Будущее трудноизвлекаемых запасов нефти в России: наука и технологии

Сегодня Россия стоит перед серьёзной задачей: как обеспечить стабильный уровень добычи нефти после 2030 года, когда истощение традиционных месторождений начнёт приближаться к критической отметке. 

Ответ, по мнению многих экспертов, кроется в активном освоении трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ). 

Срок всё ближе, ресурсов — меньше

Запасы углеводородов, как известно, не бесконечны. Земля столетиями хранила драгоценные ресурсы в своих недрах, и за время разработки они существенно истощились. Хотя, справедливости ради, отметим, что в нефтегазовых регионах России продолжают открывать новые месторождения. 

Например, в ноябре 2024 года на территории Иркутской области компанией ООО «Сибгаз» было открыто новое крупное газовое месторождение. Его запасы оцениваются в 135,4 млрд кубометров газа и 4,4 млн тонн конденсата. ГКМ «Илгинское» расположено в пределах Знаменского участка, который как раз и разрабатывает компания.

А в апреле 2025 года о важном открытии сообщила компания «Газпром нефть»: крупное месторождение нефти было обнаружено в Ханты-Мансийском автономном округе. 400 тонн нефти в сутки — такой приток углеводородов был получен из первой пробуренной скважины на участке. 

Разработка ТрИЗ в приоритете

Однако рано или поздно и новые месторождения иссякнут. Потому отрасль как никогда остро заинтересована в том, чтобы разработка трудноизвлекаемых запасов углеводородов приносила максимум «профита».  

Так, по оценкам российской компании «Оил Ресурс», полноценное вовлечение в разработку таких залежей, как баженовская свита (группа нефтематеринских горных пород в Западной Сибири), и ресурсов традиционных месторождений, находящихся на поздних стадиях эксплуатации, потенциально может увеличить технологически извлекаемые запасы нефти России примерно на 50 миллиардов тонн. Это цифра, сравнимая с десятками лет текущего уровня добычи! 

Пора менять подход к нефтедобыче 

Неудивительно, что структура российской нефтедобычи в последние годы претерпевает значительные изменения. Доля традиционных месторождений в общем объёме добычи сокращается, в то время как доля ТрИЗ неуклонно растёт. 

На сегодняшний день к трудноизвлекаемым запасам относятся ресурсы множества геологических формаций. Среди них: 

• тюменская свита;
• ачимовские залежи;
• доюрские отложения;
• баженовская свита;
• доманиковая свита;
• абалакская свита;
• хадумская свита и т. д.

Каждая из них представляет собой уникальный объект со своими особенностями, требующими индивидуального подхода к разработке. 

В качестве наглядного примера можно привести Ярегское месторождение компании ЛУКОЙЛ. Здесь добыча ведётся шахтным способом, что связано с исключительно высокой вязкостью нефти. Для извлечения нефти приходится использовать технологию парового нагрева пластов, что существенно удорожает процесс. 

Путь к освоению трудноизвлекаемых запасов по-прежнему далёк от простоты и дешевизны. Речь ведь идёт о геологических формациях, характеризующихся сложной структурой, низкой проницаемостью пород, высокой вязкостью и/или плотностью нефти. Добыча из таких залежей требует применения совершенно иных технологий, чем традиционная разработка. 

Подробнее читайте в статье «Высоковязкая нефть: технологии транспортировки, добычи и переработки».  

Для разработки ТрИЗ необходимо импортозамещение

Реализация потенциала ТрИЗ напрямую зависит от внедрения передовых технологий, необходимость в которых стала особенно острой после введения западных санкций и ухода с российского рынка ведущих международных нефтесервисных компаний — «большой четвёрки», включающей Halliburton и Baker Hughes. Отсутствие доступа к их технологиям создаёт критическую угрозу для российской нефтяной отрасли. 

По оценкам экспертов компании «Оил Ресурс» (входящей в ГК «Кириллица»), без преодоления технологической зависимости от зарубежных поставщиков объёмы добычи нефти в России к 2030 году могут сократиться на 50-100 миллионов тонн в год. 

Наиболее острая проблема заключается в импортозамещении высокотехнологичного оборудования и услуг, критически важных для эффективной добычи нефти. Это касается, прежде всего, роторных управляемых систем, обеспечивающих точность и безопасность буровых работ. Также крайне необходима разработка отечественных аналогов для шельфового бурения — одной из самых сложных и дорогостоящих областей нефтедобычи. Без этого Россия не сможет эффективно осваивать новые месторождения на шельфе, включая арктические регионы, оставаясь зависимой от иностранных технологий. 

Собственные аналоги также необходимы в области геолого-разведочных работ: современное программное обеспечение для обработки и интерпретации геофизических данных является ключевым фактором успешного поиска и разведки новых месторождений. Отсутствие доступа к передовым программным продуктам значительно снижает эффективность геологоразведки и приводит к увеличению рисков и затрат. 

Системы измерения параметров скважины в процессе бурения и каротаж в процессе бурения — ещё один критический сегмент, где доминируют иностранные технологии. Эти системы позволяют получать ценную информацию о геологическом строении пласта в режиме реального времени, что оптимизирует процесс бурения и повышает эффективность добычи. Замена импортного оборудования в этой области требует значительных инвестиций в НИОКР и создание собственной производственной базы. 

Импортозависимость также проявляется в технологиях интенсификации добычи нефти, таких как многостадийный гидравлический разрыв пласта на неводной основе. Эта сложная технология позволяет увеличить дебит скважин, особенно в трудноизвлекаемых пластах, таких как баженовская свита. Замена импортных химических реагентов и оборудования для проведения ГРП — одна из ключевых технических и организационных задач в 2025 году. 

Не только на суше, но и на море

Особое внимание, отмечают отраслевики, следует уделить освоению шельфовых месторождений. Несмотря на огромный потенциал российских шельфовых бассейнов, включая Сахалин и Каспийское море, их освоение сильно сдерживается нехваткой необходимого оборудования и технологий. В частности, плавучие буровые установки, на 90% поставляемые из-за рубежа, являются критическим компонентом шельфового бурения. 

Аналогичная ситуация наблюдается и в области оборудования для морской добычи и судового обеспечения. Без быстрого и эффективного импортозамещения в этих областях Россия рискует потерять значительные объёмы потенциальной добычи нефти. 

Наука и производство не стоят на месте 

Тем не менее нельзя не отметить определённые шаги, которые отрасль успела совершить за минувшие три года. Как заявил ранее руководитель Минэнерго Сергея Цивилёв, российским производителям удалось заместить порядка 90% технологий в нефтегазе.

Разумеется, важно сделать пометку о том, что с оценками министра в отрасли согласны не все. В частности, читатели Telegram-канала «Нефтегазовая промышленность», принявшие участие в опросе, в большинстве придерживаются мнения о том, что собственных технологий нам по-прежнему не достаёт. 

Но процесс уже запущен и движется в нужном направлении. Активно помогают в достижении поставленных целей и научные коллективы из разных регионов. Ниже приведём несколько интересных достижений последних двух лет. 

Усовершенствованные наносуспензии для добычи ТрИЗ

Например, учёные Сибирского федерального университета (СФУ) в рамках госзадания Минобрнауки РФ усовершенствовали наносуспензии диоксида кремния, которые сегодня активно применяют на низкоминерализованных месторождениях. Обычно на таких участках концентрация соли составляет 5-10 г на литр.

Однако при использовании на более сложных месторождениях, характеризующихся высокой минерализацией — до 300 г на литр, данные составы теряют свою эффективность, так как становятся неустойчивыми.

Сибирским учёным удалось стабилизировать наносуспензии при помощи добавления солей лимонной и винной кислот, а также малоновой кислоты в концентрации 1%. В СФУ отметили, что данные стабилизаторы легко достать, а также они достаточно недорогие. 

Почему это важно? Потому что порядка 30% месторождений углеводородов в России характеризуются высокой минерализацией. 

Математическая модель для стабильной добычи тяжёлой нефти

Пермские учёные (ПНИПУ), в свою очередь, представили новую математическую модель, которая позволяет рассчитать мощность нагревателя, необходимого для снижения вязкости нефти на конкретном участке скважины, до уровня, при котором насосное оборудование не будет выходить из строя.

При извлечении труднодобываемой нефти в призабойной части скважины устанавливаются специальные нагреватели. При этом важно знать, как именно и до какой величины нужно повышать температуру нефти, чтобы она оставалась текучей, без лишних затрат и перегрева насосного оборудования.

Учёные создали трёхмерную компьютерную модель, которая учитывает распределение температуры, скорости и вязкости нефти и параметры устройства электрического нагрева.

При помощи модели в ПНИПУ рассчитали, что призабойный нагреватель мощностью 2,25 кВт позволяет поднять температуру нефти до 60°С и в 14 раз снизить её вязкость. Как показали результаты эксперимента, при подогреве нефти выше 125°С оборудование может перегреться и выйти из строя.

«Геосфера» в Тюмени 

«Газпром нефть» открыла в Тюмени научно-исследовательский центр «Геосфера». Это высокотехнологичный роботизированный комплекс, основная задача которого — изучение образцов горных пород, извлекаемых из скважин, с целью обнаружения новых, перспективных месторождений нефти и газа, включая труднодоступные участки, расположенные в зоне вечной мерзлоты. 

Сердцем «Геосферы» является роботизированное кернохранилище — автоматизированное пространство, предназначенное для хранения кернов, цилиндрических образцов горных пород, извлечённых из скважин. Они содержат информацию о геологическом строении недр и наличии углеводородных ресурсов. 

Центр оснащён передовым оборудованием для проведения различных видов анализа. Информация, получаемая в результате исследований, используется для создания трёхмерных геологических моделей, позволяющих с высокой точностью предсказывать местонахождение залежей углеводородов и планировать оптимальную стратегию разработки месторождений.

Катализатор для облегчения добычи высоковязкой нефти

Учёные Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (ИГиНГТ КФУ) разработали и испытали инновационный катализатор для облегчения добычи высоковязкой нефти. 

В его основе лежат водорастворимые соли слабых кислот. Специалисты лаборатории «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ КФУ провели обширные исследования, экспериментируя с различными комбинациями веществ и условий и выяснили, что комбинированное воздействие водяного пара и диоксида углерода на высоковязкую нефть в присутствии определённых солей приводит к изменениям её физико-химических свойств. 

Среди испытанных солей — ортованадат натрия (Na3VO4), дигидрофосфат натрия (NaH2PO4) и фосфорновольфрамовокислый натрий (Na3PW12O40). Ортованадат натрия продемонстрировал наиболее впечатляющие результаты. Его использование в процессе обработки нефти привело к увеличению объёмов извлекаемой нефти на 35% и снижению вязкости на 72,8%. Кроме того, содержание серы в нефти уменьшилось на 41,2%. 

Межрегиональный кластер нефтегазового оборудования

О создании важного для отрасли объединения объявила пресс-служба правительства Тамбовской области. 

Данный кластер включает в себя восемь предприятий из четырёх регионов России: Тамбовской, Рязанской, Воронежской и Челябинской областей. Каждое из них специализируется на производстве определённого вида продукции для нефтегазового сектора — деталей и комплектующих, насосов, котлов и паровых установок. 

Участники намерены реализовать сразу три амбициозных проекта, ориентированных на производство высоковостребованной продукции в нефтегазовом машиностроении. Производимые внутри кластера технику и оборудование компании намерены поставлять также и зарубежным клиентам.