Новые технологии в нефтегазовой отрасли. Новые технологии добычи газа

Нефтегазовая отрасль России столкнулась с необходимость смены технологического развития. Так как добыча нефти в традиционных регионах характеризуется уменьшением объемов добычи «легкой» нефти и ростом трудноизвлекаемых запасов, а также исчерпанием нефтегазовых запасов на глубинах до 3 км. Для изменения сложившейся ситуации в нефтяной промышленности необходимо пополнить запасы активной нефти и создать эффективные технологии добычи трудноизвлекаемых нефтяных запасов. Данная задача может быть решена за счет активизации геологоразведочных работ в новых регионах (Восточная Сибирь, арктический шельф), а затем и промышленного освоения больших глубин. Инновационный процесс в нефтяном секторе России имеет место быть. И доминирующее положение занимают крупные вертикально интегрированные компании такие как, ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «РИТЭК».

трудноизвлекаемые запасы

инновационные технологии

повышение нефтеотдачи

1. Антониади Д.Г., Кошелев А.Т., Исламов Р.Ф. Проблемы повышения добычи нефти в условиях месторождений России // Нефть. Газ. Новации. – 2010. – № 12. – С. 61–63.

2. Дарищев В. Инновации ОАО «РИТЭК»// Нефтегазовая вертикаль. – 2011. – № 5.

3. Дмитревский А.Н.. Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России// Рациональное освоение недр. – 2013. – № 7. (www.roninfo.ru).

4. Россия в цифрах, 2013,2012 гг.

5. Итоги работы ТЭК России/www.forumter.ru

6. Итоги производственной деятельности отраслей ТЭК России // ТЭК России. – 2000–2013. – № 1.

7. Сводные показатели производства энергоресурсов в Российской Федерации // Инфо ТЭК. – 2000–2013. – № 1.

8. Статистика // Разведка и добыча – 2005–2013. – № 1.

9. Филимонова И.. Современное состояние нефтяной промышленности России // Бурение и нефть. – 2013. – № 5.

10. НК Роснефть. Годовой отчет. 2013 года [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.rosneft.ru.

11. ОАО «Сургутнефтегаз» Годовой отчет 2013 года [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www. surgutneftegas.ru.

Истощение традиционных месторождений на глубинах, не превышающих 2000-3000 м, требует масштабного промышленного освоения глубин 3-5 км, а в некоторых регионах - 5-7 км. Означает, что в стране заканчивается время дешевой нефти и наступает новый этап в развитии российской нефтедобычи, который характеризуется все более возрастающей долей трудноизвлекаемых запасов. И как следствие применение и разработка новых инновационных подходов к добычи нефти, таких как система горизонтальных скважин, технология термогазового воздействия, водогазовое воздействие, технология на основе полимер-гелевой системы. Применение данных технологий позволит повысить нефтеотдачу из уже имеющихся скважин, так и позволит разрабатывать новые нефтегазоносные скважины.

Нефтяная промышленность России сегодня оказалась перед необходимостью смены технологического развития нефтегазового комплекса. Состояние нефтедобычи в традиционных регионах, которые являются основными поставщиками нефти и газа, характеризуется:

● концентрацией нефтедобычи на месторождениях с высокопродуктивными запасами;

● уменьшением доли активных и увеличением доли трудноизвлекаемых запасов нефти;

● снижением среднего коэффициента нефтеотдачи как по отдельным регионам, так и по стране;

● завершением эпохи месторождений-гигантов с уникальными запасами нефти и газа, эксплуатация которых началась в 1960-1970-е годы;

● исчерпанием нефтегазовых запасов на глубинах до 3 км.

Достаточно трудно привести пример нефтедобывающей страны, которая бы решала в относительно короткий отрезок времени столь кардинальные и масштабные проблемы. Нас, как всегда подвело, наше богатство: большое число крупных и гигантских месторождений с легкой маловязкой нефтью, размещающейся в природных резервуарах с высокоемкими коллекторами. Для таких месторождений была создана тщательно отработанная технология поддержания пластового давления, что давало возможность оставлять «до лучших времен» часто очень крупные месторождения, но с параметрами, не позволяющими использовать эту технологию .

Существенное истощение традиционных месторождений на глубинах, не превышающих 2-3 км, подталкивает масштабному промышленному освоению глубин 3-5 км, а в некоторых регионах - 5-7 км. Большие глубины - это сложные горно-геологические условия, иная флюидодинамика, развитие измененных катагенетическими преобразованиями коллекторов нефти и газа, это более высокие температуры и давления. Для того, что обосновать нефтегазоносность глубин 7-10 км, и для реальной нефтегазодобычи с этих глубин, необходимо внедрение новых научно-технических и технологических решений.

Таким образом, в стране заканчивается время дешевой нефти и наступает новый этап в развитии российской нефтедобычи, который характеризуется все более возрастающей долей трудноизвлекаемых запасов.

Трудноизвлекаемыми можно назвать до 70 % российских запасов углеводородов. Именно в отношении этих запасов с успехом можно применять инновационную технологию. Достаточно важным является применение данных технологий и для освоения морских нефтегазовых месторождений, где затраты при бурении и разработку намного выше, чем на суше. Кроме того, гидроразрыв пласта в 3D формате позволит увеличить объемы добычи нефти, на традиционных месторождениях. На сегодняшний день в России добывается около 35 % углеводородов от всего запаса месторождений.

Применяя активно в последние годы методы интенсификации добычи и ввода в разработку новых крупных месторождений (Ванкорское и др.) удается поддерживать средний суточный дебит одной скважины, на уровне 10 тонн (таблица). В связи с тем,что происходит активное освоение месторождений на Востоке России это позволяет наращивать объемы эксплуатационного бурения скважин. Так, в 2011 г. и 2012 г. было пройдено, соответственно, 18 млн м и 19,8 млн м, в сравнении с уровнем 14 млн м годами ранее. Однако объем разведочного бурения продолжает оставаться на достаточно низком уровне. Так, в 2012 г. объем разведочного бурения был ниже соответствующего показателя 1990-х и начала 2000-х гг. .

Для изменения сложившейся ситуации в нефтяной промышленности необходимо пополнить запасы активной нефти и создать эффективные технологии добычи трудноизвлекаемых нефтяных запасов. Поставленная задача может быть решена в результате активизации геологоразведочных работ в новых регионах (Восточная Сибирь, арктический шельф), а затем и промышленного освоения больших глубин.

Отдельные технико-экономические показатели работы нефтяной промышленности России в 1995-2012 гг.

Показатель
Добыча нефти, млн т.
Добыча нефти по способам эксплуатации скважин, %
насосный
компрессорный
фонтанный
Среднесуточный дебит одной скважины, т.
Эксплуатационный фонд скважин, тыс. шт.
Бездействующий фонд скважин, тыс. шт.
Удельный вес бездействующего фонда, %
Объем бурения на нефть, млн м.
эксплуатационного
разведочного
Средняя глубина законченных эксплуатационным бурением скважин, м.

Российские нефтяные компании все тщательнее присматриваются к месторождениям, при разработке которых требуется применение инновационных подходов. К данным месторождениям можно отнести залежи углеводородов в низко проницаемых сланцевых породах, которые достаточно сложно бурить. Запасы сланцевых углеводородов фактически безграничны - их хватит не на 20-30 лет, как газа и нефти в традиционно разрабатываемых месторождениях, а на 200-300, считают аналитики.

Тем не менее, инновационный процесс в России в нефтяном секторе все же имеет место. Доминирующее положение здесь занимают крупные вертикально интегрированные компании.

Примером тому может служить ОАО «Сургутнефтегаз», использование инновационных технологий является основным принципом деятельности и важнейшим конкурентным преимуществом. Экономический эффект получаемый от использования объектов интеллектуальной собственности за 2012 год составил 66,1 млн руб. За прошедшие десять лет Компанией было оформлено около 400 интеллектуальных разработок, при этом общая стоимость нематериальных активов составляет свыше 417 млн руб. Использование передовых технологий позволяет Компании вводить в промышленную эксплуатацию залежи нефти с трудноизвлекаемыми запасами, разработка которых ранее не велась, и осваивать новые месторождения со сложным горно-геологическим строением.

В сфере нефтегазодобычи ОАО «Сургутнефтегаз» в 2013 году было выполнено 232 мероприятий по освоению новых технологических процессов, новых видов производств и оборудования с экономическим эффектом более 10 млрд руб., проведено 97 мероприятий по испытанию образцов новой техники и технологий. Наибольший экономический эффект был достигнут в сфере повышения нефтеотдачи пластов (47 %) и текущего и капитального ремонта скважин (27 %).

Разработка ОАО «Сургутнефтегаз» залежи АС4-8 Федоровского месторождения системой горизонтальных скважин (что позволило вовлечь в разработку дополнительно 140 млн т запасов нефти)

Другая крупная нефтяная компания ОАО «НК «Роснефть» инновационная деятельность, которой направлена на достижение уровня мирового технологического лидера энергетической отрасли. Внедрена технология освоения низко проницаемых коллекторов на месторождениях ООО «РН-Юганскнефтегаз». В 2013 году было пробурено 32 скважины, объем дополнительной добычи составил 167 тыс. тонн. По оценкам специалистов Компании потенциалом внедрения является ввод в разработку 100 млн тонн трудноизвлекаемых запасов, и ожидаемый экономический эффект превысит 5 млрд рублей. В 2013 года открыты новые нефтегазоконденсатные и газоконденсатные залежи на территории Иркутской области на Могдинском лицензионном участке. Завершена разработка технологии скважинной разбуриваемой системы для устранения протяженных негерметичностей эксплуатационной колонны. Внедрение данной технологии позволит Компании вводить в эксплуатацию в течение 10 лет более 400 скважин, находящихся в бездействии, с дополнительной добычей более 47 тыс. тонн нефти в год и экономическим эффектом более 240 млн рублей в год .

К компаниям «продвинутого типа» также можно отнести ОАО «РИТЭК», которое в настоящее время добывает свыше 3 млн т нефти преимущественно с использованием современных технологий. Данная компания занимается не только реализацией проектов разработки новых месторождений (как правило, имеющих пониженные и низкие показатели продуктивности, что затрудняет применение традиционных технологий), но и осуществляет разработку новых технологий увеличения нефтеотдачи пластов. В настоящее время ОАО «РИТЭК» владеет 93 объектами интеллектуальной собственности. Инновационные объекты техники и технологии, принадлежащие ОАО «РИТЭК», внедряются не только на собственных месторождениях, но и реализуются на основе лицензионных соглашений в других компаниях. К базовым инновационным технологиям можно отнести:

● Термогазовое воздействие - это технология, которая должна вовлечь в промышленную разработку нетрадиционные углеводородные ресурсы баженовской свиты, в которых содержится около 50-150 млрд тонн легкой нефти. Применяя данную технологию, позволит увеличить степень извлечения углеводородов из залежей баженовской свиты с 3-5 % до 30-40 % при применении термогазового воздействия.

● Водогазовое воздействие: это технология призвана для повышения нефтеотдачи пласта путем попеременной закачки в пласт воды и газа. Данное решение позволяет повысить нефтеотдачу пластов с 15-25 % до 30-50 %.

● Технологии на основе полимер-гелевой системы РИТИН. РИТИН-10 представляет собой композицию полимерных веществ. При смешении реагента РИТИН-10 с водой образуется полимер-гелевая система без введения дополнительных компонентов. Применение полимер-гелевой системы РИТИН-10 в нефтедобывающей промышленности позволяет:

Повышать вытесняющую способность закачиваемого в пласт агента;

Уменьшать обводненность добываемой продукции;

Изменять направление фильтрационных потоков жидкости;

Повышать нефтеотдачу высокообводненных пластов на поздней стадии разработки;

Вводить в разработку ранее не работавшие пласты и прослои;

Увеличивать коэффициенты охвата пластов заводнением;

Выровнять профиль приемистости нагнетательной скважины .

Обобщающим показателем, который способен охарактеризовать развитие инновационных процессов, это доля добычи нефти новыми методами. По оценкам экспертов, в России дополнительная добыча нефти за счет использования новых технологий и методов увеличения нефтеотдачи пластов составляет около 60 млн т (или примерно 20 % от общего объема добычи по стране). Таким образом, в перспективе объемы добычи нефти в России будут зависеть от использования перспективных технологий в нетрадиционных месторождениях. В связи, с чем добыча нефти может к 2020 г. Возрасти до 500-520 млн т .

На сегодняшний день для развития российской нефтегазодобывающей отрасли необходима инновационная стратегия развития, которая должна будет обеспечить условия для максимального использования достижений научно-технического прогресса. И в результате отрасль получит возможность:

Разрабатывать и применять оборудование и технологии, которые будут обеспечивать высокоэффективную разработку трудноизвлекаемых запасов, и в первую очередь нефти для условий низкопроницаемых коллекторов, остаточных запасов нефти обводненных зон, высоковязких нефтей, запасов нефти в подгазовых зонах;

Внедрять существующие и создавать новые методы воздействия на пласт с целью увеличения нефтеотдачи, а также планировать и управлять состоянием фонда скважин и развивать природоохранные (ресурсосберегающие) технологии добычи.

Библиографическая ссылка

Белозерцева О.В., Белозерцева О.В. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НЕФТЯНОЙ ОТРАСЛИ РОССИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8-3. – С. 502-505;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7137 (дата обращения: 27.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

На протяжении более 150 лет истории развития нефтегазовой отрасли ее движение вперед обеспечивалось доступом к ресурсам за счет инноваций и новых технологий. Технологическое развитие изменяло способы и методы поисков ресурсов, открывало доступ к освоению шельфовых месторождений, сланцевых залежей, повышало эффективность и безопасность реализации проектов по добыче нефти и газа. Новые проекты на глубоководном шельфе доказывают, как новые технологии меняют карту добычи и обеспечивают доступ к таким ресурсам, о которых несколько десятков лет назад не могли и предположить.

В экономически развитых странах (США, Канада, Япония и страны ЕС) топливно-энергетический комплекс является сектором национальной экономики, доля государственного участия в управления которым значительна. Важнейшим средством реализации энергетической политики является государственная научно-техническая политика в области энергетики.

Зарубежные нефтегазовые компании уделяют огромное влияние научно-техническому развитию. Компании располагают собственными крупными исследовательскими центрами и лабораториями, проектными и конструкторскими организациями. Помимо собственных программ компании финансируют совместные с другими компаниями исследования с привлечением лабораторий высших учебных заведений и государственных учреждений.

В области разведки и разработки нефтегазовых месторождений научно-исследовательскими подразделениями компаний проводятся работы по моделированию месторождений и характеристик продуктивных пластов, используемых для планирования объёмов добычи нефти с апробацией на месторождениях. Основные усилия направлены на совершенствование технологий бурения, которые значительно сократят затраты на строительство скважин при одновременном сокращении вредного воздействия на окружающую среду, а также на совершенствование вторичных методов извлечения углеводородов.

В области нефтегазопереработки исследования направлены на улучшение качества основных видов нефтепродуктов. В области производства усилия направлены на разработку более экономичных катализаторов и совершенствования технологических процессов, а также на разработку новых процессов, повышающих качество продукции. С целью выбора перспективных территорий для поисков и разведки разрабатываются новые аналитические и прогнозные методы оценки перспектив. В поисках альтернативных источников энергии ведутся исследования, имеющие целью освоение технологии производства жидкого синтетического топлива.

Результатом данных научных разработок станет технология конверсии газа, которая решит глобальные энергетические потребности путем создания коммерческих рынков сбыта, расположенных в отдаленных местах и недоступного для обычной транспортировки. Соответственно это приведет к отказу от строительства дорогостоящих магистральных газопроводов и мощных компрессорных станций, что приведет к снижению расходов.

В числе приоритетных разработок зарубежных компаний -- это исследования, которые будут способствовать сокращению вредного воздействия производства на экологию и на повышение безопасности труда. Приоритетными для нефтяных компаний являются разработки, которые имеют потенциальную экономическую эффективность.

Как показывает опыт зарубежных стран, нефтегазовая отрасль является одной из самых высокотехнологичных отраслей в мире. В последние годы приверженность инновациям является общей тенденцией в развитии мировой нефтегазовой промышленности. Опыт США, Канады, Австралии и Норвегии свидетельствуют о том, что нефтегазовый сектор экономики является мощным «генератором» спроса на наукоемкую и высокотехнологичную продукцию.

Существуют обстоятельства, под воздействием которых в мире усиливается значение разработок новых методик по внедрению новых технологий в сектор деятельности, связанной с добычей и использованием ресурсов нефти и газа.

Во-первых, в ряде стран мира (США, Канада, Норвегия, Великобритания и др.) происходит истощение запасов нефти и газа, возникла необходимость освоения месторождений на шельфах морей и глубоководных месторождений.

Во-вторых, возрастает появление и развитие альтернативных источников энергии. Их спектр расширяется, но их широкое применение сдерживается высоким уровнем издержек, а это приводит к низкой конкурентоспособности по сравнению с природными источниками энергии. Однако данные издержки постоянно снижаются и поэтому природные источники смогут быть конкурентоспособными только при условии, что стоимость их эксплуатации будет низкой. В современных условиях сокращение издержек -- это совершенствование технологии добычи, транспортировки и переработки.

В - третьих, нестабильность мирового рынка энергоресурсов.

В - четвертых, происходит ужесточение институциональных рамок развития нефтегазового сектора, это обусловлено ростом ценности прав собственности на ресурсы. Так как собственник ресурсов заинтересован в получении рентных доходов.

Данные факторы не в одинаковой степени затрагивают развитие нефтегазового сектора в разных странах, их действие является общераспространенным и обуславливает усиление конкуренции между производителями. В современных условиях конкурентные преимущества получают те производители, которые постоянно сокращают издержки. Устойчивое сокращение издержек обеспечивается за счет постоянного обновления технологий по всей цепи движения нефтегазовых ресурсов.

Важным инструментом развитых стран является стимулирование инновационной деятельности через налоговую систему. Существует три группы налоговых инструментов, стимулирующих инновации:

освобождение от налогов государственных и частных организаций (НДС, на имущество, на землю);

налоговые льготы, стимулирующие компании к увеличению расходов на исследования и разработки;

налоговые льготы для начинающих компаний на ранних этапах их деятельности.

Налоговые льготы из первой группы не дают серьезных стимулов к дополнительному инвестированию в сферу НИОКР. Так как если организации вынуждены будут платить все предусмотренные законодательством налоги, то государство должно компенсировать эти затраты путем увеличения объема финансирования.

Мировой нефтяной бизнес вплотную приблизился к стадии, когда роль нефтяных компаний стала сводиться к получению лицензии на право освоения или разработки месторождений, обеспечению финансирования и организации всех процессов. Всю производственную часть работ по разведке, освоению и разработке месторождений выполняют сторонние сервисные компании. Данная трансформация обусловлена возрастанием технологической сложности большого числа разнородных операций при разведке и эксплуатации месторождений.

Традиционно общее лидерство в инновационном развитии отрасли принадлежит крупным вертикально интегрированным компаниям, технологическая компетенция сервисных компаний существенно возросла. Наиболее крупные сервисные компании, такие как Halliburton, Shlumberger и Baker Huges, в настоящее время обладают мощными современными исследовательскими центрами при поддержке государства, что позволяет им занять свою нишу на инновационном рынке.

История становления инновационных экономик показывает разные примеры временных рамок, которые требовались для запуска, ускорения и поддержания внедрения новых технологий. Есть страны, которые планомерно двигались к инновационному развитию и те которые совершали инновационный рывок под воздействием государственной политики.

В Великобритании до начала ХХI века не проводилось целенаправленной политики по стимулированию и внедрению новых технологий. В 2003 году Министерством торговли и промышленности была опубликована стратегия правительства в сфере технологического развития, в 2004 году был создан Совет по технологическим стратегиям, который осуществляет инвестиции в создании новых технологий, поддерживает их развитие и коммерциализацию в сырьевом секторе и обмен на новые эффективные технологии. Государственное финансирование исследований реализуется по системе двойной поддержки. Оно производится через единовременные субсидии и параллельно Департамент инноваций финансирует Исследовательские советы, а они в свою очередь финансируют исследования в стране. На сегодня в Великобритании действует восемь центров инноваций и технологий.

Во Франции в 1999 году был принят Закон об инновациях и научных исследованиях, который должен был реорганизовать и модернизировать инновационную систему. Реализация этого закона в 2002 году привела к принятию специального инновационного плана, целью которого было создание правовой базы. Которая в свою очередь стимулировала развитие и внедрение новых технологий в добывающей и перерабатывающей отрасли. Более 50% государственных затрат на НИОКР обеспечивается добывающими компаниями и перерабатывающими компаниями недропользователей.

Испанская нефтяная компания Repsol разработала при поддержке государства Государственную стратегию по трансферту высоких технологий. Руководство осуществляет Министерство науки и инноваций Испании. Для реализации данной стратегии из бюджета страны с 2010 года и по настоящее время выделяется 6720 т млн. евро ежегодно.

В Нидерландах в 2003 году Министерством экономических отношений реализовало программу «Путь к инновациям, внедрение новых технологий в добывающей перерабатывающей отрасли. Данная программа должна была привести к улучшению инновационного климата. Стимулирование компаний происходило за счет таможенных преференций, освобождение и понижение налогов.

Ирландия перешла на инновационный путь развития в 2007 году, когда было выделено 8,2 млрд. евро на осуществление Стратегии науки, технологии и инноваций. Именно государство играет основную роль в процессе внедрения новых технологий в перерабатывающий сектор. Основным направлением по стимулированию развития наукоемких производств является выделение грантов на НИОКР, снижение ставок налогообложения.

В Дании важной частью инновационной системы являются GTS-институты («Godkendt Teknologisk Service» -- утвержденный технологический поставщик услуг в добывающий сектор), выступающие в качестве моста между государственными и частными субъектами. GTS- это частные независимые консалтинговые компании, занимающиеся разработкой и продажей прикладных знаний и технологических услуг. GTS был создан Министерством науки, технологии и инноваций.

В Германии первые венчурные фонды появляются в 1970-х годах и были направлены на развитие инновационных компаний в добывающем и перерабатывающем секторах. Происходит реализация программ частно-государственного партнерства в научно-исследовательской деятельности. И если в 70-х годах доля бюджетных финансов составляла 70% в расходах на НИОКР, то на сегодня это 30%. Законодательная база инновационной системы сформирована таким образом, что правовые акты условно делятся на три группы:

относятся к учебным заведениям;

к исследовательским организациям;

к сектору недропользования.

В Финляндии с 2000-х годов главным инвестором в инновациях для нефтегазового сектора становится государственный фонд Sitra. Уделяется огромное влияние развитию технопарков.

В Норвегии государство софинансирует НИОКР сырьевых компаний. Основной целью является создание научной среды мирового масштаба и накопление знаний в области нефтедобычи. Развитие НИОКР поощряется системой налоговых вычетов при осуществлении расходов на НИОКР. В то время как высокие налоги на нефтедобычу стимулируют нефтегазовые компании к разработке новых технологий, которые позволят снизить себестоимость добычи и повысить степень добычи нефти из пластов. Основное направление инновационной политики -- это привлечение к исследованиям предприятий добывающего и перерабатывающего сектора.

Япония не имея своей сырьевой базы пошла по вектору развития высоких технологий. В 1999 году был принят закон об экспорте технологий в обмен на сырье для Японии. В Швеции лишь в 2005-2008 годах были определены пять приоритетных сфер для финансирования НИОКР: биотехнология, устойчивое развитие, энергосбережение, окружающая среда и медицина. Центры высоких технологий представляют соединение научно- исследовательских и коммерческих сил в интересах эффективной коммерциализации новых технологий.

Инновационная политика США берет свое начало в 1990-х годах, наиболее ярко она выражена в приоритетах, которые были обозначены Б. Клинтоном в его докладе к Конгрессу «Наука и технология в добывающем секторе: формируя ХХI столетие». Особенностью развития американской инновационной сферы -- это появление независимых от федеральных государственных органов институтов инновационной сферы: технопарков и венчурных фондов.

Нефтегазовая промышленность - это тот сектор, где процессные инновации оказывают огромное влияние не только на конечные результаты деятельности отдельных компаний, но и на состояние национальной экономики в целом. Совершенно очевидно, что за последнее десятилетие нефтегазовая промышленность продемонстрировала целый ряд поразительных достижений по всему миру. Для большинства крупнейших нефтегазовых компаний инновации составляют важнейшую часть корпоративной культуры и миссии компании, и компании получают значительную выгоду от своей инновационной деятельности.

Наиболее актуальные задачи для нефтегазовых компаний в области инновационной деятельности -- это разработка правильной технологической стратегии и правильной операционной модели, выбор правильных деловых партнеров и использование правильного набора показателей деятельности, позволяющих оценить продвижение компании по пути инновационного развития.

Лидерство в области инноваций является важным фактором экономического роста компаний. Нефтегазовые компании последовательно и целенаправленно работают над тем, чтобы вывести свои производственные возможности на новый уровень. Технологические нововведения дают возможность извлекать из недр такие виды топлива, добыча которых еще 10-20 лет назад была невозможна. Предусматривается использование «кустовой площадки» для бурения множественных скважин на одном участке, это способствует повышению производительности, при этом отпадает необходимость расширения географического присутствия компаний сектора в отдаленных регионах. Согласно некоторым оценкам, всего за последние шесть лет производительность средней нефтегазовой скважины в Северной Америке возросла в четыре раза. Это соответствует результатам исследований на многих месторождениях, проводимых в течение нескольких десятилетий. Очевидно, что нефтяные и газовые компании уже сегодня правильно выстраивают свою работу по многим направлениям.

Приведем в качестве примера производство биологического топлива из водорослей. Исследования в этом направлении ведутся в течение многих лет. В настоящее время в Канаде разрабатывается пилотный проект в рамках программы Инновационного альянса разработчиков нефтеносных песков Канады (COSIA). Проект предусматривает, что НПЗ, работающий на биологическом топливе, будет выращивать водоросли, используя отходящее тепло и побочные продукты, образующиеся в процесс бурения. Добыча нефти из нефтеносных песков, а также газа из сланцев в недалеком прошлом считалась слишком сложной или дорогостоящей, а сегодня разработка таких ресурсов стремительно меняет ситуацию на рынке Северной Америки.

Увеличение добычи сланцевого газа - широко известный факт, но это далеко не единственный пример изменений в отрасли. В последние годы также наблюдается неуклонное повышение коэффициента извлечения нефти. Пермский нефтегазоносный бассейн - это район в США размером 250 на 300 миль, охватывающий западную часть штата Texac и восточную часть штата Нью-Мексико. Добыча нефти началась там еще в 1921 году. Еще десять лет назад добыча нефти из скважин в этом районе была прекращена, однако введение новых методов бурения (в частности, метода гидравлического разрыва пласта, или «гидроразрыва») привело к восстановлению добычи нефти в течение последних трех лет. В настоящее время на долю этого бассейна приходится 14% всего объема добычи нефти в США.

Однако метод гидроразрыва пласта - отнюдь не единственный новый метод бурения, оказывающий влияние на восстановление объемов добычи. Инновационная деятельность в нефтегазовом секторе ориентирована не только на увеличение добычи сырья. Еще одним важнейшим направлением является обеспечение безопасности операционной деятельности. Это может включать в себя поиски новых способов мониторинга механической целостности и технического состояния материалов при изменении условий окружающей среды или же создание новых систем для осуществления производственного контроля, технического обслуживания и ремонта. Поскольку предприятия отрасли все чаще ведут свою операционную деятельность в экстремальных условиях, инновации в области обеспечения безопасности производства и охраны труда приобретают все более актуальное значение. Для примера рассмотрим глубоководное бурение. Президент компании Anadarko сравнил методы глубоководного бурения с теми, которые используются для высадки человека на Луну. И это не преувеличение: некоторые участники отрасли сотрудничают с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (США), например, в разработке оптоволоконных сенсорных систем, призванных повысить устойчивость и безопасность морских буровых платформ.

Наличие четко сформулированной инновационной стратегии отличает лучшие компании от остальных. Проанализировав интервью с руководителями нефтегазовых компаний, работающих во всех звеньях цепочки создания стоимости, включая как малые компании, так и очень крупных участников рынка, которые ведут свою операционную деятельность в сегменте разведки и добычи (включая обслуживание нефтяных месторождений) и в сегменте переработки и сбыта. Примерно 4/5 респондентов, представляющих нефтегазовый сектор, отметили важность инноваций для их бизнеса. Для 39% высших руководителей нефтегазовых компаний, инновации уже сегодня стали необходимым условием поддержания конкурентоспособности. Если рассмотреть этот вопрос в пятилетней перспективе, то указанная цифра увеличится до 48%, и это дает основания полагать, что инновации чрезвычайно важны для каждого сегмента нефтегазовой промышленности. Однако лишь около половины респондентов из тех же нефтегазовых компаний отметили наличие в их компаниях четко сформулированной инновационной стратегии, которую они реализуют в своей практической деятельности.

Это серьезная проблема для тех компаний, где отсутствует четкая концепция инновационного развития, поскольку практическое решение задач развития и роста начинается с формирования обоснованной и продуманной стратегии.

Вопросами инновационного развития должны заниматься все без исключения подразделения компании, а не только подразделение НИОКР. Для компаний, занимающихся геологоразведкой и добычей, безусловную актуальность имеют НИОКР в области новых технологий, бизнес-систем и процессов, а для компаний, занимающихся переработкой и сбытом, - новые разработки в области продуктов и услуг. Однако при этом важно не упускать из виду деловые возможности для роста и в таких областях, как бизнес-модели и цепочка поставок. Менее половины высших руководителей компаний нефтегазового сектора сказали, что у них имеется четко сформулированная инновационная стратегия (притом, что аналогичный ответ дали 79% лидеров в области инновационного развития в различных отраслях промышленности). Высшие руководители нефтегазовых компаний рассматривают инновационную деятельность в качестве жизненно важного фактора будущего успеха.

Одним их ключевых факторов роста является постоянное внимание компаний к вопросам обеспечения сбалансированности инновационного портфеля. Сбалансированность - это оптимальное сочетание инвестиций в разработку поэтапных, прорывных и радикальных решений на всех направлениях инновационной деятельности. Оптимальное сочетание инвестиций применительно к нефтегазовым компаниям будет зависеть от того, какое место они занимают в рамках производственно-сбытовой цепочки.

В центре внимания компаний - высококвалифицированные специалисты и корпоративная культура. Представители почти всех компаний, считают некоторые аспекты инновационного процесса достаточно сложными. К числу наиболее серьезных вызовов относятся следующие факторы: оценка и измерение успешности инновационных проектов, наличие высококвалифицированных специалистов, а также поиск и выбор оптимальных партнеров.

В поисках сегодняшних и завтрашних новаторов высшие руководители компаний нефтегазового сектора отмечают, что отсутствие высококвалифицированных кадров представляет собой определенную проблему для инновационного развития компании. Одним из аспектов этого вопроса в сегодняшних условиях является поиск высококвалифицированных специалистов-новаторов и привлечение их в компанию.

Руководители компаний нефтегазового сектора планируют развивать сотрудничество с широким кругом деловых партнеров. Большое значение также имеет степень взаимодействия этих специалистов со специалистами из других компаний. Компании, лидирующие в инновационном развитии, гораздо чаще используют стратегию сотрудничества, чем компании, наименее ориентированные на инновации, причем эта тенденция наблюдается во всех секторах. В нефтегазовом секторе актуальность сотрудничества с другими организациями и компаниями особенно велика в связи с большими затратами и длительными сроками подготовки и реализации проектов, направленных на технологическое усовершенствование процессов в нефтегазовой отрасли.

Совместные проекты с участием крупных и крупнейших нефтегазовых компаний, нефтесервисных компаний, а также стратегических партнеров, поставщиков и научно- исследовательских подразделений университетов сегодня становятся не исключением из практики, а нормой. И такое сотрудничество в настоящее время широко распространяется в масштабах мирового рынка. Рассмотрим, например, деятельность итальянской компании Eni. Эта компания заключила соглашения о партнерстве с рядом университетов Италии и Национальным научно- исследовательским советом страны. Она также сотрудничает с Массачусетским технологическим институтом. Компании планируют в ближайшие три года наладить сотрудничество с широким кругом организаций, включая стратегических партнеров, поставщиков, академические учреждения и даже конкурирующие компании, хотя планирующие развивать сотрудничество с конкурентами, пока еще остаются в меньшинстве. Партнерство с организациями из других отраслей может дать огромные преимущества. Например, сегодня в отрасли широко применяются методы магнитно- резонансной визуализации, первоначально разработанные для медицинских целей. С помощью этих методов стало возможным определять объем нефти в скальной породе. Более того, компания Shell сегодня сотрудничает с одной из голливудских кинокомпаний, участвующей в производстве мультипликационных фильмов о Шреке. Руководство Shell надеется, что такое сотрудничество позволит усовершенствовать визуализацию сейсмологических данных.

Некоторые компании в настоящее время приступают к разработке своих собственных корпоративных процессов, направленных на внедрение инноваций. Самым известным примером такой деятельности может служить программа GameChanger («изменяющий правила игры»), принятая компанией Shell. Программа включает в себя элементы таких методов, как открытая инновация, бизнес-инкубатор и корпоративные венчурные проекты. Кроме того, можно отметить созданный компанией Statoil интернет-портал, посвященный вопросам инноваций. Порталу принадлежит ведущая роль в освещении проблем и задач инновационной деятельности. Кроме того, именно здесь можно предложить свои новые идеи в свободной форме. Чтобы помочь потенциальным участникам обсуждения этой тематики, компания создала дискуссионную группу в социальной сети LinkedIn, что способствовало повышению качества и увеличению количества поступающих предложений.

Ашок Белани, исполнительный вице-президент по технологиям в компании Schlumberger, считает, что программные платформы -- это та область, в которой уже сейчас реализуется модель открытых инноваций в нефтегазовом секторе. Он отметил: «Например, когда мы передаем платформу Petrel компании Shell или компании Petrobras, наше программное обеспечение призвано не только предоставить необходимую функциональность и удобный для пользователя интерфейс, но и должно, что даже более важно, обеспечить его совместимость с их собственными системами, открывая для нефтегазовой отрасли новые просторы.

Чтобы найти решение некоторых сложных технических задач, связанных с поддержанием в рабочем состоянии глубоководных объектов бурения, компания Total объединяет усилия с французской инжиниринговой фирмой Cybernetix, специализирующейся на производстве робототехники, в целях разработки новой системы производственного контроля, техобслуживания и ремонта, получившей название SWIMMER. Система призвана осуществлять контроль за ходом подводных работ и техобслуживание объектов с помощью подводных аппаратов с дистанционным управлением, способных работать в условиях минимальной пространственной среды. Система SWIMMER сможет оставаться под водой в течение трех месяцев и действовать в радиусе 50 км.

Нефтяная сервисная компания Schlumberger сотрудничает с компанией Saint-Gobain в области кристаллографии и с компанией Lockheed Martin в области самых современных методов компьютерной обработки данных. И это лишь два примера из широкого списка деловых партнеров указанной компании. Инновационный центр нефтегазовых технологий в Хьюстоне (штат Техас), предоставляющий услуги абонентского обслуживания нефтехимическим компаниям, занимается профилированием технологий, разработанных в других отраслях, для их использования в нефтехимической промышленности. Наиболее актуальные технологии относятся к следующим категориям:

- изоляционные покрытия и материалы;
- средства связи и производство энергии;
- фильтрация и рабочие жидкости;
- охрана труда, промышленная безопасность и охрана окружающей среды (ОТ ПБ и ООС);
- производственный контроль и мониторинг;
- управление движением;
- безопасность;
- сенсорные устройства;
- программное обеспечение.

Правительство Бразилии предоставляет финансирование, исчисляемое миллиардами долларов, в целях содействия научно- исследовательским разработкам, которые дадут возможность стимулировать разведку на шельфе. Власти Бразилии рассчитывают создать в стране развитую индустрию нефтесервисных услуг. При этом ведущая роль на этом направлении отводится государственной нефтяной компании Petrobras. Компания уже создала исследовательский центр, в работе которого принимают участие специалисты предприятий Baker Hughes, Schlumberger и Halliburton.

В нефтегазовых компания модель открытых инноваций -- это подход, имеющий самый большой потенциал с точки зрения увеличения доходов. Канадский инновационный альянс разработчиков нефтеносных песков (COSIA) представляет собой прекрасный пример объединения усилий нефтяных компаний для решения вопросов, связанных со снижением отрицательного воздействия операционной деятельности на окружающую среду. Организация COSIA была создана в марте 2012 года, и сегодня в ее состав входят 14 компаний. Компании, участвующие в деятельности COSIA, выявляют и разрабатывают инновационные подходы и передовые идеи в области совершенствования природоохранной деятельности при добыче нефти в нефтеносных песках и обмениваются идеями и информацией об этих подходах, уделяя основное внимание вопросам утилизации отходов, рационального использования земель, водных ресурсов и снижения выброса парниковых газов. По данным COSIA, к настоящему времени члены этой организации обменялись информацией о 446 уникальных технологических и инновационных решениях, разработка которых обошлась в сумму свыше 700 миллионов долларов США.

Еще одна важная тенденция в нефтегазовом секторе -- это разработка корпоративных венчурных проектов. Chevron, BP, Shell, ConocoPhillips и прочие компании имеют профильные подразделения, занимающиеся корпоративными венчурными проектами. Инвестирование в небольшие стартапы -- это еще один способ, с помощью которого компании сектора хеджируют вложенные средства и расширяют доступ к широкому кругу технологий в разных отраслях промышленности. Кроме того, некоторым компаниям такой подход позволяет поддерживать сбалансированность своего инновационного портфеля. Программа GameChanger компании Shell, получившая широкую известность, объединяет элементы всех трех указанных выше моделей инноваций.

Программа появилась еще в середине 90-х годов, в период спада в нефтегазовом секторе. В то время компании отрасли столкнулись с острой необходимостью снижения затрат, в том числе затрат на НИОКР, однако руководство Shell понимало, насколько важно не растерять идеи, которые будут определять рост бизнеса в долгосрочной перспективе. Программа GameChanger была разработана по образу и подобию экосистемы, созданной в Силиконовой долине. Программа, в частности, предусматривала проведение оценки коллегами и выполнение экспериментов на ранней стадии разработки в качестве составной части процесса. В рамках программы GameChanger компания Shell в 2002 году приступила к налаживанию партнерских отношений с университетами США и Западной Европы.

Руководители Shell начали активный поиск новых идей, не ожидая, когда разработчики инновационных решений сами придут к ним. Принятые меры включали в себя расширение сотрудничества с фирмами венчурного капитала, проведение конференций и специальных мероприятий, обеспечивающих более широкие контакты с представителями малого и среднего бизнеса. Вскоре после этого руководство компании приступило к организации «доменов», чтобы придать этому процессу более структурированный характер. Информационное поле таких доменов было достаточно широким, чтобы обеспечить охват разных аспектов.

Это позволило компании усилить взаимосвязь между идеями, поступающими «снизу вверх» в рамках программы GameChanger, и стратегическими планами руководства фирмы, которые доводились до сведения сотрудников по каналам информирования «сверху вниз». С 1996 года в ходе выполнения этой программы было инвестировано свыше 250 миллионов долларов США в разработку более чем 3 000 новых идей, 300 из которых были реализованы в рамках коммерческих проектов, помогающих сегодня компании Shell поставлять больше энергопродуктов своим клиентам. Одно из технологических решений, разработанных в рамках программы GameChanger, разбухающее резиновое уплотнительное кольцо, обеспечило повышение нефтеотдачи на 1,5 миллиона баррелей в течение трех лет. В своем нынешнем виде управление программой GameChanger осуществляется через центральную группу, деятельность которой охватывает весь бизнес компании. Новые идеи поступают через веб-платформу компании или по внутренним информационным каналам, и для работы с каждой из них назначается куратор. Члены центральной группы GameChanger рассматривают предлагаемые идеи и принимают решение относительно того, следует ли оформлять их в качестве официального предложения для последующей разработки. На следующем этапе предложение поступает на рассмотрение расширенной комиссии, в состав которой входят три члена центральной группы GameChanger и три технических специалиста в соответствующих областях. Они проводят оценку предложения и сразу же принимают решение относительно дальнейших шагов. Если принимается положительное решение, следующим шагом является включение предложения в программу финансирования экспериментальной проверки концепции, в рамках которой проводится периодическая оценка предложенной идеи. Как только начнется практическая разработка идеи, программа GameChanger также поможет обеспечить коммерческую реализацию этой идеи. Корпоративные венчурные проекты выполняются не только международными нефтяными компаниями. Это направление представлено и на уровне национальных нефтяных компаний, таких как Eni SpA, SaudiAramco и Statoil.

Подлинная мера успеха в области инноваций не может рассматриваться исключительно сквозь призму финансовых показателей. При определении показателей успеха инновационных решений ведущие компании выходят далеко за рамки традиционного показателя доходов на инвестиции. Одним из стандартных показателей для нефтегазовых компаний является мониторинг имеющихся лицензий. Прочие качественные подходы также могут быть весьма полезными. Вице-президент по технологической стратегии компании Shell считает, что подлинным мерилом успеха является способность компании привлекать лучших деловых партнеров. Итальянская компания Eni разработала комплексный подход к оценке эффективности своей программы НИОКР.

Различные бизнес-подразделения ориентируются на разные виды инноваций, и это отражено в системе ключевых показателей эффективности деятельности. Принятые в компании показатели разделены на четыре категории: ценность (выгода) для компании (как материальная, так нематериальная), эффективность и результативность портфеля, эффективность и результативность проектов и согласованность со стратегией компании. Одним из примеров материальной выгоды является экономия в части капитальных затрат. Этот показатель позволяет определить сумму экономии на уровне капитальных затрат, полученной за счет применения инновационной технологии вместо наилучшей из имеющихся традиционных альтернативных технологий. К числу нематериальных (нефинансовых) показателей эффективности относится количество патентов и публикаций, а также число уникальных наработок (ноу- хау), переданных прочим бизнес- подразделениям компании. По мере диверсификации инновационных портфелей контрольные показатели оценки прорывных и по-настоящему радикальных инноваций должны изменяться, чтобы адекватно отражать новые процессы и те выгоды, которые они обеспечивают компаниям.

Технологические инновации оказывают огромное влияние на все аспекты и звенья цепочки поставок. Технический прогресс, начиная с трехмерного и четырехмерного формата сейсмологических изысканий и заканчивая усовершенствованием технологий фракционной перегонки и изомеризации, сжижения газов и регазификации, оказывает огромное влияние на процессы разведки, бурения, добычи, переработки и сбыта нефти и газа. В будущем научно-технический прогресс будет набирать обороты. Компании топливно-энергетического комплекса уже сегодня рассматривают перспективы применения нанотехнологий, биотехнологий и экологически безопасных решений в области химии.

Компании, лидирующие в области инновационного развития, получат большие конкурентные преимущества. Инновационное развитие в нефтегазовом секторе требует тщательного планирования и четко сформулированной стратегии. Компании нефтегазовой отрасли отстают от лидеров в области инноваций с точки зрения наличия четкой и ясной стратегии в области инновационного развития.

Не ограничивать инновационную деятельность рамками НИОКР. Инвестиции в НИОКР составляют важную часть инновационного процесса, но они отнюдь не отражают всего содержания этой деятельности. Компании нефтегазового сектора занимают лидирующие позиции в вопросах, связанных с кардинальным усовершенствованием процессов и систем, но им необходимо применять инновационные подходы и решения в таких областях, как развитие бизнес- моделей и предлагаемых продуктов, повышение качества обслуживания клиентов (применительно к сегментам переработки и сбыта) и совершенствование цепочки поставок.

В центре внимания -- люди. Правильный выбор деловых партнеров из различных отраслей и сотрудничество с ними. Поиск и выбор надежных деловых партнеров из других отраслей является непростой задачей для многих компаний. Но решить её чрезвычайно важно, особенно в свете прочно устоявшейся репутации нефтегазовой отрасли как «интегратора технологий». Бурение скважины на глубину свыше двух с половиной километров на океанском шельфе требует применения таких же сложных технологий, как и запуск космического корабля с человеком на борту. Совместные проекты с участием крупных и крупнейших нефтегазовых компаний, нефтесервисных компаний, а также стратегических партнеров, поставщиков и научно- исследовательских подразделений университетов сегодня становятся не исключением из практики, а нормой. Нередко такие проекты являются частью инициатив в области открытых инноваций, но при этом также отмечается оживление интереса к корпоративным венчурным проектам.

Тщательная оценка и измерение степени успеха. Данное положение означает разработку правильных и адекватных ключевых показателей эффективности для разных видов инноваций и разных бизнес- подразделений. И хотя оценка инноваций с точки зрения финансовых показателей является важным компонентом системы КПЭ, не меньшую роль играют и нефинансовые показатели.

Несмотря на прогнозы о том, что в ближайшем будущем топливная промышленность якобы останется не у дел, специалисты предрекают таким полезным ископаемым, как нефть и газ, продолжительную актуальность и еще не скорый закат. Однако смена парадигм в энергетическом комплексе точно произойдет – например, предполагается, что голубое топливо (оно же природный газ), станет в несколько раз более востребованным у населения, чем черное золото (нефть), которое в настоящий момент оказывает существенное влияние на мировую экономику.

И все же сейчас темпы добычи и одного, и другого ископаемого остаются высокими, а, значит, занятые в этом сегменте люди будут стараться делать все возможное для обнаружения и получения их максимальных запасов. В этом им помогут новые технологии.

Разведка и бурение: современные методы

Прежде чем приступить к процессу добычи, нефть или газ нужно отыскать в недрах земли. Компаниям приходится работать в условиях постоянно увеличивающегося спроса на данные ресурсы, – так, согласно прогнозам, пик их актуальности придется на 2023 год. Именно поэтому добывающие организации осваивают передовые методы, которые помогут обеспечить достаточное снабжение жителей земли ценными запасами, а также сделать их разработку максимально безопасной, эффективной и экологически чистой.

Сейсморазведка представляет собой изучение основных характеристик горных пород с целью выявления того, какая порода находится в данном месте, и насколько глубоко от поверхности она залегает. Главными ориентирами здесь выступают закономерности, наблюдаемые в земной коре при искусственном создании упругих волн. Эти периодические колебания вызываются благодаря:

взрывам тротиловых зарядов в неглубоких 10- или 20-метровых впадинах;
регулярно возобновляемому и длительному вибрационному воздействию (например, с помощью специальных машин).

Сегодня сейсморазведка вышла на качественно новый уровень, ведь получение информации, важной с точки зрения инженерной геологии (объемы, возраст, состояние полезного ископаемого и др.), теперь возможно в 3 измерениях благодаря высокотехнологичным приемным аппаратам. В отличие от 2D-метода, где устройства помещаются на одной прямой линии относительно источника, здесь оборудование расставляется по всему периметру предположительной зоны разведки. Это позволяет выявить комплексную ценность в контексте последующей добычи, ведь на экраны мощных компьютеров выводятся вовсе не недостаточные сведения, а наглядные объемные модели подземных слоев с исчерпывающими данными.

Иногда результативность и экономичность способа повышается еще больше за счет отслеживания перспективного месторождения во времени (4D-метод). Анализ непрерывно изменяющихся характеристик способен помочь работникам не только снизить издержки, связанные с бурением, но и свести к минимуму количество сухих скважин (тех, что оказались непродуктивными и не дали промышленного притока ценных ресурсов).

Оксид углерода, песок, ГРП: безопасное сочетание

Следующая новая технология нефтяной и газовой добычи впервые начала использоваться еще в далеком 1947 году, однако до сих пор она продолжает считаться инновационной и высокоэффективной с точки зрения объемов пород, извлекаемых из подземных образований. Основой метода является гидравлический разрыв пласта – процесс, во время которого в пробуренную скважину подается находящаяся под давлением смесь веществ (воды, песка и химических реактивов). В результате подобного воздействия, забивающего отверстие, происходит образование и расширение трещин, благодаря чему приток полезного ископаемого становится более интенсивным, а работа с ним – легче.

В качестве своеобразных «наполнителей» для ГРП могут использоваться разные материалы. Если говорить о рабочей жидкости, то обычно здесь применяются солянокислотные растворы или растворы с высокомолекулярными полимерами, а также в некоторых случаях – собственно сырая нефть. Расклинивающим материалом, как правило, выступает кварцевый песок или какой-либо пропант с гранулами до 1,5 мм.

Один из самых результативных показателей демонстрирует смешиваемый с песком оксид углерода, вводимый в скважину по технологии ГРП. Впоследствии он испаряется, благодаря чему в пласте остается только песок, неспособный оказать на почву никакого разрушительного эффекта. Так что данный метод позволяет не только сделать разработку месторождения намного более интенсивной, но и защитить окружающую среду, породы и грунтовые воды от накопления опасных отходов.

В русский язык словосочетание перекочевало из английского, где «coiled tubing» дословно переводится как «колонна гибких труб». В настоящий момент оборудование, выполненное по этой технологии, считается самым инновационным среди остальных. Принципиально новым здесь является отказ от традиционных сборных бурильных установок в пользу гибких непрерывных (безмуфтовых) труб. Этот метод позволяет нефтяной и газовой промышленности:

становиться все менее зависимой от расходов;
уменьшать количество отходов;
сокращать время эксплуатации в 3-4 раза по сравнению с выполнением работ в рамках обычного способа!

Колтюбинг неразрывно связан с металлургической промышленностью, ведь сначала он требует производства гибких механизмов легкого, среднего или тяжелого класса, затем – правильной сборки конструкторами, и уже в самом конце – установки ПО для обслуживания аппаратного комплекса и грамотного преобразования получаемой информации. Главным недостатком технологии является отсутствие у нее возможности вращения, ввиду чего добывающие компании все же предпочитают бурить основные скважины с помощью традиционных установок. Лишь после этого они подключают к разработке месторождения оборудование для колтюбинга, куда могут относиться не только гибкие металлические трубы, но и режущие инструменты, насосы, техника для нагрева жидкостей, разнообразные насадки и многое другое.

Данная новая технология в нефтяной и газовой отрасли, носящая название «Measurement while drilling» («Измерения в процессе бурения), вновь оказывается неразрывно связанной с методико-математическим аппаратным обеспечением и компьютеризацией. Дело заключается в том, что для предотвращения ошибок, аварий и ЧП сотрудникам нужно все время следить за ключевыми показателями процесса, и, в частности, за положением оси скважины в пространстве. Для этого даже была разработана особая категория, рассматривающая измерение углов, – инклинометрия, в рамках которой и происходит развитие различных телеметрических систем контроля. Часть их датчиков располагается под землей, в то время как другая находится над поверхностью. Связь между ними осуществляется по следующим каналам:

гидравлическим;
акустическим;
электромагнитным;
электропроводным и многим другим.

Сегодня функционал этих автоматизированных установок расширяется практически с каждым днем. Например, самые передовые механизмы, называемые «модульными», позволяют не только контролировать основные технологические и навигационные характеристики, но и осуществлять частичные геофизические изыскания и исследовать;

виброметрию;
сопротивление горных пород;
естественное гамма-излучение добываемых полезных ископаемых и пр.

Другие направления: транспортировка и хранение

Немаловажным также является перевозка нефти и газа и их дальнейшая эксплуатация. Так, сегодня все добывающие организации перешли на технологию использования универсальных контейнеров-цистерн по стандарту ISO, которые не загрязняют атмосферу ввиду отсутствия малейших дыр и трещин даже на стыковых местах. Однако некоторые компании решили пойти еще дальше и превратить их… В самостоятельные долгосрочные хранилища для ценных ресурсов! Во-первых, так действительно удается избежать аварий, ведь необходимость проводить по несколько сливных и наливных операций попросту отсутствует. Потребитель оформляет договор купли-продажи и получает голубое топливо или черное золото все в том же контейнере либо с помощью логистической услуги от заказчика, либо путем самостоятельной транспортировки груза. Подобный метод позволяет значительно сэкономить на капиталовложениях, ведь не требует ни насосного оборудования для перекачки, ни взаимодействия с посредническими нефтяными и газовыми базами. Полезное ископаемое фактически доставляется в руки клиента прямо с добывающего завода.

Одним из активно осваиваемых в настоящее время способов хранения нефти и газа также является помещение их в подземные резервуары многолетнемерзлых дисперсных пород. Они не сказываются на качестве хранимых продуктов даже при продолжительном контакте и отвечают требованиям по стабильной устойчивости. Будущая «емкость» оттаивается, после чего очищается от водогрунтовой смеси, заполняется и тем самым как бы герметично закупоривается.

Пусть за подобным хранилищем и необходимо постоянно следить, т.к. теоретически здесь в любой момент могут проступить признаки деформации окружающих пластов или понижение температуры с последующим оттаиванием льдов, все же это – оптимальное решение для длительного сбережения ресурсов. В отличие от наземных стальных тар, подземные многолетнемерзлые массивы оказываются предельно чистыми с экологической точки зрения и практически невзрывоопасными, ведь регулируются естественными условиями.

Необходимость перехода российской нефтегазодобычи на инновационный путь развития продиктована целым рядом объективных факторов. Горно-геологические
и природно-климатические условия разведки и разработки природных углеводородов имеют тенденцию к ухудшению. С разработкой новых месторождений центры переработки и сбыта отодвигаются от мест добычи все дальше. На традиционных территориях добычи происходит увеличение глубины продуктивных пластов;
отмечается усложнение геологического строения месторождений. Складывается ситуация «проедания» запасов, при которой объем добычи нефти и газа превышает восполнение запасов за счет разведки новых и доразведки ранее открытых месторождений.

Сложившаяся ситуация требует включения в процесс нефтедобычи передовых технологий, инновационных моделей спецтехники и оборудования, внедрения новых материалов и компонентов, используемых при добыче. Это невероятно широкая тема, раскрыть которую даже в общих чертах в формате журнальной статьи очень трудно. Поэтому здесь мы ограничимся примерами инновационных продуктов, доступных уже сегодня и применяемых в процессе добычи нефти и газа.

ТЕХНОЛОГИИ

Целый ряд инновационных технологий в добывающей отрасли нацелен на достижение эффективности добычи. Средняя величина нефтеотдачи в разных регионах России составляет 40% и зависит от структуры нефтепластов и методов их разработки. Таким образом, остаточные запасы нередко превышают извлекаемые и увеличить нефтеотдачу можно лишь благодаря внедрению новых технологий и методов добычи, что и осуществляется последовательно. Если в 1985 году объем нефти, добытой с применением новых технологий, составил 70 миллионов тонн в год, то двадцать лет спустя он увеличился вдвое и составлял уже более 140 миллионов тонн. Инновационные методы нефтедобычи - газовые, тепловые, химические, физико-химические и другие - позволяют повысить нефтеотдачу вдвое и более.

Одним из наиболее перспективных в плане интенсификации добычи эксперты считают термогазовый метод, который начал применяться в США и в последние годы все активней используется и в России (Ай-Пимское, Маслиховское, Галяновское, Приобское и другие месторождения). Эта технология основана на закачке воздуха в пласт и его трансформации в эффективные вытесняющие агенты за счет низкотемпературных внутрипластовых окислительных процессов. В результате низкотемпературных окислительных реакций непосредственно в пласте вырабатывается высокоэффективный газовый агент, содержащий азот, углекислый газ и широкую фракцию легких углеводородов. Высокая эффективность термогазового метода достигается за счет реализации полного или частичного смешивающегося вытеснения.

Большей нефтеотдачи позволяют достичь технологии наклонного и горизонтального бурения, а также бурение многоствольных скважин. Начинаясь вертикально, скважина, достигая нефтеносного пласта, меняет направление, что позволяет добраться до пластов, бурение непосредственно над которыми не представляется возможным. При многоствольном бурении одна разветвляющаяся скважина заменяет сразу несколько традиционных, что позволяет обеспечить более эффективный приток нефти из пласта и существенно повысить коэффициент извлечения нефти (КИН). И хотя технологию многоствольного бурения новой назвать нельзя, сама по себе она является областью активного применения инноваций.

Пожалуй, наиболее известной в мире инновационной технологией интенсификации добычи природных углеводородов является метод гидроразрыва пласта (ГРП), достоинствам и недостаткам которого в нашем журнале была посвящена отдельная статья. На этот раз мы просто напомним, что суть этого метода заключается в создании искусственной трещины в продуктивном пласте с помощью закачивания под давлением в скважину вязкой жидкости с гранулообразным материалом - проппантом. Местом приложения инноваций при гидроразрыве пласта является управление углом наклона распространения трещины - так, чтобы она вскрыла все продуктивные слои, но при этом была достаточно пологой.

Новые методы применяются в наши дни и для получения данных о состоянии ствола скважины. Если еще в восьмидесятых годах прошлого века их можно было получить только после окончания бурения, то сегодня широко используется метод передачи данных за счет пульсации бурового раствора в скважине. Такой способ позволяет избежать использования многокилометровых проводов для передачи данных и, что важнее, получать информацию в режиме реального времени, чтобы насколько возможно быстро реагировать на возникающие в процессе бурения проблемы.

По мнению экспертов отрасли, в случае развития благоприятного сценария в отрасли при внедрении новых методов и инновационных технологий извлекаемые запасы нефти в России могут вырасти до четырех миллиардов тонн при годовой дополнительной добыче в сорок-шестьдесят миллионов тонн. По некоторым данным, в нефтяной промышленности по всему миру сегодня действует без малого полторы тысячи проектов, в которых применяются современные методы увеличения нефтеотдачи.

ОБОРУДОВАНИЕ

Эффективность процесса добычи в значительной степени зависит от качества используемой спецтехники и оборудования, поэтому российские разработчики стремятся воплотить свои лучшие разработки в новых моделях машин. Одно из отечественных предприятий, чьи конструкторские разработки ориентированы на инновации, - компания «Иннкор-Маш». Ее инженеры-конструкторы имеют на своем счету целый ряд научно-практических решений как в области буровой техники, так и в транспортной, железнодорожной, упаковочной и многих других производственных отраслях. Предприятие разрабатывает и выпускает как серийное, так и узкоспециальное буровое технологическое оборудование в точном соответствии с требованиями заказчиков.

Одна из моделей техники «Инкор-Маш», которую можно в полной мере назвать новаторской, - высокопроизводительная гидравлическая буровая установка ГБУ-5М «Оса» грузоподъемностью до 10 тонн для разведочного, геофизического и эксплуатационного бурения на глубину до 500 метров, инженерно-строительных изысканий, а также бурения скважин на воду.

По замыслу производителей она представляет собой логическое продолжение отлично зарекомендовавшей себя установки ГБУ-5. Ее основные достоинства - надежность, современный дизайн, а главное, универсальность: с помощью одной ГБУ-5М «Оса» при производстве различных инженерно-геологических и буровых работ можно осуществить шнековое бурение, ударно-канатное и колонковое бурение, в том числе с применением пневмоударного инструмента, а также произвести статическое зондирование грунтов и выполнить ряд других производственных задач.

Инновационные решения, воплотившиеся в конструкции установки, позволили снабдить ее многократным запасом надежности, увеличить скорость и повысить эффективность выполняемых работ. Вместе с тем ГБУ-5М «Оса» проста и удобна в эксплуатации.

У «Осы» полный гидравлический привод подвижного откидного вращателя и грузовой быстроходной лебедки со свободным сбросом грузоподъемностью 3 тнс, причем по желанию заказчика эта характеристика может быть увеличена до 5 тнс. Привод установки в базовой комплектации осуществляется от двигателя транспортной базы через КОМ, но по запросу заказчика может быть реализован от палубного ДВС.

Мачта буровой установки - круглого сечения, с закрытой гранью, с опорными гидродомкратами. Привод перемещения каретки - гидравлический, с одним гидроцилиндром; скорость перемещения каретки вращателя - 0,1-0,5 м/с. Максимальный ход вращателя по выбору заказчика может составлять 2200, 3600 или
5200 миллиметров. Осевое усилие на шпиндель вращателя (вниз/вверх) - 10 000 кгс.

Вращатель бурового инструмента установки - подвижный, одношпиндельный, с гидравлическим приводом с возможностью отвода вращателя и освобождения створа скважины, с двумя механическими и тремя гидравлическими передачами. По заказу возможно также его двухшпиндельное исполнение. Скорость вращения - от 5
до 550 оборотов в минуту.

Максимальный крутящий момент на шпинделе вращателя у ГБУ-5М «Оса» составляет 500 кгм; максимальный геометрический диаметр бурения - 600 миллиметров. Буровая лебедка установки гидроприводная, планетарная, со свободным сбросом; скорость выполнения спуско-подъемных операций составляет от 0,07 до 1,2 метра в секунду.

Установка оборудована быстроподъемным буровым столом с подкладной вилкой. Максимальный диаметр буровых штанг - 168 миллиметров.

В связи с индивидуальными потребностями предприятия-заказчика ГБУ-5М «Оса» может быть дополнительно укомплектована компрессорами ПК-5/25, 4ВУ1-5/9, АК-9/10, КВ-10/10, буровыми насосами НБ-4, НБ-5, а также амортизирующим устройством для гашения ударных нагрузок на вращатель.

В зависимости от условий, в которых будет протекать эксплуатация буровой установки, ГБУ-5М «Оса» может быть смонтирована как на колесное шасси повышенной проходимости ГАЗ-3308, Садко (ГАЗ-66), ЗИЛ-131 (АМУР), КАМАЗ-43114 и -43118, УРАЛ-4320, так и на шасси гусеничных транспортеров МТ-ЛБ, МГШ-521 либо
трелевочных тракторов ТТ-4М, ТЛТ-100.

ДОБАВКИ И РЕАГЕНТЫ

Одним из ведущих российских предприятий, разрабатывающих и производящих инновационные реагенты, позволяющие повысить нефтеотдачу пластов и интенсифицировать добычу нефти, является компания «Татхимпродукт». На своей производственной базе при участии предприятия-партнера ООО «Нефтехимгеопрогресс»» освоила синтез поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые изготавливаются на основе российского сырья с применением импортных добавок. Гибкий процесс производства позволяет выпускать большую линейку этой продукции с различными по природе анионами и катионами, в том числе - реагенты «Сульфен-35», «Сульфен-35К», «Сульфен-35Д», термостабилизатор «СД-АПР», смазочная противоприхватная добавка «КСД», универсальный замедлитель кислот «ТХП-1». Рассмотрим подробнее один из реагентов - «Сульфен-35», его свойства и применение в технологиях добычи.

«Сульфен-35» - негорючая жидкость, обращение с которой для человеческого организма безопасно и не требует особых мер предосторожности при хранении и использовании, способная сохранять свои свойства после размораживания. Температура замерзания (потери подвижности) летней формы продукта -50оС; для зимней формы - 300оС. Этот реагент представляет собой композицию высокомолекулярных и низкомолекулярных анионактивных и неионогенных синтетических поверхностно-активных веществ и целевых добавок и применяется для увеличения нефтеотдачи пластов, интенсификации добычи нефти. Закачка 3-5%-го водного раствора реагента в добывающие скважины позволяет увеличить проницаемость пласта, разрушить водо-нефтяные эмульсии и очистить поровое пространство пласта от нефтяной пленки и асфальто-смолистых отложений.

Поверхностная активность в пластовой воде и, по большому счету, эффективность реагента «Сульфен-35» ощутимо превышает аналогичные показатели других используемых в отрасли химреагентов - таких как сульфонол-порошок, различные неонолы, компаунды и так далее.

Высокой эффективностью также характеризуется залповая подача 1-2 – процентного раствора реагента «Сульфен-35» в нагнетательные скважины с целью «доотмыва» пленки нефти в нефтенасыщенном коллекторе; кроме того, добавка реагента увеличивает эффективность МУН при полимерном заводнении.

Использование реагента «Сульфен-35» и других инновационных синтетических ПАВ производства компании «Татхимпродукт» обеспечивает эффективность обработок независимо от состава и рН пластовых вод. В данном случае эффективность процесса сопоставима (а в ряде случаев и превосходит) с обработкой органическим растворителем, однако затраты на химреагент значительно ниже. Предварительная обработка призабойной зоны реагентом «Сульфен-35» позволяет подготовить нефтенасыщенный пласт к последующей кислотной обработке и повысить степень реагирования соляной или плавиковой кислоты по нефтенасыщенным пропласткам.

Отметим, что «Сульфен-35» растворяется в пресной, технической и пластовой воде, он поставляется как концентрат, в бочках, цистернах или евротаре и доступен в двух вариантах - летнем и морозоустойчивом.

Внедрение инноваций - будь то новые технологии, модели спецтехники с улучшенными характеристиками или более эффективные добавки и реагенты - одно из главных направлений развития современной нефтедобывающей отрасли в России. От их внедрения напрямую зависят такие важные показатели, как объем воспроизводства минерально-сырьевой базы, выраженный в уровне поисково-оценочного и разведочного бурения; коэффициент извлечения; доля вовлеченности в разработку трудноизвлекаемых запасов; разработка месторождений в регионах с преимущественно суровыми природно-климатическими условиями и отсутствием развитой инфраструктуры, таких, к примеру, как Восточная Сибирь и Дальний Восток; доля добычи нефти нетрадиционных источников – преимущественно жидких углеводородов (сланцевая нефть, битуминозные песчаники и другие).

При этом приоритетными сферами приложения инноваций в отрасли остается как непосредственно добыча природных углеводородов, так и их разведка. Для повышения эффективности геологоразведочных работ кроме внедрения инновационных методов в равной мере важно увеличение их финансирования государством - особенно в регионах, изученных в меньшей степени, чем другие: таких как шельфы арктических морей, Восточная Сибирь и Дальний Восток.

Внедрение новых технологий и оборудования особенно важны с точки зрения совершенствования методов воздействия на пласты и увеличения нефтеотдачи. Это повысит эффективность разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов как на месторождениях с истощенной ресурсной базой, так и на тех из числа новых, для которых характерно наличие низкопроницаемых коллекторов, резервуаров нефти с аномально низкими температурами и пластовыми давлениями, остаточных запасов нефти обводненных зон, а также запасов в подгазовых зонах, с высокой степенью выработанности и запасов низконапорного газа.

Инновационные методы разведки и добычи могут обеспечить высокоэффективную разработку высоковязких нефтей, разведку и разработку нетрадиционных источников жидких углеводородов, а кроме того, существенно повысить уровень энергосбережения и ощутимо снизить нагрузку на окружающую среду.

«Газпром нефть» получила 13 патентов на изобретения в области технологий в сфере нефтепереработки с начала 2016 года. Общее число запатентованных разработок компании по этому направлению составило на сегодняшний день 31, еще 19 заявок находятся на рассмотрении у экспертов Роспатента.

В 2016 году компания продолжила реализацию национального проекта по развитию катализаторного производства на Омском НПЗ. Для проведения научно-исследовательских работ в рамках этого проекта «Газпром нефть» привлекла к партнерству ведущие российские научные центры — Институт проблем переработки углеводородов (Омск), Институт катализа им. Г.К. Борескова (Новосибирск) и другие. Результатом сотрудничества уже стали патенты на технологии производства эффективных катализаторов, не уступающих зарубежным аналогам и обеспечивающих получение дизельных топлив стандарта Евро-5.

Один из полученных компанией патентов защищает инновационную технологию плазмохимического разложения сероводорода на водород и серу, которая, в отличие от традиционной технологии по реакции Клауса-Скотта, позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты на 67% и 34% соответственно и исключить выбросы сернистых соединений, снизить выделение углекислого газа. В дальнейшем компания планирует внедрить эту технологию в производство на Омском нефтеперерабатывающем заводе.

«Газпром нефть» также получила шесть охранных грамот на компьютерные тренажеры, моделирующие работу действующих технологических установок Омского НПЗ. Они используются на уникальном для нефтеперерабатывающей отрасли учебно-техническом полигоне, оборудованном симуляторами технологических процессов в сфере нефтепереработки. Одна из запатентованных компьютерных программ используется для моделирования расчетов оптимального календарного планирования производства бензина. Компьютерные системы разработаны «Газпром нефтью» совместно с Томским политехническим университетом и позволяют оптимизировать программы подготовки операторов установок, проводить переподготовку и повышение квалификации персонала нефтеперерабатывающих активов компании, моделировать технические процессы на заводах, что рассчитано на повышение эффективности работы промышленных комплексов и использования сырьевых ресурсов НПЗ.

В 2016 году «Газпром нефть» планирует подать международную заявку на собственную технологию и заявки на получение патентов в нескольких европейских странах и США.

«Развитие технологий, внедрение инноваций — приоритетные направления деятельности компании, фокус ее долгосрочной стратегии. Создавая собственную базу научных разработок, стимулируя развитие интеллектуального потенциала, мы формируем прочный фундамент конкурентоспособности нефтеперерабатывающих активов компании. Запатентованные „Газпром нефтью“ технологии и инновации призваны в дальнейшем обеспечить достижение стратегических целей компании и снизить зависимость российской нефтепереработки от импортируемой продукции и технологий», — отметил заместитель генерального директора «Газпром нефти» по логистике, переработке и сбыту Анатолий Чернер.