20.12 (USA3)
Для понимания проблем современной разведки нефти и нефтедобычи я хотел бы привести пример рабочей ситуации, которая случилась в американской нефтедобыче в далёком, 1983 году. В перспективной нефтеносной провинции Прадхо-Бэй (Аляска), по результатам сейсморазведки были найдены перспективные ловушки в песчаниках, поразительно похожие по своему строению на само месторождение Прадхо-Бэй, освоенное ещё в 1968 году. Надо отметить, что в само Прадхо-Бэй нефтянники вбурились тоже отнюдь не сразу - ситуация была очень похожа на начало работы американцев на аравийском Даммаме - 6 скважин улетели в "молоко" и седьмая (ну, блин, счастливое число, и всё тут!), пробуренная под личную ответственность директора компании "Arco" Роберта Андерсона, таки подсекла не много, ни мало - целых 12 млрд. баррелей извлекаемых запасов.
По результатам сейсморазведки на побережье моря Бофорта было принято решение - бурить! Прогнозные запасы нефти и газа поражали воображение, структура ловушки была понятна, поэтому на бюджете не скупились - только земля под бурение обошлась около 1,5 млрд. долларов (в США вообще очень специфическое законодательство по-поводу полезных ископаемых - владеешь землёй - владеешь и ископаемыми). Для бурения скважины потребовалось сооружение искусственного гравийного острова в море Бофорта, что стоило ещё 310 миллионов долларов. Само бурение скважины, обошедшееся ещё в 120 миллонов долларов, на фоне этого, было уже сущим пустяком. В итоге, скважина "Маклак" (Mukluk) оказалась совершенно "сухой" и попала в книгу рекордов нефтяной промышленности только, как самый дорогой провальный проект в истории. Для понимания сути вопроса - за эти деньги в 1983 году можно было приобрести 66 миллионов баррелей нефти.
Собственно говоря, вся история развития нефтяной промышленности - это громадный нефяной "морской бой", где поле в клеточку - вся Земля. И в этом "морском бое" гораздо чаще встречаются неприятные сюрпризы, нежели приятные неожиданности. Никакие компьютеры и никакое 3D-моделирование не может заменить старого доброго бурения. И никакое бурение, к сожалению, не может найти нефть там, где её нет - а по всем расчётам она должна была быть - или заставить скважину выдавать нефть в темпе, угодном для нефтедобытчиков. Скважина в большей степени управляет нефтянниками, нежели нефтянники - скважиной.
Собственно говоря - две эти проблемы - неопределённость и неуправляемось - и являются ахилессовой пятой современной американской нефтедобычи. От отработки качественных, традиционных месторождений, в которых предсказуемость бурения и нефтедобычи находилась чуть ли не на уровне 100% (например, саудовский Гавар втупую бурили с 400 метровыми интервалами практически "квадратно-генздовым способом", как вскапывают картофельную грядку), нефтянники попали на неизведанное поле малых месторождений и незрелых залежей нефти, которые совершенно не укладываются в правильную картинку традиционной нефти.
Таких нефтяных полей "Судного дня" в Северной Америке несколько. Рассмотрим их поподробнее. Все они не очень похожи на "гербовую бумагу", но писать ведь как-то надо...
Вот карта этих мест последней надежды. Она здоровая, зато на ней почти всё видно:
http://industrializedcyclistblog.files.wordpress.com/2012/03/shale-plays-eia.jpg
Многие из этих формаций были введены в пилотную эксплуатацию ещё в 1950-е годы, но, несмотря на близость этой нефти к потребителям, так и не были массово освоены.
Большинство этих сланцевых по своей сути месторождений залегают неглубоко и вне "нефтяного окна" - то есть выше той минимальной глубины, ниже которой начинается активное преобразование сланцев в нефть. Лишь самые глубокие из сланцевых месторождений (например, формация Баккен в Северной Дакоте) своим нижним, наиболее глубоким краем заходят в зону "незрелой нефти":
При этом, собственно говоря, Северная Дакота является наилучшей сланцевой формацией для добычи нефти на территории США. Например, многолетние опыты компании "Шелл" на подобных полях в штатах Колорадо и Юта в общем-то закончились по ещё более банальной причине - на тех полях EROEI вообще оказался близок к единице, если не меньше её.
То есть, помимо низкой пористости самой нефтематеринской породы - горючего сланца, нефть, находящаяся в его порах - "незрелая" и её чертовски мало. Кроме того, концентрация этой нефти может радикально меняться от скважине к скважине - для сланцевых месторождений нефти характерен очень сильный разброс в продуктивности скважин - хорошая скважина может выдать до 500 баррелей в день, а вот плохая скважина может выдать и 200, и 100 баррелей. Кроме того, хорошая скважина буквально через год превращается в плохую - при этом усилия нефтянников по поддержанию штанов у добычи обычно заканчиваются ничем и, по сути дела, скважину часто приходится бурить заново. Вот данные о продуктивности скважин на Баккене за первый год их работы:
В результате анализа этой фактической деятельности стало возможным построить прогноз: одна продуктивная скважина формации Баккен в 30-летнем пределе может выдать около 550,000 баррелей нефти:
Ещё раз подчеркну - продуктивная скважина, при условии проведения 5-6 гидроразрывов на протяжении первых лет, возможно выдаст, пока не проверили. Теперь - 550 000 баррелей - это много или мало? Если "перебить" этот поток нефти на среднесуточную добычу, то мы получим среднюю цифру около 50 баррелей в день. А что ещё можно ожидать от месторождения столь специфической природы?
Ведь сам по себе слой нефтеносного сланца составляет по толщине всего около 45 метров и обладает очень малой проницаемостью. Очень малой (а меряется этот параметр в таких внесистемных единицах, как дарси) - это означает, на самом деле - меньшей, чем у классических резервуаров, как минимум в 100 000 раз (хотя есть оценки, что проницаемость сланцев Баккена меньше классического песчаника и в миллион раз).
Такая низкая проницаемость резервуара (около 0,001 миллидарси вместо 1-5 дарси для песчаника) приводит к тому, что кроме низких дебитов скважин совершенно невозможно прогнозировать, какое количество от изначально содержащейся в породе нефти можно поднять наверх в данном, конкретном месте протяжённого резервуара. То есть, несмотря на громадные геологические нефтяные запасы Баккена, оцененные звучной цифрой от 200 до 400 млрд. баррелей нефти, реальные извлекаемые резервы нефти могут составить от 5 до 0,5% от геологических запасов. То есть, баккенского "осетра надо урезать" до гораздо более вменяемой и земной цифры - от 20 до 1 млрд. баррелей нефти, пригодной к извлечению.
Поэтому, даже если мы примем 20 млрд. баррелей, как самую оптимистическую оценку и учтём, что одна продуктивная скважина может выдать около 550 000 тысяч баррелей, то мы получим около 36 000 скважин, которые можно будет пробурить (в перспективе) на этой самой "плодородной" почве на грядке нетрадиционной нефти в США.
Эта армия скважин (мечты, мечты!) в идеале сможет выдать добычу 36 000 * 50 = 1 800 000 баррелей в день.
Для понимания, как быстро "высыхают" баккеновские скважины - можете посмотреть на анимацию освоения Баккена от EIA. Мне она напомнила старую, добрую игру "Жизнь" от Джона Конвея:
http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=3750
Поэтому, скорее всего, вышеприведенная цифра в 1,8 Мбд вряд-ли когда-нибудь будет достигнута - гидроразрыв, на самом деле, достаточно варварская технология добычи и, достигая хороших результатов на первых скважинах, можно потом получить очень неприятные последствия для пласта в целом. Пока успехи нефтянников Северной Дакоты исчисляются гораздо более скромными цифрами - около 500 000 баррелей в день:
Пожелаем им успеха в достижении их первого миллиона баррелей в день - как и в упорстве удержаться на достигнутом.
Ведь тогда, добывая 1 Мбд, они смогут обеспечить около 5% потребности в нефти для современных им США.
Источники: http://www.theoildrum.com/node/3868
По результатам сейсморазведки на побережье моря Бофорта было принято решение - бурить! Прогнозные запасы нефти и газа поражали воображение, структура ловушки была понятна, поэтому на бюджете не скупились - только земля под бурение обошлась около 1,5 млрд. долларов (в США вообще очень специфическое законодательство по-поводу полезных ископаемых - владеешь землёй - владеешь и ископаемыми). Для бурения скважины потребовалось сооружение искусственного гравийного острова в море Бофорта, что стоило ещё 310 миллионов долларов. Само бурение скважины, обошедшееся ещё в 120 миллонов долларов, на фоне этого, было уже сущим пустяком. В итоге, скважина "Маклак" (Mukluk) оказалась совершенно "сухой" и попала в книгу рекордов нефтяной промышленности только, как самый дорогой провальный проект в истории. Для понимания сути вопроса - за эти деньги в 1983 году можно было приобрести 66 миллионов баррелей нефти.
Собственно говоря, вся история развития нефтяной промышленности - это громадный нефяной "морской бой", где поле в клеточку - вся Земля. И в этом "морском бое" гораздо чаще встречаются неприятные сюрпризы, нежели приятные неожиданности. Никакие компьютеры и никакое 3D-моделирование не может заменить старого доброго бурения. И никакое бурение, к сожалению, не может найти нефть там, где её нет - а по всем расчётам она должна была быть - или заставить скважину выдавать нефть в темпе, угодном для нефтедобытчиков. Скважина в большей степени управляет нефтянниками, нежели нефтянники - скважиной.
Собственно говоря - две эти проблемы - неопределённость и неуправляемось - и являются ахилессовой пятой современной американской нефтедобычи. От отработки качественных, традиционных месторождений, в которых предсказуемость бурения и нефтедобычи находилась чуть ли не на уровне 100% (например, саудовский Гавар втупую бурили с 400 метровыми интервалами практически "квадратно-генздовым способом", как вскапывают картофельную грядку), нефтянники попали на неизведанное поле малых месторождений и незрелых залежей нефти, которые совершенно не укладываются в правильную картинку традиционной нефти.
Таких нефтяных полей "Судного дня" в Северной Америке несколько. Рассмотрим их поподробнее. Все они не очень похожи на "гербовую бумагу", но писать ведь как-то надо...
Вот карта этих мест последней надежды. Она здоровая, зато на ней почти всё видно:
http://industrializedcyclistblog.files.wordpress.com/2012/03/shale-plays-eia.jpg
Многие из этих формаций были введены в пилотную эксплуатацию ещё в 1950-е годы, но, несмотря на близость этой нефти к потребителям, так и не были массово освоены.
Большинство этих сланцевых по своей сути месторождений залегают неглубоко и вне "нефтяного окна" - то есть выше той минимальной глубины, ниже которой начинается активное преобразование сланцев в нефть. Лишь самые глубокие из сланцевых месторождений (например, формация Баккен в Северной Дакоте) своим нижним, наиболее глубоким краем заходят в зону "незрелой нефти":
При этом, собственно говоря, Северная Дакота является наилучшей сланцевой формацией для добычи нефти на территории США. Например, многолетние опыты компании "Шелл" на подобных полях в штатах Колорадо и Юта в общем-то закончились по ещё более банальной причине - на тех полях EROEI вообще оказался близок к единице, если не меньше её.
То есть, помимо низкой пористости самой нефтематеринской породы - горючего сланца, нефть, находящаяся в его порах - "незрелая" и её чертовски мало. Кроме того, концентрация этой нефти может радикально меняться от скважине к скважине - для сланцевых месторождений нефти характерен очень сильный разброс в продуктивности скважин - хорошая скважина может выдать до 500 баррелей в день, а вот плохая скважина может выдать и 200, и 100 баррелей. Кроме того, хорошая скважина буквально через год превращается в плохую - при этом усилия нефтянников по поддержанию штанов у добычи обычно заканчиваются ничем и, по сути дела, скважину часто приходится бурить заново. Вот данные о продуктивности скважин на Баккене за первый год их работы:
В результате анализа этой фактической деятельности стало возможным построить прогноз: одна продуктивная скважина формации Баккен в 30-летнем пределе может выдать около 550,000 баррелей нефти:
Ещё раз подчеркну - продуктивная скважина, при условии проведения 5-6 гидроразрывов на протяжении первых лет, возможно выдаст, пока не проверили. Теперь - 550 000 баррелей - это много или мало? Если "перебить" этот поток нефти на среднесуточную добычу, то мы получим среднюю цифру около 50 баррелей в день. А что ещё можно ожидать от месторождения столь специфической природы?
Ведь сам по себе слой нефтеносного сланца составляет по толщине всего около 45 метров и обладает очень малой проницаемостью. Очень малой (а меряется этот параметр в таких внесистемных единицах, как дарси) - это означает, на самом деле - меньшей, чем у классических резервуаров, как минимум в 100 000 раз (хотя есть оценки, что проницаемость сланцев Баккена меньше классического песчаника и в миллион раз).
Такая низкая проницаемость резервуара (около 0,001 миллидарси вместо 1-5 дарси для песчаника) приводит к тому, что кроме низких дебитов скважин совершенно невозможно прогнозировать, какое количество от изначально содержащейся в породе нефти можно поднять наверх в данном, конкретном месте протяжённого резервуара. То есть, несмотря на громадные геологические нефтяные запасы Баккена, оцененные звучной цифрой от 200 до 400 млрд. баррелей нефти, реальные извлекаемые резервы нефти могут составить от 5 до 0,5% от геологических запасов. То есть, баккенского "осетра надо урезать" до гораздо более вменяемой и земной цифры - от 20 до 1 млрд. баррелей нефти, пригодной к извлечению.
Поэтому, даже если мы примем 20 млрд. баррелей, как самую оптимистическую оценку и учтём, что одна продуктивная скважина может выдать около 550 000 тысяч баррелей, то мы получим около 36 000 скважин, которые можно будет пробурить (в перспективе) на этой самой "плодородной" почве на грядке нетрадиционной нефти в США.
Эта армия скважин (мечты, мечты!) в идеале сможет выдать добычу 36 000 * 50 = 1 800 000 баррелей в день.
Для понимания, как быстро "высыхают" баккеновские скважины - можете посмотреть на анимацию освоения Баккена от EIA. Мне она напомнила старую, добрую игру "Жизнь" от Джона Конвея:
http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=3750
Поэтому, скорее всего, вышеприведенная цифра в 1,8 Мбд вряд-ли когда-нибудь будет достигнута - гидроразрыв, на самом деле, достаточно варварская технология добычи и, достигая хороших результатов на первых скважинах, можно потом получить очень неприятные последствия для пласта в целом. Пока успехи нефтянников Северной Дакоты исчисляются гораздо более скромными цифрами - около 500 000 баррелей в день:
Пожелаем им успеха в достижении их первого миллиона баррелей в день - как и в упорстве удержаться на достигнутом.
Ведь тогда, добывая 1 Мбд, они смогут обеспечить около 5% потребности в нефти для современных им США.
Источники: http://www.theoildrum.com/node/3868