Ситуация, сложившаяся в российской нефтяной отрасли, такова, что не только наращивание, но и поддержание текущего уровня добычи нефти невозможно без широкого использования высоких технологий.
Это связано прежде всего с ухудшением геологических условий извлечения нефти, которое влечет за собой изменения в структуре используемых способов добычи и рост затрат в отрасли. С 1990 по 2014 год доля энергоемкого насосного способа добычи выросла с 81 до 93%, а наиболее дешевого фонтанного - сократилась в 2 раза, с 12 до 6%.
На протяжении многих лет снижается средний дебит вводимых скважин в Западной Сибири, увеличивается их обводненность. Компаниям приходится постоянно наращивать имеющийся фонд эксплуатационных скважин и увеличивать их глубину, чтобы компенсировать естественное снижение добычи на разрабатываемых месторождениях. Доля направленного и горизонтального бурения и гидроразрыва пласта в российской нефтедобыче за последние три года выросла в 2 раза. Сегодня уже треть общероссийского объема проходки приходится на горизонтальное бурение, а на месторождениях со сложной структурой запасов эта величина достигает 50%.
Все более широкое применение получают современные геофизические методы управления бурением, повышающие эффективность вскрытия пластов и снижающие затраты на разработку месторождения. Осваиваются современные методы воздействия на продуктивный пласт (как непосредственно на флюид, так и на вмещающие породы) с целью увеличения нефтеотдачи (гидроразрыв, термические воздействия и др.), позволяющие увеличивать КИН и сдерживать затраты на добычу.
Вклад высокотехнологичной добычи на шельфе достиг 2,5% (около 13 млн т в год), при этом вся нефть морской добычи является высококачественной (легкой и малосернистой).
Изменяются не только регионы и условия добычи, ухудшается качество добываемой нефти. В структуре добычи нефти 52% приходится на сернистую нефть, 14,6% - на высокосернистую и особо высокосернистую нефть, что, в частности, снижает качество экспортируемой нефти, усложняет и удорожает процессы переработки нефтяного сырья.
Тенденции изменения энергоэффективности добычи нефти противоречивы. Если за период 2000-2014 годов удельный расход суммарных ТЭР на бурение эксплуатационных скважин сократился более чем на 20%, то расход ТЭР на добычу нефти увеличился на 12%. За этот период обводненность извлекаемой жидкости выросла с 81,5% до 86,3%, соответственно доля нефти в ней снизилась с 18,5% до 13,7%, то есть на 35%.
В целом сегмент добычи характеризуется достаточно высокой степенью износа основных фондов, которая составляет около 53% и имеет тенденцию к увеличению (в 2010 году она была около 46%), при этом удельный вес полностью изношенных основных фондов в отрасли приближается к 24% и также увеличивается. Коэффициент обновления основных фондов в отрасли в последние годы находился на уровне 11-13% в год.
Имеющаяся в стране нефтепроводная система достаточно старая: только 28% магистралей эксплуатируется менее 20 лет. Примерно такая же ситуация с резервуарами, системами автоматики и т.д.
Динамика удельных расходов ТЭР на транспортировку нефти длительное время колеблется в диапазоне 1,5-1,7 т.у.т./млн т*км и отражает две противоположных тенденции: а) повышение энергоемкости вследствие старения оборудования нефтепроводов и перекачивающих станций и б) снижение энергоемкости за счет реализации энергосберегающих мероприятий и модернизации системы. Существенное влияние на величину удельного расхода ТЭР оказывает степень загрузки системы.
Технологическое развитие отечественной нефтепереработки существенно отстает от мирового уровня. В России глубина переработки нефти длительное время находится на уровне 70-72%, выход светлых нефтепродуктов составляет 56-58%, среднее по отрасли значение индекса сложности Нельсона (оценивающего соотношение мощностей вторичной и первичной переработки) не превышает 6 пунктов, в то время как у передовых зарубежных НПЗ глубина переработки достигает 95% и индекс Нельсона - 14. Значительная доля эксплуатируемых установок вторичной переработки построена до 1995 года и устарела физически и морально.
В последние годы для преодоления технологической отсталости отрасли были предприняты значительные усилия как со стороны государства, так и со стороны перерабатывающих предприятий. Начавшаяся модернизация НПЗ позволила повысить среднюю глубину переработки до 73,5%, и создать условия для отказа от обращения на внутреннем рынке моторных топлив низких экологических классов (в 2015 году доля автомобильных бензинов 4 и 5 экологических классов составила 93,6%, дизельного топлива - 82,4% от общего объема производства).
В то же время увеличение глубины переработки происходит преимущественно путем вовлечения вакуумного газойля в процессы каталитического крекинга и гидрокрекинга; вне переработки остаются большие объемы гудрона. Недостаточное внимание уделяется развитию производства нетопливных нефтепродуктов. Кроме того, на НПЗ остаются большие не вовлеченные в переработку объемы прямогонного бензина и СУГ, которые являются ценным сырьем для нефтегазохимии.
Очевидно, что производственно-экономическое и научно-технологическое развитие отрасли в среднесрочной перспективе придется осуществлять в довольно неблагоприятных природно-климатических и геологических, рыночных, финансовых, макроэкономических и внешнеполитических условиях (см. раздел 2).
В самом общем виде можно выделить три основных направления научно-технологического развития отрасли, основанные на трех подходах к развитию добычи, комплементарных при высоком спросе и цене на нефть и в известном смысле альтернативных в противном случае:
1) технологии, способствующие поддержанию (или даже восстановлению) рентабельной добычи на существующих традиционных месторождениях, зачастую уже в существенной степени истощенных (увеличивающие КИН);
2) технологии добычи нефти нетрадиционных месторождений и нетрадиционной нефти (тяжелая, высоковязкая и сверхвязкая нефть; нефтяные пески и битумы; нефть низкопроницаемых пород, включая сланцы, нефть Баженовской свиты и другие трудноизвлекаемые запасы - ТРИЗ);
3) технологии добычи нефти на шельфовых месторождениях.
В зависимости от реализуемого сценария внешних условий будут меняться целевые установки развития отечественного нефтегазового сектора и требования к его технологическому оснащению. При реализации сценария новой эпохи углеводородов задачей сектора будет максимизация добычи углеводородов, а приоритетами технологического развития станут технологии увеличения нефтеотдачи и вовлечения трудноизвлекаемых (нетрадиционных) запасов. В других сценариях первоочередной задачей для отрасли станет создание стоимости, и в этом случае получат развитие технологии интегрированного проектирования и инструменты стоимостного инжиниринга (организация производства продукции с высокой добавленной стоимостью и т.п.).
3.2.1. Добыча, транспортировка и переработка традиционной нефти
Добыча. Важнейшей задачей научно-технологического развития отрасли на ближайшую перспективу являются повышение эффективности разработки действующих месторождений. Во многих случаях это экономически более приемлемо, чем освоение новых месторождений (особенно со сложными условиями добычи), поскольку действующие месторождения обладают сложившейся инфраструктурой. Уже около 30% нефти на территории России добывается с применением методов повышения нефтеотдачи пластов.
Как правило, полнота и эффективность извлечения УВС определяются совокупным уровнем используемых технологий в рамках системы технологий, обеспечивающих полный технологический цикл, включая бассейновое моделирование, определение точек бурения, выполнение бурения, исследование призабойной зоны обсаженной скважины, собственно извлечение сырья.
Разнообразие свойств флюидов и вмещающих пород даже в пределах одного месторождения требует применения различных технических средств их добычи. Поэтому необходимо разрабатывать и внедрять разные методы увеличения нефтеотдачи, включая а) оптимальное вскрытие пласта, б) поддержание пластового давления, в) изменение свойств флюида и г) изменение характеристик вмещающих пород.