В России современные инновационные методы активно внедряются с 2000-х годов, например, на месторождениях Западной Сибири и Крайнего Севера. Здесь используются комплексные автоматизированные системы управления процессами добычи, интеллектуальные скважины, цифровое моделирование работы пластов, а также различные способы увеличения нефтеотдачи пласта, включая закачку газа, воды или специальных химических реагентов. Методологически инновации в нефтедобыче основываются на интеграции знаний из геологии, химии, физики, информационных технологий и управления. Сегодня подобные технологии применяются практически на всех крупных месторождениях мира, обеспечивая устойчивое развитие нефтяной отрасли, снижение затрат и минимизацию негативного влияния на окружающую среду.
За последние 15 лет международная практика демонстрирует успешную реализацию программы по увеличению извлекаемых запасов, основанной на промышленном применении современных методов увеличения нефтеотдачи. Несмотря на существенное усложнение структуры запасов и рост доли трудноизвлекаемых и нетрадиционных нефтяных ресурсов, мировые доказанные извлекаемые запасы выросли в 1,4 раза, а проектная нефтеотдача достигла показателя в 50% [1].
Традиционные методы разработки месторождений представляют собой проверенные временем технологии добычи полезных ископаемых, которые до сих пор широко применяются в промышленности.
Вертикальное бурение является одним из основных методов скважинной разработки. При этой технологии буровая установка создает прямую скважину строго вертикально вниз. Основными характеристиками такого бурения являются точность позиционирования и относительно простая конструкция скважины. Эффективность метода обусловлена возможностью точного попадания в продуктивный пласт при соблюдении всех технологических требований. Однако стоит отметить, что при разработке наклонных или горизонтальных пластов вертикальная скважина может быть менее эффективной.
Классическая технология добычи включает в себя несколько базовых принципов. При разработке твердых полезных ископаемых применяются шахтный и карьерный способы. Шахтный метод предполагает создание системы подземных выработок, в то время как карьерный осуществляется открытым способом. Для жидких и газообразных ископаемых используется скважинная добыча. Морской способ позволяет вести работы ниже уровня моря, а комбинированный метод сочетает различные подходы [2].
Ограничения классической технологии связаны с геологическими условиями месторождения, глубиной залегания полезных ископаемых и их типом. Например, шахтный способ может быть неэффективен при сложных грунтовых условиях, а карьерный метод имеет ограничения по глубине разработки. Показатели эффективности традиционных методов достаточно высоки, особенно при правильном выборе способа разработки с учетом конкретных условий месторождения.
Рассмотрим инновационные методы разработки нефтяных месторождений.
4D-сейсмический мониторинг представляет собой передовую технологию создания динамических моделей нефтегазовых бассейнов в режиме реального времени. Особенностью 4D-мониторинга является возможность отслеживания изменений в структуре залежей на протяжении всего периода разработки месторождения. Технология базируется на последовательных 3D-сейсмических съемках, результаты которых сопоставляются во времени [3]. Это позволяет:
— точно определять перемещение фронта вытеснения,
— оценивать эффективность методов увеличения нефтеотдачи,
— оптимизировать размещение новых скважин.
Экологосберегающая геологоразведка существенно снижает воздействие на природную среду при проведении геологоразведочных работ. Ключевым элементом технологии является замена традиционных кабельных систем на беспроводные радиотелеметрические датчики. Преимущества метода:
— сокращение площади необходимых вырубок минимум вдвое,
— минимизация физического воздействия на экосистему,
— повышение мобильности разведочных групп,
— снижение затрат на логистику.
Бурение высокотехнологичных горизонтальных и многоствольных скважин заключается в создании горизонтальных стволов, которые целенаправленно направляются в наиболее перспективные участки пласта. Особенности технологии:
— минимизация воздействия на нефтенасыщенные породы,
— возможность выборочного вскрытия продуктивных пластов,
— увеличение площади фильтрации,
— повышение коэффициента извлечения нефти,
— снижение рисков преждевременного обводнения.
Многостадийный гидроразрыв пласта позволяет одновременно воздействовать на несколько участков продуктивного пласта. Процесс включает последовательную обработку отдельных участков скважины с использованием специальных пакеров [4].
Использование “умной” воды — инновационная технология, основанная на подборе оптимального состава закачиваемой воды с учетом характеристик конкретного пласта. “Умная” вода содержит специально подобранные соли и химические соединения, которые:
— улучшают отмыв нефти из пор пласта,
— блокируют высокопроницаемые каналы,
— снижают вязкость нефти,
— предотвращают образование эмульсий.
Экономическая эффективность инновационных методов разработки нефтяных месторождений демонстрирует значительное превосходство над традиционными технологиями. При сравнении показателей производительности наблюдается существенный рост эффективности добычи, достигаемый за счет комплексного применения современных технологий.
В частности, внедрение высокотехнологичных горизонтальных скважин и многостадийного гидроразрыва пласта позволяет увеличить дебит скважин в несколько раз по сравнению с вертикальными скважинами. Это достигается благодаря значительному увеличению площади фильтрации и более эффективному вскрытию продуктивных пластов.
Стоит уделить влиянию инновационных методов на коэффициент извлечения нефти (КИН). Применение современных технологий, включая 4D-сейсмический мониторинг и использование “умной” воды, позволяет существенно повысить КИН. В среднем, внедрение комплекса инновационных технологий позволяет увеличить КИН на 10-15% по сравнению с традиционными методами [5].
Что касается экономических расчетов, то первоначальные затраты на внедрение инновационных технологий действительно выше, чем при использовании традиционных методов. Однако эти инвестиции быстро окупаются за счет повышения эффективности добычи и снижения операционных затрат в долгосрочной перспективе.
Срок окупаемости инновационных проектов варьируется в зависимости от масштаба месторождения и применяемых технологий, но в среднем составляет 2-3 года при условии правильного планирования и реализации. Прогнозируемая рентабельность таких проектов находится на уровне 25-30% годовых, что делает их привлекательными для инвесторов [6].
Важно отметить, что экономическая эффективность инновационных методов существенно возрастает при их комплексном применении. Синергетический эффект от сочетания различных технологий позволяет достичь максимальной производительности при оптимальных затратах.
Дополнительным фактором экономической эффективности является снижение операционных затрат благодаря повышению эффективности добычи. Например, снижение обводненности месторождений всего на 1% позволяет уменьшить операционные затраты на добычу нефти на 15%.
Современные технологии позволяют существенно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу за счет внедрения эффективных очистных систем и контроля выбросов. Особое внимание уделяется рациональному использованию водных ресурсов – применяются современные очистные сооружения, проводится утилизация загрязненных вод с минимальным воздействием на окружающую среду.
В области утилизации отходов предприятия внедряют системы раздельного сбора и классификации отходов, обеспечивая надежную утилизацию токсичных материалов. Проводятся противоэрозийные мероприятия, направленные на охрану земель и зеленых зон. Важным аспектом является внедрение замкнутых циклов производства.
Соблюдение экологических стандартов является обязательным требованием для всех предприятий нефтегазового комплекса. Современные нормативы предусматривают строгие ограничения по выбросам вредных веществ, использованию природных ресурсов и образованию отходов. Предприятия регулярно проходят экологический аудит, в ходе которого оценивается соответствие действующим требованиям и разрабатываются рекомендации по улучшению экологической эффективности [7].
На предприятиях создаются специализированные экологические службы, отвечающие за разработку и реализацию экологических программ, ведение необходимой документации и взаимодействие с контролирующими органами.
Перспективы развития экологических аспектов в нефтегазовой отрасли связаны с дальнейшим внедрением инновационных технологий, позволяющих минимизировать воздействие на окружающую среду. Особое внимание уделяется развитию методов экологически безопасной добычи, включая:
— Внедрение технологий замкнутого цикла производства
— Развитие методов очистки промышленных стоков
— Совершенствование систем утилизации отходов
— Внедрение возобновляемых источников энергии
— Развитие методов восстановления нарушенных земель
Важным направлением является разработка и внедрение новых экологически безопасных материалов и технологий, позволяющих снизить энергопотребление и минимизировать образование отходов.
В результате проведенных исследований были сделаны следующие ключевые выводы.
Прежде всего, доказано, что внедрение инновационных методов разработки месторождений с трудноизвлекаемыми и нетрадиционными запасами нефти демонстрирует высокую эффективность. Особенно перспективными оказались водогазовые, парогазовые и термогазовые методы увеличения нефтеотдачи.
Важным выводом стало то, что месторождения с низкопроницаемыми коллекторами обладают наибольшим потенциалом прироста запасов. При этом традиционные методы разработки показывают низкую эффективность при работе с залежами баженовской свиты, где использование инновационных технологий позволяет значительно улучшить показатели извлечения углеводородов.
Особого внимания заслуживает синергетический эффект от интеграции различных методов воздействия на продуктивный пласт. Сочетание газовых и тепловых методов с заводнением демонстрирует повышенную эффективность по сравнению с применением отдельных технологий.
Список литературы
- Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года: Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 № 1715-р;
- Приказ Министерства природных ресурсов РФ № 41 «О временных критериях отнесения запасов нефти к категории трудноизвлекаемых» от 13 февраля 1998 г;
- Баскакова О. В. Экономика предприятия (организации): Учебник / О. В. Баскакова, Л. Ф. Сейко. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2020. — 372 с;
- Липсиц И. В. Инвестиционный анализ. Подготовка и оценка инвестиций в реальные активы: учебник / И. В. Липсиц, В. В. Коссов. — М.: ИНФРА-М, 2021. — 320 с;
- Лисовский Н. Н., Халимов Э. М. О классификации трудноизвлекаемых запасов // Вестник ЦКР Роснедра. — 2020. — № 6. — С.33–35;
- Добыча нефтяного сырья [Электронный ресурс] // Министерство энергетики Российской Федерации: официальный сайт. — Режим доступа: https://minenergo.gov.ru/node/1209;
- Строкач, К. Е. Эффективность внедрения инновационных технологий для разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти / К. Е. Строкач. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 6 (244). — С. 146-149. — URL: https://moluch.ru/archive/244/56443/ (дата обращения: 25.03.2025).
