Стартап взрывает недра

В конце прошлого года на проходившей в Хьюстоне конференции Total Energy USA компания «Новас» была награждена «за выдающиеся достижения в области инноваций». Сразу после этого она получила инвестиции на 6 млн долларов от канадской венчурной компании TechnoVita Technologies.

Дрожь земли

Началось все с разработки петербургских ученых, выполненной под руководством профессора Санкт-Петербургского горного университета Анатолия Молчанова. В 1990-х они предложили использовать плазменно-импульсное воздействие на пласт для увеличения добычи нефти и газа.

Месторождение нефти подобно слоеному пирогу, пропитанному вожделенной жидкостью. Для ее извлечения по стволу добывающей скважины делается множество перфораций. Но проблема в том, что только в фильмах нефть бьет фонтаном. В реальной жизни нефтью пропитаны плотные породы, весьма неохотно ее отдающие и быстро забивающие фильтры. Именно поэтому для чистки перфораций применяют кислоту и микровзрывы, а проницаемость пласта повышают гидроразрывами — закачивают в скважину большое количество жидкости, чтобы резкое повышения давления в призабойной зоне вызвало образование трещин в пласте. Но все эти методы имеют свои недостатки и ограничения, средний коэффициент извлечения нефти в России — 23–25%. В борьбу за повышение этого коэффициента и вступили ученые.

Генератор плазмы — трубка толщиной 102 миллиметра и длиной четыре метра. Внутри нее аккумуляторы и система конденсаторов, которая накапливает энергию. На рабочем конце — разрядник с небольшой бобиной калиброванной проволоки из специального сплава. Генератор опускается в скважину, продолжая питаться и управляться по проводу с поверхности. При разряде за 55 микросекунд вся энергия поступает на проволоку, которая испаряется в металлическую плазму, формирующую пульсирующий газовый пузырь с давлением до 550 атмосфер.

Первые импульсы чистят перфорацию, удаляя кольматант — породу, забивающую поры. Следующие импульсы распространяются по пласту, создавая микротрещины. Технический директор компании Петр Агеев, только что вернувшийся из Кувейта, взахлеб рассказывает о результатах испытаний. На малопродуктивной скважине удалось поднять добычу с 60 до 1400 баррелей в сутки. Секрет подобных чудес не в умении «жахнуть» посильней — так и скважину стоимостью в миллионы долларов разрушить можно, — а в фундаментальной науке. «Нелинейная физика и нелинейные волновые технологии нашли свое применение в борьбе с резонансом в технике. Мы же, напротив, научились создавать резонанс в нефтеносном пласте. Это создает аномальную трещиноватость, снимает поверхностное натяжение и вызывает эффект акустической кавитации, уменьшая вязкость нефти. Для того чтобы рассчитать место, силу и периодичность серии импульсов, мы моделируем залежь как совокупность нелинейных автономных колебательных движений в неравновесной диссипативной среде», — объясняет Петр Агеев.

Разработчики демонстрируют взрыв плазмы прямо на офисном столеФото: Дмитрий Лыков

После серии импульсов порода в радиусе сотен метров вокруг скважины начинает пульсировать. При испытаниях в Китае в соседней скважине, находящейся в 220 метрах от рабочей, на видеосъемке можно было невооруженным глазом наблюдать колебания породы: скорость расширения от точки взрывов составила 3,3 м/с, сжатия — в десятки раз больше. Колебания сохраняются более полугода, и все это время земля продолжает «вытряхивать» из себя нефть и газ.

Взрывные технологии использовались для увеличения нефтедобычи и прежде, однако химические взрывы ограничены сериями лишь в несколько десятков за один спуск и их невозможно точно дозировать по месту, времени и мощности. А генератор плазмы способен сделать за один спуск до тысячи точных импульсов, что позволяет использовать его для создания резонанса.

Помогает он и в решении обратной задачи. Часто разработка ведется «кустом» скважин, и после «снятия сливок» в некоторые из них закачивают воду, чтобы выдавить нефть в окрестные скважины. Закачивать жидкость в плотный пласт не легче, чем выкачивать из него. А использовать обычные взрывные технологии рискованно: при неравномерной проницаемости пластов вода может пойти лишь одним из них, и вместо равномерного выдавливания нефти из всех пластов получится лишь обводнение добывающих скважин. Генератор «Новаса» позволяет очень точно и точечно воздействовать на отдельные пропластки, равномерно увеличивая приемистость породы — ее способность вбирать в себя жидкость.

От топора к микроскопу

От задумки в 1990-х до воплощения прошло немало времени. В 2003 году в проект вошел его нынешний руководитель Никита Агеев. До этого он вместе с отцом Петром Агеевым помогал российским предприятиям, прежде всего военным, работать с китайским рынком. Семью Агеевых познакомил с разработчиками технологии руководитель одного из петербургских НИИ. Первым проектом стало изготовление комплекта оборудования для Китая. Потом решили создать совместную компанию «Рост». Агеевы внесли 200 тыс. долларов, ученые — свой патент, за который получили 70% компании. Начались первые лабораторные испытания, был сделан первый пилотный образец.

«От первого поколения аппаратуры, существовавшего в момент моего прихода в компанию, кроме самой металлической трубы, уже ничего не осталось. Мы все время дорабатываем, усиливаем аппаратуру дополнительными датчиками, чтобы видеть, что происходит под землей: датчики температуры, давления, осевого усилия, локатор муфт — магнитный датчик, который улавливает толщину трубы и считает количество пройденных стыков. Если первый вариант генератора был банальным топором, то сейчас уже что-то ближе к микроскопу. И я уверен, что поколение, которое появится через десять лет, будет совершенно не похоже на нынешнее», — рассказывает Никита Агеев.

Первый аппарат работал на обычной медной проволоке. Нынешняя версия — на сплаве, состав которого держат в секрете. Проволока из него не просто превращается в плазму, а увеличивает мощность взрыва на 50% за счет плазмохимической реакции.

В одном только Кувейте Никита Агеев рассчитывает зарабатывать 30–50 млн долларов в год

Сложностей в ходе разработки возникало немало. Например, управлять генератором приходится по тому же кабелю, что и подавать питание. Осложняется это его длиной — до семи километров — и сильной индукцией неразмотанного хвоста на бобине. На столе в офисе лежат новые блестящие генераторы и рядом — черные, проржавевшие: в экстремальных условиях скважины «нержавейка» оказалась вполне себе «ржавейкой». Сейчас для корпуса используют титан, пробуют тефлон — черная поверхность липковата на ощупь. «Можно яичницу жарить», — шутит Никита.

К 2007 году появилось понимание технологии, пора было выходить на опытно-промышленные испытания. Но нефтяные компании не очень любят, чтобы на их рабочих скважинах ставили эксперименты. Поэтому потребовались уже серьезные инвестиции, чтобы пройти этап опытно-промышленных испытаний на месторождениях. Тогда в проект пришла группа инвесторов, вложившая за последующие три года около 4 млн долларов. Для этого была создана компания «Новас», которая сейчас работает на рынке. Еще несколько лет ушло на совершенствование аппаратуры и методик ее применения.

Прочистим скважины американцам

К 2011 году «Новас» созрел для коммерческого использования технологии. Начались переговоры с несколькими крупными российскими компаниями. Однако родной рынок давался нелегко. Согласование и проведение опытно-промышленных работ, отслеживание и анализ результатов, оценка с точки зрения применимости и соответствия бюджету — до заключения контракта уходило до трех лет.

Причем в России приходится заново проходить все бюрократические процедуры, даже если есть успешные результаты работы на скважине компании-соседа, находящейся в паре километров. В Юго-Восточной Азии или в Северной Америке достаточно продемонстрировать результат технологии лишь однажды. В России же обработано уже более 200 скважин при высоком проценте успешности, все результаты задокументированы, подтверждены актами, протоколами, геофизическими исследованиями до и после. Однако даже после успешных работ в одной «дочке» нефтяной компании приходится все повторять в ее другой «дочке».

Менеджеры и геологи российских компаний боятся рисковать. Демотивирует российских нефтяников и налоговая система, которая делает рентабельным освоение лишь высокодебетных скважин, прочие же выгоднее бросить, чем бороться за каждую тонну. Как рассказал «Эксперту» профессор Виктор Гаврилов, заведующий кафедрой геологии РГУ нефти и газа, в Западной Сибири сейчас заброшено около 700 тыс. скважин сдебетом15–7 тонн в сутки, которые могут быть отработаны при изменении налогового режима. Сейчас же российские нефтяники оценивают целесообразность внедрения исходя из цены на нефть 2 тыс. рублей за тонну и срока окупаемости 90 дней. Американцы берут мировую цену минус 6 долларов (примерно 800 долларов за тонну) и год окупаемости.

Но несмотря на всю привлекательность чужих рынков, компанию долго пугали уровень конкуренции и высокая стоимость входа. Решились, когда придумали, как сделать уникальное по мировым меркам решение. Изначально «Новас» был ориентирован на работу лишь с вертикальными скважинами. Но в 2011 году задумались о том, что в мире растет число горизонтальных: в Северной Америке на одну вертикальную скважину строится три горизонтальные. При этом эффективных, экологически чистых технологий для повышения дебета на них пока не существует. Для изменения технологии нужны были дополнительные ресурсы. С этой идеей «Новас» пришел в Сколково: получили грант, собрали команду. На базе технопарка Сколково изготовили бо́льшую часть узлов. Но главное, фонд помог донести технологию до экспертных кругов и выйти за границу.

После нескольких поездок в США стал очевиден интерес со стороны американского рынка. Он оказался значительно более восприимчивым к инновациям, чем российский. Да и опасения насчет сложностей выхода на конкурентный рынок оказались преувеличенными: даже с имевшейся технологией для вертикальных скважин «Новас» принимали на ура. «Десять тысяч частных нефтяных компаний — рынок настолько гигантский, что на нем даже сервисные гиганты теряются. Около миллиона скважин на территории США. Таких работ, как наша, то есть повышение нефтеотдачи пластов, проводится около 250 тысяч ежегодно. В России столько скважин нет», — рассказывает Никита Агеев.

Снизить издержки входа помогла смена стратегии продвижения: после консультаций в Сколкове «Новас» решил уйти от позиционирования своей технологии как конкурента гидроразрыву и химическим методам. Соревноваться с давно закрепившимися на рынке сильными игроками на их поле молодой компании действительно было бы нелегко. Тем более что у плазменно-импульсной технологии есть своя ниша: для нее, в отличие от других технологий, чем пласт более плотный и менее проницаемый, тем лучше. «Новас» с удовольствием берется за скважины, на которых неэффективны другие методы. «Оказалось, что в мире большой сегмент рынка не занят никем. После использования гидроразрыва и кислотной обработки скважины обычно переводят в малодебетный фонд и консервируют. Мы с удовольствием беремся за них, чистим скважину и увеличиваем отдачу пласта. Если сейчас в мире около двух миллионов работающих скважин, то еще больше законсервированных. Мы нашли ту огромную нишу, которая позволила нам встроиться в существующую систему нефте- и газодобычи без необходимости устраивать в ней техническую революцию», — объясняет Никита Агеев.

После поездок в США он сразу же получил несколько предложений о партнерстве. В начале 2013 года было создано СП Novas Energy USA. Открытие офиса в Хьюстоне обошлось в 2,5 млн долларов: велики оказались затраты на юристов и патентование, а также на страховку первых испытаний — без нее американцы отказывались засовывать в свои скважины неведомые штуки.

Весной 2013 года был начат пилотный проект, до лета американцы наблюдали за длительностью эффекта на скважинах, а с начала осени началось коммерческое внедрение. К концу года было обработано уже около 30 скважин в США. Важную роль сыграли открытость американского рынка и его готовность к восприятию новых технологий. «Американцы устроили нам просто шикарный пиар, — считает Никита Агеев. — В Америке, в отличие от России, все необходимо делать публично, поэтому нефтяные компании, с которыми мы работаем, отчитываются о результатах работ». А результаты и впрямь были приметные: «Когда мы входили в США, мы откровенно рисковали, потому что, естественно, ни один хозяин не давал нам хороших скважин, как они их называют, “моя кормилица”. Они давали откровенно убитые скважины, которые не жалко. Чаще всего это скважины с дебетом один баррель в сутки. Они говорили: “Ты нам сделай два барреля, а мы уж дальше экстраполируем это увеличение на другие скважины”. По первым девяти скважинам у нас средняя прибавка была 460 процентов. Сейчас больше, потому что есть скважины, которые выдали 5000–6000 процентов. Если отбросить крайние значения, то мы выдаем в США 400–500 процентов прибавки», — говорит Никита.

Специалисты Novas USA уже провели опытно-промышленные работы в Канзасе, Оклахоме, Луизиане. Сейчас в США у компании подтверждены заказы на работу более чем на тысяче скважин. И это всего за несколько месяцев работы. Пока «Новас» позиционируется в США как российская компания. Но уже в этом году планируется организовать собственное производство полного цикла в Штатах. Офис в Хьюстоне сейчас старается сделать все оборудование полностью из американских компонентов, для этого даже меняют конструкцию некоторых узлов, которые в США невозможно лицензировать или приобрести. Полностью локализованное оборудование избавит компанию от необходимости каждый раз страховать свои работы на скважине заказчика, поскольку переведет все возможные риски в юридическое поле Штатов. Компания планирует сформировать к маю 2014 года не менее 20 бригад со своими каротажными подъемниками, а также построить собственный сервисный центр.

Сейчас американский офис забрасывает москвичей гневными письмами с требованием увеличить количество бригад. Никита им не менее гневно отвечает: надо обучать своих. Американцам же это не по душе: русский инженер един в трех ипостасях: и электронщик, и электрик, и механик. А в Штатах это три разных человека, и платить нужно, соответственно, в три раза больше.

Сунуть, вынуть, поделить

После успеха в США тут же появились заказы на обработку скважин со всего мира. Уже идут работы в Малайзии, Индонезии, Вьетнаме и Кувейте. Есть заказы из Китая, Омана, Бразилии, Канады. Ведутся переговоры с мексиканскими и колумбийскими нефтяниками. Неожиданным для компании стал интерес со стороны европейских стран. Первые кандидаты — Чехия и Албания.

И «Новас» столкнулся с проблемами роста. Главная — обученный персонал: пока на обе московские компании, основную и сколковскую «дочку», лишь 60 человек. Застать Никиту Агеева в московском офисе невероятно трудно: он летает по миру, договаривается о контрактах с нефтяниками и создает региональные офисы — работать со всем миром из Москвы невозможно. Помогают ему в этом три человека из международного отдела.

Во все страны «Новас» выходит через подбор стратегического партнера и создание СП. От партнера — инвестиции в развитие и персонал, от русских — лицензия на технологию и оборудование. Контрольный пакет везде остается за «Новасом». Подобные СП помимо США уже есть в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме, скоро начнет работу предприятие в Сингапуре, ведутся переговоры в Кувейте и Омане.

«В Малайзии, Индонезии огромное количество малодебетных скважин. Компании готовы с ходу подписывать крупные контракты. Но мы пока не готовы, сначала надо убедиться, что покажем в тех условиях ожидаемый результат. Потому что провал в какой-то конкретной стране может испортить имидж компании во всем регионе либо даже в мире», — осторожен Никита. Пока «Новас» показывает успешность не менее 80%, причем под успешностью понимается не просто рост добычи, а достижение оговоренных показателей. Для нефтянки это хороший показатель. У некоторых компаний установлено, что 60% успешности любой технологии означает, что ее необходимо промышленно внедрять на всех скважинах.

На кувейтских скважинах с дебетом 100 тонн в сутки такого прироста, как в США, не добиться, но на прибавку в 20–30 тонн рассчитывать можно. Заказчиков это вполне устраивает. В Штатах с некоторыми компаниями удалось договориться на условиях раздела добычи: все работы за счет «Новаса», оплата — 49% от дополнительной добычи нефти. Но в других странах на столь заманчивое предложение не ведутся. Например, малайзийцы предложили полмиллиона долларов, если удастся добавить скважине хотя бы 10 тонн в сутки. А с учетом того, что скважина, поначалу дававшая 500 тонн, теперь дает лишь 50, потенциал восстановления продуктивности куда больше.

Самым лакомым рынком Никита Агеев считает китайский. Для китайцев важно освоить добычу метана из угольных пластов, традиционные технологии не работают. Поэтому правительство КНР выделяет 1,1 млрд долларов на поиск технических решений. «Сейчас в мире нет рентабельных технологий добычи метана из угольных пластов, а они востребованы в Китае, в США, Австралии. В отличие от уже существующих наш метод позволяет работать со всем объемом пласта, а также решать проблему миграции газа в более проницаемые перекрывающие породы, например карбонаты, с которыми мы умеем работать», — объясняет Петр Агеев. Общие запасы угольного метана в мире оцениваются в 260 трлн кубометров (это больше объема разведанных запасов традиционного природного газа), из которых 90% приходится на десять угледобывающих стран, в том числе Россию, Канаду, Китай, США, Австралию.

Никите Агееву Китай не в диковинку, он там проработал в общей сложности девять лет, но продолжает считать тамошний рынок самым опасным: «Китайцы не стесняются задавать напрямую вопрос, глядя прямо в глаза: “Вы не боитесь, что мы вас скопируем?”» Боятся, поэтому сейчас «Новас» ведет патентование по всему миру, планирует вставить датчики расхода проволоки и вскрытия аппаратуры, а также GPS-датчики, которые постоянно передавали бы местонахождение оборудования. Кроме того, каждый генератор состоит примерно из полутора тысяч деталей, которые изготавливаются на разных предприятиях. Конечная сборка — прямо в офисе. Здесь же приведение в порядок генераторов после работы и испытания. Поэтому Никита жалуется, что «Новас» выгнали уже из трех бизнес-центров. Энергии взрыва плазмы достаточно, чтобы в угольных пластах он чувствовался в радиусе полутора километров. Соседям по офису тоже вполне хватает. При этом испытания проводятся не одиночными взрывами, а сериями по 50–100 импульсов. Пробовали «стрелять», засунув генератор в трехсотлитровую бочку с водой, но она при каждом взрыве подпрыгивает на пять-десять сантиметров, и эти прыжки тоже производят немалое впечатление на соседей. Сейчас этажом ниже сидят две «дочки» «Газпрома» — потенциальные клиенты лично могут прочувствовать мощь технологии.

Однако даже если конкурентам удастся скопировать «железо» — это лишь часть ноу-хау компании. Главное же — методика применения. На скважину выезжает бригада, выполняющая лишь технические функции, а весь расчет, сколько и где взрывать на основании геофизических данных, производится в головном офисе компании: режим на конкретном месторождении зависит от типа коллектора и породы, ее пористости, плотности, проницаемости.

Себестоимость комплекта аппаратуры около 1,5 млн рублей. Разброс цен на работы очень велик и зависит от региона: от 15 тыс. долларов в России до полумиллиона долларов за одну обработку в Малайзии. За 2013 год выручка компании невелика: всего 54 млн рублей, это связано с тем, что первая иностранная «дочка» — в США — начала работать только в сентябре.

Согласно только что подписанному в Кувейте контракту, «Новас» будет получать за одну обработку скважины от 100 до 200 тыс. долларов. Одна бригада способна не напрягаясь обработать в год более 100 скважин. В одном только Кувейте, работая двумя-тремя бригадами, компания рассчитывает зарабатывать 30–50 млн долларов в год.

Российский рынок «Новас» бросать не планирует, но понятно, что он будет далеко не основным. Зато в России востребована более «интеллектуальная» услуга: вовлечение неработающих интервалов. «В России геологические службы посильнее, чем в США, они изучают причины, по которым скважины работают недостаточно хорошо, и просят нас вовлечь в работу неработающие пропластки, если геофизика показывает, что нефтенасыщенный интервал не выработан, но не дренируется. Именно на эти услуги у нас контракты с некоторыми российскими компаниями», — рассказывает Никита.

Рвануть помаленьку

Несмотря на взрывной рост спроса на работу с вертикальными скважинами, идею освоить горизонтальные «Новас» не оставил. Отличие в целях и методике работы: в вертикальной скважине главное — вовлечь в работу максимально удаленные участки. На горизонтальных же взрывная волна должна только почистить фильтры и ни в коем случае не сместить границу пласта, что чревато попаданием целого коктейля ядовитых веществ в грунтовые воды. Именно это вызывает наибольшие нападки на самый популярный метод увеличения добычи — гидроразрыв. Химические методы очистки в горизонтальных скважинах затруднительны: нелегко отсечь нужный участок, да и вся кислота под действием силы тяжести чистит только нижнюю половину.

Пока оборудование «Новаса» — это двухсоткилограммовый багаж. Для спуска генератора в вертикальную скважину требуется подрядчик на месте — геофизическая компания с кабелем и оборудованием для спуска, но уже в ближайшие месяцы оборудование планируют поставить на собственные «пикапы». Питания достаточно 220 В от обычной розетки или даже 110 для США, а потребляемая мощность — 500 Вт, в четыре раза меньше, чем обычный чайник.

С горизонтальными скважинами намного сложнее, пропихнуть генератор на несколько километров в узкую скважину нелегко. В «Новасе» потратили несколько месяцев, чтобы перебрать множество вариантов: скважинные трактора, жесткий кабель, насосно-компрессорные трубы. В итоге остановились на российской технологии. Для пропихивания оборудования в скважину будут использовать колтюбинг — гибкую жесткую сталеполимерную трубу, в которой броня вплавлена в специальный пластик с очень малым коэффициентом трения. Установка классического колтюбинга — это громадная неповоротливая махина, для перемещения которой по дорогам нужны специальное разрешение и проработка маршрутов. Поэтому переброска ее из одной точки в другую — большая проблема. Единственный в мире мини-колтюбинг удалось найти в Пскове. Тамошние конструкторы умудрились разместить установку с бобиной на 4,5 км на стандартном четырехосном грузовике.

На 6 млн долларов, полученных от канадцев, Никита Агеев планирует в 2014 году создать автономный мобильный комплекс, который будет состоять из мини-колтюбинговой машины, генератора плазменно-импульсного воздействия и всего сопутствующего оборудования, а также геофизических датчиков. После этого будут проведены исследования, и уж затем можно будет перейти к коммерциализации. Пока сделали первый образец, опробовали его на наклонной скважине, и удалось добиться того, что никому не удавалось: чистить скважину, не прекращая добычи. Сейчас горизонтальные скважины вырабатываются на 20%. Петр Агеев уверен, что с применением плазменно-импульсной технологии удастся довести выработку до 80%. Технологию по горизонтальным скважинам Никита планирует за два года довести до реализации нескольких пилотных проектов, доказать ее работоспособность, безопасность, экологичность и продать. Его канадский партнер уже берет на себя обязательства по продаже технологии.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈