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Wissenschaftler der Bergbauuniversität St. Petersburg haben eine einzigartige Innovation für Gazprom entwickelt

Газпром
© gazprom.ru

Neue Sperrmittel (Vernetzer), die für einen effizienten Betrieb des Gaskondensatfeldes Kovykta erforderlich sind, haben bereits Pilotversuche bestanden. Ihre Einführung in die Produktion wird es ermöglichen, Probleme beim Bohren von Brunnen zu vermeiden, die durch den unkontrollierten Fluss von Sole entstehen. Das salzhaltige Grundwasser stört die Zirkulation der Bohrspülungen und führt dazu, dass diese in die Formation absorbiert werden. Die Behebung dieser Komplikationen nimmt viel Zeit in Anspruch und führt zu einer Verringerung der Rentabilität der Produktion.

Es ist allgemein bekannt, dass das Kovykta-Feld zusammen mit dem Chayanda-Feld eine Rohstoffbasis für russische Lieferungen von blauem Brennstoff nach China darstellt. Vor dem Hintergrund der künstlich niedrig gehaltenen Nachfrage seitens der europäischen Verbraucher könnte dieses Feld nach dem Bau der Pipeline Power of Siberia-2 zur Hauptgewinnquelle für Gazprom, einen der größten Steuerzahler unseres Landes, werden. Um die angegebenen Mengen von vorläufig 50 Milliarden Kubikmetern pro Jahr zu erreichen, sind jedoch ernsthafte Arbeiten zur Erhöhung der Durchflussrate der Bohrungen erforderlich.

"Bereits in den 1980er Jahren stießen die Fachleute bei den Bohrungen in diesem Feld auf ein ernstes Problem. Es bestand in der Beeinträchtigung der strukturellen und mechanischen Eigenschaften der Bohr- und Prozessflüssigkeiten aufgrund des unkontrollierbaren Durchflusses der Salzlösung. Dies macht zusätzliche Maßnahmen zur Erhaltung der Umweltsicherheit in der Region erforderlich, was den Bau von Bohrlöchern verteuert", sagt Dmitry Sidorkin, Direktor des Arktis-Forschungszentrums an der Bergbauuniversität St. Petersburg.

буровые растворы
© Форпост Северо-Запад / Павел Долганов

Er weist darauf hin, dass sich Horizonte mit hoher Förderrate mit Zonen mit ungewöhnlich hohem Formationsdruck abwechseln. Aus diesem Grund erweisen sich die meisten der vorhandenen technischen Mittel und technologischen Lösungen zur Bekämpfung dieser Komplikationen als unwirksam.

"Um dieses Problem anzugehen, haben wir Soleproben zur Analyse der chemischen Zusammensetzung und zur anschließenden Entwicklung von Vernetzungsmitteln für die Sperrung von Lagerstätten unter salzhaltigen Bedingungen gesammelt. Die Laborexperimente mit einer modifizierten dynamischen Filterpressen-Zelle dauerten sechs Monate. Der Kern wurde unter hohem Druck mit hochmineralisierter Flüssigkeit gesättigt und dann, nachdem der Filtrationsgrad bestimmt worden war, mit einem Blockierungsmittel versehen. Die Aufgabe bestand darin, die optimalen Komponenten für diesen speziellen Bereich auszuwählen", erklärt Dmitry Sidorkin.

Auch junge Wissenschaftler der Universität waren an dem Projekt beteiligt. So hat der Doktorand Dmitri Sidorow den Kampf gegen Kernschmelzen zum Thema seiner Dissertation gemacht. Dabei handelt es sich um eine echte wissenschaftliche Arbeit, in der "die Mechanismen der Bildung einer festen Struktur mit blockierender Zusammensetzung bei der Wechselwirkung mit Solen unter hohen Drücken und Temperaturen nachgewiesen werden".

"Meiner Meinung nach sollte die Dissertation eine seriöse Studie sein, die auf den Ergebnissen von Experimenten basiert, die im Rahmen des Forschungsteams durchgeführt wurden. Diese Art von Praxis ist eine der Voraussetzungen für die weitere Karriereentwicklung junger Wissenschaftler an der Bergbauuniversität. An unserer Universität wird die akademische Forschung zu einem bestimmten Thema ohne Beteiligung an der Laborforschung (die oft an die Stelle einer Dissertation tritt) im ersten Jahr der Graduiertenschule oder des Grundstudiums durchgeführt. Danach wird es ernsthafter", sagt Dmitri Sidorow.

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© Форпост Северо-Запад / Павел Долганов

Pilotversuche mit den entwickelten Sperrmitteln an einem der Bohrlöcher im Gaskondensatfeld Kovykta wurden von seinen erfahreneren Kollegen durchgeführt: Mikhail Dwoinikow, dem wissenschaftlichen Leiter des Arktika-Zentrums, und Evgeniy Kambulov, dem Bohrlochbaulabor Evgeny Kambulov. Natürlich gehörten dem Team auch Vertreter von Gazprom-VNIIGAZ an. Dies ist die Hauptforschungseinrichtung des größten russischen Erdgasproduzenten.

"Die Tests umfassten folgende Schritte: Vor dem Ausgießen der Sperrmasse pumpten wir einen gewichteten, salzgesättigten Polymer-Ton-Schlamm als Pufferflüssigkeit in das Bohrloch, und danach das Vernetzungssystem selbst, das wir bis zum Rapiferhorizont hinunterdrückten. Drei Stunden später führten wir einen Überlauftest durch, der eine Stabilisierung der Zirkulation zeigte, ohne dass es zu einem nennenswerten Austritt von Sole kam", so Mikhail Dwoinikow.

Двойников
© Михаил Двойников

Der erfolgreiche Abschluss dieser Arbeiten eröffnet nach Ansicht beider Seiten bedeutende Möglichkeiten für eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen der Bergbauuniversität St. Petersburg und Gazprom auf dem Gebiet des Brunnenbaus. Vor allem aber beweist es, dass die Umorientierung der Methanexporte aus dem Westen in den Osten nicht nur möglich, sondern auch vielversprechend ist, um den russischen Haushalt aufzufüllen.