Исследование нефтегазоносности мегарезервуаров в сложных геологических

и природно-климатических условиях

Шустер В.Л.


Институт проблем нефти и газа РАН

Наряду с доизучением и доосвоением известных нефтяных и газовых месторождений в России начаты и продолжаются поисково-разведочные работы в сложных по геологическим и природно-климатическим условиям регионах (шельф арктических морей, глубокие горизонты).
В статье исследуются условия эффективного освоения нефтегазовых ресурсов на новых направлениях геологоразведочных работ. Одним из важнейших факторов рентабельности проектов является открытие значительных по запасам месторождений, как правило, приуроченных к мегарезервуарам. Исследованы и другие геологические параметры, влияющие на нефтегазоносность мегарезервуаров.
В России огромными ресурсами нефти и особенно газа обладают шельфы северных арктических
и восточных морей, регионы Восточной Сибири и Дальнего Востока, Волго-Уральского
и Прикаспийского регионов. Не «сказала» последнего слова и Западная Сибирь, где все
еще слабо разведаны глубокие горизонты осадочного чехла и образования фундамента.
Поисково-разведочный процесс в РФ может обеспечить прирост ресурсов, а затем и запасов углеводородов (УВ) еще на долгие годы [1].
Учитывая возрастающую в последние годы сложность и глубинность поисковых объектов и, как следствие, значительно увеличивающиеся необходимые на осуществление геологоразведочных работ затраты, новую актуальность приобретает поиск и освоение крупных и гигантских скоплений нефти и газа, как правило, приуроченных к значительным по площади и объему структурам (ловушкам). К крупным относятся месторождения нефти с начальными суммарными запасами
30–100 млн т (100–300 млн т очень крупные) и гиганты — от 300 млн т (до супергигантов 1–3 млрд т). Уникальные — более 3 млрд т. Такие месторождения приурочены, как правило, к крупным резервуарам, которые предлагаем называть «мегарезервуары», т.е. большие по площади и объему.
Крупные и гигантские месторождения нефти и газа в различных регионах мира, как правило, были открыты по прогнозному геологическому параметру: максимальная в регионе площадь (и амплитуда) ловушки. С усложнением строения поисковых объектов и возрастанием их глубины возрастает роль других геологических, геохимических и геофлюидодинамических факторов [2, 3, 4], хотя показатель «мегарезервуары» по-прежнему остается наиболее значимым для прогноза и открытия крупных скоплений нефти и газа. К тому же значительное число крупных скоплений нефти и газа выявлено в сложнопостроенных неантиклинальных ловушках комбинированного типа.
Это нефтяное месторождение Боливар-Коустал (Венесуэла) — 4,1 млрд т, газовое Ист-Техас (США) —
1,1 трлн м3 и другие [5, 6, 7].
В исследованиях поставлена цель — усовершенствование научно-методических основ прогноза, поисков и освоения крупных скоплений нефти и газа, приуроченных к мегарезервуарам, с учетом возрастания сложности проведения геологоразведочных работ и усложнением геологического строения поисковых объектов. Необходимость усовершенствования современных методических решений и технологий на современном этапе развития нефтегазового комплекса России связана
со следующими причинами.
Во-первых, новые направления и объекты поисково-разведочных работ (шельфы арктических северных и восточных морей, глубокие горизонты, сланцевые формации, высоковязкие тяжелые нефти и др.), требующие при их изучении использования новых подходов, сложных технологий, на порядки больших, чем на традиционных объектах, инвестиций на реализацию проектов, в том числе на безопасность работ и охрану окружающей среды, создание (и расширение) новой инфраструктуры, подготовки новых профессиональных кадров.
Во-вторых, объект исследований — мегарезервуары и приуроченные к ним крупные и гигантские скопления нефти и газа в новых геологических (шельфы морей, глубокие горизонты и др.)
и экономических условиях претерпели значительное усложнение, что придется учитывать в усовершенствованных технологиях и технических средствах, методах работ и видах исследований.
В-третьих, в последние десятилетия крупные и гигантские скопления УВ, приуроченные к мегарезервуарам, установлены не только в антиклинальных ловушках, но и в сложнопостроенных неантиклинальных ловушках комбинированного типа [6], в том числе в отложениях сланцевых
формаций [8, 9]. Обоснованы теоретически и успешно опоискованы скопления нефти в ловушках на склонах поднятий и в синклинальных зонах [2]. Прогноз, выявление и поиски скоплений УВ в новых типах ловушек требует нового научного обоснования, новых видов работ и новых методов
исследований [10].
В-четвертых, прогноз и обоснование стратегии поисков крупных скоплений нефти и газа в «глубинных» мегарезервуарах потребует детального изучения и последующего использования комплекса геолого-геофизических, геохимических и геофлюидодинамических параметров в гораздо более жестких, по сравнению с верхним этажом нефтегазоносности, термобарических условиях.
Наряду с хорошо известными крупнейшими по запасам нефтяными и газовыми месторождениями, такими как Аль-Гавар (Саудовская Аравия), с запасами нефти (геологические/извлекаемые) —
20/12 млрд т; Большой Бурган в Кувейте, с геологическими запасами нефти — 11 млрд т; Верхний
и Нижний Закум в ОАЭ, с запасами нефти — 10,7 млрд т; Боливар-Костел в Венесуэле, с запасами нефти — 8,3 млрд т; Северное месторождение/Южный Парс, относящееся к Ирану/Катару,
с запасами нефти 7 млрд т; Кашаган в Казахстане (открыто на шельфе Каспийского моря в 2000 г.), с запасами нефти и газа — 6,4 млрд т н.э.; Самотлорское месторождение в РФ (Западная Сибирь),
с запасами нефти 6,2–7,1 млрд т; Дацин в Китае, с запасами нефти 5,7–6,37 млрд т; месторождения Сафания-Хафджи (Саудовская Аравия и Кувейт), Гечсаран (Иран), Эр-Румайла (Ирак),
Кантарел (Мексика), Ромашкино (Россия), Восточно-Мессояхское (Россия) обладают запасами нефти более 5 млрд т [11].
В России также открыты гигантские и супергигантские нефтяные месторождения: Приобское (запасы около 5 млрд т), Ленторское (запасы — 2 млрд т), Федоровское (запасы — 2 млрд т), Салымская группа (запасы — 1,4 млрд т), Уренгойское, Мамонтовское, Сахалин-5,
Таллинское и др. [6].
В арктических морях России — Баренцевом и Карском — открыты в 80-90-х годах прошлого века крупные и гигантские газоконденсатные месторождения Штокманское, Ленинградское и Русановское. В 2014 г. открыто нефтяное месторождение Победа.
В 2018–2019 гг. открыты в Карском море уникальное по запасам газовое месторождение
им. В.А. Динкова (с запасами по категории С1+С2 — 390,7 млрд м³); крупное газовое
месторождение Нярмейское (запасы по категории С1+С2 — 120,8 млрд м³); газовое
месторождение 75 лет Победы [3].
Предварительный анализ влияния геологических факторов на формирование крупных и гигантских месторождений УВ позволяет подтвердить, что в группу основных благоприятных факторов, которые могут служить критериями для прогноза, выявления и поисков крупных и гигантских скоплений нефти и газа в мегарезервуарах, входят следующие.
В первую очередь объем потенциального нефте(газо)насыщенного резервуара, т.е. необходимо смоделировать пустотность и проницаемость пород. Причем с глубиной характер пустотности,
ее тип и параметры меняются от пористой к трещинно-поровой, трещинно-каверново-поровой
до трещинно-каверновой.
Уменьшаются, как правило, значения и пористости, и проницаемости. Возрастает влияние на объем ресурсов и запасов УВ литолого-фациальный состав пород-коллекторов и тип экранирования для сложнопостроенных ловушек неантиклинального типа. В карбонатных породах и образованиях фундамента нефте(газо)насыщенные резервуары имеют неоднородное строение — нефтегазосодержащие участки (объемы) резервуара чередуются с плотными породами, образуя неравномерно-ячеистую структуру. Современные сейсморазведочные методы исследования позволяют картировать неоднородность строения резервуара [12].
Для отложений сланцевых формаций одним из основных факторов оценки благоприятных условий для формирования крупных скоплений УВ, помимо объема резервуара, является углеродосодержание формации.
В сланцевых отложениях выявлен новый тип резервуаров. В мировой литературе такие «ловушки» называют протяженными/непрерывными резервуарами (continuos reservoir) или тонкими резервуарами несоответствия (unconformity subtle traps), протяженными, но малой мощности, которые не контролируются литолого-стратиграфическими ограничениями, а лишь условными линиями [6, 8].
Такие типы «мегарезервуаров» содержат гигантские по запасам месторождения нефти
и газа (рис. 1, 2).
Существует проблема выявления и картирования границ таких ловушек и определения запасов УВ.
Рис. 1. Сейсмическая линия 2D через ловушку углового несогласия на месторождении Восточный Техас (историческая сейсмическая версия тонкой ловушки
(1950–1970-х гг.); сейсмические данные предоставлены производственной компанией Amoco 1980-х гг. с изменениями. “Austin chalk” и “Woodbine sandstone” — сланцевые продуктивные формации [6]
Перечисленные геологические факторы и их значения, адаптированные к усложненным современным условиям поисково-разведочных работ, позволят аргументированно прогнозировать и выявлять крупные скопления УВ, приуроченные к мегарезервуарам. А на последующих стадиях работ, после оценки технологических, экологических, инфраструктурных, промыслово-геологических рисков и создания соответствующей модели разработки и эксплуатации месторождения нефти или газа, необходимо оценивать экономическую эффективность и возможные финансовые показатели проекта.
Рис. 2. Поперечный разрез месторождения Giddings, показывающий (Explanation) относительное структурное положение районов добычи нефтяных, нефтегазовых и газовых УВ и их стратиграфические привязки (длина разреза 35 миль). Austin Chalk, Taylor Group (upper — верхняя, lower — нижняя) — сланцевые продуктивные формации; oil, gas prodaction — участки разработки нефти и газа [8]
Открытые крупные и гигантские месторождения нефти и газа в мегарезервуарах во многих странах мира и России в «верхнем» (до 5 км) этаже нефтегазоносности являются залогом успешного открытия новых крупных скоплений УВ в глубоких горизонтах, на шельфах морей (в первую очередь арктических), «старых» и новых разведочных площадях, в антиклинальных и сложнопостроенных неантиклинальных ловушках, в отложениях сланцевых формаций и в образованиях фундамента.
Передовые нефтяные и газовые компании мира и России открывают все новые крупные месторождения нефти и газа (в России в Баренцевом, Карском и Охотском морях), а на северном арктическом шельфе приступают к организации разработки и эксплуатации газовых и нефтяных гигантов.
ИТОГИ
Крупные по запасам скопления нефти и газа, открытые и прогнозируемые на новых направлениях геологоразведочных работ (на арктическом шельфе, глубоких горизонтах, в сланцевых формациях), приурочены к значительным
по площади и объему ловушкам различного, зачастую комбинированного типа (мегарезервуарам), характеризующимся благоприятными геолого-геофизическими, геохимическими и геофлюидодинамическими факторами.
ВЫВОДЫ
Рентабельное освоение нефтегазовых ресурсов на новых направлениях работ возможно на крупных и гигантских по запасам УВ месторождениях, приуроченных к мегарезервуарам.
Повышение эффективности поисковых работ и рентабельности проектов по освоению нефтегазовых ресурсов должно основываться на усовершенствовании видов работ и методов исследований, создании новых технологий и технических средств, повышении уровня квалификации инженерно-технических кадров.
ЛИТЕРАТУРА
1. Варшавская И.Е., Волож Ю.А., Дмитриевский А.Н., Леонов Ю.Г.,
Милетенко Н.В., Федонкин М.А. Новая концепция развития ресурсной базы углеводородного сырья // Вестник РАН. 2012. Т. 82. № 2. С. 99–109.
2. Абукова Л.А., Волож Ю.А., Дмитриевский А.Н., Антипов М.П. Геофлюидодинамическая концепция поисков скоплений углеводородов
в земной коре // Геотектоника. 2019. № 3. С. 79–91.
3. Дзюбло А.Д., Маслов В.В., Сидоров В.В., Шнип О.А. Прогноз и оценка углеводородного потенциала меловых и юрских отложений шельфа Карского моря по результатам геологоразведочных работ // SOCAR Proceedings. 2021.
№ 2. С. 141–148.
4. Пунанова С.А. О классификационном разнообразии ловушек нефти и газа
и геохимических критериях продуктивности сланцевых формаций //
SOCAR Proceedngs. № 2. 2021. С. 1–15.
5. Алексин А.Г., Гогоненков Г.Н., Хромов В.Т. и др. Методика поисков залежей нефти и газа в ловушках сложноэкранированного типа (в 2-х частях).
М.: ВНИИОЭНГ. 1992. 227 с.
6. Dolson J., He Zhiyong, Horn Brian W. Advances and perspectives on stratigraphic trap exploration-making the subtle trap obvious. Search and Discavery 2018,
article 60054. 67 p. (In Eng).
7. Никитин Б.А., Дзюбло А.Д., Шустер В.Л. Геолого-геофизическая оценка перспектив нефтегазоносности глубокозалегающих горизонтов полуострова Ямал и Приямальского шельфа Карского моря // Нефтяное хозяйство. 2014.
№ 11. С. 102–106.
8. Pearson K. Geologic models and evaluation of undiscovered conventional and continuous oil and gas resources – upper cretaceous Austin Chalk, U.S. Gulf Coast: U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report, 2012, 26 p. (In Eng).
9. Ульмишек Г.Ф., Шаломеенко А.В., Холтон Д.Ю., Дахнова М.В. Нетрадиционные резервуары нефти в доманиковой толще Оренбургской области // Геология нефти и газа. 2017. № 5. С. 57–67.
10. Шустер В.Л. Принципиальная схема поэтапного изучения неантиклинальных ловушек нефти и газа (виды работ и методы исследований) // SOCAR Proceedings. № 2. 2021. С. 41–47.
11. Нефтяные месторождения: 14 крупнейших в мире. URL: http://superkrut.ru
12. Шустер В.Л., Левянт В.Б., Элланский М.М. Нефтегазоносность фундамента (проблемы поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов).
М.: Техника, Тума ГРУПП. 2003. 176 с.
Шустер В.Л.

Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия

tshuster@mail.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Использованы опубликованные фактические данные по 14 крупнейшим месторождениям нефти и газа в мире и в России. Исследована зависимость между запасами нефтегазовых скоплений и геологическими параметрами мегарезервуаров, типами ловушек.
мегарезервуар, крупные месторождения нефти и газа, арктический шельф России, новые объекты
Шустер В.Л. Исследование нефтегазоносности мегарезервуаров в сложных геологических и природно-климатических условиях // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 2. С. 26–29.
DOI: 10.24412/2076-6785-2022-2-26-29
21.03.2022
УДК 553.98
DOI: 10.24412/2076-6785-2022-2-26-29

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88