Специалисты из РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина провели детальное изучение образцов керна баженовской свиты – сложной сланцевой формации, являющейся нефтеносным горизонтом Западной Сибири, используя инновационную методику анализа структуры горных пород.

Результаты исследования продемонстрировали, что содержание воды в породах данного региона превышает предыдущие оценки в 1,5-7 раз. Это указывает на то, что ранее сформированные во второй половине XX века оценки нефтяных запасов Западной Сибири были завышены и нуждаются в корректировке стратегий добычи.

Баженовская свита представляет собой пласт нефтематеринских пород, состоящий из битуминозных глинистых и кремнистых отложений, образовавшихся на дне древнего моря приблизительно 150 миллионов лет назад. Исторически считалось, что эти породы обладают низкой степенью водонасыщенности, что являлось основой для оценки запасов, предполагавших заполнение пор породы нефтью практически полностью (85-100%). Новые исследования, выполненные учеными Губкинского университета с применением разработанной методики, опровергли это предположение и подчеркнули необходимость пересмотра подходов к освоению ресурсов Западной Сибири.

Для проведения анализа исследователи использовали метод термоанализа в сочетании с газовой спектрометрией, который был разработан в лаборатории наноструктурированных материалов и каталитических процессов переработки углеродосодержащего сырья Губкинского университета. Данный подход обеспечивает более точное определение содержания воды в образцах керна нефтематеринских пород по сравнению с ранее используемыми методами.

Метод заключается в нагревании образца породы по заранее установленной программе, после чего анализируется состав выделяющихся паров воды, углеводородов и других газов с использованием инфракрасной спектроскопии и масс-спектрометрии. Этот процесс позволяет не только определить общее количество воды, заключенной в закрытых и открытых порах, но и установить температуру ее высвобождения, что предоставляет ценную информацию о структуре пор, характере их заполнения и минералогическом составе горных пород.

Исследования образцов керна, полученных из баженовской свиты, выявили содержание воды в диапазоне от 20% до 70%, причем этот показатель варьируется в зависимости от конкретного месторождения. Специалисты отмечают, что фактические значения могут быть и выше – это связано с возможными потерями воды и углеводородов во время подъема керна на поверхность.

«Более полувека ведутся работы с баженовской свитой, но существенного эффекта в плане добычи достигнуто не было. Причина кроется в некорректной оценке характеристик этих пород – их микроструктуры, которая проводилась на основе стандартов, разработанных в середине 1950-х годов и ориентированных на традиционные коллекторы. Баженовская свита обладает уникальной структурой и отличается от других пород сложной и специфичной организацией пористого пространства», – сообщил профессор кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений Николай Михайлов.

Значительная насыщенность пород баженовской свиты водой приводит к тому, что вместе с каждой тонной добываемой нефти компании вынуждены поднимать значительные объемы воды на поверхность. Необходимость отделения этой воды, ее утилизации или закачки обратно влечет за собой дополнительные расходы на специализированное оборудование и технологии.

Водонасыщенность становится актуальной при использовании гидроразрыва пласта, технологии, предполагающей закачку жидкости под высоким давлением для создания трещин в породе с целью увеличения объема пород, подвергаемых дренированию, и повышения притока углеводородов.

«Ранее существовало мнение о том, что гидроразрыв пласта обеспечит доступ только нефти, поскольку в пласте предполагалось практически отсутствие воды. Однако реальность оказалась иной: гидроразрыв активирует всю флюидную систему, и вода, находящаяся в мелких и закрытых порах, начинает двигаться и поступает вместе с нефтью. Именно поэтому на всех горизонтальных скважинах с гидроразрывом в баженовской свите наблюдается высокая обводненность – в среднем 30%, а в ряде скважин доля воды достигает 70-100%», – пояснил ученый.

Проводимые исследования корректируют методы прогнозирования перспектив нефтедобычи и разработки месторождений: наличие воды диктует необходимость применения иных составов реагентов и специализированных технологий извлечения нефти.

Справка

Оценка ресурсов баженовской свиты варьируется в пределах от 1,2 миллиарда до 120 миллиардов тонн нефти. Это один из крупнейших мировых источников «трудной» нефти: нефтеносные слои залегают на глубине приблизительно 3 километра под всей Западной Сибирью.

Данные были получены из РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.