Двадцать бассейнов слизи. Как нефтяники делают гидроразрыв

39 641
01 сентября 2022 в 8:00
Автор: Андрей Рудь

Двадцать бассейнов слизи. Как нефтяники делают гидроразрыв

Самые грандиозные и невероятные инженерные штуки часто происходят незаметно для широкой публики. Так, без лишнего пафоса мы недавно передвинули Припять, создали и похоронили крылатый флот, открыли и потеряли белорусский уран, выкопали и забросили здоровенное море… Сегодня отправимся смотреть очередное диво. Прямо сейчас под Речицким районом на глубину больше двух километров закачивают максимально странную субстанцию. Планируют распереть Землю изнутри и добраться до нефти. Это называется «гидроразрыв пласта» и вызывает немало споров. Наконец, увидим, из чего конкретно создают это подземное озеро.

Центр управления потоком

Сначала присказка. В прошлый раз мы рассказывали о фантастических планах по «цифровизации» белорусской нефти. Смысл в том, чтобы увязать все 900 белорусских качалок (и прочую инфраструктуру) в виртуальную сеть.

Мы, конечно, тогда мечтали, что один человек сможет управлять всеми нашими углеводородами с телефона, сидя на пеньке в любой точке мира. Оказывается, физически этот центр управления уже создан! Тихонечко, без шариков и оркестра.

На практике этот «смартфон» выглядит так:

«Диспетчерскую» расположили в Речице. Отсюда намерены манипулировать всей белорусской нефтью. Система еще настраивается, подключена только часть скважин. Красный прямоугольник на мониторе — качалка не работает, серый — еще не подключена, зеленый — качает.

При клике на каждую разворачивается простыня опций и параметров. Удобно управлять, следить за продуктивностью и динамикой, контролировать техобслуживание и так далее. В случае нештатной ситуации, требующей вмешательства живых людей, «скайнет» пришлет сообщение. На место отправится соответствующая бригада, чтобы решать проблему вручную.

Говорят, что теоретически подключиться к системе можно и извне, сидя с ноутбуком на пресловутом пеньке. Но из соображений безопасности все собрано именно в одном центре.

Запустить этот ЦУП на всю катушку планируют года через полтора.

Как отжать нефть у Земли

Легкодоступная нефть у нас почти кончилась. Сегодня недостаточно пробурить вертикальную скважину и безмятежно сосать ресурс из удобной пористой породы. Настало время инженерных подвигов.

Гидроразрыв пласта (ГРП) — как раз способ выжать нефть из твердой породы. Смесь жидкости и твердых частиц под давлением закачивают в скважину, добиваясь появления разрывов и трещин в породе на необходимой глубине. Чем их больше, чем они длиннее, тем лучше. Твердая фракция нужна, чтобы разрыв не «схлопнулся» обратно: частицы забиваются в щели и держат форму. Затем жидкость откачивают, а в образовавшиеся полости из трещин сочится нефть (либо газ).

Считается, что впервые этот метод применили в США в 1947 году (использовали простую воду и песок). С тех пор по всему миру совершенствуют — и технику, и химию.

К химии у нас как раз есть вопросы. В некоторых странах и регионах ГРП запретили. Нельзя же просто так загнать огромное количество жидких реактивов в грунт — и чтобы не было последствий. Или можно? И вообще, что это за реактивы? Что конкретно закачивают под землю?

Про это, скажем, пишут не очень много. Сейчас посмотрим. И потрогаем.

Нефть должна течь

Мы уже показывали фотографии с этой локации на речицком месторождении (главном нефтяном месторождении Беларуси).

На этот раз к нашему приезду картинка изменилась. Техника для гидроразрыва соединена сложной системой труб и шлангов высокого давления.

Серые цистерны с водой поставлены вертикально. Рядом сложены тюки с пропантом. Все это плюс некие химикаты скоро будет на двухкилометровой глубине под давлением раздвигать породу.

Пропант (propping agent — «расклинивающий агент») — похожие на песок гранулы. Они бывают разного «калибра» и, кстати, могут использоваться как грунт для аквариума. Частицы шарообразные, не слеживаются в плотную массу, а значит, пропускают все необходимое к корням растений. Это качество важно и для предстоящей операции: нефть должна просачиваться.

Сам по себе пропант инертен, ничего не выделяет и не разлагается. В данном случае это обработанный высокой температурой глинозем, но вообще, нефтяники и газовики экспериментировали со стеклом, сталью, ореховой скорлупой, полимерами… Иногда применяется и песок, но не всякий подходит. Говорят, в скором будущем намерены попробовать белорусский. Импортный-то керамический пропант стоит дороговато (в интернете просят под $600 за тонну), а нужны тысячи тонн.

И здесь «ешки»

Итак, под землю загоняют не просто воду с «песком».

Чтобы показать наконец эту загадочную жидкость разрыва, «Белоруснефть» раскрывает весь рецепт. Вы тоже сможете приготовить немножко. На кубометр воды вам потребуется по два килограмма загустителя и «сшивателя».

В колбу с водой добавьте щепотку гуаровой камеди — той самой, что применяется в качестве загустителя в пищевой промышленности и парфюмерии. Она известна также как пищевая добавка E412.

Взбалтываем в лабораторном блендере. (На практике используется огромная машина-блендер.) У нас получился кисель.

Нефтяники не говорят «кисель», используют термин «линейный гель». Это он будет разрывать пласт и создавать первоначальные трещины на глубине двух километров.

Сгущенная вода

Но трещины надо зафиксировать. Для этого туда необходимо как-то доставить наш пропант, который пока ждет своей очереди. Если насыпать его в «кисель», гранулы просто осядут. Нам это не подходит. Поэтому в гель капают очередной химикат на основе боратных соединений — так называемый «сшиватель».

Снова включаем блендер, выключаем — и вытряхиваем из него «лизуна».

На ощупь (да и по составу) это ровно те же «сопли», что продают в киосках с игрушками! Только без блесток. Дети такое обожают. В основе их слаймов — та же самая гуаровая камедь, что и в смеси для гидроразрыва. Только тут этого добра 20 олимпийских бассейнов. Настоящее богатство.

«Лизун» перекатывается в ладонях, не прилипает, легко запрыгивает обратно в колбу.

Запаха нет, руки остаются немного влажными.

В таком слайме гранулы остаются во взвешенном состоянии, что и требуется. Теперь «сгущенная вода» с пропантом загоняется в трещину, пока не заполнит ее.

Последняя стадия гидроразрыва — добавление в скважину «брейкера». Это вещество за 6—8 часов должно разложить всю эту слизь, которую мы с таким трудом создавали, на исходную воду и остатки пищевого полимера.

В итоге остается сеть забитых пропантом трещин, в которые сочится нефть — знай откачивай.

Не опасно?

Все же, раз мы так упорно добиваемся трещин, откуда знаем, попало содержимое скважины в подземные воды или нет?

В «Белоруснефти» говорят про жесткий контроль и уверяют: экологический риск отсутствует в принципе. Водоносные слои надежно изолированы от всего, что может находиться в скважине. Давление в трещине контролируется приборами. А что касается жидкости гидроразрыва, то она создается из инертных либо натуральных составляющих. Да и разлагается в итоге.

Читайте в цикле «Недра»:

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ng@onliner.by

Автор: Андрей Рудь