Методы увеличения нефтеотдачи. 2

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

ГП РВО «ЗАРУБЕЖНЕФТЬ»

Методы  увеличения нефтеотдачи

Классификация методов увеличения нефтеотдачи, принятая в международном общении, в основном опирается на понятия, сформулированные в США. Но и в США эти понятия  оформились не сразу. В этой связи, прежде всего, следует обратить внимание на используемую в этой стране классификацию методов разработки, которая, по нашему мнению, определяется экономическими соображениями. В частности, в целях повышения экономической эффективности разработки, снижения прямых капитальных вложений и максимально возможного использования для этих целей реинвестиций весь срок разработки месторождения разбит на три основных этапа.

На первом этапе для добычи нефти максимально возможно используется естественная энергия месторождения (упругая энергия, энергия растворенного газа, энергия законтурных вод, газовой шапки, потенциальная энергия гравитационных сил).

На втором этапе реализуются методы поддержания пластового давления путем закачки воды или газа. Эти методы были названы вторичными.

На третьем  этапе для повышения эффективности разработки месторождений применяются методы увеличения нефтеотдачи (МУН) (Enhanced Oil Recovery - EOR). Эти методы называют также третичными. В США и в большинстве нефтедобывающих странах мира под методами увеличения нефтеотдачи понимают группу методов, отличающихся применяемыми рабочими агентами, повышающими эффективность вытеснения нефти. К настоящему времени освоены и применяются в промышленных масштабах следующие четыре группы методов увеличения нефтеотдачи:

• физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и т.п.);
• газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов);
• тепловые методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций);
• микробиологические методы (введение в пласт бактериальной продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте).

По мере развития технологий реализации МУН введено понятие улучшенные методы повышения нефтеотдачи (Improved Oil Recovery). Эти методы, которые иногда также называют четвертичными, предполагают комбинирование элементов перечисленных выше четырех групп МУН, а также таких перспективных технических средств повышения нефтеотдачи, как горизонтальные скважины. Следует подчеркнуть, что применение горизонтальных скважин для улучшения МУН связывают главным образом с решением таких стратегических задач как организация вертикального воздействия, повышение эффективности гравитационного режима разработки, выработка не вовлеченных в разработку запасов нефти. Это означает, что применение горизонтальных скважин нельзя рассматривать в качестве самостоятельного метода повышения нефтеотдачи, что нередко пропагандируется в нашей стране. Это тем более важно, что горизонтальные скважины часто применяют в качестве средства интенсификации добычи нефти. Далеко не всегда такое применение горизонтальных скважин приводит к повышению нефтеотдачи.

Обсуждая понятие  «улучшенные МУН» нужно отметить, что в зарубежной литературе имеется также упоминание об уплотнении сетки скважин. В этой связи напрашивается такое понимание термина «улучшенные МУН», согласно которому реализация МУН сопровождается применением всех технологий и средств повышения охвата процессом вытеснения нефти, в том числе оптимизация сеток размещения скважин и системы воздействия для вовлечения в разработку недренируемых и слабодренируемых запасов, нестационарное воздействие и перемена направлений фильтрационных потоков, выравнивание профиля вытеснения, барьерное заводнение.

Отметим, что  в международной практике собственно метод заводнения не упоминается  как метод увеличения нефтеотдачи. Однако в нашей стране этот метод  является превалирующим и повышение  его эффективности с точки зрения полноты извлечения нефти имеет стратегическое значение. Значительное число месторождений характеризуется высокой выработкой запасов. Применение на многих из них приведенных выше базовых (третичных) МУН по техническим и экономическим причинам проблематично. Поэтому представляется целесообразным отнести к категории улучшенных МУН и улучшенное заводнение, если оно предусматривает комплекс технологических и технических средств, приводящих к увеличению нефтеотдачи не на единицы процентов, а на 15 % и более по сравнению с проектной величиной. По оценкам именно с таким порогом в США связано предоставление экономических стимулов.

Это тем более  важно, так как согласно данным нефтяных компаний (табл. 8) дополнительная добыча нефти в нашей стране за счет применения методов увеличения нефтеотдачи за пятилетний период 1996-2000 г.г. выросла вдвое и достигла 43,1 млн.т. [14]. Такой объем дополнительной добычи соответствует примерно 17 % от общей добычи и примерно половине всей добыче из трудноизвлекаемых запасов. Распределение дополнительно добытой нефти по некоторым методам увеличения нефтеодачи приведено в таблице 9. Нетрудно в этой связи понять, что в компаниях к методам увеличения нефтеотдачи относят все геолого-технические мероприятия, приводящие к интенсификации добычи нефти, в том числе из активных запасов. В то же время известно, что применение даже таких мощных технических средств как гидроразрыв пласта и горизонтальные скважины далеко не всегда приводит к увеличению нефтеотдачи. Кроме того, согласно опыту применения методов увеличения нефтеотдачи такая высокая доля дополнительной добычи, декларируемая российскими компаниями, может быть интерпретирована таким образом, что в нашей стране методы увеличения нефтеотдачи уже применяются практически на всех месторождениях. Но при этом почему-то нефтеотдача низкая и продолжает падать.

Таблица 8

Добытая нефть  за счет применения  методов увеличения нефтеотдачи

Таблица 9

Распределение добытой нефти

по методам увеличения нефтеотдачи пластов

В этой связи  уместно напомнить, что согласно официальным данным в США, где  нефтеотдача растет, дополнительная добыча нефти за счет применения методов увеличения нефтеотдачи наращивалась в течение последних 25-30 лет и в настоящее время составляет примерно 35 млн.т., т.е. меньше той, о которой рапортуют российские компании.

Такая абсурдная  ситуация в значительной мере обязана отсутствию четкого определения термина «методы увеличения нефтеотдачи» и максимально формализованных определяющих его критериев.

В условиях еще  не сложившихся цивилизованных рыночных отношений эта неопределенность не столь безобидна. Именно она позволяет преподносить такие упомянутые выше мощные средства интенсификации как гидроразрыв пласта и горизонтальные скважины в качестве основных технологий увеличения нефтеотдачи [21]. Более того, в некоторых крупных сверхобеспеченных компаниях эти технологии отождествляют с современными “прогрессивными западными способами разработки”, противопоставляя их “консервативным советским способам разработки” [21]. Под таким знаменем в последние годы осуществляется масштабная выборочная интенсификация обработки активных запасов. В то же время по существу отвергается такой важный компонент “консервативного советского способа разработки”, как необходимость сохранения проектной системы  размещения скважин для достижения проектной нефтеотдачи. Количество выводимых из эксплуатации так называемых “нерентабельных” скважин уже исчисляется не единицами и не сотнями, а тысячами. В некоторых компаниях их число приближается к 50% от общего действующего фонда [22]. Сокращены объемы применения химических реагентов, также необходимых для достижения проектной нефтеотдачи. Наконец, кратно снизился по сравнению с советским временем объем дополнительной добычи нефти на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами за счет применения третичных методов увеличения нефтеотдачи, которые возможно тоже попали в разряд “нерентабельных” или “консервативных”. Конечно, такая практика приводит к снижению нефтеотдачи, притом существенному. Но себестоимость добычи снижается. В некоторых компаниях она уже находится в пределах 2,0 долларов США за баррель, что характерно для разработки высокопродуктивных месторождений Ближнего Востока.

В этой связи  уместно подчеркнуть, что в нефтяном бизнесе нефтеотдача не является первостепенной задачей недропользователя. Главное для него – получение  по возможности более высоких  прибылей для удовлетворения экономических интересов акционеров компании и инвесторов. Выполнение этой задачи, как правило, объективно входит в противоречие с достижением максимально возможных значений нефтеотдачи. Увеличение нефтеотдачи и извлекаемых запасов на этой основе – одна из важнейших забот хозяина недр, т.е. государства.

В большинстве  нефтедобывающих стран мира, даже в тех, которые обеспечены запасами на 50 и более лет, забота о полноте  извлечения нефти из недр становится все более приоритетной. Создаются такие экономические условия, при которых недропользователям выгодно развивать и применять современные методы увеличения нефтеотдачи. Одновременно фискальная система и система контроля со стороны государства не допускают получения сверхприбылей за счет интенсивной выборочной обработки активных запасов. Недропользователи, которые пренебрегают современными методами увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов нефти, во-первых, платят налоги сполна, а во-вторых, их акции теряют в цене. Потому, например, в США недропользователи обязаны ежегодно сдавать  аудит запасов в Федеральную Комиссию по биржам и ценным бумагам (SEC).

Приведенные выше истины помещены именно в данном разделе  «Концепции» для того, чтобы подчеркнуть, что речь в нем идет не просто о терминологии, а о важном социально значимом компоненте механизма и системы государственного управления рациональным использованием запасов нефти.

В большинстве  нефтедобывающих стран запасы нефти  являются национальным достоянием и  служат, в первую очередь, для повышения благосостояния народа. Именно поэтому цивилизованные  государства берут на себя заботу о сохранении и увеличении извлекаемых запасов нефти за счет повышения нефтеотдачи. Во многих странах эта задача решается надежно и прозрачно. Для этого создаются стимулы для испытаний и применения третичных и четвертичных методов увеличения нефтеотдачи. Одновременно устанавливается одинаковый для всех недропользователей налог или рента, не допускающие получение сверхприбыли. Желает недропользователь иметь стимулы – применяет четко определенные методы увеличения нефтеотдачи, не желает – платит налоги сполна.

В нашей стране формирование такой справедливой системы  осложняется следующими факторами:

1. Отсутствие вразумительной государственной концепции в вопросах повышения нефтеизвлечения [23].
2. Чрезмерная обеспеченность извлекаемыми запасами большинства крупных нефтяных компаний, что позволяет им обеспечивать нынешний уровень добычи нефти в основном за счет отработки активной  доли запасов, потенциал добычи из которых составляет 315 - 405 млн.тонн в год (см. Таблицу1). Именно поэтому применяются технологии интенсификации добычи нефти из этих запасов, а методы повышения нефтеотдачи практически не используются.
3. Отсутствие веры многих руководителей крупных нефтяных компаний в то, что наше государство на данном этапе развития рыночных отношений в состоянии сформировать прозрачный и справедливый механизм государственного управления рациональным использованием запасов нефти, свободный от лоббирования и коррупции и основанный на гармонизации интересов государства, недропользователя и инвестора.

В свете сказанного выше при формировании “Концепции”  определению термина “методы  увеличения нефтеотдачи” придавалось  первостепенное значение, ибо от четкости этого определения в значительной мере зависит степень прозрачности всей системы государственного управления рациональным использованием запасов нефти, в том числе и степень гармонизации экономических интересов субъектов нефтяного бизнеса.

Анализ мировой  и отечественной практики, учет несовершенства нынешнего этапа рыночных отношений в нашей стране диктуют необходимость отнесения к методам увеличения нефтеотдачи только третичных и четвертичных методов, т.е. тепловых, газовых и физико-химических, их сочетание между собой и с заводнением.

Именно стимулирование этих методов позволит в сжатые сроки  кардинально повысить потенциал  нефтеотдачи трудноизвлекаемых  запасов, а следовательно, и переломить многолетнюю негативную тенденцию  ее снижения.

Что касается улучшенных методов заводнения, то эти методы в нашей стране применяются в основном для улучшения разработки активных запасов. Такие мощные средства интенсификации, как ГРП, горизонтальные скважины, боковые стволы, которые для этого применяются, не ухудшают в целом экономические показатели проектов, хотя не всегда дают и ежеминутную выгоду. Об этом, в частности, свидетельствуют показатели большинства проектов, представленных на ЦКР Минэнерго.

В целом, применение улучшенных методов заводнения в  лучшем случае  могут обеспечить достижение проектной нефтеотдачи, а потому решить проблему повышения нефтеотдачи в стране с их помощью не удается.

Таким образом, предлагаемое в “Концепции” определение  термина “методы увеличения нефтеотдачи” позволяет:

• установить максимально возможную прозрачность стимулирования работ по повышению нефтеотдачи в стране;
• установить единую фискальную систему, исключающую получение сверхприбылей, а значит, увеличить бюджетные возможности для решения проблемы преодоления бедности;
• создать условия для преодоления негативной тенденции снижения нефтеотдачи в возможно короткие сроки;
• создать условия для развития отечественных методов увеличения нефтеотдачи и диверсификации нефтедобычи на основе развития отечественных смежных отраслей по техническому и информационному оснащению методов увеличения нефтеотдачи. 

Основные особенности  государственного регулирования 

рационального использования запасов нефти  в США

Целесообразно обратится к опыту США, где  системная работа по государственному управлению рациональным использованием запасов нефти проводится и совершенствуется в течение нескольких десятилетий. Действенные результаты этой работы очевидны: стране удается в течение длительного времени удерживать высокий уровень добычи нефти и поддерживать на достаточном уровне объемы извлекаемых запасов.

Сам механизм государственного управления рациональным недропользованием  достаточно прост и гибок. В связи  с тем, что он характеризуется прозрачностью и формализацией, практически не оставляет места для лоббирования и коррупции. Наконец, он создает достаточно привлекательные для недропользователей экономические условия, стимулирующие применение достижений научно-технического прогресса в области увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти. Именно поэтому жесткий контроль со стороны государства не вызывает «аллергии» у недропользователей. Более того, он стал для них привычным и обыденным.

Американский  опыт используется во многих странах. Его использование в нашей стране могло бы существенно ускорить внедрение рыночного механизма рационального использования недр.

В США право  собственности на минеральные ресурсы  изначально принадлежит собственнику земли (ее поверхности). Право собственности на землю автоматически дает право на ведение работ, связанных с разведкой, разработкой и добычей полезных ископаемых. Если правительство (федеральное, штата или местное) является собственником земли, тогда оно владеет и ее минеральными ресурсами.

85 % от всех  запасов нефти сосредоточены  на территориях, принадлежащих  государству. Эти запасы считаются  в США общенациональным достоянием  и рассматриваются как важный  рычаг в руках государства  для решения стратегических, политических  и социальных задач, а также уменьшения зависимости от импорта нефти. Право собственности федерального правительства на эти запасы является неотъемлемым элементом государственного регулирования рыночных отношений в нефтяном бизнесе США.

Государство, предоставляя нефтяным компаниям на определенных условиях право разработки государственных запасов, осуществляет активное регулирование деятельности добывающих компаний. Необходимость в таком регулировании возникает вследствие того, что интересы государства с одной стороны и недропользователей (а также инвесторов) с другой - не совпадают.

Основной  целью государства, как собственника запасов своих недр, является наиболее полное и рациональное их использование. Главным показателем в этой области является степень извлечения нефти, достигаемая при разработке месторождений, которая в свою очередь характеризуется значением нефтеотдачи. Коэффициент нефтеотдачи определяет объем извлекаемых запасов - часть от начальных разведанных геологических запасов, которую возможно добыть при существующих технологиях добычи нефти. При этом, чем совершенней применяемые добывающими компаниями технологии, тем большая часть запасов нефти может быть добыта. Контроль со стороны государства за разработкой запасов объясняется тем, что в конечном итоге величина извлекаемых запасов определяет потенциальный объем добычи нефти, а значит и уровень поступлений в федеральный и местный бюджеты, а также уровень дивидендов акционерам.

Нефтедобывающие компании и инвесторы, напротив, стремятся  в первую очередь к тому, чтобы добыча нефти была рентабельной, а срок возвращения инвестиций как можно короче. Что касается повышения нефтеотдачи, то эта работа проводится нефтедобывающими компаниями только тогда, когда экономические показатели их деятельности, по крайней мере, не ухудшаются.

Государственное регулирование и управление нефтедобывающим  сектором экономики США осуществляют несколько федеральных ведомств:

• Министерство энергетики (Department of Energy - DOE);
• Министерство внутренних дел (Department of the Interior - DOI);
• Комиссия по ценным бумагам и биржам (U.S. Securities and Exchange Commission - SEC);

Контроль осуществляется также администрациями штатов через  местные железнодорожные комиссии (Railroad Commission).

Выработка стратегических целей и направления деятельности государства в области рационального использования недр осуществляется Комиссией при Президенте США. Эта же Комиссия осуществляет координацию и контроль за деятельностью упомянутых выше государственных органов регулирования и управления нефтедобывающим сектором экономики США.

Основные функции  федеральных и штатных ведомств в сфере рационального использования  запасов нефти распределяются следующим  образом:

1. Министерство  энергетики:

• увеличение эффективности использования национальных природных ресурсов;
• формирование и реализация федеральных программ (промысловых и научных) освоения и развития наукоемких методов и технических средств увеличения степени использования запасов нефти;
• обеспечение научно-технологической информации и анализа эффективности разработки нефтяных месторождений для принятия решений государственными органами власти по совершенствованию механизма и структуры управления рациональным использованием запасов.

2. Министерство  внутренних дел (DOI) в лице службы  по управлению минеральными ресурсами (Minerals Management Service - MMS):

• обеспечение обоснованной оценки ресурсов нефти на федеральных и индейских территориях;
• контроль за выполнением недропользователями условий аренды и права разработки нефтяных месторождений;
• обеспечение защиты окружающей среды, населения и животных при разработке нефтяных месторождений на федеральных и индейских территориях;
• обеспечение контроля за безопасным ведением работ на морских нефтепромыслах;
• сбор и распределение арендной платы, бонусов, платы за право разработки нефтяных месторождений.

3. Федеральная  комиссия по ценным бумагам  и биржам:

• защита интересов акционеров на основе регулирования рынка ценных бумаг недропользователей;
• обеспечение прозрачности результатов финансовой и производственной деятельности нефтяных компаний в области разработки нефтяных месторождений;
• контроль за ежегодной независимой экспертизой извлекаемых запасов нефтяных компаний.

4. Железнодорожные  комиссии:

• текущий контроль основных технологических параметров разработки нефтяных месторождений;
• текущий контроль разведочных работ, добычи нефти и её транспортировки;
• текущий контроль за рациональным использованием недр;
• текущий экологический контроль;
• текущий контроль за безопасным ведением работ.

В основе оптимизации  интересов всех участников нефтяного бизнеса положена ежегодная независимая экспертиза извлекаемых запасов, требуемая Федеральной комиссией по ценным бумагам и биржам. Без этого ни одна нефтяная компания не сможет разместить на бирже свои акции с целью привлечения инвесторов. В США независимую экспертизу осуществляют четыре основных частных предприятия, существование которых определяется объективностью и профессионализмом экспертизы. Нарушение этого принципа - трагедия для сотрудников, они изгоняются из нефтяного бизнеса.

Интересы государства экспертные фирмы обязаны соблюдать на основании экономических и технологических критериев, вырабатываемых федеральными и штатными органами. Эти критерии направлены на стимулирование и обязательное применение научно-технического прогресса в области рационального использования недр. Необходимо особо подчеркнуть, что экспертиза обязана учитывать новые достижения в области повышения нефтеотдачи пластов.

Как отмечалось выше, в США механизм и структура  государственного управления рациональным использованием запасов нефти непрерывно совершенствуется. Однако, незыблемым остается основной принцип управления - сочетание экономического стимулирования применения методов и средств увеличения нефтеотдачи с жестким контролем законности использования этих стимулов. Основные экономические стимулы - финансовая поддержка и налоговые льготы. Основная цель стимулов - вознаграждение недропользователей за высокие финансовые затраты и технический риск при испытаниях и освоении методов увеличения нефтеотдачи по сравнению с традиционными методами добычи нефти. В противном случае такие проекты могут быть нерентабельными и недропользователи их реализовывать не будут. В результате остановятся исследования и внедрение новых технологий. Эти технологии зачастую вначале очень дороги и потому считается, что они имеют невысокие шансы на успех вследствие недостатка опыта их применения. Однако впоследствии, в результате опыта их применения и внедрения различных усовершенствований, их стоимость существенно снижается и они становятся доступными для всей нефтедобывающей отрасли. Без применения методов увеличения нефтеотдачи в пластах остается значительное количество неизвлеченной нефти, что нерационально с точки зрения государственной политики использования недр.