Станислав Кузьменков: Технология ГРП доказала свою безопасность и эффективность для российской нефтедобычи

Ханты-Мансийск. В мае 2020 года на территории Ханты-Мансийского автономного округа была добыта 12-миллиардная тонна нефти. Несмотря на почтенный возраст большинства крупных месторождений региона, недропользователям удается поддерживать добычу на стабильном уровне – так, в 2019 году она составила чуть более 236 млн тонн, что, по сути, аналогично объемам 2018-го.

Одну из основных ролей в этом достижении сегодня играют технологии, применяемые для повышения коэффициента извлечения нефти. Центральное место среди них, безусловно, занимает гидравлический разрыв пласта (ГРП) – операция, знакомая любому специалисту в нефтянке. Однако то, что очевидно эксперту, далеко не всегда понятно обывателям. Более того, сама методика зачастую становится объектом нападок экологов, муссирующих всевозможные домыслы вокруг якобы имеющейся опасности для среды и человека: от «невероятно вредного» состава химикатов, используемых при разрыве, до развития негативной сейсмической активности.

В связи с этим Агентство нефтегазовой информации обратилось к доктору геолого-минералогических наук, заслуженному геологу Российской Федерации, профессору института нефти и газа Югорского государственного университета Станиславу Кузьменкову с просьбой дать оценку технологии и ее возможной опасности для окружающей среды.

— Станислав Григорьевич, давайте начнем с потенциальной опасности ГРП. Можно ли говорить о вреде подобных технологий для окружающей среды нефтедобывающих регионов и Югры в частности?

—Сегодня существует огромное число методов увеличения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти: физико-химические, гидродинамические, бурение горизонтальных скважин, зарезка боковых стволов, обработка призабойной зоны, гидроразрыв пласта.

В 2019 году в результате применения всех этих методов в Ханты-Мансийском округе дополнительно получено 38,7 млн тонн нефти, или 16,4 % от годовой добычи.

В производственном масштабе на предприятиях ТЭК Югры применяется как стандартный ГРП, так и инновационные его варианты (сложнопрофильные, большеобъёмные, многостадийные и повторные гидроразрывы пласта в горизонтальных скважинах) в достаточно больших объемах, в том числе и на вновь вводимых скважинах с трудноизвлекаемыми запасами. Эффективность ГРП колеблется от 1–1,5 тонны до 4–5 тонн дополнительной добычи на одну скважино-операцию.

Выбор способа проведения гидроразрыва обусловлен геологическим строением пласта, текущим состоянием объекта разработки, конструктивными особенностями скважин и заключается в определении последовательности действий, обеспечивающих максимальную эффективность, технологическую успешность и экологическую безопасность.

В Югре экологический аспект является основным при планировании ГРП. Округу повезло в том смысле, что объекты, на которых проводятся гидроразрывы, залегают на достаточных глубинах – от 1500–2300 метров в Шаимском нефтегазоносном районе до 2500 – 2800 метров и глубже на месторождениях Среднего Приобья. Причем расположены они под мощными (толщиной от 50 до 150–200 метров) аргиллитовыми и глинистыми пластами, которые зачастую играют роль флюидоупора между высокоагрессивными сеноманскими водами и горизонтами питьевого водоснабжения.

Более того, перед геологической службой любой нефтяной компании ставятся жесткие требования: трещины, которые образуются при ГРП, должны «затухать» в зоне развития самого эксплуатируемого объекта.

Таким образом, применение ГРП в Югре приносит значительный экономический эффект, а воздействие на экологию примерно такое же, как при строительстве обычной эксплуатационной скважины, при этом сегодня для объектов с эффективными нефтенасыщенными пластами значительной толщины (более 25–30 метров) повсеместно внедряется повторный, сложнопрофильный ГРП.

— В ряде регионов мира ГРП законодательно запрещен к использованию. Почему?

— В нефтедобывающих странах Европы, например, залежи нефти, в отличие от Югры, залегают в совершенно других, преимущественно карбонатных, и/или терригенно-карбонатных геологических формациях, для которых характерно отсутствие регионально-выдержанных аргиллитовых и глинисто-алевролитовых флюидоупоров. Это же характерно и для сланцевых полей США. При проведении ГРП в таких породах образуются неконтролируемые современными геологическими и геофизическими методами зоны тектонических дислокаций, которые могут проникать вплоть до земной поверхности. Это может привести (а в США и приводит) к загрязнению горизонтов питьевого водоснабжения химическими реагентами. В связи с этим фрекинг (разрыв пласта) законодательно запрещен в Польше, Норвегии, Великобритании и других странах.

Для Югры такие запреты, с учетом вышеуказанных особенностей геологического строения, неактуальны. Ну и к тому же практически все нефтедобывающие компании автономного округа в режиме реального времени проводят актуализацию геологических моделей месторождений и соответствующую реновацию технологических процессов, направленную на повышение коэффициента извлечения нефти (КИНа). По расчетам специалистов Научно-аналитического центра рационального недропользования им. В.И. Шпильмана, увеличение этого коэффициента на 0,1 позволит дополнительно добыть на уже разрабатываемых месторождениях Югры более 4 млрд тонн нефти. И еще один важный момент. Автономный округ выступил одним из инициаторов внесения изменений в Налоговый кодекс РФ и другие нормативные акты, чтобы установить пониженную ставку НДПИ на нефть, добытую из отложений со сложным геологическим строением, или ТрИЗ. Это позволит стимулировать вовлечение в промышленное освоение нетрадиционных трудноизвлекаемых запасов, имеющих большой потенциал добычи.

— А может ли ГРП спровоцировать те или иные негативные сейсмические явления на территории Западной Сибири (по примеру землетрясений в Великобритании в 2011 году)?

—Нет. Добыча нефти в Югре никоим образом не является «инициатором» сейсмической активности территории. Эти явления характерны для зон подвижных поясов Земли. 

— Несет ли химический состав используемых при ГРП веществ опасность для здоровья человека? Какие химикаты традиционно применяются в российской нефтедобыче?

— Химические брейкеры, то есть компоненты, которые добавляются в жидкость для ГРП, могут быть разделены на четыре основные группы: кислоты, оксиданты, энзимы и хелатные соединения.

В Югре в основном применяются кислоты (преимущественно соляная и органические) концентрацией от 5 до 15%. Традиционно они используются для разрушения полимерных буровых растворов путем гидролиза, в результате которого кислоты нейтрализуются в течение короткого времени.

Что касается оксидантов, энзимов и хелатных соединений, то их можно с определенной долей условности отнести к природным катализаторам, представляющим собой комплексные соединения и работающим гораздо медленнее и «мягче» кислот. Они не склонны к активным химическим реакциям с пластовыми флюидами или минералами, слагающими коллектор, что позволяет существенно снизить риск загрязнения призабойной зоны пласта. К дополнительным преимуществам хелатных соединений относятся низкая коррозионная активность, малая токсичность, легкость транспортировки и хранения.

— Имеется ли вероятность попадания их, к примеру, в водозабор?

— Буровые работы и добыча нефти в Югре ведутся в строгом соответствии с российским законодательством, которое, по мнению зарубежных геологов и нефтяников, является самым жестким. На нефтепромыслах существуют службы экологического надзора, которые в режиме реального времени проводят мониторинг экологической ситуации на кусте, промысле, месторождении, в целом по компании.

Насчет попадания отработанных и используемых при добыче нефти химреагентов отмечу, что бурение скважин производится в большинстве случаев так называемым «безамбарным» методом, то есть буровой раствор и реагенты не контактируют с земной поверхностью и утилизируются с помощью специальных технологий.

— Могут ли российские недропользователи сегодня вести добычу без использования ГРП, в частности, в Западной Сибири?

— Причины снижения добычи нефти на территории автономного округа закономерны и прогнозируемы. Значительная часть месторождений находится на поздних стадиях разработки, которые характеризуются естественным снижением объема добычи нефти в связи с истощением запасов и обводнением продукции. Эксплуатационное бурение в основном перемещается в краевые зоны месторождений, где его эффективность существенно ниже, а вовлекаемые в разработку запасы не в состоянии компенсировать сокращение добычи вследствие выработки высокопродуктивных зон. Так что повышение КИНа – одна из важнейших для отрасли задач. Другой актуальной задачей становится ввод в активную разработку сложнопостроенных залежей, что тоже невозможно без современных технологий.