Добыча нефти – непростое занятие. Особенно сегодня, когда легкодоступных месторождений становится всё меньше. В этих условиях порой приходится идти на откровенно радикальные меры. Например, бросать в скважины ореховую скорлупу. При этом многим наверняка интересно: как такое вообще может помочь?

1. Немножко наглядной истории

Нельзя просто так взять и забыть

Во времена существования Римской империи земли, известные сегодня как Испания, были одни из ключевых поставщиков серебра в Средиземноморье. Римляне аки гномы добывали серебро жадно и самыми «варварскими» примитивными методами. Не прошло и двух веков, как богатейшие копи истощились. Попытки отыскать серебро поглубже не приводили к результату, любая попытка организовать глубинный забой спотыкалась о затопление шахт грунтовыми водами. В итоге, более X веков местные серебряные прииски считались выработанными. Пока в XIV веке по Европе не начали триумфальное шествие водяные и ветряные мельницы. Последние перевернули промышленное производство Старого света, автоматизировав ткацкое, кузнечное, хлебопечное и… горнорудное дело.

Водяные и ветряные мельницы помогли людям оснастить шахты стабильно работающими помпами, что в свою очередь позволило решить проблему затопления забоев грунтовыми водами. Глубина шахт резко возросла и о чудо… Неожиданно выяснилось, что серебра в старых римских рудниках, что простояли десятилетия, гораздо больше, чем было выкопано за всё время до этого!

2. Главное найти подход

Технологии приходят на выручку

Собственно, как уже можно было догадаться, с нефтью в современном мире дела обстоят в целом аналогичным образом. Каждый раз, когда вы слышите что-нибудь в духе: «Нефть на планете закончится к 2036 году!» - знайте, речь идёт не о чёрном золоте в целом, а о той его части, что находится в легко разрабатываемых месторождениях. Конечно, у технологий есть предел. Однако, даже сегодня этот потолок не достигнут. Сокращение числа простых месторождений вынуждает людей изобретать новые средства и способы добычи полезных ископаемых. Испытывать иллюзии здесь тоже не стоит: при нынешних темпах разработки нефть на Земле имеет вполне и конечный ресурс. Год от года проблема нарастает: в 2015 году на трудные запасы нефти в России приходилось не более 20% месторождений, сегодня это уже от 35 до 50%. Лёгкая нефть заканчивается. Остаётся та, к которой нужен «особый подход».


Серьёзная проблема

Один из способов такого подхода – добыча нефти при помощи гидроразрыва (ГРП). Это специальная технология, что позволяет извлекать «чёрное золото» из пластов с низкой проницаемостью. Работает это следующим образом: сначала нефтяники бурят скважину, после чего под огромным давлением закачивают в неё жидкость. Давление это настолько высокое, что порода пласта не выдерживает и даёт трещину. При этом делать ГРП нужно не где-нибудь, а на участке, где нефтяные поры почти не имеют соединения друг с другом. Таким образом искусственная трещина становится мостом между несколькими нефтяными «бассейнами», позволяя извлекать ценный ресурс. У технологии гидроразрыва нет единого отца-создателя. Примерно в одно и то же время (конце 1940-х, начало 1950-х) гидроразрыв был изобретён независимо друг от друга в США, Великобритании и СССР.


Есть способы

Но если кому-то успело показаться, что всё описанное выше звучит как-то избыточно просто в контексте работы с сложными пластами, то он абсолютно прав. Дело в том, что создать искусственную трещину в породе – недостаточно. Мать-Земля не только не спешит делиться своими богатствами, но и при первой возможности норовит спрятать их обратно. Если отринуть лирику: созданная при помощи ГРП трещина неизбежно схлопнется обратно, если бурильщики не применят специальных мер. Для стабилизации и поддержания разлома вместе с водой приходится закачивать в земные недра «расклинивающий агент» или проппант (от англ. «propping agent»).

3. Что есть проппант?

Используются разные материалы

Собственно, это и есть те самые мельчайшие шарики, о которых речь шла в начале. Проппант – это не какое-то одно вещество, а огромное семейство материалов. Первоначально в качестве расклинивающего агента нефтяники использовали кварцевый или речной песок. Применяется он по сей день, однако работает как надо только на проблемных пластах относительно небольшой глубины залегания. В конце 1970-х годов стали появляться первые керамические агенты на основе алюмосиликата и магния. Изготавливают их путём обжига в специальных печах. В сравнении с обычным песком керамический проппант способен выдерживать до 8 тонн нагрузки на 1 кв.см материала! Собственно, именно такие «шарики» сегодня и используются на большинстве проблемных месторождений.


Делают даже из грецких орехов!

Существуют и другие варианты расклинивающего агента: стеклянные, композитные, полимерные и т.п. Однако, все они используются по большей части в тех или иных узко специфических условиях. Только не смейтесь, но в качестве проппанта применяют даже ореховую скорлупу! Само собой не в «сыром» виде, а в форме тех самых крошечных гранул диаметром от 0.5 до 1.5 мм в зависимости от марки и модели агента. При этом у каждого, кто дочитал до этого момента неизбежно возникнет вопрос: а как много этой штуки приходится закачивать в нефтяной разлом? Очень много. Если речь идёт о простых вертикальных скважинах, то это 20-40, реже 50 тонн расклинивающего материала. А вот если скважина горизонтальная (вертикальная с протоками вдоль центрального ствола), то там объем используемого агента способен взлетать до 2-2.5 тысяч тонн.

Источник