака, он учился в параллельном классе, не знаю, как он туда попал, потому-что был тупой, а сейчас живёт в Далласе
раскрыть ветку (10)
Автор поста оценил этот комментарий
Ну хз, сегодня заправлялся на Valero за 2.08 за галлон. За 2.91 очень хорошо поискать надо :)
Автор поста оценил этот комментарий

так все тупые рано или поздно подтягивают в Даллас...

раскрыть ветку (6)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Не понял, если честно
раскрыть ветку (5)
Автор поста оценил этот комментарий

ну,... либо это очень тонкий (что его даже незаметно) английский юмор, либо неудачная попытка схохмить. Судя по всему, последнее наиболее вероятно ((

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Понятно.
Автор поста оценил этот комментарий

Отсылка на Dallas buyers club?

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Не знаю даже, что это такое

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Иллюстрация к комментарию
Автор поста оценил этот комментарий
Да как сказать. 2.9 это на побережье. В серединке дешевше. Странно, но факт.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Вот уж не знаю особенности ценообразования по штатам. Да и Даллас вроде не на море
Автор поста оценил этот комментарий

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

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

4-х годичной давности. Это же я навскидку, первое, что попалось в гугле. Чисто для иллюстрации тенденций

5
Автор поста оценил этот комментарий
Не знаю себестоимость. Никогда не сможет с традиционными - без сомнения.
1
Автор поста оценил этот комментарий

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

1
Автор поста оценил этот комментарий

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)
2
Автор поста оценил этот комментарий
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)
2
Автор поста оценил этот комментарий

конечно. Разве я что-то другое написал? Просто "сланец" добывают там, где по максимуму можно сэкономить, иначе жопа. И даже при этом 35.

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Американцам явно повезло, что у них есть Баккен, который имеет средний песчанико-доломитовый пласт, который имеет хорошую пористость и проницаемость и является основным. Думаю на нем и считали себестоимость по 36 баксов. Но ведь другие пласты имеют другие характеристики, там и дороже будет. Не говоря уж о том, что сначала при разработке любого ресурса снимают сливки. Американцы были вынуждены добывать сланцевую нефть, если нефть останется востребованным ресурсом - мы тоже придем к этом. Про это и будет написано в третьей части

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Совершенно верно, полностью с вами согласен

1
Автор поста оценил этот комментарий
Иллюстрация к комментарию
Автор поста оценил этот комментарий
Иллюстрация к комментарию
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку