Станислав Чернов, президент ОАО «Специальное машиностроение и металлургия», заслуженный машиностроитель РФ

О работах ОАО «СММ» по созданию мобильных комплексов для глубокопроникающего гидравлического разрыва пластов на нефтяных и газовых месторождениях.


Открытое акционерное общество «Специальное машиностроение и металлургия» ведет свою историю от крупнейшей многопрофильной организации отечественной «оборонки» – Российского концерна оборонной промышленности. Концерн создан предприятиями и организациями бывшего Министерства оборонной промышленности СССР в соответствии с постановлением Совета Министров РСФСР от 2.11.91 г. № 577. Согласно Указу Президента Российской Федерации от 1 июля 1992 г. № 577 концерн преобразован в Акционерное общество открытого типа «Специальное машиностроение и металлургия». 16 мая 2002 г. Акционерное общество открытого типа «Специальное машиностроение и металлургия» перерегистрировано как Открытое акционерное общество с тем же названием.
В числе учредителей – свыше 140 предприятий и организаций бывшего Министерства оборонной промышленности СССР. Наиболее крупные из них :
— Пермский машиностроительный завод им. Ленина;
— ПО «Баррикады», г.Волгоград;
— ПО «Воткинский машиностроительный завод»;
— Уралвагонзавод, г.Нижний Тагил;
— Омский завод транспортного машиностроения.
С 1993 г. одним из основных направлений деятельности ОАО «Специальное машиностроение и металлургия» стало создание мобильных комплексов для глубокопроникающего гидравлического разрыва пластов на нефтяных и газовых месторождениях, а также последующая эксплуатация первого опытного комплекса в ряде регионов России и Казахстана.
Гидравлический разрыв пластов (ГРП) – один из наиболее эффективных методов интенсификации работы существующих нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. Суть этого метода состоит в следующем. На первом этапе в малопродуктивные и заглохшие скважины под высоким давлением закачивается специальная рабочая жидкость-гель, получаемая путем загущения с помощью химических реагентов нефти, дизельного топлива или воды. Под давлением геля в пласте происходит разрыв, сопровождающийся образованием сети искусственных трещин.
На втором этапе путем закачки дополнительных объемов жидкости трещины раскрываются и развиваются как в объеме пласта, так и в направлении перпендикулярном оси скважины. Сеть созданных трещин резко улучшает дренирование пласта и за счет этого позволяет многократно увеличить продуктивность эксплуатационных и приемистость нагнетательных скважин.
На третьем этапе после создания и развития сети искусственных трещин в них вместе с рабочей жидкостью закачивается расклинивающий агент – «пропант» (искусственный песок повышенной прочности). Он предотвращает закрытие трещин после снятия давления, подаваемого с поверхности специальными насосными агрегатами.
В ходе этого этапа в смесь рабочей жидкости и пропанта, закачиваемую в скважину, вводится специальный химический реагент – деструктор, позволяющий разложить рабочую жидкость на исходные компоненты, которые в дальнейшем выносятся из пласта потоком нефти (газа) на поверхность. В нагнетательных скважинах остатки распавшейся рабочей жидкости вымываются из сети трещин в пласт под давлением закачиваемой воды. На этом процесс гидроразрыва заканчивается.
После окончания закачки смеси (рабочая жидкость + пропант + деструктор), скважина закрывается устьевой задвижкой и оставляется в закрытом состоянии на 48 часов для разложения рабочей жидкости на составляющие под влиянием деструктора. Затем скважину открывают и осваивают. После ГРП большинство скважин начинает работать самоизливом, а на остальных устанавливают насосы. До начала эксплуатации из скважины извлекают насосно-компрессорные трубы (по которым давление от насосных агрегатов передавалось в пласт, подвергавшийся гидроразрыву) и пакер – специальное устройство, отделяющее зону с высоким гидравлическим давлением от остального объема скважины, расположенного над пакером.
ОАО «СММ», располагающее мощными конструкторскими и производственными мощностями и многолетним опытом создания многих видов сложнейшей машиностроительной продукции, привлекло к созданию опытно-промышленного образца первого отечественного мобильного комплекса для глубокопроникающего гидравлического разрыва пластов (МК ГГРП) более 30 оборонных предприятий. Работа над комплексом проходила по заказу Минтопэнерго РФ в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 20 июля 1993 г. № 686 «Об организации серийного производства отечественного оборудования для глубокопроникающего гидравлического разрыва пластов на нефтяных и газовых месторождениях».
При разработке и изготовлении МК ГГРП использованы достижения оборонной техники. Так, в качестве силовых приводов насосных агрегатов применены танковые газотурбинные двигатели. МК ГГРП создан в кратчайшие сроки и прошел заводские (агрегатные) и стендовые (комплексные) испытания на одном из полигонов оборонной промышленности. Затем его своим ходом перебазировали на Арчединское нефтяное месторождение ОАО «Лукойл-Нижневолжскнефть». Там Межведомственная комиссия, возглавлявшаяся опытнейшим нефтяником, Президентом ОАО «Ритэк» г-ном В.И. Грайфером, провела промысловые (приемо-сдаточные) испытания МК ГГРП. К участию в испытаниях были привлечены специалисты ведущих нефтедобывающих компаний – «Лукойл», «Юкос», «Сиданко», «Сургутнефтегаз», «Юганскнефтегаз», «Варьеганнефтегаз», «Нижневолжскнефть», «Каманефть», а также представители Госгортехнадзора России.
Комиссия дала положительное заключение, сформулировала предложения по совершенствованию агрегатов комплекса и рекомендовала провести ресурсные испытания МК ГГРП при его эксплуатации на договорной основе.
Последующая эксплуатация МК ГГРП на нефтяных промыслах в Волгоградской и Саратовской областях, в Ставропольском крае, а затем (с декабря 1999 г. по настоящее время) на нефтяных месторождениях ОАО «Мангистаумунайгаз» (регион полуострова Мангышлак в Республике Казахстан), позволила накопить опыт эксплуатации и технического обслуживания агрегатов МК ГГРП, освоить технологию проведения гидроразрывов как на импортных, так и на отечественных (импортозамещающих) расходных материалах.
В ходе межведомственных испытаний и последующей эксплуатации комплекса Экспедиция № 1 ОАО «СММ», работающая на МК ГГРП, выполнила более 150 гидроразрывов. При этом дебит скважин после ГРП повысился в 3–5 и более раз. В частности, за время работы на месторождениях ОАО «Мангистаумунайгаз» в результате проведенных 142 гидроразрывов добыча нефти возросла более, чем на 500 000 тонн.
Рекомендации, сформулированные Межведомственной комиссией, и накопленный опыт эксплуатации опытно-промышленного комплекса МК ГГРП позволили ОАО «СММ» разработать, изготовить по заказу ОАО «Мангистаумунайгаз» и испытать модернизированный комплекс МК ГГРП-М.
В его состав входят :
— машина контроля и управления (МКУ);
— 4 насосных агрегата (НА-2500);
— агрегат приготовления смеси (АПС 6-01);
— машина манифольдов (ММ-105-М);
— агрегат сыпучих компонентов (АСК-12);
— агрегат транспортно-установочный (АТУ-М);
— 10 вертикальных цистерн (ВЦ-30).
Комплекс обеспечивает:
— доставку технологического оборудования к скважинам;
— подготовку и временное хранение жидких и сыпучих расходных материалов;
— приготовление многокомпонентных гетерогенных рабочих смесей;
— закачку рабочих смесей в призабойную зону скважин при помощи насосных агрегатов большей гидравлической мощности;
— дистанционное управление насосными агрегатами;
— визуальный контроль процесса гидроразрыва с последующим документированием в виде таблиц и графиков.
Основные эксплуатационные характеристики МК ГГРП-М :
— максимальное рабочее давление, создаваемое на устье скважины, – 99,5 МПА;
— максимальный расход рабочей жидкости или смеси (подача) на устье скважины – 6 куб. м/мин;
— максимальная концентрация твердых сыпучих компонентов в смеси – до 1800 кг/куб. м;
— для размещения комплекса у скважины требуется площадка с размерами 50х50 м.;
— комплекс может работать в любое время года и суток;
— комплекс может быть по желанию заказчика смонтирован на любых шасси необходимой грузоподъемности;
— комплекс предназначен для выполнения гидроразрывов в пластах с различной литологией (как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, имеющих проницаемость от долей миллиДарси до Дарси и выше) в эксплуатационных и нагнетальных скважинах глубиной до 5000 м с использованием в качестве рабочих жидкостей гелей на углеводородной и водной основах.
Преимущества нового комплекса:
— повышенная скорость и маневренность агрегатов за счет снижения их веса и габаритов и использования шасси МЗКТ, МАЗ и УралАЗ ;
— обеспечение автономного энергообеспечения (исключена необходимость использования внешнего источника электроэнергии);
— сокращение до минимума состава бригады, обслуживающей комплекс;
— соответствие всех агрегатов комплекса требованиям Инструкции № 1146 от 08.08.96 г. по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом по дорогам Российской Федерации.
ОАО «СММ» заключило на 2003 год два дополнительных контракта на выполнение гидроразрывов пластов в двух нефтедобывающих организациях Казахстана, входящих в национальную компанию «КазМунайГаз». ОАО «СММ» готово к совместной работе с организациями, желающими за счет ГРП интенсифицировать работу имеющихся эксплуатационных и нагнетательных скважин. Возможны разнообразные формы сотрудничества:
— поставка комплексов МК ГГРП-М с учетом технических пожеланий заказчиков (по типам шасси, количеству насосных агрегатов, конструктивному исполнению агрегата приготовления смеси и вертикальных цистерн);
— предоставление заказчику сервисных услуг по проведению гидроразрывов пластов;
— эксплуатация МК ГГРП-М смешанными бригадами из специалистов ОАО «СММ» и заказчика;
— осуществление гарантийного надзора за поставляемыми МК ГГРП-М;
— создание с заказчиком совместных предприятий по проведению гидроразрывов пластов;
— выполнение комплексных проектов, включая разработку гидродинамических моделей освоения с учетом проводимых ГРП.
Создаваемые ОАО «СММ» мобильные комплексы и реализуемая с их использованием технология гидроразрыва пластов не уступают зарубежным аналогам и являются одним из наиболее эффективных способов интенсификации добычи нефти из малодебитных и законсервированных скважин. Нет сомнения, что нефтегазодобывающие организации России и ближнего зарубежья по достоинству это оценят.

Материал подготовил Леон Сафразьян