А. Н. ДМИТРИЕВСКИЙ 22 июня 2010 г. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ НЕФТИ И ГАЗА. - презентация

1 А. Н. ДМИТРИЕВСКИЙ 22 июня 2010 г. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ НЕФТИ И ГАЗА

2 СТРАТЕГИЯ Учеными Российской академии наук дано научное обоснование основных параметров развития энергетического комплекса страны и разработана Энергетическая стратегия России на период до 2030 года (ИПНГ РАН, ИПКОН, ИНЭИ, ИНГГ СО РАН). НАУКА Получены новые научные результаты влияния энергетики, динамики и дегазации Земли на процессы генезиса нефти и газа и формирование месторождений углеводородного сырья. Обоснована нефтегазоносность больших глубин (девонские отложения Астраханского карбонатного массива, доюрский комплекс Западной Сибири). Установлено масштабное развитие природных карбонатно-органических полимеров, обеспечивающих формирование месторождений нового вида углеводородного сырья – матричной нефти.

3 ИННОВАЦИИ Разработаны новые научно-технические и технологические решения, обеспечивающие инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности. Созданы новые энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые технологии поиска, разведки, разработки, транспорта и переработки нефти и газа. Результаты научных исследований позволили: Открыть 3 месторождения нефти и газа в пределах южной части Прикаспийской впадины; Открыть месторождение матричной нефти в пределах Оренбургского газоконденсатного месторождения, объемы которой превышают 2,5 млрд.тонн. Создать новые высокие технологии, обеспечивающие увеличение степени извлечения углеводородов из недр для наиболее масштабных категорий запасов нефти (обводненные месторождения и трудноизвлекаемые запасы). Создать технологию повышающую эффективность добычи низконапорного газа, запасы которого в Западной Сибири превышают 3,0 трл.м3. Обеспечить разработку рекомендаций по повышению эффективности диагностических работ по состоянию газотранспортной системы России, общей протяженностью 160,0 тыс.км, что позволит продлить срок службы 70 % магистральных газопроводов в полтора раза (на лет). Применительно к условиям Астраханского газоконденсатного месторождения с повышенным содержанием агрессивных газов разработать технологию сепарации сероводорода и метана непосредственно в промысловых условиях, что позволяет в 2- 3 раза увеличить добычу газа на Астраханском газоконденсатном месторождении. Разработать процесс глубокой переработки высокомолекулярного сырья методом прямой каталитической гидрогенизации (на гомогенных нанокатализаторах).

4 ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ИНТЕГРАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ. При ИПНГ РАН создана базовая кафедра «Моделирование месторождений углеводородов» и кафедра «Фундаментальные основы газового дела» а) На кафедре Моделирование месторождений углеводородов» защитили магистерские диссертации и получили степени магистра 25 человек и защищена одна кандидатская диссертация. б) На кафедре «Фундаментальные основы газового дела»Защитили магистерские диссертации 67 человек и 78 получили дипломы бакалавров. в) В Институте работают аспирантура и докторантура. В аспирантуре за прошедшее десятилетие обучались (в очной аспирантуре, заочной и платной) 79 человек. Закончили аспирантуру 53 человека. г) В Институте действует диссертационный совет по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук по следующим специальностям: – – геология, поиски и разведка горючих ископаемых (геолого- минералогические науки), – – разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений (технические науки). За отчетный период были защищены 7докторских и 26 кандидатских диссертаций. СВЕДЕНИЯ О ВЕДУЩИХ НАУЧНЫХ ШКОЛАХ. Директор Института проблем нефти и газа, академик А.Н. Дмитриевский является руководителем Научной школы в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. В 2003 году школа была признана лучшей среди научных школ высших учебных заведений и получила грант Президента Российской Федерации.

5 БАЛТИЙСКАЯ СНГО 2 БАРЕНЦЕВО-КАРСКАЯ НГП

6

7 Позволяет локализовать источники эмиссионного излучения и области рассеяния сейсмических волн, оценить интенсивность и спектр излучения Поле регистрируется на поверхности или в скважинах площадной или трехмерной группой трехкомпонентных сейсмических приемников Метод не требует обычного определения времени вступления сигнала, что позволяет определять источники с интерферирующими сигнала

8 ПРОЦЕССЫ ДИЛАТАНСИИ И КОМПАКЦИИ В КОРОВОМ ВОЛНОВОДЕ

9 ВЛИЯНИЕ РАЗЛОМНЫХ ЗОН НА ДЕФОРМАЦИЮ АСТРАХАНСКОГО КАРБОНАТНОГО МАССИВА И НА ФОРМИРОВАНИЕ ГИГАНТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВООРОДОВ ЛОКАЛИЗАЦИЯ АСТРАХАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (желтое) В ОБЩЕЙ СТРУКТУРЕ КАСПИЙСКОГО БАССЕЙНА

10

11 ОРЕНБУРГСКОЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ распределение весовой концентрации ВМС в объеме пород (P 1 art, район скв.2062)

12 ИЗ ПРОТОКОЛА ЗАСЕДАНИЯ ГКЗ МИНИСТЕРСТВА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РФ 1. Одобрить разработанную методику подсчета геологических запасов высокомолекулярного сырья на Оренбургском НГКМ. 2. Согласиться с количественной оценкой высокомолекулярного сырья в недрах ОНГКМ в объеме 2,59 млрд. тонн нефтяного эквивалента. 3. В связи с тем, что высокомолекулярное сырье ОНГКМ содержит масла, относящиеся к хорошо растворимым в конденсатах жидким углеводородам, наиболее легко извлекаемым вместе с конденсатом, рекомендовать включить масляные компоненты высокомолекулярного сырья в геологические запасы УВ категории С 2 в объеме 578 млн. тонн нефтяного эквивалента. 4. Высокомолекулярное сырье в объеме 2012,00 млн. тонн нефтяного эквивалента рекомендовать оценить как перспективные ресурсы с возможностью перевода их в запасы на основе проведения на ОНГКМ опытно - промышленных работ по отработке технологий добычи ВМС.

13 Площадь континентального шельфа России со составляет более 6 млн км 2 При этом две трети перспективны на нефть и газ Наиболее перспективны Арктический и Охотоморский шельфы Наибольшие ресурсы газа ( более 70 трлн м 3 ) сосредоточены в Баренцево - Карском регионе

14

15

16 ПРОГНОЗНЫЕ ОБЪЕМЫ ДОБЫЧИ НЕФТИ НА КОНТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ, млн тонн * - прогнозные уровни добычи по месторождению им.В.Филановского (НК "ЛУКОЙЛ", 2006 г.)

17 ПРОГНОЗНЫЕ ОБЪЕМЫ ДОБЫЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА КОНТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ, млрд м 3

18 1 – геотермический градиент; 2 – равновесная кривая гидратообразования

19 создания единой методологической основы моделирования фазового состояния и термодинамических свойств систем природных углеводородов во всем диапазоне термобарических условий и компонентных составов, соответствующих процессам разработки и эксплуатации месторождений; исследования особенностей фильтрации многокомпонентных многофазных углеводородных систем в околокритическом состоянии, в условиях высоких давлений и температур; развитие теории движения взаиморастворимых жидкостей и контроля внутрипластовых потоков с использованием индикаторов; создание научных основ «скважинно-трещинных» систем разработки нефтяных месторождений; экспериментальное обоснование и развитие теории и методов расчета извлечения нефти из неоднородных пластов; теоретическое исследование и создание методов расчета деформации массивов горных пород в результате разработки нефтяных и газовых месторождений; совершенствование способов компьютерного проектирования технологических схем разработки нефтяных и газоконденсатных месторождений

20 рекомендации по разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений Прикаспийской впадины, углеводородные системы которых находятся в околокритическом состоянии; предложения по освоению ресурсов низконапорного газа; технологии освоения нефтегазовых ресурсов в сложных горно- геологических условиях; рекомендации по совершенствованию тепловых и физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов; адресные геологические модели и трехмерные гидродинамические модели для обводненных нефтяных месторождений, находящихся в поздней стадии разработки; реагенты, позволяющие увеличить нефтеотдачу пластов («Темпоскрин» и др.) Разработаны новые принципы 3D геологического и гидродинамического моделирования процессов разработки месторождений нефти, газа и конденсата с трудноизвлекаемыми запасами, учитывающие неоднородность и анизотропию коллекторских свойств, характер смачиваемости породы флюидами, гистерезис капиллярного давления, неньютоновскую реологию нефтей, структуру и распределение остаточной нефти Обоснован тензорный характер относительных фазовых проницаемостей при двухфазной фильтрации и предельного градиента давления при извлечении высоковязких нефтей

21 Развита обобщенная термогидродинамическая теория многофазной фильтрации углеводородных смесей Предложена новая концепция эффективного порового пространства, позволяющая более полно учесть реальную структуру коллектора, что, в частности, имеет большое значение при подсчете запасов нефти и газа и совершенствовании технологий разработки на основе заводнения Выявлены физические механизмы снижения обводненности нефти при волновом воздействии на продуктивные пласты, находящиеся на поздней стадии разработки. Показано, что волновое воздействие активизирует процесс разгрузки избыточных напряжений, накапливающихся в горной породе при разработке залежи, что, в свою очередь, приводит к некоторому перераспределению локальных фильтрационных потоков и большему охвату пласта заводнением. Полученные результаты могут быть использованы для планирования рационального применения технологий волнового (вибросейсмического) воздействия на продуктивные пласты На основе результатов аналитических исследований разработан метод предотвращения интенсивных вибраций бурильной колонны при проводке вертикальных скважин роторным способом. Метод успешно опробован на Восточно–Мастерьельском месторождении республики Коми и позволил снизить интенсивные колебания и повысить механическую скорость бурения в 1,5-2 раза Разработана математическая теория технологии эксплуатации горизонтальных и наклонных газовых скважин, теоретические основы нелинейной динамики разработки газовой залежи, новые модели механики пласта и призабойной зоны скважины

22 обеспечивает более высокую коррелируемость зависимостей проницаемости от пористости; позволяет корректно использовать результаты исследований скважин и их эксплуатации в процедуре адаптации 3D модели; дает возможность создавать более достоверные 3D модели пластов

23 Характерный геологический профиль одной из площадей Ромашкинского месторождения согласно традиционным представлениям

24 Характерный геологический профиль одной из площадей Ромашкинского месторождения согласно уточненным представлениям

25 ПГС «ТЕМПОСКРИН» - УНИВЕРСАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ подключить в разработку ранее не работавшие пласты и пропластки; увеличить коэффициент охвата пластов заводнением; изменить фильтрационные потоки жидкости; выровнять профиль приемистости нагнетательной скважины и пласта; повысить вытесняющую способность закачиваемой системы; за счет флокулирующих свойств создать условия для возникновения дополнительного остаточного сопротивления воде; уменьшить обводненность добываемой продукции; повысить нефтеотдачу высокообводненных пластов на поздней стадии их эксплуатации Эта «интеллектуальная» система избирательно воздействует на высокопроницаемые обводненные пласты, резко снижая их проницаемость, обеспечивает выравнивание профилей приемистости скважин и пласта, изменяет фильтрационные потоки, увеличивая охват пласта заводнением, что приводит к снижению обводненности добываемой продукции, увеличению добычи нефти и повышению нефтеотдачи

26 $ 5.30 – 8.66 $ 0.60 – 2.15 Технология «Темпоскрин» Традиционная технология ИПНГ РАН ООО НТФ «Атомбиотех»

27

28

29 СВЕРХЗВУКОВАЯ «3S»- ТЕХНОЛОГИЯ СЕПАРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ Научная основа технологии базируется на современной аэродинамике, газовой динамике ударных волн, термодинамике и теории фазовых превращений углеводородных смесей На входе поток газа искусственно закручивается и ускоряется, проходя через сопло Лаваля. Под действием центробежных сил происходит разделение жидкой и газовой фазы

30 НЕКОТОРЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА «3S»- ТЕХНОЛОГИИ ПО СРАВНЕНИЮ С ТРАДИЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ СЕПАРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА : малогабаритностъ и, как следствие, возможность размещения в достаточно ограниченном объеме, возможность достаточно легкого включения в комплекс другого оборудования, снижение стоимости монтажа и установки, низкие капитальные затраты и эксплуатационные издержки, экологическая безопасность, отсутствие движущихся частей, нет потребности в постоянном обслуживании, способность использовать обычно пропадающую энергию пласта, более высокая эффективность по сравнению с общераспространенным оборудованием для сепарации «3S»- ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СЛЕДУЮЩИХ ЗАДАЧ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ : подготовка газа к транспорту ( дегидратация и выделение тяжелых углеводородов ); сепарация пропан - бутанов (LPG); сепарация H 2 S и СО 2 ; выделение этана ; сжижение метана

31

32 (основные транспортные «коридоры»)

33

34 ЦЕЛЕВАЯ КОМПЛЕКСНАЯ ПРОГРАММА «ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ОАО «ГАЗПРОМ» Основания для разработки программы Перечень приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на г.г., утвержденный Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером ( от г.), п. 4.2 «Развитие технологий и совершенствование оборудования для обеспечения надежного функционирования ЕСГ, включая методы и средства диагностики и ремонта». Решение совместного заседания бюро Научно-технического совета ОАО «Газпром» и Координационного совета по научным исследованиям РАН для ОАО «Газпром» (1 от г.) НаучныеОт ОАО «Газпром»от Российской академии наук Руководители Программы Член Правления, начальник Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» Б.В. Будзуляк Вице-президент Российской академии наук, академик Н.П. Лаверов В числе исполнителей Программы 12 институтов РАН: ИМаш РАН, ИМЕТ РАН, ИНЭИ РАН, СЭИ СО РАН, ИГЭ РАН, ИФХЭ РАН, ИПНГ РАН, ИФЗ РАН, ИГЕМ РАН, ИПМЕХ РАН, ИФН УрО РАН, ИФТПС СО РАН,

35 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Современный этап развития учения о нефти и газе переживает переломный момент. Он вызван невиданным размахом компью- теризации и информатизации всей инфра- структуры, связанной с поиском, разведкой и разработкой нефтяных и газовых место- рождений, внедрением достижений фунда- ментальных разработок в технику и техно- логию добычи нефти и газа, что даёт возможность перейти к инновационному развитию нефтяной и газовой промышленности России