Объём добычи нефти в РСФСР с 1955 года. Яма видна невооруженным глазом

Мало кто помнит, но добыча нефти на территории бывшей РСФСР начала быстро падать после 1991 года, и смогла вылезти из этой «ямы» только в 2004 году. Этому поспособствовало не только открытие новых месторождений на Сахалине и в Восточной Сибири, но и ГРП. Ведь он позволяет кратно увеличить приток нефти в зрелых месторождениях. Более того, в нынешнее время, любая новая добывающая скважина в Западной Сибири сразу строится с расчётом на то, что в ней будут проводить многоступенчатое ГРП, это даже не обсуждается.

Типичные показатели зрелого месторождения. Скважин всё больше, как и воды. В прочем, даже это уже слабо помогает

Также хочу поведать вам небольшой секрет, львиная доля роста добычи «нефти» в России с 2000ых годов приходится на газоконденсат (ГК), ведь дебит именно нефти уже довольно долго поддерживается на одном уровне. ГК месторождения примечательны тем, что несмотря на то, что в месторождении (до его открытия) углеводороды содержатся в жидкой форме, но при повышении давления после начала добычи, значительная часть этих углеводородов превращается в газ. Таким образом, на поверхность поступает гремучая (в прямом смысле) смесь из жидких лёгких углеводородов и газовой фазы, составляющей добрую половину продукта. После этого газоконденсат «стабилизируют», то есть направляют колонну, где давление ниже атмосферного, что вызывает полное испарение всех самых лёгких молекул, оставляя абсолютно не «газящую» жидкую фазу.

Первое большое газоконденсатное месторождение в России, Оренбургское, было разработано в 1970 году [3]. С тех пор, отечественные нефтянники продолжали искать и добывать газоконденсат не покладая рук. Были открыты крупнейшие месторождения в Якутии, Астрахани, Уренгое, Ямале. Именно газоконденсат составляет основную сырьевую базу для производства СПГ Новатэком.

В 2019 году добыча нестабильного газоконденсата в РФ составила 35,7 млн тонн или около 7% от общего количества [4]. То есть рост добычи с 2000 года по 2019 составил около 350%.

Колоссальный рост добычи газового конденсата в РФ за последние 20 лет

Самой «инновационной» частью нефтесервиса является П.О. предоставляемое компаниями. Изначально самым лучшим софтом для моделирования месторождений являлся Eclipse фирмы Schlumberger. Однако в 2005 году была создана Российская компания Rock Flow Dynamics. Это предприятие было основано энтузиастами из мехмата МГУ, которые мечтали наконец-таки создать такую компанию, где им будут платить деньги за решение уравнений. В 2010 году RFD создало свой флагманский продукт – софт для моделирования месторождений tNavigator, который на данный момент является монополистом на рынке подобного софта в России, обогнав даже Eclipse. В 2011 году они основали офис в Хьюстоне, США. В 2014 стали резидентом Сколково. tNavigator используется на всех больших месторождениях мира. В 2022 году они разделили свой бизнес на две части: Российский и западный – в этом качестве они существуют до сих пор. В прочем, RFD – крайне интересная компания, я обязательно посвящу им отдельный пост.

В России есть инновационные компании, и много. Просто широкая публика о них не знает

Третьим важнейшим компонентом технологичного нефтесервиса, после ГРП и П.О. являются методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Это относительно новая тема, появившаяся лишь пару десятилетий назад. Одним из главных показателей месторождения является КИН – коэффициент извлечения нефти. Грубо говоря, процент нефти, которую возможно извлечь на свет Божий. Максимально возможный КИН составляет где-то 50-55%, а средний КИН в России равен 38-45% для активных запасов, 10-35% для низкопроницаемых коллекторов, 5-25% для высоковязких нефтей [5]. МУНы как раз нужны для того, чтобы повышать КИН, вводя в разработку ранее незатронутые части коллектора или «плёночную нефть», остающуюся на стенках пор.

Всего можно выделить четыре стадии разработки месторождения. Первая стадия – фонтанная добыча. Самый плодотворный период, когда нефть сама фонтанирует на поверхности из-за разницы давлений в пласте и в атмосфере. Вторая стадия – использование заводнений и насосов, когда в пласт закачивается вода или газ для вытеснения нефти в сторону добывающих скважин, также закачанные воды поддерживают повышенное давление в пласте, а насос выкачивает нефть на поверхность. Третья стадия – применение МУН, когда содержание воды в добываемом продукте превышает 40-50% и для рентабельной добычи нефти требуются особые методы. Например, метод полимерного заводнения, когда в водяную скважину закачивается полимерный раствор, ровным фронтом вытесняющий оставшуюся нефть. МУН – ключ к продлению рентабельного периода зрелых месторождений. Однако эту тему я также рассмотрю отдельно. Четвертая стадия - заканчивание и консервация скважины.

Подытожив вышесказанное, можно сказать, что в России с 2000го года по нынешнее время происходит настоящая энергетическая революция, только состоит она не в использовании ветряков или солнечных панелей, а в применении ГРП и МУН, делающих рентабельными старые месторождения и в разработке новых газоконденсатных месторождений в особо крупных объёмах.

Я очень долгое время занимался нефтесервисом, успел даже поработать в такой компании сам, поэтому могу говорить об этом часами, так и не исчерпав темы. Мне кажется, что я сказал достаточно и теперь можно возвращаться к теме статьи, не боясь сказать того, что читатель точно не поймёт.

Этапы разработки месторождения наглядно

#Стримы

Послезавтра мой день рождения, а недавно количество подписчиков моего канала перевалило за 2000!!! За что я благодарю вас, мои любимые подписчики. Именно ради вас я и веду этот канал, стараясь дать вам как интересный контент, так и пищу для ума.

В честь этого я объявляю денрожденный стрим! Завтра в 20:00 начнём. Скорее всего, я буду играть в Fallout 2, рассказывать последние новости химической науки и нефтегазовой отрасли, общаться с чатом и просто дурачиться. У меня день рождения, мне можно! Стрим пройдёт на свежесозданном Ютуб канале.

Жду вас завтра, уважаемые подписчики!

Через 20 минут подрубаю первый, денрожденный стрим!

Давайте посмотрим на молекулу Пола Аллена.

Посмотрите на этот изящный угол связей... её идеальную симметрию... Боже мой, у неё даже есть заряд...

Нефть как главный источник возобновляемой энергетики

#Химпром #Энергетика

Сейчас весь телеграм заполнен новостями о перевороте в Боливии, которая занимает первое место в мире по запасам лития. Как мне кажется, это идеальное время для написания статьи о том, как фотосинтез и мёртвая вода помогут России ворваться в топ производителей лития и других металлов, а также стать крупным производителем Li-ion аккумуляторов.

Порфирины – это класс органический соединений, они состоят из конденсированных гетероциклических соединений (кружочки у которых 1 или более углерод заменён на другой атом, например азот). Они могут формировать порфириновые комплексы с металлами: ванадием, никелем и другими. Похожей структурой обладают хлорофилл растений и гемоглобин крови человека. Скорее всего, порфирины – это обломки хлоропластов фитопланктона, из которого нефть и образуется.

Все порфирины в нефтях содержатся в высококипящих фракциях (гудрон, мазут) и, на данный момент, их повышенная концентрация в нефти скорее является проблемой, ведь освобождаемые из порфириновых колец металлы являются каталитическими ядами. Во время каталитических процессов на НПЗ, металлы оседают на катализаторах, деактивируя их или даже вступают с ними в химические реакции, что делает катализатор неактивным. На тему очищения тяжёлых фракций нефти от порфиринов написаны целые диссертации, научные статьи, созданы изобретения [1] [2].

В большинстве нефтей массовая концентрация металлов не превышает 0,01% масс., однако в металлических нефтях, эта цифра может достигать 0,3-0,5% масс [4]. На данный момент, наиболее перспективным кандидатом для промышленного выделения из нефти является ванадий, дорогой металл, чья массовая концентрация в нефти может достигать 1,3 килограмма на тонну нефти.

Средний порфириновый комплекс в вакууме. Неприглядный осколок древних одноклеточных растений

Среднее содержание элементов (мг/т) в смолисто-асфальтеновых компонентах нефти основных нефтегазоносных провинций России и оценка стоимости металлов в случае их выделения

Теперь давайте перейдём к литию. Литий в порфириновых комплексах не содержится (потому что он одновалентный и не может быть комплексообразователем), но пластовые флюиды некоторых месторождений – прекрасный источник лития.

Дело в том, что жидкость, непосредственно добываемая из нефтяного месторождения – это не нефть, а пластовый флюид, то есть смесь воды, нефти и летучих газообразных углеводородов. Вода – вечный спутник нефти, ведь почти все осадочные породы содержат воду. Дело также в том, что собственно нефть – это продукт разложения керогена – смеси сложных углеводородных соединений, являющейся наслоением тонких, черных, твёрдых пластин. В ходе этого процесса также может образовываться вода. Порода, в которой содержится кероген, называется материнской. Именно там появляется нефть, под воздействием высоких температур и давлений. Далее, нефть перетекает по системе пор и трещин в пределах достаточно пористого слоя осадочных (органических) пород. После чего нефть накапливается в «ловушках» – геологических складках, откуда она более не может никуда перетечь. Именно поэтому ловушки следовало бы называть не месторождениями нефти, а местоскоплениями.