Ею стало внутриконтурное заводнение - вечный памятник творчеству выдающегося учёного А.П. Крылова
Сильный ум, преследующий практические цели, - лучший ум на Земле.
И.Гёте
Есть люди, судьбы и известность которых связаны с каким-то одним особо важным достижением в науке или производстве, оказавшим влияние на весь ход развития целых направлений, отраслей и производств. Это, например, создание радио А.С.Поповым, открытие гомологических рядов в генетике Н.И.Вавиловым, разработка космических технологий С.П.Королёвым, легендарный полёт в космос Ю.А.Гагарина и т.д.
К таким эпохальным событиям, породившим исторические словосочетания (в которых рядом стоят свершения и имена их авторов), следует отнести и внутриконтурное заводнение Крылова в нефтяном производстве. Оно оказало фундаментальное влияние на развитие нефтедобычи во всём мире, позволило укрепить энергетический комплекс и мощь России.
Технология на все времена
Предложенный академиком АН СССР Александром Петровичем Крыловым метод ознаменовал переход от "естественного" извлечения нефти из недр (основанного на использовании энергии растворённого газа, упругой и гравитационной энергиях законтурных вод) к искусственному воздействию на нефтяные пласты путём нагнетания воды во внутриконтурную область месторождения. Это изменило способ производства при добыче данного полезного ископаемого, имеющего в жизни современного общества исключительно большое значение. При этом произошли кратное увеличение нефтеотдачи коллекторов и значительное сокращение сроков разработки нефтяных месторождений.
По мнению учёных-нефтяников, создание внутриконтурного заводнения явилось самым значительным технико-технологическим событием и крупнейшим вкладом в мировую нефтедобычу в истекшем XX столетии.
В августе нынешнего года Александру Петровичу Крылову исполнилось бы 105 лет. Жизнь, творчество и непростая судьба академика А.П.Крылова получили отражение в отечественных публикациях1, в которых показано, как велик и непрост был путь лидера нашей нефтяной науки к достижению этих вершин и что стояло на этом пути. В указанных работах были затронуты и вопросы увековечивания памяти нашего выдающегося современника. Поэтому мы остановимся лишь на отдельных аспектах научного наследия А.П.Крылова, которое и сегодня во многом определяет развитие науки и нефтяного производства в России.
В нелёгких условиях послевоенного восстановления экономики страны А.П.Крылов впервые в мире предложил технологию внутриконтурного заводнения на одном из крупнейших нефтяных месторождений планеты - Ромашкинском, - расположенном на территории Татарстана. Вот как об этом пишет руководитель лаборатории разработки Ромашкинского месторождения "ТатНИПИнефти" Алексей Фёдорович Блинов: "А.П.Крылов в 1950 г. на одном из совещаний (Альметьевск) предложил вести разработку Ромашкинского месторождения с поддержанием пластового давления закачкой воды в ряды нагнетательных скважин, расположенных внутри контура нефтеносности. Он рекомендовал разрезать месторождение на отдельные самостоятельные разрабатываемые площади. Так впервые возникла идея внутриконтурного заводнения"2.
А вот что говорит о "рождении" данной технологии крупный специалист нефтяной отрасли, геолог, бывший учёный секретарь ЦКР, доктор наук, профессор Минадора Макаровна Иванова: "Настоящей сенсацией стало предложение академика А.П.Крылова о применении внутриконтурного заводнения при разработке крупной залежи горизонта Д1 Ромашкинского месторождения... На огромной площади горизонта Д1 с терригенным коллектором было впервые применено внутриконтурное заводнение с разрезанием залежи рядами нагнетательных скважин на отдельные крупные площади разной формы, для которых последовательно составлялись самостоятельные техсхемы и проекты разработки... Это решение имело судьбоносное значение, так как положило начало для широкого применения внутриконтурного заводнения и на уже разрабатываемых, и на вводимых в разработку месторождениях... Метод обеспечил оптимальное сокращение необходимого числа скважин, уменьшение сроков разработки, более чем двукратное увеличение нефтеотдачи"3.
Вода во внутриконтурной области месторождения всегда считалась "врагом нефтяников", а её появление - технологически недопустимым. Таким образом, предложив технологию внутриконтурного заводнения, А.П.Крылов превращает извечного "врага" в союзника! Технологии такой эффективности обычно называют "технологиями на все времена", и они встречаются в практике нефтедобычи исключительно редко.
Данный метод был реализован сначала на Ромашкинском месторождении, включающем 12 гигантских нефтяных площадей, а затем в Западной Сибири, на Самотлоре, в состав которого входило более 20 месторождений. Впоследствии этот процесс был применён практически в масштабах всего государства, включая Поволжье и Север Европейской России (Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция).
Следует подчеркнуть, что внедрение технологии происходило не в самых благоприятных условиях. М.М.Иванова пишет по данному поводу: "Это предложение А.П.Крылова было встречено отрицательно со стороны ряда крупных учёных-нефтяников. Вплоть до сомнений о целесообразности самого метода такого воздействия на пласт"4. "Крылов погубит все наши нефтяные месторождения!" - раздавалось из разных влиятельных мест. Такая атмосфера осложняла решение задачи, поставленной А.П.Крыловым, - перевести нашу страну в разряд самых передовых нефтедобывающих держав мира - и свидетельствовала о распространении желания "приобщиться" к открытию, именуемому в те времена "лауреатоманией". Ажиотаж бесконечных заседаний и совещаний по "улучшению" Крылова сопровождал учёного до последних дней его невероятно напряжённой жизни.
Проблемы, вставшие перед Крыловым
Наиболее острыми проблемами при внедрении технологии внутриконтурного заводнения явились:
* выбор сетки скважин. Академиком с группой соратников было предложено применение на первом этапе разбуривания редких, разряжённых сеток (в качестве оптимальной стратегии развития нефтедобывающей отрасли) и их уплотнение по мере уточнения геологического строения месторождения и эксплуатации скважин (не допускающее траты огромных средств при разработке малоэффективных объектов) ;
* вопросы динамики обводнения добываемой нефти при внутриконтурном заводнении и пути оптимизации процесса разработки;
* выделение и эксплуатация продуктивных интервалов разреза при разработке неоднородных многослойных коллекторов.
Остановимся на этих вопросах подробнее.
Побывав в послевоенные годы в США, некоторые наши нефтяники столкнулись с практикой бурения с плотностью сеток от 2-3 до 5-6 га на 1 скважину. Если бы в СССР следовали такому опыту, то все имеющиеся ресурсы в области бурения (трубы, цемент, буровые станки и т.д.) были бы задействованы на освоении только отдельных месторождений. А в то время имелись реальные возможности разведки и открытия новых нефтяных провинций мирового значения в Поволжье, Западной Сибири и на Севере европейской части страны.
В этих условиях А.П.Крыловым, Н.М.Николаевским, Ю.П.Борисовым и М.М.Максимовым была предложена плотность сеток, равная 40-60 га на 1 скважину! Высвобождающиеся за счёт этого оборудование и материалы предлагалось передавать на нужды геологоразведки для открытия новых месторождений, в том числе и гигантских. В последующем, по мере разбуривания месторождения и уточнения его геологического строения, осуществляется сгущение сеток скважин до оптимальных величин. Данная стратегия после длительных дискуссий была принята и реализована в масштабах страны. Это впоследствии вывело СССР на первое место а мире по добыче нефти (624 млн т в год) и обеспечило укрепление технического и экономического потенциала России.
Позиции противников А.П.Крылова, обвинявших академика в "монополизме" его школы, в отсутствии учёта геологического строения месторождений, "геометрического расположения" сеток скважин и т.д. были несостоятельны. Они не располагали ни реальным опытом работ по внутриконтурному заводнению месторождений (которого ещё не было тогда ни у нас, ни в США), ни современной теорией исследования двухфазного течения несмешивающихся жидкостей (нефти и воды), движущихся со своими так называемыми фазовыми скоростями. В их работах и публикациях использована только одна схема течения - однородной жидкости! При таком подходе и такой аналитической "оснащённости" рассуждать на тему плотности "сеток" скважин было просто некорректно! Поэтому неудивительно, что на дважды повторённое предложение С.А.Оруджева и В.Н.Виноградова - сделать доклад на указанную тему на всесоюзном совещании в Минске в 1967 г. - ведущий оппонент Генсхемы Ромашкинского месторождения ответил отказом.
Таким образом, предложенная и реализованная концепция А.П.Крылова и его сподвижников, предполагавшая применение на первой стадии разбуривания "разряжённых сеток", позволила в короткие сроки решить важнейшие проблемы страны и не допустить траты огромных средств и ресурсов на разработку малоэффективных объектов.
Второй важнейший вопрос, который пришлось решать А.П.Крылову, - прогноз и объяснение динамики обводнения нефти при внутриконтурном заводнении месторождений. В этой области возникло много новых проблем и задач, ставших неожиданностью для наших технологов и эксплуатационников.
Прогнозы динамики обводнения нефти в Генсхеме разработки Ромашкинского месторождения оказались существенно заниженными. И, как было выяснено позже, не из-за неточностей в методике аналитических расчётов, проводимых коллективом А.П.Крылова, а в связи с впервые обнаруженным новым физическими явлением в продуктивных коллекторах - самопроизвольно возникающими гидроразрывами горных пород при нагнетании воды в пласт. Это резко меняло проницаемость в интервалах гидроразрыва. Данный процесс потребовал дополнительных промысловых и аналитических исследований (учёт разгрузки горного давления при бурении скважин и т.д.) для объяснения ситуации и принятия соответствующих мер. Решения были найдены и предложены в ряде работ5. Данная ситуация стала серьёзным предупреждением о необходимости продуманных и творческих действий при реализации технологии внутриконтурного заводнения. Новации указанного масштаба никогда не внедряются просто и легко! На их пути всегда встают немалые препятствия.
Ещё одним принципиальным фактором при внутриконтурном заводнении, влияющим на процесс фильтрации и нефтеизвлечения, является учёт теплообменных процессов при заводнении неоднородных коллекторов с температурой воды, отличной от первоначальной пластовой (обычно на 40-50 0С ниже). Это потребовало развития теории неизотермической фильтрации и создания расчётных методов проектирования разработки месторождений в различных геолого-промысловых условиях. Однако, к сожалению, приходится констатировать, что в существующем Регламенте по разработке нефтяных месторождений ЦКР указанные выше вопросы самопроизвольных гидроразрывов и неизотермии не получили своего отражения и поэтому не учитываются ныне при проектировании, тогда как ранее под руководством А.П. Крылова впервые в мировой нефтепромысловой практике были созданы и реализованы крупные проекты внутриконтурного термозаводнения месторождений (Узень, Карамандыбас, Харьягинское), содержащих высокопарафинистые нефти. При этом учитывались фазовые переходы (кристаллизация парафина) при изменении температуры в пластовых условиях. Сегодня же мы "не умеем" этого делать...
Наконец, третья из обозначенных выше проблем - выбор объектов эксплуатации и разработки в продуктивном разрезе толщи. Этот вопрос напрямую не связан с применением технологии внутриконтурного заводнения, но он важен при её использовании. При проектировании разработки Ромашкинского и Самотлорского месторождений А.П.Крылову пришлось неоднократно заниматься этими проблемами и находить непростые пути их решения.
Побывав в Канаде, тогдашний руководитель отрасли Николай Константинович Байбаков остался под большим впечатлением от применения оборудования для совместно-разделённой эксплуатации объектов в одном стволе скважины. Его предложение - использовать такое оборудование при разбуривании новых месторождений - носило хотя и рекомендательный, но, по сути, почти директивный характер (стоит учесть его исключительно высокий авторитет). Однако реализовать эту технологию при недостаточном уровне качества отечественной техники и низкой культуре её эксплуатации, а также при непрочной цементной изоляции межслойного пространства оказалось крайне затруднительно. Поэтому впоследствии пришлось перейти на более затратное бурение отдельных скважин на каждом объекте, что значительно увеличило их число. Это был один из непростых моментов в освоении Туймазинского и Самотлорского месторождений, где приходилось делать шаг назад в сфере применения новой техники. И у Крылова хватало мужества сделать его...
Ответственный, но затянувшийся шаг
Творчество А.П.Крылова многогранно - им создана оригинальная теория движения в гравитационном поле нефтегазовой смеси в вертикальных трубах при подъёме продукции от забоя скважин на поверхность и многое другое. Своей деятельностью и творчеством он сближал страны и народы на поприще нефтяного производства. Он подготовил и воспитал целую плеяду специалистов из разных государств мира - Китая, Венгрии, Румынии (где были переведены его учебники и книги), Албании, Вьетнама и т.д. Одним из выдающихся его учеников был венгр Акош Бан, который впоследствии стал руководителем нефтяной отрасли своей страны. При нём были построены два нефтеперерабатывающих завода на трубопроводе "Дружба", функционирующие и ныне. В одной из поездок Александр Петрович общался и с главой правительства ВНР Яношем Кадаром, который хорошо запомнил советского учёного. Впоследствии автор этих строк случайно встретился с главой Венгрии в Ливадии, на знаменитой "царской тропе", и тот передал свой большой привет и наилучшие пожелания "крупному учёному-нефтянику А.П.Крылову и его аспиранту Акошу Бану". Тогда и было сделано людьми из окружения высокого гостя это фото с надписью "На память от четырёх", которое я с тёплыми пожеланиями от Кадара передал А.П.Крылову.
Есть темы и проблемы, говорить о которых без глубокого волнения невозможно! Они требуют разговора прямого, открытого и, как говорил наш великий поэт, "во весь голос!".
Прошло 105 лет со дня рождения и 18 - со дня ухода из жизни выдающегося учёного и патриота, академика А.П.Крылова. Но память о нём, увы, до сих пор достойно не увековечена.
К 100-летию со дня рождения корифея нефтяной индустрии группа известных деятелей политики, науки и бизнеса подписала специальное обращение к президенту РФ Владимиру Путину. Было предложено увековечить память по четырём направлениям:
*
Назвать один из новых или молодых городов России, связанных с нефтедобычей, именем Крыловск.
*
Присвоить имя "Академик Александр Крылов" одному из танкеров дальнего плавания.
*
Установить памятник напротив здания института "ВНИИнефть" (г. Москва, Дмитровский пр., д. 10).
*
В институтах Российской Федерации нефтяного профиля для особо одарённых и отличившихся студентов назначить стипендии имени академика А.П.Крылова.
Однако это обращение в силу сложившихся обстоятельств не было доставлено на стол президента.
Правительство и Дума Москвы в связи с указанной датой приняли специальное постановление N 267 от 13.10.2004 г. о сооружении памятника А.П.Крылову вблизи здания "ВНИИнефти". Его установка требовала определённых затрат, которые (без помощи спонсоров) для института были затруднительны. Поэтому группа учёных во главе с вице-президентом РАН академиком Н.Л.Лавёровым обратилась к ведущим общественным деятелям и нефтяному бизнесу с просьбой оказать содействие в решении данного вопроса.
Технологии, созданные талантом, волей и беспрецедентным трудом А.П.Крылова, принесли России дивиденды, исчисляемые триллионами долларов! И оказывается, что в нашей нефтяной державе не находится средств, чтобы увековечить память этого человека?! Может быть, с этим вопросом нам обратиться к новому президенту? И он, будем надеяться, поставит точку в этом таком важном и таком затянувшемся деле.
1 См., например: Теслюк Е.В. Академик А.П.Крылов - флагман нефтяной науки и стратег нефтедобывающей индустрии. Центральная комиссия по разработке месторождений полезных ископаемых. 45 лет. - Москва: НП НАЭН, 2008. - С. 52-60; Теслюк Е.В. Талант и судьба. - Москва: ИД "СИНЕРГИЯ", 2005. - С. 53; Теслюк Е.В., Теслюк Р.Е. Термогидродинамика проектирования разработки нефтяных месторождений (теория и практика). - Москва: ИД "Грааль", 2002. - С. 565; Лавёров Н.Л., Дмитриевский А.Н., Лисовский Н.Н., Николаевский В.Н., Теслюк Е.В. Будущая нефть России в понимании и защите памяти нашего великого трудового прошлого. (Обращение к Ю.М.Лужкову, М.Ш.Шаймиеву, В.Ю.Алекперову, С.М.Богданчикову, В.Л.Богданову). - Москва: "Недропользование", 2008 г. - N 4. - С. 3-5.
2 Блинов А.Ф. Работа ЦКР через призму проектов по разработке Ромашкинского нефтяного месторождения. Центральная комиссия по разработке месторождений полезных ископаемых. 45 лет. - Москва: НП НАЭН, 2008. - С. 228.
3 Иванова М.М. ЦКР - научно-производственная школа нефтяников страны. Центральная комиссия по разработке месторождений полезных ископаемых. 45 лет. - Москва: НП НАЭН, 2008. С. 96-97.
4 Там же, с. 97.
5 Теслюк Е.В., Теслюк Р.Е. Интенсификацонно-изоляционное воздействие как способ управления разработкой месторождений при внутриконтурном заводнении. - "Нефтяное хозяйство", 2003. - N 4. - С. 75-78.
www.oilru.com
11.08.2009
