Diabeł nie jest taki straszny: co trzeba wiedzieć o technologii szczelinowania hydraulicznego? Co jest dobre dla Rosjanina, to szczelinowanie dla reszty Cechy szczelinowania hydraulicznego dla ubitych piaskowców.

Od 65 lat szczelinowanie hydrauliczne jest tylko jedną ze znanych metod stymulowania wydobycia węglowodorów, nie ma tak doniosłego znaczenia, jakie nabrało w ostatnich latach w Europie i na Ukrainie, a obecnie jest nierozerwalnie związane z wydobyciem gazu łupkowego. Jednak technologia ta była znana na terenie byłego ZSRR na długo przed rozpoczęciem komercyjnej produkcji gazu łupkowego w Stanach Zjednoczonych na początku tego stulecia. W przestrzeni postsowieckiej liderem w stosowaniu szczelinowania hydraulicznego jest Rosja, ustępując miejsca pod względem liczby operacji tylko Stanom Zjednoczonym – w skali globalnej. .

Zaskakujące, ale prawdziwe: dziś szczelinowanie hydrauliczne jest zabronione tylko w tych krajach, w których z zasady nie produkuje się gazu: we Francji, Czechach, Bułgarii. Dziwnym „zbiegiem okoliczności” głównym dostawcą gazu dla tych krajów jest Federacja Rosyjska. Z Ukrainą jest inaczej: kraj wydobywa ~20 mld metrów sześciennych gazu rocznie (zapewniając ~40% zapotrzebowania), a dzięki obecności rezerw, planów i projektów wydobycia gazu ze źródeł niekonwencjonalnych ( piaskowiec, łupki, pokłady węgla itp.) zmniejszają zależność gazową od Gazpromu.

Rosja od wielu lat jest monopolistycznym dostawcą gazu na Ukrainę, która obecnie realizuje projekty dywersyfikacji dostaw gazu, m.in. dzięki wydobyciu gazu łupkowego na krajowych złożach. Tylko w ciągu ostatnich dwóch lat, dzięki oszczędności i efektywności energetycznej, Ukrainie udało się znacząco (z 40 do 30 mld m sześc.) zmniejszyć import rosyjskiego gazu, a zwiększenie własnej produkcji postrzegane jest jako skuteczny sposób na pozbycie się nadmiernego uzależnienie gazowe od Gazpromu...

W związku z redukcją wolumenu importu rosyjskiego gazu na Ukrainę takie inicjatywy tego kraju w naturalny sposób nie budzą optymizmu rosyjskiego monopolisty gazowego, który już traci swoją pozycję na europejskim rynku gazu w związku z łupkową rewolucją w Stanach Zjednoczonych. Państwa. Rosja nie planuje jeszcze poszukiwać swojego gazu łupkowego, ale nie sprzeciwia się badaniom możliwości wydobycia ropy łupkowej, nadal szeroko wykorzystując szczelinowanie hydrauliczne na swoich polach naftowych.

Gaz łupkowy: stanowisko Gazpromu

Po ewidentnie pozytywnych wynikach Stanów Zjednoczonych, kiedy to właśnie dzięki zagospodarowaniu łupków uzyskano znaczne dodatkowe wolumeny gazu (w 2009 roku wydobyto 67 mld m3 gazu łupkowego, tj. ~11,3% całkowitego wydobycia gazu w Stany Zjednoczone), „ Gazprom zaczął monitorować rozwój przemysłu gazu łupkowego. Teraz corocznie w IV kwartale monopolista publikuje raport monitorujący dla tej branży.

Jesienią 2010 roku, zgodnie z wynikami pierwszego roku monitoringu, okazało się, że Gazprom posiada własne technologie, podobne do tych stosowanych przy wydobyciu gazu łupkowego i wykorzystuje je do wydobycia gazu węglowego w Kuzbasie (Gazprom, 29 października , 2010 http://www.gazprom.ru/press/news/2010/october/article104865/).
W komunikacie z 2011 r. wskazano, że rosyjski monopolista gazowy bada temat łupków na rynkach regionalnych, a w 2012 r. Gazprom skupił się na negatywnych doświadczeniach tej branży w Europie, w szczególności stwierdził, że wydał zakazy szczelinowania w wielu krajach.

„…Gazprom ma własne technologie do wydobycia gazu łupkowego…” – mówi Igor Jusufow, członek Rady Dyrektorów Gazpromu, założyciel Funduszu Energetycznego, były minister energetyki Rosji w latach 2001-2004. (Artykuł „Gaz łupkowy to biznes przynoszący straty i bardzo szkodliwy dla środowiska”, 25 kwietnia 2013 r.). Gazprom nie widzi jednak potrzeby rozwijania własnych formacji łupkowych. uważają, że 28 bilionów metrów sześciennych gazu ziemnego w bilansie firmy wystarczy na dziesięciolecia, aby zaspokoić wewnętrzne potrzeby rosyjskiej gospodarki i wypełnić zobowiązania wobec partnerów w WNP i za granicą.

Tym samym Rosja nie ma jeszcze strategicznej potrzeby polegania na gazie łupkowym, zwłaszcza w obliczu nadwyżek wydobycia gazu ziemnego i katastrofalnego spadku wolumenu dostaw za granicę. Jednak w szczególności niedawny zakup TNK-BP przez Rosnieft, zdaniem niektórych ukraińskich geologów, wynika przede wszystkim ze strategicznych interesów pozyskania przez TNK-BP technologii produkcji trudnych do odzyskania węglowodorów, m.in. zasoby gazu niekonwencjonalnego.

Jednocześnie szczelinowanie hydrauliczne jest szeroko rozwijane przez rosyjskie koncerny naftowe, m.in. Gazprom Nieft (dawniej Sibneft), spółkę zależną Gazpromu, gdzie posiada 95,68% akcji.
W szczególności, 8 kwietnia 2013 r. Gazprom Neft i Royal Dutch Shell plc podpisały Memorandum Potwierdzenia Umowy o partnerstwie ogólnym w zakresie poszukiwania i wydobycia ropy łupkowej. Strony powołają spółkę joint venture, która zaangażuje się w nowe projekty poszukiwania i zagospodarowania łupków naftowych w Chanty-Mansyjskim Okręgu Autonomicznym

Szczelinowanie hydrauliczne to technologia, która zapewnia Rosji wiodącą pozycję na światowym rynku ropy

Rosja powszechnie stosuje szczelinowanie hydrauliczne do produkcji ropy naftowej (gaz nadal płynie sam), ponadto tylko Stany Zjednoczone stosują więcej szczelinowania hydraulicznego, a Rosja z pewnością zajmuje drugie miejsce na świecie. Na razie nie ma dużych problemów z wydobyciem gazu, ale z ropą nie wszystko jest tak dobre. Laury wieloletniego lidera wydobycia ropy zdają się nękać Rosję, która od kilku lat próbuje narzucić rywalizację Arabii Saudyjskiej. W ciągu ostatnich kilku lat robiono to fragmentarycznie, a także na podstawie wyników poszczególnych miesięcy (ryc. 1).

Pomimo wysokich światowych cen ropa, jako główny surowiec energetyczny w światowym bilansie energetycznym (ropa – 33%, węgiel – 30%, gaz – 24%), nadal konkuruje z zaporowo wysokimi cenami rosyjskiego gazu. Rosja nadal stosuje wiązanie własnych cen gazu z koszykiem produktów naftowych, ale już teraz staje się to bardziej szczególny przypadek, ponieważ wiele krajów odchodzi od tego wiązania, dając pierwszeństwo obrocie w centrach specjalizujących się w obrocie gazem (giełdy, huby).

Tylko dzięki zastosowaniu technologii wieloetapowego szczelinowania hydraulicznego i wierceń poziomych Rosji udaje się nadal zwiększać wydobycie ropy naftowej. Są to te same technologie, których używają Stany Zjednoczone do wydobycia gazu łupkowego i ropy naftowej.

Do tej pory firmy rosyjskie realizują 8-etapowe szczelinowanie hydrauliczne, natomiast firmy zachodnie - średnio do 40 etapów wykonują 20 etapów. W lipcu 2013 roku amerykańska firma NCS Oilfield Services wykonała 60-stopniowe szczelinowanie hydrauliczne odwiertu w Kanadzie, co stało się nowym rekordem. Pod względem rezerw ropy naftowej Rosja zajmuje 8 miejsce na świecie, za kilkoma krajami OPEC i Kanadą. Potwierdzone zasoby ropy naftowej Rosji są 3-4 razy mniejsze (rys. 2) niż Arabii Saudyjskiej, światowego lidera wydobycia ropy, ale mimo to Rosja wydobywa z podglebia ilości porównywalne z zasobami Królestwa. Większość produkowanej ropy trafia na eksport, co stanowi znaczną część dochodów finansowych kraju.

Biorąc pod uwagę oczywiście różne możliwości i warunki wydobycia ropy, wyścig o przywództwo między Arabią Saudyjską a Federacją Rosyjską trwa. Dlatego wiodące rosyjskie firmy, m.in. Przedsiębiorstwa Gazpromu z branży naftowej opracowują i udoskonalają metody zwiększania (intensyfikacji) wydobycia węglowodorów, w tym szczelinowania hydraulicznego (tzw. szczelinowania).

Szczelinowanie hydrauliczne przenosi się po Rosji

„... Rosja jest jednym z największych odbiorców usług szczelinowania hydraulicznego zarówno w celu stymulowania wydobycia ropy, jak i zwiększenia wydobycia ropy”, - Gazprom Neft, 5.12.2012.

Od 1985 r. w Rosji powstały wyspecjalizowane firmy, które następnie przeprowadzały rocznie tysiące operacji szczelinowania hydraulicznego. W przypadku większości rozwiniętych odwiertów szczelinowanie hydrauliczne stało się niezbędną częścią procesu produkcji ropy naftowej. Szczelinowanie hydrauliczne najskuteczniej stosuje się w rosyjskich odwiertach ze zbiornikami o niskiej przepuszczalności. Bardzo często tylko dzięki zastosowaniu szczelinowania hydraulicznego możliwe jest osiągnięcie opłacalnego poziomu produkcji odwiertów. Na Syberii rocznie przeprowadza się 500 operacji odwiertów. Na przełomie 2005 r. ponad 40% rezerw do wydobycia ropy w Rosji znajdowało się w złożach o niskiej przepuszczalności, aw przyszłości spodziewano się ich wzrostu do 70%. Dlatego dużo uwagi poświęcono perspektywom wykorzystania szczelinowania hydraulicznego. (Yu.D. Kachmar, V.M. Svitlitskiy i inni. „Intensyfikacja refluksu węglowodanów w obwodzie swierdłowskim.” - Lwów, 2005 r. - 414 stron)

W niedawnej przeszłości prywatne firmy naftowe Jukos i Sibnieft stosowały na swoich polach szczelinowanie hydrauliczne, ale informacje te nie były dostępne dla ogólnej społeczności międzynarodowej.
W marcu 2013 roku na konferencji CERA Week (Houston, Teksas, USA) rosyjskie koncerny naftowe opowiedziały światu o swoich osiągnięciach i planach wykorzystania szczelinowania hydraulicznego do zwiększenia produkcji na starych złożach. W szczególności firmy naftowe zgłosiły:
W ciągu najbliższych trzech lat Gazprom Nieft wraz z Shellem rozpocznie eksploatację złóż, złoża zbliżonego budową geologiczną do złoża łupkowego Bakken (USA). W projekcie wezmą również udział Rosneft i Exxon Mobil;
W 2013 roku Rosnieft planuje zastosować szczelinowanie hydrauliczne w 50 odwiertach (w 2012 roku – 3); Do 2011 roku Łukoil nie stosował szczelinowania hydraulicznego, ale do początku 2013 roku firma miała już 215 odwiertów poziomych, a za trzy lata ich liczba wzrośnie do 450;

W otwartych źródłach nietrudno znaleźć bardziej imponujące liczby dotyczące wykorzystania szczelinowania hydraulicznego przez rosyjskie firmy naftowe.

W 2012 roku NK Gazprom Nieft wykonał 68 odwiertów poziomych, w tym 19 metodą wieloetapowego szczelinowania hydraulicznego (do 6 etapów). Do 2013 roku Gazprom Nieft wykonał już 2,5 tys. prac związanych ze szczelinowaniem hydraulicznym. Rocznie przeprowadza się około 500 zabiegów szczelinowania hydraulicznego, a firma nie planuje jeszcze zmniejszać tej liczby.

Na 2013 rok zaplanowano wykonanie 120 odwiertów, m.in. 70 z wielostopniowym szczelinowaniem hydraulicznym. 10 lipca 2013 r. Gazprom Nieft dokonał pierwszego 8-stopniowego szczelinowania hydraulicznego na polu naftowo-gazowo-kondensatowym Wyngapurowskie. Stanowisko największego rosyjskiego państwowego koncernu naftowego w sprawie szczelinowania hydraulicznego jasno wynika z przemówienia prezesa Rosniefti II Sieczina na konferencji CERA Week w Houston w Teksasie 6 marca 2013 r.

„… Rosnieft dąży do tego, by stać się firmą technologiczną. W produkcji już teraz aktywnie wykorzystujemy takie metody, jak wieloetapowe szczelinowanie hydrauliczne w połączeniu z wierceniem poziomym. Specyfika naszych zbiorników wymaga rozwoju i adaptacji technologii stymulacji zbiorników, a program ten realizujemy dziś z udziałem partnerów Statoil i ExxonMobil. Nasi specjaliści szeroko wykorzystują wiercenie studni poziomych o zasięgu pionowym do 7 km, m.in. na półce i przy efektywnym okablowaniu do 1 km w warstwach o grubości zaledwie 3-4 metrów. Zagospodarowanie złóż węglanowych o niskiej przepuszczalności przez odwierty poziome, m.in. wielolufowy ... ”, - zauważył I. Sieczin.

W szczególności na początku listopada 2006 r. na polu naftowym Priobskoje, eksploatowanym przez LLC RN-Jugansknieftiegaz (spółka zależna Rosniefti, która przejęła kontrolę nad głównym aktywem Jukosu – Jugansknieftiegazem), przy udziale specjalistów z Newco Well Service przeprowadzono największe szczelinowanie hydrauliczne złoża ropy w Rosji. Akcja trwała 7 godzin i była transmitowana na żywo przez Internet do biura Jugansknieftiegazu. Według otwartych źródeł do maja 2012 r. Jugansknieftiegaz zrealizował ponad 10 000 prac związanych ze szczelinowaniem hydraulicznym.

W latach 2009-2010 Rosnieft pozostała największym klientem firm usługowych w zakresie szczelinowania hydraulicznego, a obecnie wykonuje się 2 tys. zł szczelinowania hydraulicznego rocznie, a zdecydowana większość nowych odwiertów jest uruchamiana po szczelinowaniu hydraulicznym. NK TATNEFT planuje wykonać 579 prac związanych ze szczelinowaniem hydraulicznym w 2013 roku (376 w 2012 roku). W pierwszym półroczu Tatnieft-RemService LLC wykonała dla Tatniefti 309 operacji szczelinowania hydraulicznego, o 113 więcej niż w ciągu 6 miesięcy 2012 r. (Ropa Rosji, 31 lipca 2013 r.)

Z raportu rocznego NK Łukoil za 2012 rok wynika, że ​​firma aktywnie wykorzystuje w swojej pracy szczelinowanie hydrauliczne. „W 2012 roku inwestycje w zaawansowane technologicznie metody rozwojowe, takie jak wiercenie odwiertów poziomych i szczelinowanie hydrauliczne, pozwoliły Spółce pozyskać dodatkowe rezerwy do zagospodarowania w regionie Morza Kaspijskiego i Republice Komi…”

„Przełomowe technologie NK Lukoil, wprowadzone w 2012 roku, obejmują wiercenie odwiertów poziomych z wieloetapowym szczelinowaniem hydraulicznym. W 2012 roku oddano do użytku 99 odwiertów z wieloetapowym szczelinowaniem. Średnie tempo wydobycia ropy - 43,5 tony / dzień. Jeśli w 2011 r. Technologia wielostopniowego szczelinowania hydraulicznego była stosowana tylko na Zachodniej Syberii, to w 2012 r. - na polach OOO LUKOIL-PERM, OOO LUKOIL-Komi .... „… W 2012 roku Grupa Lukoil wykonała 5 605 operacji EOR (intensywne odzyskiwanie ropy), czyli o 15% więcej niż w 2011 roku. W 2012 roku dodatkowa produkcja z powodu zastosowania metod EOR w Rosji wyniosła 23,1 miliona ton. Większość dodatkowej produkcji (15,1 miliona ton) uzyskano metodami fizycznymi, głównie z powodu szczelinowania hydraulicznego.

„W 2012 roku na polach Grupy wykonano 867 zabiegów szczelinowania hydraulicznego przy średnim wzroście wydobycia ropy naftowej o 8,1 tony dziennie. Prawie 8 mln ton ropy wyprodukowano innymi metodami EOR - hydrodynamiczną, termiczną, chemiczną, intensyfikacją produkcji. W 2012 r. kontynuowano aktywne wprowadzanie najnowszych technologii chemicznych (przeprowadzono 1602 operacji wobec 1417 w 2011 r.) – informuje akcjonariuszy NK Lukoil.

Wyniki, a także plany pracy rosyjskich koncernów naftowych wskazują, że jest mało prawdopodobne, aby w najbliższej przyszłości zmieniły one swoje podejście do szczelinowania hydraulicznego, dzięki czemu zapewnione są znaczne wolumeny wydobycia ropy. Stosowanie szczelinowania hydraulicznego jest aktywnie prowadzone na polach gazowych, ale z oczywistych względów informacje na ten temat są bardziej zamknięte.

O zastosowaniu szczelinowania hydraulicznego na polach gazowych w Rosji poinformował wieloletni partner Gazpromu, niemiecki koncern BASF. W szczególności mówili o Achimgazie (spółka joint venture Gazpromu i Wintershall), która stosuje technologię szczelinowania hydraulicznego w Urengoju: „… nasza spółka zależna Wintershall, przestrzegając surowych norm bezpieczeństwa i ochrony środowiska, od kilkudziesięciu lat stosuje tę technologię w produkcji ropa, a zwłaszcza gaz w Rosji, Argentynie, Holandii i Niemczech. Jak dotąd nie było ani jednego przypadku zanieczyszczenia wód gruntowych” – cytuje Harald Schwager – członek Rady Dyrektorów Wykonawczych BASF SE odpowiedzialny za biznes naftowo-gazowy – gazeta Frankfurter Allgemeine. Główną tezą BASF i H. Schwagera jest w szczególności: „… technologia szczelinowania w przyszłości stanie się powszechna w różnych częściach świata, jej aktywne stosowanie poważnie zmieni system zaopatrzenia w energię i ceny energii”.

Kto wykonuje szczelinowanie hydrauliczne w Rosji?

Usługi szczelinowania hydraulicznego w Rosji świadczą głównie zachodnie wyspecjalizowane firmy serwisowe. Istniejący park sprzętu (flota) do szczelinowania hydraulicznego w Rosji należy zarówno do wyspecjalizowanych firm serwisowych, jak i pionów serwisowych rosyjskich firm naftowych i gazowych. Najwięcej operacji szczelinowania hydraulicznego w Rosji wykonują Trican Well Service, Surgutneftegaz, KATCO Oil, Schlumberger, CalFrac, TatRemService, MeKamiNeft, Weatherford, Halliburton i szereg innych. rządowa flota do szczelinowania hydraulicznego, która została wyprodukowana na Białorusi na licencji "amerykańskiej" firmy "NOV ​​Fidmash" ("Olej Rosji", 25.02.2013).

Dopiero pod koniec maja 2013 roku w Rosji zakończono testy najnowszego krajowego sprzętu do szczelinowania hydraulicznego złóż ropy i gazu.

Powszechne stosowanie szczelinowania hydraulicznego na rosyjskich polach naftowych i gazowych jest od kilku lat najbardziej palącym tematem w branży. Rosnące zapotrzebowanie rosyjskich firm na szczelinowanie hydrauliczne przewidywali specjaliści już kilka lat temu. Opracowanie wysokowydajnego kompleksu technologicznego do szczelinowania hydraulicznego zostało zlecone przez Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej w 2011 roku w ramach federalnego programu celowego „Badania i rozwój w priorytetowych obszarach rozwoju Kompleksu Naukowo-Technologicznego Rosja na lata 2007-2013”.

Rozwój wojskowy stanowił podstawę zaawansowanych rozwiązań technicznych. Wydajność zespołu szczelinowania hydraulicznego zależy od wydajności jednostki pompującej, a także od liczby pomp biorących udział w procesie szczelinowania hydraulicznego. Najnowsza rosyjska technologia szczelinowania hydraulicznego wykorzystuje elektrownię z turbiną gazową, która rozwija moc do 2250 KM. i w stanie utrzymać go przez długi czas. Podobne silniki z turbiną gazową są montowane w rosyjskich czołgach T80 i amerykańskich Abramsach.
Od 2013 roku konsorcjum RFK, stowarzyszenie rosyjskich przedsiębiorstw budowy maszyn, kierowane przez Russian Fracturing Company LLC, będzie zaangażowane w seryjną produkcję wysokowydajnych kompleksów do szczelinowania hydraulicznego. Obecnie, oprócz PKB Avtomatika i Tikhoretsk Machine-Building Plant, w skład konsorcjum wchodzi grupa budowy maszyn PromSpetsService. Koszt kompleksu mobilnego RFK planowany jest w przedziale 200-300 milionów rubli. (strona „RFK” http://www.fracturing.ru/newsblender.html)

Szczelinowanie hydrauliczne: od „pożytecznego wynalazku” do „metody barbarzyńskiej”

Podczas gdy Rosnieft jest największym klientem zagranicznych firm usługowych zajmujących się szczelinowaniem hydraulicznym, a Łukoil – nazywa wieloetapowe szczelinowanie hydrauliczne – przełomową technologią – najwyższe kierownictwo Rosji musi być sprytne – dystansując się od szczelinowania hydraulicznego.

Powodem tego jest prowadzona kampania przeciwko łupkom w bezmiarze Europy i Ukrainy, gdzie szczelinowanie hydrauliczne jest pozycjonowane jako niebezpieczny rodzaj wydobycia. Istnieje rosyjski ślad na poparcie takiego stanowiska, choć pośrednio. Jest to najbardziej widoczne w Bułgarii i na Ukrainie.

„Szczelinowanie hydrauliczne było użytecznym wynalazkiem Rosji, ale stało się barbarzyńską metodą wydobycia ropy naftowej” – podsumowuje szef wschodnioeuropejskiej analizy gazowej Michaił Korchemkin na podstawie wyników własnych badań: „Zanim stał się „barbarzyńską metodą” ropy naftowej produkcji, technologia ta została uznana za przydatny rosyjski wynalazek, niezbędny do modernizacji i rozwoju technicznego gospodarki kraju ”.

Podstawą tego wniosku było oficjalne stanowisko Rosji: „... Jeśli chodzi o inne metody wydobycia samej ropy za pomocą szczelinowania hydraulicznego i inne raczej barbarzyńskie metody, rozumiesz, do czego to prowadzi, eksperci doskonale o tym wiedzą” V. Putin powiedział na posiedzeniu Komisji w sprawie strategii rozwoju kompleksu paliwowo-energetycznego i bezpieczeństwa środowiskowego w dniu 13 lutego 2013 r.

W jakim stopniu to stanowisko pasuje do planów rosyjskich koncernów naftowych dotyczących dalszego wykorzystania szczelinowania hydraulicznego na rosyjskich złożach? Rzeczywiście, bez zastosowania szczelinowania hydraulicznego na swoich złożach Rosja straci pozycję światowego lidera w wydobyciu ropy i dochodów budżetowych, gdyż to właśnie ta metoda intensyfikacji produkcji przez wiele lat pozwalała rzucić wyzwanie przywództwu Arabii Saudyjskiej.

Pewna różnica w stanowiskach Federacji Rosyjskiej i Ukrainy odnośnie gazu łupkowego i szczelinowania hydraulicznego jako metody jego wydobycia nie jest od razu widoczna: Federacja Rosyjska nie wspiera wydobycia gazu łupkowego, ale w pełnym rozkwicie stosuje szczelinowanie hydrauliczne w jego pola naftowe. Na Ukrainie wydobycie gazu łupkowego odbiło się echem przede wszystkim ze względu na obawy przed konsekwencjami stosowania szczelinowania hydraulicznego, choć w rzeczywistości ta metoda, podobnie jak w Rosji, ma długą historię stosowania. Niewykluczone, że dzięki metodzie szczelinowania hydraulicznego w latach 80. ubiegłego wieku Ukraina osiągnęła niespotykane dotąd wyniki w wydobyciu gazu.

Aleksander Łaktionow
Główny Specjalista ds. Badań Rynków Energii, Smart Energy, dr hab.

Badacze brytyjscy przeanalizowali metodę szczelinowania hydraulicznego (szczelinowanie hydrauliczne, metoda stymulowania pracy szybów naftowych i gazowych) z punktu widzenia jej bezpieczeństwa dla środowiska, gospodarki i społeczeństwa. W efekcie metoda szczelinowania hydraulicznego znalazła się na siódmym miejscu w rankingu dziewięciu źródeł energii. Być może podobne badania zostaną przeprowadzone w Ameryce - w jedynym kraju na świecie, w którym metoda szczelinowania hydraulicznego w wydobyciu ropy naftowej jest obecnie uważana za jedną z głównych.

Niski poziom bezpieczeństwa

Szczelinowanie hydrauliczne to kontrowersyjny proces, w którym woda, piasek i chemikalia są wtryskiwane pod wysokim ciśnieniem do formacji w celu utworzenia szczelin, które ułatwiają produkcję ropy i/lub gazu.

Aby ocenić konsekwencje stosowania szczelinowania hydraulicznego w Wielkiej Brytanii, zespół naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze dokonał rankingu źródeł energii (w tym węgla, wiatru, światła słonecznego), oceniając ich bezpieczeństwo pod względem środowiskowym, ekonomicznym i społecznym. Naukowcy umieścili metodę szczelinowania hydraulicznego na siódmej pozycji rankingu.

Naukowcy podają, że aby metoda szczelinowania hydraulicznego była równie bezpieczna jak energia wiatrowa i słoneczna, konieczne jest aż 329-krotne zmniejszenie jej negatywnego wpływu na środowisko.

Naukowcy przygotowali różne prognozy na przyszłość i ustalili, że bardziej korzystna jest sytuacja, w której metoda szczelinowania hydraulicznego będzie stanowić 1, a nie 8 procent energii elektrycznej wytwarzanej w Wielkiej Brytanii.

Fracking w kontekście

Naukowcy twierdzą, że większość badań związanych ze szczelinowaniem hydraulicznym ma na celu zbadanie jego wpływu na środowisko. Badania te prowadzone są głównie w Stanach Zjednoczonych. Eksperci brytyjscy twierdzą, że aspekt społeczno-ekonomiczny nie został dostatecznie zbadany. Swój projekt badawczy nazywają pierwszym, który przygląda się wpływowi szczelinowania hydraulicznego na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo.

„Pozwala nam to ocenić bezpieczeństwo stosowania metody jako całości, bez zwracania uwagi tylko na jeden aspekt, taki jak ruch uliczny, hałas czy zanieczyszczenie wody, które są dziś aktywnie dyskutowane w badaniu gazu łupkowego” – prof. Adiza Azapadzhik z University of Manchester powiedział The Independent.

W niektórych stanach metoda szczelinowania hydraulicznego jest zabroniona, a obecnie Ameryka jest jedynym krajem stosującym ją na dużą skalę. Być może brytyjskie badanie zmotywuje amerykańskich ekspertów do przeprowadzenia własnej analizy. Jeśli w Ameryce bezpieczeństwo metody szczelinowania hydraulicznego zostanie ocenione jako niskie, wówczas decydenci mogą zwrócić się ku wykorzystaniu mniej niebezpiecznych źródeł energii.

Szczelinowanie hydrauliczne pokładu węgla po raz pierwszy w ZSRR zostało przeprowadzone w 1954 r. przez rosyjski instytut „Promgaz” w ramach prac nad podziemnym zgazowaniem węgli Donbasu. Obecnie szczelinowanie hydrauliczne jest często wykorzystywane przez producentów państwowych i prywatnych jako metoda stymulowania produkcji ropy i gazu. Na przykład Rosnieft wykonuje obecnie około 2000 operacji szczelinowania hydraulicznego rocznie. Szczelinowanie hydrauliczne jest aktywnie wykorzystywane do wydobywania metanu z pokładów węgla (80% odwiertów), gazu sprasowanego z piaskowca i gazu łupkowego.

Szczelinowanie hydrauliczne tworzy wysoce przewodzącą szczelinę w formacji docelowej, aby zapewnić dopływ wyprodukowanego minerału na dno odwiertu. Szczelinowanie hydrauliczne służy do stymulacji odwiertów produkcyjnych i zwiększenia iniekcyjności odwiertów wstrzykiwania. Mówiąc prościej, szczelinowanie hydrauliczne to niszczenie skały przez wysokie ciśnienie wody.

Za pomocą szczelinowania hydraulicznego często można „ożywić” nieczynne studnie, w których operacje produkcyjne tradycyjnymi metodami nie przynoszą rezultatów. Do zagospodarowania nowych złóż ropy naftowej o niskiej wydajności wykorzystywane są nowoczesne metody szczelinowania hydraulicznego, co sprawia, że ​​ich zagospodarowanie metodami tradycyjnymi jest nieopłacalne. Od niedawna do produkcji gazu łupkowego i zagęszczonego gazu piaskowcowego zaczęto wykorzystywać szczelinowanie hydrauliczne.

Szczelinowanie hydrauliczne podczas wydobycia ropy polega na doprowadzeniu płynu szczelinującego (żel, woda, kwas) do szybu naftowego pod wysokim ciśnieniem. W takim przypadku ciśnienie wytworzone podczas wtrysku płynu musi być wyższe niż ciśnienie pękania formacji olejonośnej. W złożach terygenicznych do utrzymania szczeliny otwartej stosuje się proplant (środek do podsadzki), w złożach węglanowych stosuje się kwas lub proplant.

W wydobyciu gazu niekonwencjonalnego szczelinowanie hydrauliczne łączy pory szczelnych skał i umożliwia uwolnienie gazu ziemnego. Jednocześnie do studni wpompowywana jest specjalna mieszanka składająca się w 99% z wody i piasku oraz 1% odczynników chemicznych (chlorek potasu, guma guar, środki dezynfekujące, środki zapobiegające tworzeniu się osadów).

Pierwsze szczelinowanie hydrauliczne zostało przeprowadzone w USA w 1947 r. przez firmę Halliburton, która zastosowała wodę przemysłową jako płyn szczelinujący i piasek rzeczny jako środek podsadzkowy.

Obecnie firma Shell zamierza wydobywać gaz łupkowy w ilościach przemysłowych metodą szczelinowania hydraulicznego w obszarze gazonośnym Juzowskaja zlokalizowanym w obwodach Doniecka i Charkowa na Ukrainie.

Kontrakt ten został podpisany przez ukraiński rząd w celu rozwiązania problemu nośników energii, który jest na porządku dziennym od kilku lat, ponieważ cena rosyjskiego gazu przekracza 400 USD za 1000 m3.

Niemniej jednak, gdy tylko przyszły projekt zaczął nabierać kształtu, natychmiast pojawili się jego zagorzali przeciwnicy - w społeczeństwie zaczęły krążyć plotki o przyszłych katastrofach, które będą spowodowane wydobyciem gazu łupkowego, trudnościami technicznymi, wysokimi kosztami produkcji, niskimi perspektywami i nieefektywnością. Okazuje się to paradoksalną sytuacją: z jednej strony Ukraina próbuje rozwiązać swoje problemy gazowe, z drugiej opinia publiczna jest przeciwna takiej decyzji.

Analogię można wyciągnąć z Johnem Hughesem, od którego pochodzi nazwa obszaru gazonośnego. Potem, półtora wieku temu, carska Rosja stanęła przed dylematem: wierzyć Belgowi i polegać na jego geniuszu, czy wierzyć żółtej prasie, która oskarżała go o wszystkie grzechy śmiertelne. Urzędnicy wybrali pierwszą opcję i jak pokazała historia, nie przegrali – do 1917 r. noworosyjskie społeczeństwo w Juzowce dostarczyło lwią część surówki, stali, węgla i koksu w kraju.

Dziekan Wydziału Górniczo-Geologicznego Donieckiego Narodowego Uniwersytetu Technicznego Artur Arkadyevich Karakozov wyjaśnił nieco obecną sytuację z wydobyciem gazu łupkowego w Donbasie.

Autorytatywny ekspert powiedział, że niedawno Shell, z pomocą British Council, zorganizował seminarium na bazie uniwersytetu w Doniecku, aby wyjaśnić niuanse przyszłych prac nad wydobyciem gazu łupkowego.

Podobna sytuacja miała miejsce w Wielkiej Brytanii, kiedy opinia publiczna zwróciła się przeciwko nowym technologiom. Wcześniej gaz łupkowy wydobywano prymitywnymi metodami - wiercono zwykły pionowy odwiert, wokół którego wykonywano szczelinowanie hydrauliczne. Technologia ta umożliwiła przetwarzanie tylko niewielkiej części formacji zawierającej gaz. Aby zwiększyć wydobycie gazu, w pobliżu wywiercono liczne studnie, co na zawsze zabiło ekologię w okolicy.

Wraz z rozwojem technologii geolodzy nauczyli się wyginać początkowo pionową studnię, gdy jest ona wiercona w głąb. Nowoczesne technologie pozwalają, na określonej głębokości, ze studni początkowo pionowej na całkowicie poziomą, co pozwala na pokrycie dużej objętości skał gazonośnych. Podczas szczelinowania hydraulicznego taki odwiert wytwarza znacznie więcej gazu niż tradycyjny odwiert pionowy. Kolejnym krokiem było zastosowanie technologii wierceń klastrowych, kiedy z jednego pionowego odwiertu na głębokości wykonuje się kilka otworów wiertniczych o przekrojach poziomych. Tak głęboko rozgałęziona studnia podziemna zastępuje dziesiątki tradycyjnych studni pionowych. Nafciarze stosują podobne technologie od ponad 30 lat. Inna sprawa, że ​​w byłym ZSRR i na całym świecie kwestia gazu łupkowego nie była tak dotkliwa, ponieważ ropy i tradycyjnego gazu było pod dostatkiem.

Obecnie niestety gazu i ropy jest coraz mniej, a ich wydobycie staje się coraz trudniejsze, co oznacza droższe. Dlatego w obecnej sytuacji opłacalne ekonomicznie stało się zastosowanie opracowanych technologii do wydobycia gazu łupkowego. Ale ponieważ jego produkcja ma swoje własne cechy, pojawiły się nowe środki techniczne, materiały, systemy telemetryczne do monitorowania i kontroli wiercenia, które pozwoliły znacznie zwiększyć wydajność operacji wiertniczych.

Szczelinowanie hydrauliczne (hydraulic fracturing, z angielskiego hydraulic fracting) jest integralnym procesem stymulacji odwiertów w procesie wydobycia ropy i gazu ze skał łupkowych.

Jeszcze nie tak dawno dużo mówiło się o szczelinowaniu hydraulicznym i wiele organizacji sprzeciwiało się wyrażeniu zgody na przeprowadzanie szczelinowania hydraulicznego. Głównym argumentem przeciwko szczelinowaniu hydraulicznemu była teoria, że ​​szczelinowanie hydrauliczne bardzo mocno zanieczyszcza podziemne źródła świeżej wody, do tego stopnia, że ​​woda z zanieczyszczeniami gazowymi zaczyna wypływać z kranu, który można zapalić, o czym nawiasem mówiąc, film został nakręcony w wielu programach i komunikatach prasowych.

1. Najpierw zastanówmy się, czym jest szczelinowanie hydrauliczne. wielu o tym nie wie. Tradycyjnie ropa i gaz były produkowane ze skał piaszczystych, które są bardzo porowate. Ropa w takich skałach może swobodnie migrować wśród ziaren piasku do studni. Z drugiej strony skały łupkowe mają bardzo niską porowatość i zawierają ropę w szczelinach w obrębie formacji łupkowej. Zadaniem szczelinowania hydraulicznego jest powiększanie tych szczelin (lub tworzenie nowych), co daje ropę swobodniejszą drogę do odwiertu. W tym celu pod wysokim ciśnieniem w nasyconą olejem warstwę łupków wstrzykuje się specjalny roztwór (wyglądający jak galaretowate mięso), składający się z piasku, wody i dodatkowych chemicznych dodatków. Pod wysokim ciśnieniem wtłaczanego płynu łupki tworzą nowe pęknięcia i rozszerzają istniejące, a piasek (proppant) nie pozwala na zamknięcie pęknięć, poprawiając tym samym przepuszczalność skał. Istnieją dwa rodzaje szczelinowania hydraulicznego – podsadzkowe (z użyciem piasku) i kwaśne. Rodzaj szczelinowania hydraulicznego dobiera się w oparciu o geologię szczelinowanej formacji.

Po prawej na zdjęciu blok kolektora, po lewej przyczepy do pompowania, dalej armatura i dźwig za nim. Maszyna do pozyskiwania drewna znajduje się po lewej stronie za przyczepami. Można ją zobaczyć na innych fotografiach.

2. Do szczelinowania hydraulicznego potrzebna jest dość duża liczba techników i personelu. Technicznie proces jest identyczny niezależnie od firmy wykonującej pracę. Do armatury studziennej podłączona jest przyczepa z blokiem kolektora. Ta przyczepa jest podłączona do jednostek pompujących, które wstrzykują do studni roztwór do szczelinowania hydraulicznego. Za pompowniami zainstalowano mieszalnię, w pobliżu której zamontowana jest przyczepa z piaskiem i wodą. Dla całej tej gospodarki tworzona jest stacja kontroli. Po przeciwnej stronie zbrojenia zainstalowano dźwig i maszynę do pozyskiwania drewna.

Tak wygląda mikser. Prowadzące do niego węże to przewody doprowadzające wodę.

3. Proces szczelinowania rozpoczyna się w mieszalniku, gdzie podawany jest piasek i woda oraz dodatki chemiczne. Wszystko to jest mieszane do określonej konsystencji, po czym jest podawane do jednostek pompujących. Na wylocie jednostki pompującej roztwór do szczelinowania hydraulicznego wchodzi do bloku kolektora (jest to coś w rodzaju wspólnego mieszalnika dla wszystkich jednostek pompujących), po czym roztwór jest wysyłany do studni. Proces szczelinowania hydraulicznego nie jest realizowany w jednym podejściu, lecz jest realizowany etapami. Etapy opracowywane są przez zespół petrofizyków w oparciu o rejestrację akustyczną, najczęściej z odwiertu, wykonywanego podczas wiercenia. Na każdym etapie zespół zajmujący się wyrębem umieszcza w studni zatyczkę, oddzielając przedział szczelinowania od reszty odwiertu, a następnie perforuje przedział. Następnie przerwa zostaje złamana i korek jest usuwany. W nowym interwale umieszcza się nowy korek, ponownie wykonuje się perforację i kończy się nowy interwał szczelinowania. Proces szczelinowania może trwać od kilku dni do kilku tygodni, a liczba interwałów może sięgać setek.

Pompy podłączone do bloku rozdzielacza. „Kabina” w tle jest punktem kontrolnym miksera. Widok odwrotny, z budki, znajduje się na drugim zdjęciu.

Pompy stosowane w szczelinowaniu hydraulicznym wyposażone są w silniki wysokoprężne o mocy od 1000 do 2500 KM Mocne przyczepy z pompami są w stanie pompować ciśnienie do 80 MPa, z przepustowością 5-6 baryłek na minutę. Liczbę pomp obliczają ci sami petrofizycy na podstawie rejestrowania. Obliczane jest wymagane ciśnienie pękania i na podstawie tego ciśnienia obliczana jest liczba przepompowni. Podczas pracy liczba używanych pomp zawsze przekracza obliczoną liczbę. Każda pompa pracuje mniej intensywnie niż jest to wymagane. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, znacznie oszczędza to zasoby pomp, a po drugie, jeśli jedna z pomp ulegnie awarii, zostanie po prostu usunięta z linii, a ciśnienie na pozostałych pompach nieznacznie wzrośnie. Zatem awaria pompy nie wpływa na proces szczelinowania. To bardzo ważne, ponieważ jeśli proces już się rozpoczął, zatrzymanie jest niedopuszczalne.

5. Obecna technologia szczelinowania hydraulicznego nie narodziła się wczoraj. Pierwsze próby „szczelinowania hydraulicznego” podjęto już w 1900 roku. Ładunek nitrogliceryny został obniżony do studzienki, a następnie zdetonowany. Jednocześnie testowano stymulację studni kwasowej. Ale obie metody, pomimo wczesnych narodzin, zajęły bardzo dużo czasu, aby stać się doskonałymi. Wysięgnik do szczelinowania hydraulicznego uzyskano dopiero w latach 50-tych, wraz z rozwojem proppantu. Dziś metoda wciąż się poprawia i poprawia. Stymulacja studni wydłuża jej żywotność i zwiększa prędkość przepływu. Średnio wzrost przepływu ropy do szacowanego tempa produkcji odwiertu wynosi do 10 000 ton rocznie. Nawiasem mówiąc, szczelinowanie hydrauliczne przeprowadza się również na pionowych odwiertach w piaskowcu, więc błędem jest sądzić, że proces ten jest akceptowalny tylko w skałach łupkowych i dopiero się narodził. Obecnie około połowa studni jest poddawana zabiegowi szczelinowania hydraulicznego.

Widok bloku kolektora od strony zaworu. Nawiasem mówiąc, chodzenie między przyczepami i rurami jest możliwe tylko podczas wyrębu, kiedy w układzie wtryskowym nie ma ciśnienia. Każdy, kto podczas szczelinowania hydraulicznego pojawi się wśród przyczep z pompami lub rurami, jest natychmiast zwalniany z pracy. Bezpieczeństwo przede wszystkim.

Jednak wraz z rozwojem wierceń horyzontalnych wiele osób zaczęło wypowiadać się przeciwko stymulacji studni, ponieważ Szczelinowanie hydrauliczne jest szkodliwe dla środowiska. Napisano wiele prac, nakręcono filmy wideo i przeprowadzono śledztwa. Jeśli przeczytasz wszystkie te artykuły, wszystko jest płynne, ale to tylko na pierwszy rzut oka, ale przyjrzymy się bliżej szczegółom.

Maszyna do pozyskiwania drewna. Zespół zbiera opłaty i przygotowuje korek do perforacji.

Najważniejszym argumentem przeciwko szczelinowaniu hydraulicznemu jest chemiczne zanieczyszczenie wód gruntowych. To, co dokładnie zawiera rozwiązanie, to tajemnica firm, ale niektóre elementy są nadal ujawniane i znajdują się w otwartych źródłach publicznych. Wystarczy odwołać się do bazy danych FrakFokus dotyczących szczelinowania hydraulicznego, gdzie można znaleźć ogólny skład żelu (1, 2). 99% żelu składa się z wody, tylko pozostała część to dodatki chemiczne. Sam środek do podsadzki nie jest w tym przypadku uwzględniany w obliczeniach, ponieważ nie jest płynny i jest nieszkodliwy. Więc co obejmuje pozostały procent? I zawiera - kwas, element antykorozyjny, mieszankę cierną, klej i dodatki zwiększające lepkość żelu. Dla każdej studni elementy z listy dobierane są indywidualnie, może ich być łącznie od 3 do 12, mieszczących się w jednej z powyższych kategorii. Rzeczywiście, wszystkie te elementy są toksyczne i nie do zaakceptowania przez ludzi. Przykładami konkretnych dodatków są na przykład: nadsiarczan amonu, kwas solny, kwas muriatowy, glikol etylenowy.

8. W jaki sposób te chemikalia mogą wznieść się na szczyt, omijając pułapki olejowe? Odpowiedź znajdujemy w raporcie Towarzystwa Ochrony Środowiska (3). Może się to zdarzyć z powodu wybuchów w studniach lub z powodu wycieków podczas szczelinowania hydraulicznego, lub z powodu wycieków z basenów regeneracyjnych, lub z powodu problemów z integralnością studni. Pierwsze trzy powody nie są w stanie zainfekować źródeł wody na rozległych obszarach, pozostaje tylko ostatnia opcja, którą oficjalnie potwierdza amerykańska Akademia Nauk (4).

9. Każdy zainteresowany tym, jak monitorowany jest ruch płynów wewnątrz skał, odbywa się to za pomocą tak zwanych znaczników. Do studni wstrzykiwany jest specjalny płyn o określonym promieniowaniu tła. Następnie czujniki reagujące na promieniowanie są instalowane w sąsiednich studniach i na powierzchni. Dzięki temu możliwa jest bardzo dokładna symulacja „komunikacji” odwiertów ze sobą, a także wykrywanie nieszczelności wewnątrz ciągów osłonowych odwiertów. Nie martw się, tło takich płynów jest bardzo słabe, a pierwiastki promieniotwórcze wykorzystywane w takich badaniach rozkładają się bardzo szybko bez pozostawiania śladów.

10. Olej wypływa na powierzchnię nie w czystej postaci, ale z domieszkami wody, błota i różnych pierwiastków chemicznych, w tym dodatków chemicznych stosowanych podczas szczelinowania hydraulicznego. Po przejściu przez separatory olej jest oddzielany od zanieczyszczeń, a zanieczyszczenia są usuwane przez specjalne studnie utylizacyjne. Mówiąc prościej, odpady są pompowane z powrotem do gruntu. Rura osłonowa jest zacementowana, ale z czasem rdzewieje iw pewnym momencie pojawia się w niej nieszczelność. Jeśli rura ma dobry cement w pierścieniu, to nie ma znaczenia rdza, nie będzie wycieku z rury, jeśli nie ma cementu lub praca cementowa została wykonana źle, to płyny ze studni dostaną się do pierścienia, skąd mogą dostać się gdziekolwiek, czyli .do. wyciek może być wyższy niż pułapki olejowe. Problem ten był znany inżynierom od bardzo dawna, a skupienie się na tym problemie zostało zaostrzone już na początku XXI wieku, tj. na długo przed oskarżeniami przeciwko PIU. Już wtedy, gdy wiele firm tworzyło w sobie odrębne działy odpowiedzialne za integralność odwiertów i ich weryfikację. Wycieki mogą doprowadzić do górnych warstw skał dużo brudu, gazu (nie tylko naturalnego, ale także siarkowodoru), metali ciężkich i mogą zarażać źródła czystej wody bez chemicznych elementów szczelinowania hydraulicznego. Dlatego podniesiony dziś alarm jest bardzo dziwny, problem istniał nawet bez szczelinowania hydraulicznego. Dotyczy to zwłaszcza starych studni, które mają więcej niż 50 lat.

11. Obecnie przepisy w wielu stanach zmieniają się dramatycznie, zwłaszcza w Teksasie, Nowym Meksyku, Pensylwanii i Północnej Dakocie. Ale ku zaskoczeniu wielu, wcale nie z powodu szczelinowania hydraulicznego, ale z powodu eksplozji platformy BP w Zatoce Meksykańskiej. W wielu przypadkach firmy spieszą się z rejestrami, aby sprawdzić integralność obudowy i cementu za nią, a następnie przekazują te dane komisjom rządowym. Nawiasem mówiąc, nikt oficjalnie nie wymaga logowania na integralność studni, ale firmy samodzielnie wydają pieniądze i wykonują tę pracę. Jeśli stan jest niezadowalający, studnie są zabijane. Musimy oddać hołd inżynierom, na przykład na 20 000 studni skontrolowanych w Pensylwanii w 2008 r. zarejestrowano tylko 243 przypadki wycieków do górnych warstw wody (5). Innymi słowy, szczelinowanie hydrauliczne nie ma nic wspólnego z zanieczyszczeniem i zgazowaniem świeżej wody, powodem tego jest słaba integralność odwiertów, które nie zostały zatkane na czas. A pierwiastki toksyczne w formacjach nasyconych olejem są pełne i bez dodatków chemicznych stosowanych podczas szczelinowania hydraulicznego.

Kolejnym argumentem podawanym przez przeciwników szczelinowania hydraulicznego jest monstrualna ilość świeżej wody potrzebna do przeprowadzenia operacji. Szczelinowanie hydrauliczne wymaga naprawdę dużej ilości wody. Raport Stowarzyszenia Ochrony Środowiska podaje dane, że w latach 2005–2013 zużyto łącznie 946 miliardów litrów wody, mimo że w tym czasie przeprowadzono 82 000 zabiegów szczelinowania hydraulicznego (6). Postać jest interesująca, jeśli się nad tym nie zastanawiasz. Jak wspomniałem wcześniej, szczelinowanie hydrauliczne jest szeroko stosowane od lat 50-tych, ale statystyki zaczynają się dopiero w 2005 roku, kiedy rozpoczęto masowe odwierty poziome. Dlaczego? Warto wspomnieć o całkowitej liczbie operacji szczelinowania hydraulicznego oraz ilości zużytej wody do 2005 roku. Odpowiedź na to pytanie można częściowo znaleźć w tej samej bazie danych FracFocus dotyczącej szczelinowania hydraulicznego – od 1949 r. wykonano ponad 1 milion operacji szczelinowania hydraulicznego (7). Ile więc wody zużyto w tym czasie? Z jakiegoś powodu raport o tym nie mówi. Pewnie dlatego, że 82 tys. operacji jakoś blednie na tle miliona.

Tak wygląda podsadzka. Nazywa się to piaskiem, w rzeczywistości nie jest to piasek wydobywany w kamieniołomach, w którym bawią się dzieci. Obecnie proppant jest produkowany w specjalnych fabrykach i występują w różnych jego odmianach. Zazwyczaj identyfikacja odbywa się proporcjonalnie do ziaren piasku, na przykład podsadzka 16/20. W osobnym poście dotyczącym bezpośrednio procesu szczelinowania hydraulicznego zajmę się rodzajem materiału podsadzkowego i pokażę jego różne rodzaje. A nazywa się to piaskiem, ponieważ podczas pierwszego szczelinowania hydraulicznego firma Halliburton użyła zwykłego drobnego piasku rzecznego.

Jest też wiele pytań do EPA (Agencja Ochrony Środowiska). Wiele osób lubi odnosić się do EPA jako bardzo ważnego źródła. Źródło jest naprawdę ważkie, ale także ważkie źródło może dawać dezinformację. Kiedyś EPA zrobiła furorę na całym świecie, problem polega na tym, że po hałasie niewiele osób wie, jak to wszystko się skończyło, a dla niektórych historia skończyła się bardzo źle.

Po prawej stronie znajduje się wiadro miksera. Po lewej stronie znajduje się pojemnik z propantem. Materiał podsadzkowy podawany jest do wiadra na przenośniku taśmowym, po czym mieszalnik przenosi go do wirówki, gdzie jest mieszany z wodą i dodatkami chemicznymi. Następnie żel podawany jest do pomp.

Z EPA wiążą się dwie bardzo interesujące historie (8). A więc pierwsza historia.
Na przedmieściach Dallas, w mieście Fort Worth, firma naftowa wierciła szyby do produkcji gazu, oczywiście stosując szczelinowanie hydrauliczne. W 2010 r. dyrektor regionalny EPA, doktor (godny uwagi ze względu na wysoki status i dobre wykształcenie wyższe) Al Armendariz, złożył przeciwko firmie pozew nadzwyczajny. W pozwie stwierdzono, że zagrożeni są ludzie mieszkający w pobliżu studni firmy, tk. studnie firmy zgazowują znajdujące się w pobliżu studnie. W tym momencie podekscytowanie związane ze szczelinowaniem hydraulicznym było bardzo duże, a cierpliwość Komisji Kolejowej Teksasu eksplodowała. Dla tych, którzy zapomnieli, Komisja Kolejowa jest odpowiedzialna za użytkowanie gruntów i wiercenie w Teksasie. Utworzono i wysłano grupę naukową w celu zbadania jakości wody.
Górny metan pod Fort Vors znajduje się na głębokości 120 metrów i nie ma nasadki, natomiast głębokość studni nie przekraczała 35 metrów, a szczelinowanie hydrauliczne w studniach firmy zostało przeprowadzone na głębokości 1500 metrów. Tak więc okazało się, że nie przeprowadzono żadnych testów w celu zbadania szkodliwych skutków EPA, ale po prostu wzięli to i powiedzieli, że szczelinowanie hydrauliczne zanieczyszcza świeżą wodę, i złożyli pozew. A komisja wzięła i przeprowadziła testy. Po sprawdzeniu integralności studni, pobraniu próbek gleby i przeprowadzeniu niezbędnych testów komisja wydała jeden werdykt - ani jedna studnia nie przecieka i nie ma nic wspólnego ze zgazowaniem świeżej wody. EPA straciła dwa sądy, spółkę i drugi sąd bezpośrednio na rzecz Komisji Kolejowej, po czym dyrektor EPA, dr Al Armendariz, złożył rezygnację „z własnej woli”.

Nawiasem mówiąc, rzeczywiście istnieje problem zgazowania wody, ale nie ma to nic wspólnego ze szczelinowaniem hydraulicznym, a wiąże się z bardzo płytkim pokładem metanu. Gaz z górnych warstw stopniowo unosi się w górę i dostaje się do studni. To naturalny proces, który w ogóle nie ma nic wspólnego z produkcją i wierceniem. Takie zgazowanie dotyczy nie tylko studni, ale także jezior i źródeł.

Zaraz po historii z nieostrożnym lekarzem z EPA komisja kolejowa zwróciła uwagę na bardzo popularne wideo, które do tej pory nie było nigdzie pokazywane. Pewien Stephen Lipsky, właściciel studni słodkowodnych i konsultant ds. środowiska Alice Rich, nakręcili film, w którym podpalili wodę z kranu. Woda czerpana była ze studni Stefana. Woda zapaliła się, rzekomo z powodu wysokiego stężenia gazu, co jest winą koncernu naftowego, który dokonał niefortunnego szczelinowania hydraulicznego. W rzeczywistości podczas śledztwa obaj oskarżeni przyznali się, że do systemu rurociągów podłączony był zbiornik z propanem, co miało na celu przyciągnięcie agencji prasowych, co skłoniłoby ludzi do przekonania, że ​​to szczelinowanie hydrauliczne jest winne za zgazowanie świeża woda. W tym przypadku udowodniono, że Alice Rich wiedziała o fałszerstwie, ale chciała przekazać EPA celowo fałszywe dane, a między Alice i Stephenem istniał spisek mający na celu zniesławienie działalności firmy. Po raz kolejny udowodniono, że firma i proces szczelinowania hydraulicznego są przyjazne dla środowiska. Nawiasem mówiąc, po tym incydencie wszyscy byli w jakiś sposób zawstydzeni oskarżeniami o szczelinowanie hydrauliczne w procesie zgazowania wody. Najwyraźniej nikomu nie śpieszy się do więzienia. A może wszyscy od razu zdali sobie sprawę, że ten proces był naturalny i miał miejsce przed pojawieniem się szczelinowania hydraulicznego?

Podsumowując wszystkie powyższe - każda działalność człowieka szkodzi środowisku - nie jest wyjątkiem. Szczelinowanie hydrauliczne samo w sobie nie jest szkodliwe dla środowiska i jest szeroko stosowane w przemyśle od ponad 60 lat. Dodatki chemiczne wtryskiwane na dużych głębokościach podczas szczelinowania hydraulicznego nie stanowią zagrożenia dla górnych warstw wody. Prawdziwym wyzwaniem dzisiaj jest cementowanie i uczciwość odwiertów, nad którą firmy ciężko pracują. I jest wystarczająco dużo pierwiastków chemicznych i brudu, które mogą zatruć świeżą wodę w formacjach nasyconych ropą, nawet bez szczelinowania hydraulicznego. Sam proces zgazowania jest naturalny i wiedzieli o tym problemie nawet bez szczelinowania hydraulicznego, z tym problemem również walczyli przed szczelinowaniem hydraulicznym.

Dziś przemysł naftowy jest znacznie czystszy i bardziej ekologiczny niż kiedykolwiek w historii i nadal walczy o ochronę środowiska, a wiele historii i opowieści pochodzi od bardzo pozbawionych skrupułów urzędników oficjalnych wydziałów. Niestety, takie historie bardzo szybko pozostają w pamięci większości ludzi i bardzo powoli są obalane przez mało dla nikogo interesujące fakty.
Nie należy też zapominać, że wojna z koncernami naftowymi była, jest i zawsze będzie, a tani gaz w ogromnych ilościach nie wszystkim się podoba.

Ważny dodatek:
W związku z tym, że w komentarzach zaczęły pojawiać się wzmianki o Pensylwanii i obecności gazu w studniach słodkowodnych, postanowiłem wyjaśnić również tę kwestię. Pensylwania jest bardzo bogata w gaz i jeden z najpotężniejszych boomów w gazowych odwiertach horyzontalnych miał miejsce w tym stanie, zwłaszcza w jego północnej części. Problem w tym, że w stanie jest kilka złóż gazu (metanu i etanu). Górne złoże gazu to dewon, a głębokie złoże gazu łupkowego to Marcellus. Po szczegółowej analizie molekularnej składu gazu i inspekcji 1701 studni (od 2008 do 2011) na północy stanu wydano jednolity werdykt - w studniach nie ma gazu łupkowego, ale metan i etan z obecna jest górna warstwa dewonu. Zgazowanie studni jest naturalne i związane z procesami geologicznymi, identycznymi z problemem w Teksasie. Proces szczelinowania hydraulicznego w żaden sposób nie przyczynia się do migracji gazu łupkowego na powierzchnię.

Ponadto w Pensylwanii, ze względu na to, że był to jeden z pierwszych stanów w Stanach Zjednoczonych w ogóle, istnieje bardzo, bardzo wiele dokumentów z początku XIX wieku, które wspominają o płonących strumieniach, a także o łatwopalnych źródłach woda, z dużym stężeniem w niej gazu. Istnieje wiele dokumentów, które wspominają o obecności bardzo wysokiego stężenia metanu na głębokości 20, tylko 20 metrów! Wiele dokumentów wskazuje na bardzo wysokie stężenie metanu w rzekach i strumieniach, przekraczające 10 mg/L. Dlatego w przeciwieństwie do Teksasu, gdzie osobiście nic nie słyszałem o takich dokumentach, w Pensylwanii problem zgazowania został udokumentowany jeszcze przed rozpoczęciem jakichkolwiek odwiertów jako takich. Co zatem szkodzi szczelinowaniu hydraulicznemu, jeśli istnieją dokumenty sprzed ponad 200 lat, a także molekularnie udowodniono, że gaz w studniach nie jest łupkiem? Z jakiegoś powodu organizacje walczące ze szczelinowaniem hydraulicznym zapominają o takich dokumentach lub nie zajmują się takimi badaniami i nie są zainteresowane.

Warto również zauważyć, że Pensylwania jest jednym ze stanów, które wymagają od operatorów analizy jakości wody słodkiej zgodnie z Ustawą 13 przed odwiertami w celu monitorowania potencjalnych poziomów zanieczyszczenia. Tak więc przy analizie jakości wody prawie zawsze przekraczane jest dopuszczalne stężenie rozpuszczonego gazu, 7000 μg / L. Pytanie brzmi, dlaczego wtedy ludzie przez dwieście lat nie narzekali na stan zdrowia, ekologię i zrujnowaną ziemię, ale nagle zdali sobie sprawę, że narzekają masowo na rozpoczęcie odwiertów gazowych? (dziewięć).
Zgazowanie jest naturalne i nie jest konsekwencją szczelinowania hydraulicznego i wierceń w ogóle, problem ten występuje w każdym kraju, w którym na powierzchni występują złoża gazu.

W nowoczesnym przemyśle wydobycia ropy naftowej szczelinowanie hydrauliczne (szczelinowanie hydrauliczne) jest skuteczną metodą wpływania na obszar odwiertu w pobliżu odwiertu. Metoda ta jest niezbędna do zwiększenia wydajności produkcyjnej pola naftowego lub gazowego, stopnia absorpcji odwiertów typu iniekcyjnego, a także w ramach prac związanych z izolacją wód podziemnych. Sam proces szczelinowania hydraulicznego obejmuje tworzenie nowych szczelin oraz powiększanie już istniejących, które leżą w formacji dennej. Złamania są stymulowane poprzez regulację ciśnienia płynu dostarczanego do studni. W wyniku szczelinowania hydraulicznego możliwe staje się wydobycie cennych zasobów z odwiertu znajdującego się w odległej odległości od odwiertu.

Z historii powstania szczelinowania hydraulicznego hydraulic

Już pod koniec XIX wieku w Stanach Zjednoczonych prowadzono prace mające na celu zwiększenie produktywności wydobycia ropy naftowej z gotowych odwiertów: wtedy przetestowano metodę stymulacji za pomocą eksplozji nitrogliceryny, która rozbijała twarde skały i czyniła je można stamtąd pozyskać cenne surowce. W tym samym okresie przeprowadzono badania nad zagospodarowaniem strefy dennej za pomocą kwasu, a ta ostatnia metoda była aktywnie stosowana w latach 30. ubiegłego wieku.

W trakcie stosowania kwasu do stymulowania wydajności studni stwierdzono, że wzrost ciśnienia może prowadzić do pękania. Od tego rozpoczął się rozwój idei szczelinowania hydraulicznego formacji skalnych, a pierwszą próbę podjęto już w 1947 roku. Mimo niepowodzeń naukowcy nadal rozwijali metodę, a ich praca została uwieńczona sukcesem dwa lata później. W latach 50. w Stanach Zjednoczonych coraz więcej prac zaczęto przeprowadzać metodą szczelinowania hydraulicznego, a pod koniec XX wieku liczba takich operacji przekroczyła milion tylko w samej Ameryce.

W ZSRR zaczęto stosować szczelinowanie hydrauliczne jako technikę wiertniczą: pierwsze próby podjęto w 1959 roku. Następnie rozpoczął się okres wymierania popularności tej metody, ponieważ na Syberii zaczęto budować odwierty, które bez dodatkowych manipulacji zapewniały nieprzerwaną produkcję ropy i gazu w wymaganych ilościach. Od końca lat 80. technika ponownie się upowszechniła, kiedy poprzednie złoża przestały dawać taką samą ilość cennych zasobów, ale nie można było jeszcze uznać za całkowicie wyczerpane. Obecnie technika szczelinowania hydraulicznego stosowana jest w całej Rosji, a także w innych krajach.

Rodzaje szczelinowania hydraulicznego

W nowoczesnej dziedzinie rozwoju zasobów istnieją dwa rodzaje szczelinowania hydraulicznego:

• Szczelinowanie hydrauliczne podsadzkowe. Ta metoda wykorzystuje specjalny materiał klinowy. Podczas zabiegu propant jest wlewany do wewnątrz, aby pęknięcia powstałe pod wpływem nacisku nie łączyły się ponownie. Ten rodzaj metody doskonale sprawdza się w przypadku piaskowców, mułów i innych skał terygenicznych. Najczęściej stosuje się szczelinowanie hydrauliczne z użyciem środka do podsadzki.
• Szczelinowanie kwasem. Metoda ta jest bardziej akceptowalna dla skał węglanowych, a pęknięcia będące wynikiem połączenia wzrostu ciśnienia i dodania płynu szczelinującego nie wymagają dodatkowego wzmocnienia, jak w pierwszym przypadku. Główną różnicą między kwasowym szczelinowaniem hydraulicznym a konwencjonalną obróbką kwasową jest ilość materiału i stopień ciśnienia.

Niezależnie od rodzaju obróbki, powodzenie szczelinowania hydraulicznego zależy od wielu czynników. Przede wszystkim obiekt do realizacji metody należy wybrać biorąc pod uwagę jego charakterystykę, rodzaje zbiorników oraz głębokość i intensywność zagospodarowania. Wybór technologii zależy od warunków, w jakich znajduje się studnia. Przy prawidłowym zastosowaniu wydajność produkcji ropy w oczyszczonym odwiercie staje się znacznie wyższa.

Proces szczelinowania hydraulicznego

Wskazane jest przeprowadzenie szczelinowania hydraulicznego dla odwiertów o niskiej wydajności produkcyjnej, co następuje ze względu na naturalną gęstość warstw lub obniżenie jakości filtracji po otwarciu kolejnej warstwy.

Proces przetwarzania składa się z kilku etapów:

• Badanie studni, podczas którego określa się jego chłonność, odporność na ciśnienie i inne parametry.
• Dobrze czyszczenie. W tym celu stosuje się pompy odwadniające, a odwiert jest przepłukiwany tak, aby właściwości filtracyjne w obszarze dna były wystarczające do dalszej pracy. Również studnię można potraktować kwasem solnym, aby warunki do powstawania pęknięć ze złamania były optymalne.
• Zejście do studni rur dostarczających płyn do odwiertu. Obudowa wyposażona jest w paker i kotwę zapobiegającą deformacji rury przez ciśnienie. Głowica wyposażona jest w głowicę do podłączenia sprzętu niezbędnego do pompowania płynu płuczącego.
• Samo szczelinowanie hydrauliczne polega na wstrzykiwaniu płynu do momentu pojawienia się pęknięć w formacji. Natychmiast po działaniu hydraulicznym wymagane jest pompowanie płynu z dużą prędkością.
• Głowica odwiertu jest zamknięta, odwiert nie jest dotykany, dopóki wskaźniki ciśnienia nie zmniejszą się.
• Płukanie studni po szczelinowaniu hydraulicznym i zagospodarowaniu.

Na płytkiej głębokości szczelinowanie hydrauliczne można przeprowadzić bez orurowania lub bez urządzenia zabezpieczającego. W pierwszej sytuacji wtrysk odbywa się przez rury osłonowe, w drugiej może być zorganizowany wokół nich w pierścień. Ta technika minimalizuje straty ciśnienia, jeśli w procesie używana jest bardzo gęsta ciecz. Ponadto w przypadku niektórych odwiertów przeprowadza się szczelinowanie wieloetapowe, w którym dochodzi do szczelinowania różnych formacji, dzięki czemu znacznie zwiększa się ich przepuszczalność.

Aby określić lokalizację samych złamań, stosuje się metodę rejestracji radioaktywnej. Ta technologia pozwala dokładnie dowiedzieć się, gdzie są przerwy, dzięki wprowadzeniu zwykłego i naładowanego piasku.