Snpr123

приложение к журналу

НЕФТЬ.

Выпуск 1

Просто о сложном

2015

Июль–август

Приложение к журналу «Сибирская нефть» Координатор проекта Блок корпоративных коммуникаций ОАО «Газпром нефть» www.gazprom-neft.ru Главный редактор Игорь Свириз Редактор приложения София Зорина Редакционная коллегия Екатерина Стенякина, Дмитрий Лобач, Олег Твердохлеб, Жанна Черненко, Юлия Дубровина Тексты Александр Алексеев, София Зорина

02

08

12

20

Журнал создан при участии Ателье «Афиши» ООО «Компания Афиша» atelier.afisha.ru Наталья Стулова, Елена Ставицкая, Дарья Гашек, Татьяна Князева, Елизавета Васильева, Дарья Гоголева, Виталий Шебанов, Анастасия Чеканова Отпечатано в типографии «Алмаз-Пресс». Тираж 10 000 экз. Мнение редакции не всегда совпадает с ­мнением авторов. Присланные материалы не рецензируются и не возвращаются Все права на оригинальные материалы, опубликованные в номере, принадлежат журналу «Сибирская нефть». Перепечатка без разрешения редакции запрещена

02 08 12 20

ЭНЕРГИЯ НЕДР Гипотезы происхождения нефти, ее основные характеристики

ПО ДАННЫМ РАЗВЕДКИ

При использовании материалов ссылка на журнал «­Сибирская нефть» обязательна. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов Иллюстрация на обложке: Дмитрий Коротченко

Основные методы геологоразведки и инновационные решения, применяемые в «Газпром нефти»

НЕФТЬ В АКТИВЕ Обзор наиболее крупных и интересных ­месторождений «Газпром нефти»

НЕФТЬ НА ЗАВТРА Перспективы нефтедобычи: новые регионы и нетрадиционные запасы

Электронную версию журнала читайте на сайте WWW.GAZPROM-NEFT.RU

getty images

Выпуск 1

НЕФТЬ. Просто о сложном происхождение и свойства нефти, нефтяные коллекторы и ловушки, геологоразведка, месторождения «Газпром нефти», будущее нефтедобычи

Перед вами первый выпуск новой серии приложений к журналу «Сибирская нефть», в которой мы постараемся рассказать обо всех аспектах и этапах работы с нефтью — самым важным сегодня энергоресурсом в мире. В материалах этого номера речь пойдет о теориях нефтеобразования, геологических и географических особенностях залегания нефти, различных способах ее поиска и перспективах исследований новых нефтеносных регионов.

getty images

С точки зрения сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км и затем по разломам поднимаются вверх.

Энергия недр НЕФТЯНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ — УНИК АЛЬНОЕ ХРАНИЛИЩЕ ЭНЕРГИИ, ОБРАЗОВАННОЙ И НАКОПЛЕННОЙ НА ПРОТЯЖЕНИИ МИЛЛИОНОВ ЛЕТ В НЕДРАХ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ. В ЭТОМ МАТЕРИАЛЕ — О ТОМ, К АКОЙ ПУТЬ ПРОДЕЛАЛА НЕФТЬ, ПРЕЖДЕ ЧЕМ ТАМ ОК АЗАТЬСЯ, ИЗ ЧЕГО ОНА СОСТОИТ И К АКИМИ СВОЙСТВАМИ ОБЛАДАЕТ

02

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

И ТА Р - ТАС С

ДВЕ ГИПОТЕЗЫ У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образуются залежи нефти. На этот счет существуют две принципиально разные концепции. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы. Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе градиента* давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы. Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного ­происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений

Состав и свойства нефти характеристики нефти могут значительно различаться для разных месторождений

О

сновные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.). От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность ­колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³. Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

часть ученых. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного ­неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с ­больших глубин ближе к поверхности ­Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состолет может занимать природный проит в том, что ­углеводороды цесс образования нефти из органичеесть не только на Земле, ских останков нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти. К биогенной гипотезе происхождения нефти сегодня склоняется большая

60 МЛн

* Градиент давления характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном ­случае — в зависимости от глубины пласта Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

03

Газ Природный процесс образования нефти занимает миллионы лет, но если Глина Нефтьсоответствующий для органического вещества искусственно создать Вода температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа.

Антиклиналь Антиклиналь

Тектоническая Тектоническая экранированная ловушка экранированная ловушка

Соляной купол

Ст л

Глина Глина

Нефть Нефть

Нефть

Газ Газ Глина Глина Вода Вода

Вода Нефть Нефть

Соляной купол

Вода Вода

Соляной Соляной Антиклиналь купол купол но и в метеоритах, ­хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на ЮпиНефть Нефть тере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки Вода Вода и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Соляной Соляной купол купол

Стратиграфическая Стратиграфическая Тектоническая ловушка ловушка экранированная ловушка

Соляной купол

Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле? Глина С точки зрения Глина современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образу-

ются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Нефть Нефть Вода Вода

Этапы образования нефти стадии образования осадочных пород и преобразования нефти осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке; биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода; протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления; мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФН), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки; апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180–250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

04

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

В ЛОВУШКЕ Помимо чисто научного интереса гипотезы происхождения нефти имеют еще и политическое звучание. ­Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образо­ вания не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для тех, кто добывает нефть, вопрос о происхождении нефти принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше. РА МБЛЕ Р И НФОГ РА Ф И К А / А л е к с е й С т о л я р о в

В

Глина

Нефть Вода

Стратиграфическая ловушка

Типы коллекторов большая часть запасов нефти содержится в двух типах коллекторов Глина

Нефть Вода

Стратиграфическая ловушка В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она ­находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах. Под действием различных ­факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание ­обоих этих параметров. Двигаясь по коллектору, ­флюид в какой-то момент может ­упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте Getty Images

Т

ерригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор. Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости. Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и ­интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др.) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений. Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой. Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате

изгибов пластов осадочного чехла. ­Однако помимо изгибов ­внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и ­добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, ­которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

05

Чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефти придают разнообразные примеси, в основном смолы. Нефтяные смолы представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами.

пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Млекопитающие

Антропоген 1 млн лет

Третичный 66 млн лет

РОВЕСНИЦА ДИНОЗАВРОВ Мел 144 млн лет

Юра 208 млн лет

Триас 245 млн лет

Пресмыкающиеся и аммониты

Пермь 299 млн лет

Карбон 360 млн лет

Рыбы и кораллы

Девон 416 млн лет

Земноводные Силур 443 млн лет

Ордовик 488 млн лет

Кембрий 542 млн лет Протерозой 2,6 млрд лет Архей 4 млрд лет Появление беспозвоночных

06

Докембрий

Мазозойская эра

Палеозойская эра

Кайнозойская эра

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

Когда же образовались те ­структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет. Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами. Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена (66–23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан). Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молоРА МБЛЕ Р И НФОГ РА Ф И К А / А н н а Д е р е в я н к о

Высшие растения Уровень моря Бактерии, фитопланктон, зоопланктон

Ловушка

Покрышка

Газ Нефть Вода

Осадконакопление

Породапроводник

Диагенез Первичная миграция нефти

Протокатагенез Мезокатагенез Материнская порода

t

Материнская порода

Вторичная миграция нефти

Ловушка Газ Нефть Вода

Породапроводник

Главная фаза газообразования

дым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

СМЕШАННЫЕ СВОЙСТВА Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее. В своей основе нефть — ­сложная смесь углеводородов различной моле-

кулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин. Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются ­определять зрелость и другие свойства нефти.

РА МБЛЕ Р И НФОГ РА Ф И К А / А л е к с е й С т о л я р о в

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть ­циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов. Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине. Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой ­вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта. Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

07

Когда-то главным признаком наличия нефти был ее выход на поверхность. Рядом с такими местами бурили первые нефтяные скважины в середине XIX века. Позднее стали замечать, что месторождения нефти часто связаны с возвышениями. Действительно, такая форма рельефа может свидетельствовать о выпуклой складке в земной коре, в которой собирается нефть.

По данным разведки Распределение нефтяных месторождений на поверхности Земли очень неравномерно. Они приурочены к совершенно определенным районам, областям, геологическим формациям. Но и само по себе наличие нефти в тех или иных отложениях еще не говорит о том, что ее можно легко добыть, а эксплуатация месторождения будет коммерчески успешной. Чем сложнее становятся условия добычи, тем важнее роль геологоразведки

08

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

П

режде чем выдать ­точку на бурение, необходимо провести немало исследований и проанализировать множество параметров. Специалисты по геологоразведке строят разнообразные модели (петрофизическую, седиментационную, литологическую, геохимическую и др.), чтобы составить представление о том, как формировались геологические структуры, какими характеристиками может обладать предполагаемое месторождение, коллектор и заключенная в нем нефть. Чем тщательнее выполняется эта работа, тем ниже риск добывающей компании. Когда-то главным признаком наличия нефти был ее выход на поверхность. Рядом с такими местами бурили первые нефтяные скважины в середине XIX века. Позднее стали замечать, что месторождения нефти часто связаны с возвышениями. Действительно, такая форма рельефа может свидетельствовать об антиклинальной (выпуклой) складке в земной коре, в которой собирается нефть. Уже в начале XX века, прежде чем начинать бурение, стали проводить геологическую съемку местности. Она и сегодня составляет первый этап разведочных работ. Геологи изучают пласты горных пород, выходящих на поверхность, — их состав, свойства, возраст, условия залегания. После окончания полевых исследований составляются геологические карты, показывающие, где и какие породы выходят на поверхность, какова вероятность содержания в них углеводородов. Дополнительную информацию позволяют получить аэрокосмические методы. Например, на снимках хорошо видны разломы земной коры, которые трудно обнаружить другим способом, — разломы ограничивают блоки, к которым обычно приурочены месторождения нефти и газа.

Масса признаков и критериев позволяет оценить возможную нефтегазоносность недр. Это, например, значительная толщина слоя осадочных пород, отсутствие магматизма и метаморфизма*, чередование слоев коллекторов и покрышек, крупные глубинные разломы. Если важные признаки обнаружены, начинают искать структуры, в которых могут оказаться ловушки.

НА ГЛУБИНУ Геологическая съемка позволяет судить о строении верхней части разреза пород. Чтобы заглянуть в глубину, используют геофизические методы, к которым относятся сейсморазведка, электроразведка, гравиразведка и магниторазведка. Сейсмическая разведка, пожалуй, главный метод, который применяют

Вид сверху ВИДЫ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ

У

льтрафиолетовая съемка. Углеводороды способны светиться при облучении ультрафиолетом. Поэтому люминесцентная съемка используется для обнаружения нефти и газов — чаще всего не природных месторождений, а техногенных загрязнений. Инфракрасная съемка фиксирует тепловое излучение поверхности. ­Материалы инфракрасной съемки используют для установления границ горных пород с различной теплоемкостью, которая предопределяется различным литологическим составом. Разрывные нарушения, особенно обводненные, отчетливо читаются на снимках в виде темных полос за счет испарения воды и охлаждения пород в зонах разрывов. Месторождения нефти и газа также сопровождаются тепловыми аномалиями в результате жизнедеятельности бактерий. Радиолокационная съемка основана на способности геолого-геоморфологических объектов по-разному отражать направленные на них радиоимпульсы сантиметрового диапазона. К недостаткам метода относится сравнительно низкое разрешение, к достоинствам — всепогодность, выразительное изображение структур.

* Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения осадочных и магматических горных пород под воздействием высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов

getty images

Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

09

существуют методы сейсморазведки 1D, 2D и 3D. В одномерном варианте упругая волна возбуждается и регистрируется вдоль вертикали — в стволе скважины. При двухмерной сейсморазведке пункты возбуждения и приема расставляются вдоль линейного профиля. Объемная (3D) сейсморазведка проводится при размещении пунктов приема по площади.

Разведка по-новому «Газпром нефть» сегодня один из самых активных в России инноваторов в сфере геологоразведки

В

2012 году компания первой в России применила технологию UniQ для проведения сейсмики 3D на Чонском проекте. Технология UniQ предполагает регистрацию сейсмических волн с помощью точечных приемников, распределенных на исследуемой территории, и позволяет получить высокоплотные данные. Повышение плотности сейсмических данных дает возможность проводить детальный анализ верхней части разреза (практически недоступный при стандартных методиках), устранять влияние реликтовой вечной мерзлоты и получать изображение круто падающих границ пластов. Следующим шагом стало применение беспроводных технологий — сначала в Курдистане, а затем и на месторождениях Западной Сибири. В этих труднодоступных регионах начали использовать беспроводную радиотелеметрическую систему регистрации данных RT System 2. В Сибири такой метод получил название «зеленой сейсмики». Помимо того что с его помощью можно собрать большой объем сейсмической информации, он также позволяет избежать рубки деревьев для прокладки кабеля в лесистой местности, тем самым сокращая время работ и уменьшая нагрузку на окружающую среду. Как показывает практика, наилучшие результаты геолого-разведочных работ можно получить при комплексировании данных сейсмо- и электроразведки. Их совместная интерпретация дает как детальный анализ геологической структуры разреза, так и предсказание коллекторских свойств и типа флюидонасыщения перспективных интервалов. В 2014 году «Газпром нефть» вслед за сейсмикой-3D провела на Тымпучиканском и Вакунайском блоках Чонского проекта масштабные электроразведочные работы методом ЗСБ 3D. Полученные высокоплотные данные дополнили уже имеющуюся геологическую картину. Исследования стали самыми крупными из проводившихся не только в Восточной Сибири, но и в мире. Рекордным оказалось как количество источников электромагнитного поля, так и точек приема сигналов (порядка 1,2 тыс. и 7,6 тыс. соответственно). Помимо прикладных технологий, применяемых непосредственно «в поле», в компании активно внедряются различные программные продукты, предназначенные для работы с полученными данными.

10

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

нефтяники. Он основан на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре. Чтобы вызвать их, обычно производят взрыв. На границе пластов с различной плотностью колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности Земли, частично продолжают движение вглубь, до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливают сейсмоприемниками и по полученной картине делают выводы о строении недр. Метод сейсморазведки начали применять еще в 20‑е годы XX века. С тех пор он значительно усовершенствовался. Сегодня, дополненный возможностями компьютерной интерпретации полученных данных и 3D-моделирования, он позволяет добиться выдающихся результатов. Однако не всегда для него есть подходящие условия. В качестве альтернативы или дополнения применяют другие методы. Электроразведка изучает аномалии распределения электрических характеристик недр. Дело в том, что разные горные породы обладают различной электропроводностью. К примеру, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью. Высокое электрическое сопротивление считается косвенным признаком наличия нефти или газа. Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те, которые содержат воду, а значит, необходимо искать места с аномально низкой силой тяжести. Магниторазведка помогает отыскать аномалии магнитного поля, которые создают разные виды пород, в том числе насыщенные углеводородами. Еще один метод геофизических исследований — радиометрический — позволяет определить зоны с разным уровнем радиоактивности, так как для многих месторождений нефти и газа характерен пониженный радиационный фон.

ПОИСК СПУТНИКОВ Присутствие под землей возможных ловушек, выявленных различными геофизическими методами, еще не означает, что в них непременно есть нефть. Прежде чем начинать бурение, часто проводят геохимические исследования, обнаруживающие вещества — спутники нефти. Один из методов таких исследований — газовая съемка. При помощи газоанализаторов ищут следы углеводородных газов, которые просачиваются на поверхность Земли сквозь поры и трещины пород. Другой метод — люминесцентно-битуминологическая съемка — позволяет выявить повышенное содержание битумов в породе над залежью. Не стоит оставлять без ­внимания и химический состав подземных вод. По мере приближения к залежи в них возрастает концентрация определенных компонентов, которые служат признаком скопления углеводородов. Впрочем, и геохимические методы не могут дать гарантии того, что под землей имеется нефть, не говоря уже о промышленном значении залежи. Окончательный ответ может дать только бурение скважины.

РАЗВЕДКА БУРОМ Буровые работы наиболее дорогостоящие во всем комплексе нефтегазогеологических исследований, поэтому подготовка к ним должна быть особенно тщательной. Из каждой скважины стремятся получить максимум информации. И речь не только о наличии или отсутствии в ней нефти. Во время бурения аккуратно извлекают керн — цилиндрические столбики породы, по которым ясно видно, как залегают пласты. Полученные образцы позволяют обнаружить породы-коллекторы, оценить их емкостные и фильтрационные свойства. Пробуренную скважину исследуют методом каротажа: на необходимую глубину в нее опускают зонд, затем потихоньку вытягивают его обратно. В это время датчики фик-

Передающая система

Приемная система Сейсмоприемники Отраженная сейсмическая волна

Сейсмическая волна

Нефтеносный пласт

сируют свойства окружающих пород (температуру, электропроводность, радиоактивность). Разные виды скважин решают разные задачи. К примеру, опорные параметрические скважины предназначены для изучения геологического строения недр и определения дальнейших направлений разведочных работ. Поисковые используются для обнаружения новых залежей нефти на территории, которая уже исследована другими методами и признана наиболее перспективной. Разведочные помогают оценить запасы и составить проект разработки и т. д.

ПУТЬ ПО ЭТАПАМ На каждом из этапов разведки область изучения заметно сужается. Сначала в общих чертах изучают геологическое строение большой территории, выделяют зоны возможного накопления нефти, оценивают перспективы их нефтегазоносности, определяют возможные крупные ловушки (региональный этап). Затем отбирают объекты для поискового бурения, производят поиск и оценку месторождений и залежей (поисковооценочный этап). Наконец, переходят к опытно-промышленной эксплуатации,

Ра м б л е р и н ф о г ра ф и к а / А л е кс е й С т о л я р о в

разведке второстепенных горизонтов, блоков и участков месторождения, чтобы получить максимально полную картину (разведочный этап). Одни и те же методы исследований могут использоваться на разных этапах, однако конкретные методики и точность в зависимости от задач будут различаться. Наиболее дорогостоящий — региональный этап — из-за больших масштабов исследований. Как правило, эту работу берет на себя ­государство. Нефтяные компании ­подключаются на поисковом и разведочном этапах, получая лицензию на ­проведение таких работ на той или иной территории. Какими бы развитыми ни были современные методы исследований, ошибки неизбежны. Более того, слишком высокий показатель успешности геолого-разведочных работ, как ни странно, не совсем хорош для компании. В мировой практике принято считать, что доля открытия новых месторождений от общего объема поиска и разведки должна составлять порядка 30–50%. Больший показатель может свидетельствовать о том, что компания остается в зоне наименьшего риска, а значит, не развивается, не увеличивает свои запасы, а осваивает то, что уже ­открыто. Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

11

«Газпром нефть» ???проверки новых стала предложений. первой российской Разнообразный компанией, и богатый начавшей опыт Что добычу Москву на арктическом [14] знобит от японского шельфе. Промышленная бума, стало эксплуатация очевидно еще месторождения в 1999 году. Э∆оПриразломное документально в Печорском зафиксировано море началась Что Москву в 2013 году.

[14] знобит Добыча от японского ведется с морской бума, стало ледостойкой очевидно еще стационарной в 1999 году. Э∆о платформы. документально В настоящее время зафиксировано компания продолжает знобит от японского работать над бума другими проектами на шельфе.

Нефть в активе «Газпром нефть» и ее дочерние предприятия владеют правами на пользование недрами на 70 лицензионных участк ах в восьми нефтедобывающих регионах России. Помимо этого, компания реализует проекты добычи и геологоразведки еще в нескольких странах, в том числе в Сербии и Ираке. В этом материале — об основных и самых интересных месторождениях «Газпром нефти» 1 ПРИРАЗЛОМНОЕ НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / «ГПН ШЕЛЬФ», АРХАНГЕЛЬСКАЯ ОБЛ., ШЕЛЬФ ПЕЧОРСКОГО МОРЯ Начальные извлекаемые запасы нефти — 81,5 млн тонн

М

есторождение относят к Тимано-Печорской нефтегазовой провинции, открыто в 1989 году, сегодня оно — первое и пока единственное нефтяное месторождение, осваиваемое на арктическом шельфе России, где добыча уже начата. К тому же Приразломное — единственное месторождение в Арктике, разрабатываемое в условиях замерзающего моря. Так, норвежские проекты в Баренцевом море находятся в части, свободной ото льда. Помимо тяжелого климата нефтяники имеют дело с непростой геологией: продуктивные пласты Приразломного относятся к карбонатным коллекторам, осложненным гидрофобным фактором. Это означает, что порода коллектора не смачивается водой и нефть может к ней «прилипать». В такой ситуации требуется применение дополнительных поверхностно-активных веществ, способных «выгнать» нефть из коллектора. Также пласт характеризуется сильной фациальной изменчивостью и неоднородностью состава — залежи отделены друг от друга непроницаемыми породами. Все это приводит к нестабильности добычи в пределах отдельных участков продуктивного пласта.

12

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

Добыча на Приразломном месторождении началась в 2013 году. Первая нефть была отгружена на Большую землю в апреле 2014-го, а уже в сентябре того же года на шельфе был добыт миллионный баррель нефти.

2 НОВОПОРТОВСКОЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / «ГПН НОВЫЙ ПОРТ», ЯНАО, ЯМАЛЬСКИЙ РАЙон Начальные извлекаемые запасы нефти — 233,9 млн тонн

М

есторождение расположено на севере полуострова Ямал и относится к Западно-Сибирской НГП. Новопортовское открыто еще в 1964 году, но его промышленная разработка началась только через 50 лет. Столь долгий срок обусловлен логистической недоступностью месторождения. Несмотря на большие запасы нефти, причем нефти легкой, малосернистой и малосмолистой, по своим качествам превосходящей известные российские бренды, освоение запасов оказывалось нерентабельным из-за отсутствия адекватного способа транспортировки продукции. «Газпром нефть», получив лицензию на разработку Новопортовского, решила построить небольшой участок трубопровода до Обской губы, а оттуда переправлять нефть на Большую землю танкерами при поддержке ледокольного флота. Нефтеналивной терминал на побере-

жье Обской губы должен быть построен к концу 2015 года, полномасштабная промышленная разработка месторождения начнется в 2016 году. С геологической точки зрения Новопортовское считается очень сложным — из-за многочисленных тектонических нарушений, приводящих к высокой расчлененности залежей. Это значит, что геологи имеют дело с пластами, в которых сложно определить местонахождение коллекторов из-за разломов, неоднородности пласта. Помимо «удобных» терригенных коллекторов в мезозойских отложениях часть нефти содержится в породах, относящихся к палеозою. Их разработка потребует поиска и привлечения дополнительных технологий.

3 ВОСТОЧНО-МЕССОЯХСКОЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / «ГПН‑РАЗВИТИЕ», «МЕССОЯХАНЕФТЕГАЗ», ЯНАО, ТАЗОВСКИЙ РАЙОН Начальные извлекаемые запасы нефти — 337,7 млн тонн

М

есторождение входит в группу Мессояхских месторождений, расположенных на Гыданском полуострове (арктической части Западно-Сибирской НГП) и считающихся самыми северными материковыми месторождениями нефти в России. По объемам запасов относится к уникальным. Основ-

ные продуктивные пласты приходятся на терригенные коллекторы, но разработка отягощена несколькими негативными факторами. Нефть на Мессояхе — высоковязкая, битуминозная, смолистая, и ее извлечение — процесс энергозатратный. При этом для Гыдана, как и для всего Крайнего Севера, характерно отсутствие необходимой инфраструктуры — электростанций и дорог. Сейчас для полноценной разработки месторождения ведется строительство газотурбинной электростанции и нефтепровода, который соединит месторождение с магистральной трубопроводной системой Заполярье — Пурпе. Есть и геологические сложности — большинство ловушек на Мессояхе тектонически и литологически экранированы (см. схему на стр. 4). Это означает, что продуктивный пласт испещрен разломами, а толщина коллекторов неоднородна и построение геологической модели требует дополнительных исследований. В тех случаях, когда ловушки относятся к пластовому сводовому или массивному типу и удобны для добычи, сложностью становится наличие обширной переходной зоны — участка на границе водонефтяного раздела, где нефть перемешана с водой. Список проблем дополняют климатические условия — работать приходится с многолетнемерзлыми породами. Их особенность — ­постоянные микроподвижки, которые могут привести к сминанию скважин. Для борьбы с этим явлением требуется применение особых арктических цементов при строительстве скважин.

1

2

3

4 ЮЖНАЯ ЛИЦЕНЗИОННАЯ ТЕРРИТОРИЯ ПРИОБСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ / «ГПН-ХАНТОС», ХМАО, ХАНТЫ‑МАНСИЙСКИЙ РАЙОН Начальные извлекаемые запасы нефти — 447,6 млн тонн

П

риобское месторождение ­уникально по запасам ­нефти. «Газпром нефть» разрабатывает Южную лицензионную территорию, а геологически­е запасы всего Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

13

Среди активов ???проверки новых «Газпром предложений. нефти» есть Разнообразный крупнейшие месторождения и богатый опыт Что в Оренбуржье Москву [14]и на Ямале. знобит от японского Добыча здесь осложняется бума, стало очевидно позднейеще стадией в 1999 году. разработки, Э∆о документально для которой характерны зафиксировано высокое Что Москву [14] обводнение и небольшие знобит от японского дебиты скважин. бума, Такие сталоместорождения очевидно еще в 1999 году. стали полигоном Э∆о для документально отработки инновационных зафиксировано технологий знобит от японского повышения нефтеизвлечения. бума

месторождения оцениваются в 5 млрд тонн. Нефть добывается из характерных для Западно-Сибирской НГП терригенных коллекторов мезозойских отложений. Однако нефть Приобки ­относится к трудноизвлекаемым запасам из-за крайне низкой проницаемости продуктивных пластов, большого количества недонасыщенных коллекторов и пластов с малыми нефтенасыщенными толщинами. Разработка таких залежей требует применения дополнительных методов интенсификации притока: многостадийного гидроразрыва пласта, бурения многоствольных и горизонтальных скважин, подбора оптимальных режимов эксплуатации скважин. В целях максимального повышения эффективности геологоразведки на Приобском месторождении применяется сейсмосъемка 3D. Она позволяет значительно увеличить количество получаемой информации и детализировать представление о строении залежей. Хотя месторождение открыто еще в 1982 году, его рентабельное освоение стало возможным только после внедрения современных технологических решений.

5 ВОСТОЧНЫЙ УЧАСТОК ОРЕНБУРГСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ / «ГПН ОРЕНБУРГ», ОРЕНБУРГСКАЯ ОБЛАСТЬ Начальные извлекаемые запасы нефти — 101 млн тонн

М

есторождение ­относится к Волго-Уральской нефтегазоносной ­провинции или так называемому второму Баку — по аналогии с первым Баку — первоисточником нефтедобычи в Российской империи. Это обширная территория между Волгой и Уралом, тянущаяся от Сыктывкара до Оренбурга. Нефтегазовый потенциал провинции был предсказан Иваном Губкиным: разработка месторождений в Урало-Поволжье началась еще в 30‑е годы прошлого века и успешно продолжается до сих пор. Основные сложности ­геологического строения связаны с неоднородностью 14

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

карбонатных коллекторов, высокой степенью их расчлененности, прерывистостью продуктивных пластов. В силу крайней изменчивости внутреннего строения залежей, большого количества ­трещин и каверн самых разных размеров и протяженности нефтяники сталкиваются с невозможностью остановиться на какой-то одной оптимальной технологии разработки. В то же время трещиноватость, свойственная карбонатным коллекторам, способствует более быстрому обводнению продукции добывающих скважин по сравнению с ­терригенными коллекторами. Наличие газовой шапки существенно усложняет подбор оптимальных режимов работы скважин, сейчас в зависимости от расположения скважин применяются различные методы эксплуатации — фонтанные, газлифтные, с использованием электрических центробежных насосов. Нефть, добываемая на ­Оренбургском месторождении, типична для ­ВолгоУральской НГП и относится к «тяжелой» российской нефти — смолистая, парафинистая, со значительным количеством сернистых примесей. Газ газовой шапки — жирный углеводородный, с высоким содержанием агрессивного сероводорода, что требует соблюдения повышенных мер промышленной безопасности при разработке скважин и использования устойчивого к коррозии оборудования.

6 ВЫНГАПУРОВСКОЕ И СУТОРМИНСКОЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ / «ГПН‑НОЯБРЬСКНЕФТЕГАЗ» И ЕГО ФИЛИАЛ «ГПН-МУРАВЛЕНКО», ЯНАО, ПУРОВСКИЙ РАЙОН Начальные извлекаемые запасы нефти — 221,9 млн тонн и 252,5 млн тонн соответственно

К

рупнейшие ­месторождения нефти на Ямале относятся к Западно-Сибирской НГП. Коллекторы терригенные, поровые. Промышленная разработка обоих месторождений ведется с начала

80‑х годов ХХ века. Поздняя стадия разработки сопровождается характерными сложностями — высоким обводнением, небольшими дебитами скважин, заколонным перетоком жидкости, связанным с плохим цементированием скважин при их строительстве в советское время. К плюсам можно отнести наличие всей необходимой инфраструктуры и логистических возможностей для транспортировки нефти. Несмотря на многолетнюю разработку, по-прежнему ведется геологическое изучение как Вынгапура, так и Суторминского месторождения. На Вынгапуровском месторождении проводится доразведка неисследованных территорий. Месторождение включает в себя больше 60 пластов, содержащих нефть, разную по качеству, химическим и физическим свойствам. На Вынгапуре отрабатываются новые методы как геологоразведки, например методика прогноза коллекторов, так и разработки: бурятся горизонтальные, многоствольные скважины, проводятся многостадийные гидроразрывы пласта. Для Суторминского месторождения характерно сложное фациальное строение: в одном ­пласте может содержаться до 6 залежей нефти, не связанных между собой. При таком строении сложно точно определить местоположение каждой отдельной залежи, требуется бурение большого количества разведочных и эксплуатационных скважин, чтобы охватить весь пласт. В то же время на обоих месторождениях добываются качественные легкие нефти, не требующие в дальнейшем сложной подготовки и очистки от примесей.

7 НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ БАДРА / GAZPROM NEFT BADRA B. V., ВОСТОЧНЫЙ ИРАК Начальные извлекаемые запасы нефти — 99,4 млн тонн

М

есторождение относится к нетфегазоносному бассейну Персидского залива. Иракскими проектами «Газпром нефть» заинтересовалась

в 2009 году. В 2010‑м уже началась разведка на Бадре, а в 2014‑м — промышленная эксплуатация ­месторождения. Как оператор разработки «Газпром нефть» получает от иракского правительства вознаграждение — первая партия нефти сорта Kirkuk отгружена компании 7 апреля 2015 года. В плане геологии Бадра — одно из сложнейших в регионе. Несмотря на крайне удобный тип ловушек — пластовый сводовый, коллекторы здесь карбонатные — доломитизированный трещиноватый известняк со сложным фациальным строением. Нефтяники называют их «пирогом» — за большое количество перемычек внутри пласта.

4

8 НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ САРКАЛА / GAZPROM NEFT MIDDLE EAST B. V., КУРДСКИЙ АВТОНОМНЫЙ РЕГИОН, ИРАК Начальные извлекаемые запасы нефти — 8,7 млн тонн

В

2012 году проектный портфель «Газпром нефти» пополнился контрактами на разведку и добычу на трех блоках в Курдском автономном районе Ирака: Гармиан (в пределах которого впоследствии было открыто месторождение Саркала), Шакал и Халабджа. Месторождения относятся к нетфегазоносному бассейну Загрос. Курдистан остается одним из немногих регионов в мире, где все еще ­возможны крупные открытия месторождений УВ. С точки зрения геологии территория Курдистана относится к нефтегазоносному бассейну Загрос, одному из крупнейших в мире. Для этой территории характерны все наиболее актуальные вызовы современной нефтегазовой отрасли — карбонатные трещиноватые коллекторы, интенсивная тектоника, месторождения с нефтяными оторочками. Дополнительной сложностью для геологов стал гористый ландшафт, осложняющий проведение сейсморазведки, а для инвесторов — риски, связанные с непростой геополитической ситуацией в регионе.

5

6

Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

15

В 2009 году «Газпром ???проверки новых предложений. нефть» заинтересовалась Разнообразный иракскими и богатый проектами. опыт Что В 2010‑м Москву началась [14] знобит от японского разведка на месторождении бума, стало очевидно Бадра, а два еще года в 1999 году. спустяЭ∆о проектный документально портфель зафиксировано компании пополнился Что Москву [14] контрактами знобит от японского на разведкубума, и добычу стало на трех очевидно блоках ещев Курдском в 1999 году.автономном Э∆о документально районе Ирака: Гармиан зафиксировано (месторождение знобит от японского Саркала), Шакал бума и Халабджа.

9 УРМАНСКОЕ НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / «ГПН-ВОСТОК», ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ, ПАРАБЕЛЬСКИЙ РАЙОН Начальные извлекаемые запасы нефти — 15,5 млн тонн

М

есторождение ­относится к Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, растянувшейся от Томска до Карского моря. На сегодня ЗападноСибирская НГП — наиболее изученная и богатая запасами, здесь ­добывается больше половины всей российской нефти. Как правило, добыча в Западной Сибири ведется из терригенных коллекторов юрских отложений. Однако на Урманском месторождении помимо юры разрабатывается также ­палеозой. Отложения палеозоя более древние и глубокие, чем юрские. По оценкам ­геологов, нефтяные залежи в палеозое составляют порядка 5–10% всех ­запасов нефти Западно-Сибирской НГП. Только в Томской области извлекаемые ­запасы палеозоя могут достигать 1 млрд т.н.э. Особенность палеозойских залежей в том, что они заключены в трещиноватых карбонатных коллекторах и из-за сложности строения и разработки обычно относятся к нетрадиционным запасам. Обширная газовая шапка и подстилающая вода также осложняют разработку залежи. Наличие большого количества трещин, с одной стороны, обеспечивает коллектору хорошую проницаемость, а с другой — грозит быстрым обводнением, прорывами газа из газовой шапки при разработке месторождения, поглощением бурового раствора и заклиниванием оборудования при бурении. Геологи сталкиваются с ­необходимостью применения новых технологий при интерпретации сейсмических данных для определения внутреннего строения залежи, направления трещин. Добыча на месторождении осложняется свойствами самой нефти — по большей части она тяжелая, парафинистая, а холодная сибирская зима располагает к осаждению парафинов на стенках скважин и насосном оборудовании.

7

8

9

16

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

Месторождение Оренбургское месторождение, Восточный участок «ГПН-Оренбург» Урманское «ГПН-Восток»

Вынгапуровское «ГПН-Ноябрьскнефтегаз» Суторминское «ГПН-Муравленко»

Приобское, Южная лицензионная территория «ГПН-Хантос» Новопортовское «ГПН Новый Порт»

ВосточноМессояхское «ГПН-Развитие», «Мессояханефтегаз» Приразломное «ГПН шельф»

НИЗ нефти, млн т.

101

Возраст отложений

Тип коллектора

Тип месторождения

Свойства нефтей

Нижняя пермь, средний карбон

В2 Г2 Д3

Верхний девон, нижняя юра

А3, А4 Б1, В2, В3 Г1, Г2 Д1

Количество пластов

Интервал Тип залегания, м ловушек

3

1505 2617

15,5

221,9

252,5

447,6

233,9

337,7

81,5

Верхний и нижний мел, юра Нижний мел, верхняя юра

6

2980

А1, А2, А3, А4, А5 Б1, Б2, Б3, В1, В2 Г1, Г2 Д1, Д2

64

А2, А3 Б1, В1 Г1, Г2 Д1, Д2

28

1396 3052 2279 3095

Нижний мел, средняя юра

А2, А3 Б1, Б2, В2 Г1, Г2 Д3

8

Верхний и нижний мел, юра и палеозой

А2, А3 Б1, В1, В2 Г1 Д1

20

А5 Б3, В1 Г2 Д1

31

Верхний и нижний мел

2829

2279 3095 1726 3002 790 3060

Нижняя пермь — верхний карбон

А4 Б1, В2 Д3

Мел

А2 В1 Г1 Д3

1

А2 В2 Г1 Д1

1

3

2368 2431

Бадра Gazprom Neft Badra B. V. Саркала Gazprom Neft Middle East B. V.

99,4 Неоген

8,7

Тип месторождения

Типы ловушек

Нефть

Мелкое

На стадии разведки

Нефтегазоконденсатное

Среднее

В нач. стадии разработки

Сложное

Крупное

Разрабатываемое

Очень сложное

Уникальное

В поздней стадии разработки

Терригенный

Карбонатный

РА М БЛЕР ИНФОГРАФИКА / А л е к с е й С т о л я р о в

4566 4936 3400 3600 Свойства нефтей

А1 — особо легкие, А2 — легкие, А3 — средние, А4 — тяжелые, А5 — битуминозные; Массивные Б1 — маловязкие, Б2 — вязкие, Литологически экранированные Б3 — повышенно вязкие; В1 — малопарафинистые, Тектонически экранированные В2 — парафинистые, В3 — высокопарафинистые; Стратиграфически экранированные Г1 — малосмолистые, Г2 — смолистые; Д1 — малосернистые, Д2 — среднесернистые, Д3 — сернистые Пластовые сводовые

Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

17

Территории, новых ???проверки представленные предложений. на карте Разнообразный нефтегазоносных и богатый провинций опыт ЧтоРоссии, Москву отранжированы [14] знобит от японского бума, по количеству запасов стало нефти очевидно и газа. еще Также в 1999 году. на карте обозначено Э∆о документально распределение зафиксировано нефтяных и газовых Что Москву месторождений.

[14] знобит от японского Помимо этого, бума, стало содержится очевидно информация еще в 1999 году. о регионах Э∆о активности «Газпром документально нефти» зафиксировано и большинстве знобит месторождений, от японского разрабатываемых бума компанией.

Западно-Баренцевская НГП Кольская ВНГО ВосточноБаренцевская НГП

Балтийская НО

АдмиралтейскоПриновоземельская ПНГО 7 Мезенская ПНО Московская ПНО

ТиманоПечерская НГП

Черноморская НГП

2 9

Северо-КавказскоМангышлакская НГП

Волго-Уральская НГП 4 3

6 1 Западно-Сибирская НГП 10 Прикаспийская НГП

1

3

«ГПН Оренбург» · Восточный участок Оренбургского НГКМ · Капитоновское · Царичанское · Филатовское · Балейкинское

«ГПН-Ноябрьскнефтегаз» · Холмогорское · Карамовское · Пограничное · Спорышевское · Среднеитурское · Западно-Ноябрьское · Вынгапуровское 2 · Новогоднее «ГПН-Развитие», · Ярайнерское «Мессояханефтегаз» · Холмистое · Восточно-Мессояхское · Чатылькинское · Западно-Мессояхское · Воргенское · Равнинное

18

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

4 Филиал «ГПН-Муравленко» · Еты-Пуровское · Северо-Янгтинское · Суторминское · Вынгаяхинское · Сугмутское · Крайнее · Романовское · Восточно-Пякутинское

5 Проект «Чона» · Игнялинское · Тымпучиканское · Вакунайское

Тобол-Ишимский ПНГР Северо-Минусинский ПНГР

6 «ГПН-Хантос» · Южная лицензионная территория Приобского НМ · Пальяновское · Южно-Киняминское · Орехово-Ермаковское · Южное · Малоюганское · Зимнее

7 Шельфовые арктические проекты · Приразломное · Долгинское · Северо-Врангелевское

8 Проект «Куюмба» · Куюмбинское

9 «ГПН Новый Порт» · Новопортовское

10 «ГПН-Восток» · Юго-западная часть Крапивинского НМ · Шингинское · Урманское · Арчинское · Западно-Лугинецкое · Нижнелугинецкое

Южно-Чукотская ПНГП 7

Северо-Карская ПНГО

Бельская впадина

Восточно-Арктическая ПНГП

Пенжинский прогиб Уляганский прогиб

Лаптевская ПНГП ХатангоВилюйская ГНП

Зырянский прогиб

Тахтахский прогиб

Парапольский прогиб

Притихоокеанская НГП

Гижигинская впадина

Енисейско-Анабарская ГНП Момский прогиб

Омуленский блок

ЛеноВилюйская ГНП Ковинско-Тауйская система впадин

Лено-Тунгусская НГП

5

8

Охотская НГП Удский прогиб Верхнезейская впадина Верхнебуреинский ПНГР Месторождения Газовые Нефтяные

Нефтегазоносные территории I категория II категория

Ушумунский прогиб

Среднеамурская впадина Ханкайская впадина

Зее-Буреинская впадина

III категория IV категория Перспективные нефтегазоносные территории и акватории с качественной оценкой ресурсов

Суйфунская впадина

ра м б л е р и н ф о г ра ф и к а / А л е к с е й С т о л я р о в , к а р т о г ра ф А л е к с е й В ы с о к о с о в

Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

19

По теории академика ???проверки новых предложений. Игоря Грамберга Разнообразный существует и зависимость богатый опытмежду Что Москву геологическим [14] знобит от японского возрастом океана бума, и углеводородным стало очевидно еще богатством в 1999 году. его Э∆о шельфа: документально чем моложе зафиксировано океан, тем масштабнее Что Москву [14] нефтегазоносные знобит от японского территории бума, на его стало очевидно окраинах. еще теория в 1999 году. подтверждается Э∆о документально вероятностными зафиксировано оценками ресурсов знобитуглеводородов от японского бума в бассейнах Мирового океана.

Нефть на завтра Разговоры о зак анчивающихся запасах нефти не прекращаются уже лет тридцать. За это время нефтяники успели освоить ряд новых территорий и совершить несколько значимых технологических прорывов. «Сибирск ая нефть» попыталась выяснить, где и к ак будут добывать жидкие углеводороды в обозримом будущем

Наличие значимых ­ресурсов нефти и газа предполагается на шельфе всех российских арктических морей

20

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

НОВЫЕ ТЕРРИТОРИИ Российские ресурсы углеводородов* — одни из самых значительных в мировом масштабе, но даже беглого взгляда на карту нефтегазоносных провинций страны достаточно, чтобы понять: самые перспективные территории уже ­плотно изучены и разработаны. Волго-Уральские месторождения и залежи Западной Сибири нельзя назвать полностью истощенными — их запасов хватит еще не на одно десятилетие, но поддерживать уровень добычи только за их счет не удастся ни стране в целом, ни крупным нефтяным компаниям в частности. Оставшиеся территории можно охарактеризовать как «неудобные» — и с точки зрения климата, и из-за отсутствия необходимой инфраструктуры. Именно поэтому браться за их разработку до сих пор не спешили. Одна из таких «неудобных», но богатых нефтью формаций — арктический шельф. По современным представлениям геологов наибольшие запасы здесь сосредоточены в Баренцевом и Карском морях. Но списывать со счетов остальную Арктику не стоит — из-за большей удаленности она просто хуже изучена. Наличие значимых ресурсов предполагается на шельфе всех российских арктических морей. К категории с приставкой «супер» Арктический нефтегазоносный бассейн был отнесен еще в середине 80‑х годов прошлого века благодаря выдающемуся советскому исследователю геологии Арктики и Северного Ледовитого океа-

на Игорю Грамбергу. Академик Грамберг выдвинул концепцию, согласно которой существует четкая зависимость между молодостью океана и углеводородным богатством его шельфа. Причем зависимость обратная: чем моложе океан, тем масштабнее нефтегазоносные территории на его окраинах. Это связано с тем, что океаны в ранней стадии раз-

ко к более-менее изученным Баренцеву и Карскому морям, но и к нефтегазоносным провинциям, приходящимся на шельф моря Лаптевых и Чукотского моря. «Конечно, это перспективы даже не завтрашнего дня, но браться за них надо уже сегодня, несмотря на все трудности», — считает директор

Самые перспективные нефтегазоносные провинции уже плотно изучены и разработаны. Их запасов не хватит для длительного поддержания высокого уровня добычи

вития не только «выращивают» собственные осадочные бассейны, но еще и наследуют их от предыдущих этапов тектонического развития. Древние же океаны, наоборот, в силу своего возраста, успевают утратить осадочные бассейны предыдущих этапов формирования, а вновь образованные оказываются слишком молоды, чтобы содержать крупные ресурсы углеводородов. Северный Ледовитый океан считается самым молодым, а начальные углеводородные ресурсы здесь оцениваются как минимум в 90 млрд т.н.э., как максимум — в 250. Для сравнения: вся добыча России в 2014 году составила 534 млн т.н.э. Самый решительный шаг на шельф среди российских компаний сделала «Газпром нефть», начав разработку Приразломного месторождения в Печорском море. Пока это первый проект в мире на арктическом шельфе, реализуемый в условиях замерзающего моря, и первый — на арктиТ.Н.Э. — минимальные начальные угле- ческом шельфе России. Тем не менее сегодня нефтяники водородные ресурсы арктического присматриваются уже не толь­шельфа России

90 МЛРД

по ­геологоразведке и развитию ресурсной базы «Газпром нефти» Алексей Вашкевич. А трудностей много: помимо сложнейших погодных условий и удаленности от цивилизации это еще и технологические проблемы. По словам Алексея Вашкевича, сегодня «Газпром нефть» находится в ситуации, когда планы компании по геологоразведке на арктическом шельфе далеко опережают соответствующие технологические возможности подрядчиков, проводящих такие работы: «Мы вынуждены выступать в роли инициаторов ­создания нового морского бурового оборудования, подгонять производителей. Полноценное освоение Арктики — это вызов, стоящий не только перед «Газпром нефтью», это вызов для всей отрасли». На суше новых, интересных для нефтяников территорий осталось ­немного. В первую очередь это Ямал — самая северная часть богатой ресурсами Западно-Сибирской нефтегазовой провинции (НГП) — и Восточная Сибирь, большую часть которой охватывает Лено-Тунгусская НГП. У «Газпром нефти» на Ямале уже есть два масштабных проекта — разработки Новопортовского

* Ресурсы углеводородов — залежи углеводородов, предсказанные теоретически, но еще не доказанные практическим бурением скважин. Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

21

Легкую нефть, ???проверки новых содержащуюся предложений. в сланцевых Разнообразный породах — и богатый горных опыт породах Что Москву со слоистой [14] знобит от японского бума, структурой, — называют стало сланцевой. очевидно Сланцевые еще в 1999 году. породы Э∆о слабопроницаемы, документально зафиксировано поэтому запасы такой Что Москву нефти[14] трудноизвлекаемые. знобит от японского Керогеновая бума, стало нефть, очевидно или сланцевое еще в 1999 году. масло, — Э∆осмола, близкая документально по составу к нефти, — зафиксировано добывается знобит из горючих от японского сланцев, бума одного из видов сланцевых пород.

столкнувшиеся с проблемой истощения запасов традиционной нефти. К чему это привело, сегодня уже ни для кого не секрет. Время сланцевых свершений наступает и в России. Речь идет о так называемых нефтематеринских пластах. Их основные характеристики с точки зрения нефтедобычи — низкие пористость и проницаемость коллекторов, неоднородных по своей структуре и оттого ­сложно определяемых. Совокупность всех этих «плохих» факторов делает извлечение нефти из таких пород ­занятием технологически трудным и дорогостоящим. Говоря о стоимости добычи нетрадиционной нефти, сразу необходимо обозначить различие между российскими сланцами и американскими. В общем случае нефтематеринские пласты, как бы они ни назывались — баженовская свита или баккен, — это плотные сланцевые породы, содержащие кероген и включения в виде трещин или Самый решительный шаг на шельф среди российских компаний сделала «Газпром нефть», начав разработку Приразломного месторождения в Печорском море карбонатов с легкой нефтью. Но в случае с баккеном американцам повезло. Эта пачка пород сложена тремя пламесторождения и Мессояхской группы. Сибири (3,2 млн кв. км). По официальстами: верхний и нижний — из сланцев, Но сегодня речь идет о продвижении ным данным, общие ресурсы углеводоа средний, который и является основдальше на север, до сих пор остававродов Восточной Сибири оцениваются ным коллектором, преимущественно шийся вотчиной газовиков. Что касав 8,8 млрд тонн нефти и 31,9 трлн куб. м из песчаников и доломитов с приемлеется Восточной Сибири, то пока осваигаза, однако основная часть — это промой пористостью и хорошей проницаевается только ее южная часть, причем гнозные ресурсы, степень разведанномостью. В бажене же такого «удобнобольшинство разрабатываемых местости которых очень низка (около 3%), го» однородного пласта нет, поэтому его рождений еще находятся в стадии геотак что цифра имеет все шансы еще разработка на порядок сложнее. логоразведки или опытно-промышленувеличиться. Тем не менее свита рассматриваетной эксплуатации. Для «Газпром нефти» ся как важный потенциальный источцентр добычи в Восточной Сибири — ВПЕРЕД И ВНИЗ ник углеводородов. Бажен залегает это Чонский проект, включающий три месторождения: Игнялинское, ТымпуПоиск новых источников нефти необяза- на всей территории Западно-­Сибирской НГП, а это около 1 млн кв. км. ­Оценка его чиканское и Вакунайское. Пока здесь тельно подразумевает расширение терресурсов очень приблизительна, но даже реализуется высокоточная сейсмика риторий. Можно двигаться вглубь земпо самым скромным подсчетам уче3D и другие геологические мероприяли. Именно так поступили американцы, ных — это 20–30 млрд т.н.э. тия. К настоящему времени суммарные Разработка свиты уже начазапасы нефти на месторождениях Чонлась, но пока в основном ского проекта оцениваются в 212,5 млн ведется разведочное буретонн (С1 + С2), газа — в 278,3 млрд кубоние или опытно-промышленметров (С1 + С2). ная эксплуатация. К плюсам Дальнейшее освоение Восточной бажена можно отнести налиСибири также предполагает движечие в Западной Сибири инфрание на север и решение сложных логиструктуры, тем более что зачастических и инфраструктурных задач. стую крупные залежи нефти Впрочем, это имеет смысл: перспекквадратных километров — площадь в свите находят на уже осваитивными на нефть и газ считаются три баженовской свиты на территории ваемых месторождениях. Так четверти общей площади Восточной ­Западно-Сибирской НПГ

1 МЛн

22

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

Восточная Сибирь — одна из основных территорий будущего роста российского нефтегазового сектора. Перспективными считаются три четверти общей площади региона

было, например, с Пальяновской площадью Красноленинского месторождения, разрабатываемой «­Газпром нефтью». Также ­компания заинтересована в ­добыче с бажена и на других своих западносибирских активах. «В отличие от шельфовых проектов, относящихся к отдаленному будущему, поиск и вовлечение в разработку запасов баженовской свиты будут определять развитие «Газпром ­нефти» в среднесрочной перспективе, — говорит Алексей Вашкевич. — Сегодня мы работаем над технологиями, которые позволят нам улучшить понимание геологического строения залежей бажена, научиться максимально точно прогнозировать их местоположение, определять нефтегазоносность. Только так мы сможем добиться экономической эффективности при дальнейшем извлечении нетрадиционных запасов. Рентабельность — главный камень преткновения, лежащий на дороге к полномасштабной разработке бажена». Это же касается и других нефтематеринских отложений. В частности, доманиковой свиты, распространенной

в пределах Тимано-Печорской и ­ВолгоУральской нефтегазоносных провинций. Общая площадь доманика не столь обширна, как у бажена, но достаточно высокое содержание в нем органических веществ (среднее — порядка 5%, максимальное — около 20%) вполне позволяет рассматривать свиту в качестве дополнительного источ-

заняться извлечением ­традиционной нефти. Поэтому куонамские сланцы можно отнести к запасам на далекое будущее.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОРЫВ Поиск новых запасов — логичный путь развития ресурсной базы, но и ­старые

Баженовск ая свита рассматривается к ак важный потенциальный источник углеводородов в среднесрочной перспективе ника ресурсов. Тем более что залегает она в регионах с истощающейся добычей. Еще одна ­нефтематеринская свита — ­куонамская — ­расположена в Восточной Сибири. Но о ее освоении речь пока не идет — в этом регионе нефтяникам предстоит сначала

не стоит списывать со счетов, ведь понятие «истощенные» довольно условно. Средний показатель остаточных запасов для мировой практики — 55–75%. Конечно, часть из них неизвлекаема при помощи существующих технологий, но есть и довольно Приложение к журналу «Сибирская нефть» www.gazprom-neft.ru

23

Технология новых ???проверки внутрипластового предложений. каталитического Разнообразный и ретортинга богатый опыт относится Что Москву к прогрессивным [14] знобит от японского методам повышения бума, стало нефтеотдачи. очевидно По расчетам еще в 1999 году. специалистов Э∆о документально применение зафиксировано каталитического ретортинга Что Москву параллельно [14] знобит от японского с традиционными бума, стало методами очевидно добычи еще на баженовской в 1999 году. Э∆освите позволит документально получить 20–50 тыс. зафиксировано куб. м дополнительной знобит от японского накопленной бумадобычи с одной скважины.

ными растворами поверхностно-активных веществ, полимеров и композиций химических реагентов). К экзотическим способам можно отнести микробиологическое воздействие на пласт, когда агентом становятся продукты жизнедеятельности закачанных в залежь микроорганизмов. Российский опыт использования методов повышения нефтеотдачи в основном ограничивается гидродинамическими способами — традиционным заводнением и различными его вариациями. Также к МУНам можно отнести гидроразрыв пласта — в том случае, когда он применяется для увеличения дебита скважин при извлечении традиционных запасов. Внедрение новых методов позволило бы сделать необходимый шаг к возвращению в строй старых месторождений. «Исторически для увеличения коэффициента извлечения нефти в России применяли заводнение с различными химическими добавками, но есть и другие методы, которые у нас можно и нужно внедрять, — считает Алексей Вашкевич. — Например, большое будущее видится за внутрикаталитическим ретортингом, объединяющим в себе тепловое, физическое и химическое воздействие на пласт. Сейчас мы разраГидроразрыв пласта — один из способов увеличения дебита скважин при извлечении традиционных запасов батываем пилотный проект по его применению на наших сложных активах». Уникальность метода состоит в том, что щью внешнего агента. Среди наиболее внушительный объем дополнительон направлен не только на вытеснение часто используемых в мировой практиной добычи, получить который можно нефти из пласта и создание искусственке МУНов тепловые (искусственное увеза счет применения методов увеличеной зоны дренирования, но и на процесличение температуры в продуктивных ния нефтеотдачи (МУН). сы созревания нефти. То есть это своепластах), газовые (нагнетание в проК сожалению, сегодня говорить образная «скороварка» для генерации дуктивные пласты газов — диоксида о каком-то универсальном решении, углеводородов из керогена. Она может углерода или углеводородных газов) которое позволяет выжать из пласта улучшить нефтеотдачу и традиционнои химические (вытеснение нефти водбольше нефти, не приходится. Неизвлего пласта, и нефтематеринских ченные остатки распределяются в плапород. стах по-разному: они могут быть расСлухи о скором прекращесеяны в заводненных или загазованных нии добычи нефти в связи зонах, содержаться в слабопроницаес полным истощением запасов мых слоях заводненных пластов или сильно преувеличены. Развив обособленных линзах, не охвачентие же технологий позволяет ных дренированием при существующей предполагать в будущем системе добычи. Отсюда и разнообразие не только успешное освоение применяемых МУНов. новых территорий, но и еще Впрочем, принцип действия у них может достигать показатель не один заход на старые запапримерно один — «разжижение» нефти ­остаточных неизвлеченных запасов сы с новыми методами. и вытеснение ее на поверхность с помона ­месторождении

75%

24

Приложение к журналу «Сибирская нефть» нефть. просто о сложном

генеральный спонсор

национальный минеральносырьевой университет «Горный»

26–27 ноября 2015

iv международная техническая конференция

реклама

г. Санкт-Петербург

«проблемы и опыт разработки трудноизвлекаемых запасов нефтегазоконденсатных месторождений» Основные направления работы конференции:

В ЧИСЛЕ УЧАСТНИКОВ:

• Геология и разработка • Методы и исследования • Интегрированное проектирование • Техника и технологии добычи • Инновационные технологии для ТРИЗ

• Газпром нефть • Роснефть • Башнефть • Baker Hughes

При поддержке:

Информационные партнеры:

Федерального агентства по недропользованию (Роснедра) Государственной комиссии по запасам (ГКЗ РФ)

«Нефтяное хозяйство» «Сибирская нефть» «Нефть. Газ. Промышленность»

• Halliburton • Schlumberger • Weatherford • Heriot-Watt University

по вопросам организации конференции вы можете обращаться: Тел. +7 (812) 313-69-24, доб. 3760 e-mail: NTC_NTConference@gazpromneft-ntc.ru

Тел. +7 (812) 328-84-20 e-mail: Kafedra_mgm@mail.ru