Опубликовано в журнале Химическая техника №6/2014
Доктор химических наук, профессор Инсаф Шарифуллович Сайфуллин в 2009 г. возглавил ОАО «Нефтегазавтоматика» – Центр нефтегазовых технологий Государственной корпорации «Ростехнологии». С 2013 г. работает заместителем директора, главным научным сотрудником Научного центра нелинейной волновой механики и технологии РАН. Одновременно продолжает оставаться заместителем генерального директора ОАО «Нефтегазавтоматика» по науке, региональному и международному сотрудничеству.
В компании «Нефтегазавтоматика» в последние годы взят курс на внедрение энергосберегающих технологий с целью повышения эффективности процессов добычи нефти и газа. Модернизация технологий охватывает все стадии добычи нефти и газа – от бурения скважин до повышения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов пластов, от процессов интенсификации промысловой подготовки нефти и газа до обеспечения надежности и безопасности трубопроводов.
В частности, для повышения нефтегазоотдачи пластов компания продвигает в добывающую отрасль наукоемкие волновые технологии нового поколения. Использование их в опытном порядке на ряде месторождений России и за рубежом показало, что они открывают возможность для существенного повышения отдачи месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти.
Журнал «Химическая техника» обратился к И.Ш. Сайфуллину с рядом вопросов, касающихся этих перспективных технологий.
– Инсаф Шарифуллович, наколько, действительно, перспективны продвигаемые компанией «Нефтегазавтоматика» волновые технологии нового поколения, и каковы их основные направления. – С помощью наших технологий в России и за рубежом уже обработано более трех тысяч скважин.
Это свидетельствует о том, что волновые технологии реально работают эффективно и результативно. Наши специалисты научились правильно выбирать скважины и пласты для эффективной обработки их по новой технологии, производить соответствующие расчеты для создания конструкций волновых машин. В результате нефтедобыча на добывающих скважинах увеличивается на 70–80%, в отдельных случаях – в 2–5 раз.
На 80–90% возрастает приемистость нагнетательных скважин. При этом новое поколение волновых машин позволяет осуществлять резонансную накачку энергии не только в призабойную зону, но и в целые нефтенасыщенные пласты.
По мере перехода к добыче нефти и газа из высокообводненных месторождений и роста трубопроводного транспортирования добытых продуктов все большее значение начинают приобретать процессы подготовки нефти и газа. Прежде всего, остро стоит задача разделения несмешивающихся жидкостей, сепарации газа, тепловой обработки сред, используемых при осушении газа. И здесь ставку в компании делают на применение оборудования, созданного на основе волновых технологий. Оно обеспечивает, например, по сравнению с традиционным гравитационным разделением более эффективное разделение продуктов, обладает пониженной металлоемкостью, имеет на порядок большую производительность.
Значительно превосходят по эффективности при существенно пониженной металлоемкости оборудования разработанные на основе волновой технологии устройства защиты трубопроводов от гидроударов и вибрации. Анализ динамики создаваемых машин и аппаратов проводится совместно с ИМАШ и НЦ НВМТ РАН. При этом устанавливаются характеристики динамического напряженного состояния, определяются наиболее уязвимые узлы и детали, разрабатываются меры по повышению надежности и долговечности оборудования.
Нефтяники Республики Татарстан одними из первых в России заинтересовались разработками Института машиноведения в области волновых технологий и стали внедрять их в производство. Еще М.Ш. Шаймиев, будучи президентом Республики Татарстан, в 2009 г. обратился по этому поводу с письмом к В.В. Путину, тогда Премьерминистру РФ, в котором просил руководство страны поддержать республику, которая намеревалась использовать наукоемкие волновые технологии в процессе интенсификации нефтедобычи, повышении отдачи нефтеносных слоев, из которых добыча традиционными методами становилась недоступной.
Для справки надо отметить, что в Республике Татарстан за всю историю нефтедобычи получено более 3 миллиардов тонн нефти и 100 миллиардов кубических метров попутного газа. В результате основные высокопродуктивные нефтяные месторождения, содержащие активные запасы, истощены и находятся на поздней стадии эксплуатации. Значительная часть оставшихся запасов (более 80%) относятся к так называемым трудноизвлекаемым.
Да и в целом по России их доля уже приближается к 60%. Разработка таких запасов с помощью традиционных технологий даже при высоких ценах на нефть находится на грани рентабельности, а часть вообще не рентабельна.
Для улучшения ситуации М.Ш. Шаймиев предложил на базе нефтедобывающего комплекса Татарстана отрабатывать современные наукоемкие волновые технологии, разработанные институтами Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН. Расчеты дают основания утверждать, что волновые технологии позволят удвоить извлекаемые запасы нефтяных компаний, а в целом по Татарстану обеспечат дополнительный прирост 400 миллионов т извлекаемых запасов нефти. Это равносильно созданию в стране нового нефтедобывающего района.
Но для реализации этих возможностей нужны фундаментальные исследования по изучению особенностей геологического строения месторождений (на макро-, микрои наноуровнях) и создание новых инновационных технологий эффективной выработки залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти.
Естественно, это требует концентрации усилий РАН и региональной науки, предприятий нефтедобывающей отрасли. Нужны время, финансовые средства.
– И какие пути были выбраны для решения проблемы?
– Эффективное и сравнительно быстрое (8–10 лет) решение проблемы виделось в создании научного полигона в одном из районов Республики Татарстан. Такое конкретное предложение явилось главным содержанием послания М.Ш. Шаймиева к премьер-министру. Полигон нужен для проведения научно-исследовательских и опытно-промышленных работ, направленных на создание инновационных волновых технологий разработки нефтеносных районов для различных геологофизических условий. В качестве головного координатора работ на опытном полигоне предлагались
Научный центр нелинейной волновой механики и технологии РАН и Академия наук Республики Татарстан. При этом вопрос ставился так, что недропользователь получает налоговые льготы (освобождение от налога на добычу полезных ископаемых, увеличение квоты на беспошлинный экспорт сырья). До 30% получаемой прибыли нефтедобытчики могут направить на поддержку фундаментальных и прикладных исследований организаций – соисполнителей научной части проекта.
Но налоговые преференции, конечно, не являлись главной целью всего проекта. Предполагалось, что дополнительные средства, полученные за счет прироста добычи нефти и налоговых льгот, будут направлены на увеличение объемов финансирования научных исследований и проведение опытно-промышленных работ. Таким образом, происходит самофинансирование научных исследований (в том числе фундаментальных) и одновременно формируется интеллектуальная государственная собственность. Создание научного полигона будет большой поддержкой нефтяных компаний и научного сообщества.
В результате новые инновационные технологии позволят по трудноизвлекаемым запасам в 1,5–2 раза увеличить коэффициент извлечения нефти.
Есть разработки научных направлений, но нет необходимого финансирования. Полученные результаты могут быть использованы на других месторождениях Урало-Поволжского региона и всей России.
– Чего удалось достичь к настоящему времени?
– За прошедшие годы что-то из задуманного удалось сделать, что-то не удалось. Но проблема своей актуальности не потеряла. Во время моей командировки в Татарстан я обсуждал с руководством республики перспективы дальнейшего сотрудничества. У меня, в частности, состоялась встреча с заместителем Премьер-министра Министром промышленности и торговли Республики Татарстан Р.Х. Зариповым.
Он отметил, что за счет применения современных технологий во всех сегментах нефтяной промышленности и системного подхода к разработке месторождений Татарстану удалось не только остановить падение добычи нефти, но и увеличить извлечение нефти. Начиная с 1998 г., добыча в республике выросла на два миллиона тонн в год. По мнению министра, если бы «Татнефть» не занималась планомерно совершенствованием технологий, она бы сегодня добывала не 26 миллионов тонн нефти в год, а только 12. Именно внедрение передовых технологий, созданных, в том числе и на основе принципов нелинейной волновой механики, позволяет значительно продлить выработку, увеличить нефтеотдачу пластов. При научно обоснованном подходе к разработке месторождений многие из них, в том числе и находящиеся в эксплуатации длительное время, обладают значительным потенциалом дополнительной нефтеотдачи.
Важным ресурсом роста объемов добычи нефти в республике остается высоковязкая (битумная) нефть. Ежесуточная добыча ее доведена до 500 тонн на 18 скважинах.
Кроме того, на территории Татарстана есть хорошие предпосылки для добычи сланцевой нефти. И самое главное, нефтяники республики, в частности, компания «Татнефть», готовы сотрудничать в этой области с учеными ИМАШ РАН, так как традиционные технологии на месторождениях высоковязкой и сланцевой нефти малоэффективны.
Особую заинтересованность у руководства и специалистов ОАО «Татнефть» вызвали промысловые испытания второго поколения волновых технологий, разработанных учеными Института машиноведения. Они предназначены для осуществления направленного волнового воздействия на определенные площади нефтяных пластов. Нефтяники выразили также готовность осуществить ряд других совместных проектов.
Один из них – создание турбобуров с волновым генератором для повышения скорости проходки при бурении горизонтальных скважин. Для отрасли сегодня актуальна также разработка массои теплообменных волновых аппаратов для нефтеподготовки и нефтехимии, включая волновые устройства для очистки от сероводорода.
Уже достигнута договоренность по ряду конкретных тем и начата подготовка договоров. Со стороны ОАО «Татнефть» определены ответственные работники, которым поручено согласовать технические задания.
Сотрудничество предусматривается по целому ряду тем, которые относятся к созданию волновых технологий как в области нефтедобычи, так и в сфере нефтехимического производства. Институт получает заказ на разработку механизмов и устройств для смешения базовых масел с присадками, полимерных добавок с дорожным битумом. Также будут разрабатываться волновые аппараты для получения композитных материалов на основе полиолефинов, обессоливания и обезвоживания нефти.
Есть ряд договоренностей с ректором Казанского национального исследовательского технологического университета вице-президентом АН Республики Татарстан Г.С. Дьяконовым. В частности, о проведении совместных с нашим институтом научных исследований в рамках Фонда Рогозина и Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» в области спецхимии и нефтехимии. Общими усилиями мы намерены создавать отечественный волновой смеситель для формирования изделий из пиротехнических и других энергоемких композиционных материалов.
До последнего момента его планировали приобрести у американской компании «Резодин Акустик Миксерс», которая разработала ряд новейших смесителей, использующих для смешивания низкочастотную высокоинтенсивную звуковую энергию. В отличие от обычного смешивания лопастными мешалками, в ходе которого смешивание происходит благодаря возбуждению объемного потока, смешивание по принципу, используемому американцами, происходит на микромасштабном уровне во всем объеме сосуда. Изделия компании позволяют успешно решать любые задачи как при разработке нового вида продукции, так и при крупномасштабном производстве.
Это привлекло наше внимание в связи с тем, что американские разработки основаны на принципах волновой технологии, впервые появившейся в России.
– Не могли бы Вы рассказать об этом поподробнее?
– Американцы предлагают на мировом рынке машины и механизмы, которые работают на принципах волновой технологии. По существу, их изделия – это ноу-хау, хотя и созданы на принципах волновых технологий первого поколения. Но мы знаем, что прорывные открытия и технологии в области нелинейной волновой механики многофазных систем связаны с Институтом машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, с его директором, академиком, ученым с мировым именем Р.Ф. Ганиевым. Открытые им явления способны ускорять технологические процессы в десятки раз, что обеспечивает высокую производительность машин и механизмов, а в конечном счете существенно повышать производительность труда на производствах нефти и газа, новых композитных материалов, в строительстве, машиностроении.
Высокоинтенсивные волновые и колебательные процессы, положенные в основу перспективных наукоемких технологий, способствуют коренной модернизации стратегических отраслей промышленности за счет разработок и открытий, опережающих существующие методы производства и обработки материалов.
Прорывные технологии на основе волновых и колебательных процессов уже взяты на вооружение и во многих местах активно внедряются в производство. Та же компания «Резодин Акустик Миксерс» кроме уже упомянутого смесителя наладила производство машин, созданных на основе волновых технологий, для смешивания спрессованного полиэтилена и сажи, песка с диоксидом кремния, для получения вязкой полимерной смолы, для покрытия материалов микронного размера порошком наноразмеров.
И это не единственный случай, когда за рубежом идет модернизация производства на основе наших прорывных научных разработок, созданных на базе нелинейной механики и волновых технологий. Вот какой пример со слов доктора технических наук Л.Е. Украинского, который долгое время работает вместе с академиком Р.Ф. Ганиевым, приводит в своей книге «Резонанс» член-корреспондент РАН М.А. Ильгамов: «Мы с успехом продемонстрировали волновую технологию в ОАЭ, в Султанате Оман, на Северном море в Норвегии, в Шотландии, в головном институте компании «Шелл» в Голландии, на Аляске, в Китае. Один из наших коллег обосновался в Техасе, где с помощью местных инвесторов ему удалось создать компанию, которая эффективно обрабатывает с помощью волновых методов целые участки Калифорнийского месторождения, содержащие сотни скважин.
Инвесторы выделили несколько миллионов долларов с целью внедрения лишь одной из простейших разновидностей волновой технологии».
В нашей стране волновые технологии также успешно применялись еще в прошлом веке. Так, в 80-е годы в ПО «Нижневартовскнефтегаз» был создан специальный полигон для промысловых испытаний волновых технологий первого поколения.
В 90-е годы они были приняты Миннефтепромом СССР как ведомственная технология для обработки призабойных зон пластов. Работы проводились в Западной Сибири, в Поволжье и других районах страны.
Однако они, к сожалению, не нашли широко применения из-за отсутствия специализированной сервисной инфраструктуры и недостаточного финансирования.
В истории российской науки было немало примеров, когда сделанные нашими учеными открытия, опережающие по своему интеллекту мировые достижения, первоначально не находили признания и применения в своем Отечестве. И только после того, как разработки наших ученых были апробированы и внедрены за рубежом, нередко потеряв при этом право на российское происхождение, начинали продвигаться у себя на родине. Так было с открытием Поповым радио, вертолетами Сикорского, технологическими лазерами. Ряд подобных примеров можно продолжать. Но отмечу только одно: в 90-е годы прошлого столетия, когда в России методично и целенаправленно разрушались производственные отрасли, в целом экономика страны, многие предприятия в Европе, и таких тысячи, даже за океаном, вели модернизацию и совершенствовали технологии главным образом на основе научных разработок, вывезенных из России.
При этом критики разного толка не устают утверждать, что наша наука безнадежно отстала, исчерпала себя, нуждается в реформировании всей структуры функционирования.
Не буду говорить обо всей нашей науке, но в области высокоэффективных волновых технологий мы, несомненно, опережаем мировые достижения. Неслучайно американцы берут их на вооружение, о чем свидетельствуют упомянутые примеры. В результате в Америке, в отличие от нас, нефтеотдача растет. Без новых технологий, без инновационных разработок, в том числе и на основе волновых технологий, выправить положение, сложившееся в той же нефтедобывающей отрасли, не удастся. Но для этого нужны прежде всего политическая воля и финансирование нашей науки на совершенно ином качественном уровне.
Интервью готовил Валерий Калиниченко
