Волновое воздействие как альтернатива гидроразрыву пластов

Почему нефтяные компании показывают увеличение дебета скважин сразу после землетрясений? Теоретически всё должно было происходить с точностью до наоборот, ведь после землетрясения в продуктивных слоях появлялось множество разрывов, не совпадающих с общим направлением добычи, а отсюда неминуемое снижение дебетов. Канадцы сделали вывод о том, что сейсмические толчки создают в нефтеносных породах волны и разрывы, что проводит к резкому увеличению дебита скважин.

В последнее десятилетие гидроразрыв пластов (ГРП) в газовой индустрии привёл к коперниканскому повороту на крупнейшем рынке мира, создав новую газовую державу — США. Тем не менее с экологической точки зрения он крайне опасен: вода из-под крана и в канализационных колодцах выделяет метан; слабые, но частые землетрясения угрожают инфраструктуре и беспокоят жителей новых газовых провинций Штатов.

Однако возврата к временам дорогого газа здесь не хотят, и о сворачивании добычи сланцевого газа речь, разумеется, не идёт. Более того, те же методы, включая горизонтальное бурение, хотят применить к гораздо более грязной экологически добыче нефти. Существует ли выход из этой ситуации — такой, который удовлетворил бы и экономику, и экологию?

Канадская Wavefront Technology считает, что существует. Идея пришла к её разработчикам после того, как они попытались разобраться в причинах того, почему нефтяные компании показывали увеличение дебета скважин сразу после землетрясений — как естественных, так и искусственных. Теоретически всё должно было происходить с точностью до наоборот, ведь после землетрясения в продуктивных слоях появлялось множество разрывов, не совпадающих с общим направлением добычи, а отсюда неминуемое снижение дебетов.

Выяснилось, что афтершок, повторный сейсмический толчок меньшей интенсивности, создаёт в нефтеносных породах волну, сжимающую их. Такой гидродинамический удар приводит к резкому увеличению дебета скважины, в то время как основная сейсмическая волна таких последствий не имеет, поскольку создаёт в породе разрывы, из-за которых давление падает.

Основанная на сходном механизме запатентованная компанией технология PowerWave посылает посредством предварительно закачанной жидкости импульс в скальную, песчаную или глиняную породу, окружающую месторождение нефти. Кроме воды, возможно использование углекислого газа.

"То, что мы делаем под землёй, — это просто копирование действия садового шланга, — поясняет Бретт Дэвидсон, глава Wavefront Technology. — У вас есть устойчивый поток жидкости, выходящий из шланга. Когда я перегибаю шланг, я запасаю энергию. А когда разгибаю, получаю временное ускорение потока жидкости". Слабая волна, соответствующая афтершоку, который всегда слабее самого землетрясения, приводит к пробивному увеличению диаметра пор в породе и итоговому увеличению выхода скважинной жидкости. 

Нефть выталкивается из породы-коллектора так же, как сердце создаваемыми волнами проталкивает жидкость через кровеносные сосуды.

В отличие от ГРП, вода не проникает в породу по трещинам, а использует все имеющиеся поры.

Главным преимуществом свей технологии г-н Дэвидсон считает даже не её экологичность. Хотя, подчёркивает он, отказ от ГРП сводит к нулю вероятность возникновения трещин в породе и утечек нефти или газа в прилегающие породы, а оттуда — в артезианские бассейны, всё дело в увеличении процента извлекаемости нефти.

Сегодня даже с использованием третичных методов добычи из подземного месторождения можно получить не более 30–40% нефти. Остальные 60% (и это минимум) пока остаются неизвлекаемыми. По мнению главы Wavefront Technology, метод, применяемый его фирмой, даст дополнительные 10% — что приведёт к получению с уже закрытых скважин в одних только США сотен миллиардов баррелей. На действующих месторождениях применение импульсного способа стимуляции скважины также даёт прирост добычи в 2–3%, однако потенциальные возможности здесь пока до конца не выяснены.

Технология находится в процессе активного внедрения: уже сегодня её используют более 150 скважин в Канаде и США. Однако её экологичность оспаривается. Да, говорят критики, волновое воздействие на нефть не приводит к ГРП. Однако увеличение пористости затрагивает не только породу, играющую роль коллектора нефти. При искусственном афтершоке в соседних породах также отмечается рост пористости, что создаёт риск перетока нефти в те же артезианские бассейны.

Судя по опыту с массовым внедрением ГРП для добычи сланцевого газа, только устойчивая практика применения нового метода позволит сделать твёрдые выводы о его экологической безопасности. (27.08.12)