Художник Борис Безсонов, описывая в начале XX века реку Ярыгу, отметил её необычный, переливающийся вид, что было косвенным признаком особых природных богатств. Дело в том, что нефть Ярегского месторождения обладает уникальной характеристикой — она чрезвычайно густая, настолько, что не может самостоятельно подняться на поверхность через традиционные скважины. Решение этой сложной задачи предложил геолог Николай Тихонов, разработавший специальный метод добычи. Сегодня Ярегское месторождение в Республике Коми остаётся единственным в России, где для извлечения нефти используется шахтный способ, дополненный инновационными термическими технологиями.
История добычи тяжелой нефти
Попытки добычи вязких битуминозных пород имеют давнюю историю. Ещё в XVIII веке во Франции, на месторождении Пешельбронн, битуминозный песок, насыщенный нефтью, просто выкапывали, подобно углю, а затем очищали. К концу XIX — началу XX века подобные месторождения были обнаружены в Германии, России, Японии, Австрии, Чехословакии, Польше и Канаде, что указывало на широкую географию распространения этого ресурса.
Ярегское нефтяное месторождение в 1940-е годы. Фото Василия Надеждина, из альбома «Коми — моя северная земля», Коми Книги, 1970 г
Особенности Ярегского месторождения
Месторождение, открытое в 1930-х годах, хранит не твёрдый битум, а жидкость — высоковязкую (тяжёлую) нефть. Высокое содержание тяжёлых углеводородов делает её похожей на густой мазут, который не поддаётся обычной насосной добыче, даже несмотря на относительно небольшую глубину залегания — от 130 до 300 метров. Именно это и стало причиной выбора горного (шахтного) способа разработки. Месторождение простирается на 36 километров в длину и 6 километров в ширину, с запасами, оцениваемыми в 131,8 млн тонн.
Первую шахту здесь заложили в 1936 году. Под землёй создали разветвлённую сеть тоннелей, напоминающих метро, с вертикальными и наклонными стволами. Нефть, хоть и медленно, но самостоятельно стекала в эти выработки, откуда её затем поднимали на поверхность. Однако естественный приток был крайне мал: к 1970-м годам удалось извлечь лишь около 2% от общих запасов.
Обратите внимание: 33 факта, которые удивят даже самых умных.
Стремясь не потерять ценный ресурс, советские инженеры совершили прорыв, разработав технологию термического воздействия.
Термический план добычи нефти
Революция пара: термические методы
Суть новой технологии заключалась в закачке в пласт перегретого водяного пара. Пар нагревал нефтеносный песчаник, снижая вязкость нефти и делая её текучей. Этот метод позволил увеличить коэффициент извлечения нефти до 50% от запасов месторождения. Сегодня на Яреге используются усовершенствованные термические методы. Пар, закачиваемый сверху, создаёт в пласте обширные прогретые зоны (камеры конденсации). Нагретая и разжиженная нефть вместе с конденсатом пара собирается через сотни скважин в специальные подземные каналы и транспортируется на поверхность, при этом постоянно поддерживается высокая температура, чтобы нефть не загустела в пути.
Современные технологии: парогравитационный дренаж и автоматизация
С 2014 года шахтную добычу дополнил более эффективный метод — парогравитационный дренаж (SAGD). По этой технологии параллельно добывающим скважинам, но на 5-7 метров выше, бурятся нагнетательные. В них закачивается пар, который, нагревая пласт, заставляет нефть стекать вниз под действием силы тяжести в добывающие скважины. Цикл подготовки и добычи занимает несколько месяцев. Для оптимизации процесса внедряется комплексная автоматизация: сети датчиков и клапанов на скважинах, управляемые интеллектуальной системой, экономят воду и энергию, необходимые для генерации пара.
Значение и перспективы тяжелой нефти
Глобальные запасы высоковязкой нефти огромны и, по оценкам, в 5-6 раз превышают запасы лёгкой и средней нефти. Однако её добыча остаётся технологически сложной и дорогой. В России на такие ресурсы приходится 22% от всех запасов, но лишь 3% от общей добычи. Несмотря на трудности, тяжелая нефть — ценный ресурс. Из неё производят не только традиционное топливо, но и специализированные продукты: химическое сырьё для дорожного строительства, аэрокосмической и фармацевтической отраслей, а также арктическое дизельное топливо. Кроме того, она может служить источником редких металлов, таких как ванадий и никель.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Шахта и пар: один из самых необычных способов добычи нефти.