The role of technology in addressing global energy challenges

Роль технологии в решении глобальной энергетической задачи

Сегодня мы находимся на пороге "Нового Будущего Энергетики". К 2050 году на нашей планете будет жить около 9 миллиардов людей, что примерно на 3 млрд потребителей энергии больше, чем сегодня. Также ожидается, что к середине текущего столетия глобальный спрос на энергию удвоится за счет быстрых темпов роста населения и повышения его благосостояния. Роль возобновляемых источников энергии тоже будет возрастать. Однако невозобновляемые источники будут составлять не менее 70% в общем энергетическом балансе. Поэтому нефть и газ по-прежнему останутся важнейшими источниками энергоресурсов.

Грядущие изменения в мировой энергетической системе ставят перед мировым сообществом серьезные задачи. Вместе с тем они открывают широкие перспективы для таких компаний, как концерн "Шелл". У нас ожидается рост числа мега-проектов все возрастающей сложности. А для того, чтобы иметь возможность удовлетворять растущий спрос на фоне сокращения объема традиционных энергоресурсов, придется приступить к разработке труднодоступных источников углеводородов, для чего потребуются применять передовые технологические решения.

Ключевая роль технологий

Темпы создания новых технологий увеличились по сравнению с предыдущими годами, при этом ожидается, что этот рост продолжится. Реализация же новых нефтегазовых проектов будет осуществляться, в основном, на основе комплексных технологических и проектных решений. Такие решения объединят процессы геологоразведки, добычи и переработки, а также найдут свое отражение у все большего числа поставщиков технологических процессов и оборудования. От нас ожидают дальнейшего снижения воздействия на окружающую среду, связанного с нашей основной деятельностью, с одновременным повышением экономической эффективности этой деятельности. Именно поэтому инновационная деятельность и технологии станут определяющими факторами успешного развития и будут играть решающую роль в деле создания "Нового Будущего Энергетики".

Ключевая роль технологий не является новостью для концерна "Шелл". Занимая передовые позиции в области технологий, мы поддерживали высокий уровень инвестиций в технологии в течение последних лет. Например, в 2009 году они составили более $1,1 млрд долларов США, что превышает вложения любой другой международной нефтяной компании. На ближайшие годы объем инвестиций предусматривается на таком же уровне.

Мы гордимся тем, что наши постоянные усилия увенчались крупными успехами в создании новых совершенных технологий, которые, например, отражены в Патентном Бюллетене, выпущенном Патентной службой США в начале этого года. Именно благодаря передовым позициям в патентной деятельности концерн "Шелл" остается лидером в разработке конкурентоспособных и разнообразных технологических решений.

В соответствии с требованиями "Нового Будущего Энергетики" стремление к более чистой энергии должно осуществляться быстро и по многим направлениям. В этом контексте природный газ играет особую роль. Это самый чистый вид природного топлива, который укрепит позиции концерна "Шелл". К 2012 году природный газ составит более 50% в общей структуре энергоносителей, добываемых нашим концерном, и его доля будет неуклонно возрастать.

Очень важно также учитывать, что газ - это не только самый быстрый, но и самый дешевый способ сократить уровень выбросов CO₂ в масштабе всей энергетической отрасли. Выбросы углекислого газа при эксплуатации современной газовой электростанции, где применяется технология комбинированного цикла, составляют лишь половину от выбросов, образующихся при эксплуатации самых новейших угольных станций, при этом их объем на 60-70% меньше объема СО₂, образующегося при эксплуатации паровых турбин на угольных электростанциях старой конструкции. Хочется особенно подчеркнуть, что имеющихся запасов газа достаточно для того, чтобы покрывать мировые потребности в течение 250 лет при сохранении сегодняшних темпов его добычи.

Лидер в производстве СПГ

Концерн "Шелл" является пионером в создании технологии сжижения природного газа, имеет более чем 40-летний опыт производства СПГ, а также располагает диверсифицированным, обширным и постоянно растущим портфелем заказов на его поставку. Мы занимаем лидирующее положение среди международных нефтяных компаний на растущем рынке СПГ. Наши продажи собственного СПГ (13,4 млн тонн в год в 2009 г.) значительно превышают объемы наших ближайших конкурентов. Более того, мы занимаем твердые позиция на основных рынках сбыта СПГ в Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе и Северной Америке.

Будучи ключевым игроком на рынке СПГ, концерн "Шелл" чутко реагирует на все сигналы, поступающие с потенциальных рынков сбыта, и предлагает новые концептуальные решения по освоению труднодоступных месторождений природного газа, расположенных, например, в субарктических районах, а также по использованию технологии плавучих комплексов по производству СПГ.

Проект "Сахалин-2", созданный в суровых субарктических условиях в промышленно неосвоенной зоне острова Сахалин на Дальнем Востоке России, является крупнейшим в мире комплексным нефтегазовым проектом.

С момента создания компании-оператора этого уникального проекта по освоению богатств сахалинского шельфа была проделана огромная работа, которая успешно завершилась созданием комплекса по производству и экспорту совершенно нового для России углеводородного продукта - СПГ.

На сегодняшний день проект "Сахалин-2" располагает двумя технологическими линиями общей мощностью 9,6 млн тонн СПГ в год, каждая из которых была введена в эксплуатацию в соответствии с графиком и досрочно выведена на плановую производительность.

В 2009 году производственные показатели, как по добыче нефти, так и по производству СПГ, оказались выше запланированных. В 2009 году в рамках проекта "Сахалин-2" было произведено 5,3 млн тонн СПГ, что составляет 3% от мирового производства СПГ.

В целях обеспечения максимальной производительности завода СПГ в зимних условиях Сахалина концерном "Шелл" была разработана передовая технология сжижения природного газа с применением двойного смешанного хладагента.

Использование смеси этана и пропана в контуре предварительного охлаждения дает возможность повысить эффективность предварительного охлаждения при любой температуре окружающего воздуха. При полной загрузке, применение технологии двойного смешанного хладагента позволяет повысить общую производительность и эффективность технологического процесса производства СПГ, при этом он отличается большей гибкостью по сравнению с обычной технологией сжижения природного газа (C3/MR). Более того, технология сжижения природного газа с применением двойного смешанного хладагента оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду.

Концерн "Шелл" продолжает направлять инвестиции, как на разработку новых технологий, так и на поддержание ведущих позиций на рынке СПГ среди международных нефтяных компаний.

Благодаря разработанной концерном "Шелл" концепции "плавучего комплекса СПГ" (FLNG), открываются новые перспективы сразу по нескольким направлениям: повышение экономической эффективности, более высокий уровень безопасности, снижение воздействия на окружающую среду и гибкость поставок.

Учитывая опыт разработки и применения технологий СПГ, осуществления поставок СПГ и выполнения морских работ, у концерна "Шелл" имеется серьезная основа для коммерчески эффективного использования плавучих комплексов по производству СПГ.
 
Разработанные концерном плавучие комплексы по производству СПГ могут быть использованы при освоении месторождений с запасами газа от 2 до 10 трлн куб. футов. Их производительность составляет от 3,5 до 4,2 млн тонн СПГ в год. Вместе с тем, такие комплексы могут использоваться при освоении экономически неэффективных месторождений или месторождений, где строительство береговых технологических объектов по производству СПГ неприемлемо с экологической точки зрения. Эти комплексы могут эффективно применяться в целях освоения месторождений, расположенных в отдаленных районах мирового океана, они могут оставаться на месте добычи во время сильного волнения и перерабатывать широкий диапазон газовых фракций.

На плавучих комплексах по производству СПГ будет применяться технология двойного смешанного хладагента, которая успешно используется в рамках проекта "Сахалин-2".

Технологии повышения нефтеотдачи

Еще одной областью научно-технических разработок концерна, является неуклонное совершенствование технологий извлечения углеводородов из выработанных залежей. Учитывая то, что в настоящее время около 70% мировой добычи углеводородов приходится на месторождения, прошедшие периоды максимального объема добычи, разработка технологий повышения отдачи пласта и извлечения нефти на истощившихся промыслах представляют одно из важнейших направлений НИОКР.
 
Нами используются четыре технологии, позволяющие повысить коэффициент извлечения нефти из существующих месторождений:

• Применение расширяемых трубных элементов конструкции скважин (Expandable Tubulars);
• Бурение на депрессии (Underbalanced Drilling);
• Концепция высокотехнологичных месторождений (Smart Fields);
• Вторичные методы повышения отдачи пласта (EOR).

Мне бы хотелось также указать на то, что обсуждение вопроса оптимизации срока эксплуатации месторождения в отношении существующих промыслов не будет полным без привлечения разведки, или более конкретно, промысловой геологоразведки.

Промысловая и инфраструктурная разведка составляет важный элемент нашей стратегии инженерно-геологических исследований. Вот только некоторые аспекты стратегии разведки концерна "Шелл" и последние разработки:

• В своей деятельности по всему миру концерн "Шелл" следует принципу приобретения под разработку площадей в крупных бассейнах с существенными доказанными и перспективными запасами, которые позволят нам вести их дальнейшую разработку. Исследование прилегающих к промыслу площадей является для нас приоритетной задачей, поскольку тем самым предоставляется возможность использовать существующую инфраструктуру и продлить срок эксплуатации имеющихся объектов, повышая их значение для заинтересованных сторон.

• Мы расширяем свои возможности в области инженерно-геологических изысканий за счет сотрудничества с другими компаниями. В начале этого года, например, концерн "Шелл" совместно с компанией Hewlett Packard объявили о разработке беспроводной системы слежения для получения наземных сейсмических данных чрезвычайно высокого разрешения. По нашему мнению, это позволит значительно улучшить качество сейсмических данных, что обеспечит для концерна конкурентное преимущество при разведке тяжелых нефтяных и газовых коллекторов.

• Недавно мы объявили о сотрудничестве в использовании распределенной оптоволоконной системы акустического зондирования (QinetiQ's OptaSense® fiber-optic Distributed Acoustic Sensing (DAS)), которая в первую очередь предназначается для применения при разработке и эксплуатации наземных месторождений. Ожидается, что эта технология позволит усовершенствовать процесс проектирования и разработки залежи с повышенной отдачей и сокращением расходов.

Технологии разработки истощившихся залежей

Существуют три группы методов, применяющихся для повышения нефтеотдачи: метод термического воздействия, газового вытеснения и химический метод, которые являются основным средством повышения выхода нефтепродуктов на старых месторождениях, разрабатываемых традиционным способом.

Согласно оценкам Международного энергетического агентства (IEA), указанные методы повышения отдачи пласта позволят извлечь в масштабе всей отрасли дополнительно 300 млрд баррелей углеводородной продукции, которая прежде относилась к категории неизвлекаемых запасов. В настоящее время, объем углеводородов, добываемых с помощью методов повышения отдачи пласта, составляет около 4% от общемирового производства (3 млн бар/сутки). По прогнозам IEA, к 2030 году этот показатель вырастет приблизительно на 20% (25 млн бар/сутки).

Решение о выборе технологии повышения нефтеотдачи зависит от конкретной конфигурации коллектора и требует глубокого изучения недр. Кроме того, при наличии действующей системы, важно точно отслеживать процессы закачивания и извлечения.

В Сирии, например, успехом завершились испытания разработанного концерном "Шелл" метода заводнения, при котором соленость и ионный состав закачиваемой воды подбираются таким образом, чтобы изменять смачивающую способность пород с целью снижения уровня остаточного нефтенасыщения. При проведении этих испытаний извлекаемость в районе скважины повысилась на 14%, что позволило нашей сирийской компании приступить к использованию этого метода на крупных месторождениях. Метод контролируемого заводнения сыграет важную роль в распространении методов повышения отдачи пласта при разработках морских месторождений.

Одним из наиболее приоритетных направлений в разработке новых способов повышения отдачи пласта с применением химических реагентов является использование щелочных ПАВ. Указанный способ представляет собой, главным образом, сочетание трех факторов действия полимера, а именно: повышение вязкости закачиваемой воды, повышение коэффициента охвата пласта заводнением и снижение поверхностного натяжения.

Мы провели ряд испытаний с применением ПАВ на Ближнем Востоке и в России на Салымском месторождении, оператором которого является Salym Petroleum Development - совместное предприятие, образованное в равных долях концерном "Шелл" и компанией "Эвихон", дочерним предприятием компании "Газпром Нефть". Результатом этих испытаний, проведенных на отдельных скважинах, является почти полное извлечение нефти из околоскважинного пространства, что соответствует результатам лабораторных испытаний. В настоящее время планируется продолжить эти испытания на сетке скважин, эксплуатируемых нашими предприятиями, перед тем, как перейти к полномасштабному использованию этого метода при разработке месторождений.

Говоря о Салыме, результаты первых пробных испытаний, проведенных в 2009 году, продемонстрировали возможность значительно увеличить коэффициент извлекаемости нефти. В настоящее время идет подготовка к проведению новых испытаний.

Разработка месторождений в условиях Арктики

Сложные физические условия залегания углеводородов дополняются экстремальными условиями географического расположения новых месторождений. В частности, морские месторождения, расположенные в арктической зоне, являются крайне сложными для освоения, но многообещающими с точки зрения открывающихся возможностей. Начиная с 1963 года, на мировом арктическом шельфе уже добыты миллиарды баррелей нефти и газа. Согласно оценкам Геологической службы США, на арктический регион приходится 13% мировых запасов еще неоткрытых нефтяных месторождений и 30% газовых месторождений.

У концерна "Шелл" имеется богатый опыт разработки и эксплуатации месторождений в арктическом и субарктическом регионах. Мы занимались освоением береговых и морских месторождений на Аляске и в Канаде на протяжении почти 50 лет. В самое последнее время мы (в рамках совместных предприятий) приступили к реализации целого ряда крупномасштабных проектов в Норвегии, России и Казахстане. Хотя Казахстан и не может относиться к арктическим регионам с точки зрения своего географического положения, однако в зимний период Северный Каспий покрывается льдом. При этом сочетание ледовых условий и низких температур выдвигает при проектировании морских сооружений, инфраструктуры и эксплуатации задачи, характерные именно для арктических условий.

Проведение геологических изысканий и эксплуатация месторождений в арктических условиях являются чрезвычайно сложной задачей с технической точки зрения, поэтому мы постоянно совершенствует свои технические возможности, как в рамках концерна, так и в рамках совместно реализуемых отраслевых проектов, в отношении готовности к ликвидации аварийных разливов нефти, повышения общего уровня безопасности работ в ледовых условиях, а также в отношении снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Вот только несколько примеров технологических программ, находящихся в стадии разработки:

• В настоящее время у нас ведется разработка двух технологий по снижению интенсивности и частоты звуковых колебаний, распространяемых в морской среде. Одной из них предусматривается физическая защита среды в виде полотна из пластмассовых пузырьков, оборачиваемого вокруг подводной части морских установок. Другая, предусматривает образование постоянного потока пузырьков вокруг установки. Обе эти концепции основаны на технологии, применяемой при забивании свай, однако, мы - впервые в отрасли - пытаемся применить эти технологии для буровых работ.

• Недавно мы принимали участие в совместном отраслевом проекте по повышению готовности и совершенствованию методов ликвидации аварийных разливов нефти, проводимым под руководством Норвежского исследовательского института SINTEF. Силами SINTEF и международного содружества ученых была успешно завершена наиболее полная изо всех проводившихся ранее программ по изучению готовности к ликвидации разливов нефти в арктических условиях и в акваториях, находящихся под ледяным покровом. Результаты этих исследований лягут в основу дальнейшей разработки наиболее эффективных методов ликвидации разливов нефти в арктических условиях и в акваториях, находящихся под ледяным покровом.

• В 2007 году концерн "Шелл" впервые в отрасли провел сейсморазведку с поверхности льда на Аляске в качестве альтернативного варианта морскому сейсмическому зондированию на открытой воде. Работы проводились вблизи берега в мелководной зоне на припае. Отчасти, эта программа была реализована в ответ на просьбу местного населения о проведении сейсморазведочных работ в мелководной зоне с поверхности льда с тем, чтобы не наносить ущерб местной фауне и не нарушать условия традиционной для местного населения охоты на китов в период открытой воды.

Cовершенствование технологий производства в арктических условиях

С технологической точки зрения, СПГ представляет собой один из технологических подходов, которые могут рассматриваться при планировании новых газовых проектов в условиях Арктики. Принимая во внимание удаленность месторасположения, отсутствие инфраструктуры и большие расстояния до рынков сбыта, использование этой технологии может сделать производство и отгрузки СПГ технически возможными и экономически целесообразными.

Выше, когда речь шла о проекте "Сахалин-2", был упомянут разработанный концерном "Шелл" технологический процесс сжижения газа с применением двойного смешанного хладагента. Гибкость этого процесса позволяет концерну занимать ведущие позиции не только при производстве СПГ в субарктических регионах, таких как Сахалин. Он дает возможность "Шелл" использовать эту технологию в еще более суровых условиях, таких как Арктика.

Не менее важной задачей является правильный выбор технологии транспортировки СПГ и проектирование средств его доставки. В 2009 году концерн "Шелл" подписал Генеральное соглашение о сотрудничестве с российским партнером - компанией "Совкомфлот". Этим Соглашением предусматривается сотрудничество в области поставок СПГ в России, в том числе, в акватории Арктики. Оно также предусматривает расширение сотрудничества в области совместных усилий по транспортному обеспечению при разработке новых газовых месторождений в арктическом регионе, а также дальнейшее совершенствование технологий транспортировки СПГ, в том числе, в сложной ледовой обстановке.

При разработке новых технологий транспортировки СПГ и конструкций газовозов, предназначенных для использования на всей акватории мирового океана и, в особенности, в экологически уязвимых районах Арктики, мы учитываем такие факторы, как сокращение выбросов CO₂, применение новых обводов судна, а также снижение звуковой нагрузки.

Учитывая наш богатый опыт, наличие технологий и возможности реализации крупномасштабных проектов, у нас имеются все возможности для эффективного решения сложных задач в самых суровых условиях, таких как, например, Арктика.

Заключение
"Новое Будущее Энергетики" зависит от решения сложных задач. Так чем же должны обладать мировые лидеры в области энергетики для их эффективного решения? Ниже перечислены главные компоненты:

• Передовыми технологиями и инновациями;
• Опытом успешной реализации крупномасштабных проектов;
• Квалифицированными техническими специалистами;
• Способностью к интеграции собственных усилий с партнерами;
• Опытом эксплуатации;
• Системой профессиональной подготовки и передачи знаний.

Концерн "Шелл" обладает всеми указанными выше возможностями, и я уверен, что вместе со своими партнерами мы станем главными конструкторами "Нового Будущего Энергетики".

В написании статьи было использовано выступление Джеральда Шотмана на Российской технической нефтегазовой конференции и выставке SPE по разведке и добыче 2010.

BIO

Джеральд Шотман был назначен главным техническим директором концерна "Шелл" в 2009 году. Его роль заключается в обеспечении того, чтобы концерн разрабатывал и пременял правильные технологии для реализации энергетических проектов по всему миру. В том же году он был также назначен иполнительным вице-президентом по инновациям и НИОКРу, что делает его ответственным за технологическую стратегию концерна, а также за создание и развитие новых технологий. Имеет диплом инженера-строителя из Делфтского технического университета в Нидерландах и начал свою карьеру в "Шелл" в качестве инженера-исследователя в 1985 г. После этого занимал различные технические и коммерческие должности в концерне и работал на разных должностях в Великобритании, Брунее и Омане, прежде чем стать вице-президентом по стратегии в Shell Exploration & Production.

Shell's profits soar

Anglo-Dutch major Shell saw profits surge by 88 percent in the third quarter of 2010, fuelled partly by oil prices rising from US$70 to US$82 in the past 12 months. Shell made $4.9 billion in the three months from July to the end of September - up from US$2.5 billion during the same period last year. The oil company said its investments in production led to a five percent rise to 3.1 million barrels of oil equivalent per day in the quarter. Shell said investments in the business are expected to top more than US$33 billion for 2010. CEO Peter Voser said the goal is to hit 3.5 million barrels in 2012 and 3.7 million in 2014. The healthy profits follow US$3.5 billion in cost savings that led to the axing of 7000 jobs. But despite the results, CFO Simon Henry said rival BP's Gulf of Mexico spill would stunt production. He said the six-month moratorium on new deepwater drilling had cost Shell US$115 million in the first nine months of 2010 due to production falling by 10,000 barrels a day.

Успешный квартал для "Шелл"

В третьем квартале 2010 года прибыль англо-голландского концерна "Шелл" увеличилась на 88%, отчасти в связи с ростом цен на нефть с $70 до $82 долларов США за последние 12 месяцев. За три месяца (июль-сентябрь) доходы концерна составили $4,9 млрд долларов США по сравнению с $2,5 млрд за тот же период прошлого года. Нефтяная компания объявила, что ее инвестиции в добычу привели к ее 5-процентому росту до 3,1 млн баррелей нефтяного эквивалента в день в третьем квартале 2010 г. В этом году концерн также планирует довести размер инвестиций в бизнес до более чем $33 млрд долларов США. Президент "Шелл" Питер Возер сообщил, что главная цель этих инвестиций - доведение уровня добычи в 2012 году до 3,5 млн баррелей нефтяного эквивалента и до 3,7 млн в 2014 г. Рост прибыли, однако, связан и с $3,5 млрд программой экономии средств, в результате которой было уволено более 7000 сотрудников. Несмотря на такие положительные результаты, главный финансовый директор "Шелл" Саймон Генри сказал, что "подарок" от главного конкурента, компании ВР, а именно разлив нефти в Мексиканском заливе, послужит препятствием для планируемого роста добычи. В частности, он упомянул, что шестимесячный мораторий на бурение новых глубоководных скважин обошелся концерну в $115 млн долларов США в первые девять месяцев 2010 года в связи с падением добычи на 10000 баррелей в день.