Геофизические методы поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений в шестой пятилетке
В. В. ФЕДЫНСКИЙ
За истекшее пятилетие (1951-1955 гг.) геофизической службой нефтяной промышленности проведены региональные исследования на обширных территориях Сибири, Казахстана, Средней Азии и Европейской части СССР, которые существенно пополнили знания глубинного геологического строения нефтеносных областей и наметили новые перспективные территории для поисков нефти и газа. Геофизическими методами изучено строение Северо-Кавказского предгорного прогиба, Днепровско-Донецкой впадины, юго-восточного погружения нефтеносных областей Азербайджана под водами Каспийского моря, юго-западной Туркмении. Геофизические исследования позволили наметить общие черты глубинной структуры Западно-Сибирской низменности, юго-восточного обрамления Урало-Эмбенского нефтеносного района, Приверхоянского прогиба, Ухто-Печорского района и ряда других территорий.
За 1951-1956 гг. геофизическими работами было подготовлено к глубокому разведочному бурению 296 структур; из них 292 структуры были изучены сейсмической разведкой. В результате глубокого разведочного бурения на структурах, подготовленных геофизическими методами разведки, открыты новые залежи нефти и газа на 39 площадях. Особенно замечательным является открытие (1956 г.) природного горючего газа в Якутии и крупного месторождения нефти в юго-западной Туркмении.
Геофизические исследования в скважинах позволяют вести глубокое разведочное бурение с минимальным отбором образцов пород, а также бескерновое эксплуатационное бурение, обеспечивая высокую скорость проходки скважин. Применение радиоактивных излучений и особенно использование радиоактивных изотопов для изучения разреза скважин значительно расширили возможности геофизических методов исследования скважин за истекшее пятилетие.
По мере того, как развивались геофизические методы поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений и раскрывались заложенные в них возможности, справедливо возрастали и предъявляемые к ним требования со стороны геологов.
В самом деле, с одной стороны, геофизические методы обеспечивают быстрое получение сведений о строении земной коры на глубину до нескольких километров. С другой стороны, теперь приходится искать нефть и газ не только в структурах, выведенных на поверхность и доступных если не геологической съемке, то неглубокому структурно-картировочному бурению, но и на площадях, покрытых мощным чехлом четвертичных и современных отложений или водами моря. Приходится разведывать также глубоко погребенные нефтеносные структуры, залегающие несогласно по отношению к верхнему структурному ярусу.
Аналогичное положение можно видеть и в области геофизических исследований в скважинах. Обогащение комплекса и расширение возможностей геофизических работ в скважинах, с одной стороны, необходимость получить сведения о таких параметрах разреза, как коллекторские свойства, или о продуктивных горизонтах в карбонатных породах без отбора образцов, с другой стороны, приводят к повышению требований к геофизическим методам со стороны геологов.
Результатом такого закономерного повышения требований к геофизической разведке со стороны геологов-нефтяников является прежде всего непрерывный быстрый рост объемов геофизических работ в нефтяной промышленности.
Для иллюстрации этого роста мы приведем только некоторые данные. Количество полевых геофизических разведочных партий в нефтяной промышленности было: 1940 г. - 86, 1950 г. - 287, 1955 г. - 429; сейсморазведочных соответственно 18, 118 и 247. Количество промысловых геофизических партий было: в 1950 г. - 292, в 1955 г.-361; записано кривых электрического кароттажа в различных модификациях в 1950 г. - 17 млн. м, в 1955 г. - 22,7 млн. м; радиоактивного кароттажа в 1950 г. - 0,15 млн. м, в 1955 г. - 5 млн. м.
Другим следствием создавшегося положения следует считать разрыв между уровнем требований, предъявляемых к геофизике, и тем состоянием, в котором в настоящее время находится геофизическая служба нефтяной промышленности. Геофизические работы еще далеко не удовлетворяют предъявляемых к ним требований. Несомненно, наличие такого отставания геофизических методов исследования представляет серьезный недостаток состояния геофизической службы нефтяной промышленности.
Объемы геофизических работ во многих районах все еще недостаточны. Особенно это относится к Сибири, где на ряде площадей начинают разведочное бурение без подготовки их геофизическими методами, а также к территориям Средней Азии и Казахстана.
Развитие геофизических работ в этих районах ограничивается прежде всего недостаточностью материально-технической базы - специального наземного, водного и воздушного транспорта, производственных и жилых помещений на местах. Отрицательно сказывается и отсутствие портативной и стабильной аппаратуры, приспособленной к перевозке в трудных географических условиях и к работе в тяжелом климатическом режиме.
В ряде районов методика геофизических работ еще недостаточно разработана. Наиболее важный для подготовки структур сейсмический метод не везде получает достаточно четкие результаты: отражения или отсутствуют, или отмечаются лишь спорадически. Точность построений, получаемых сейсмическим методом в условиях погребенных платформенных структур, еще невелика. Для повышения этой точности геофизики обычно прибегают к увеличению плотности наблюдений, их повторению, бурению глубоких взрывных и контрольных скважин и т.д., что чрезвычайно удорожает и замедляет геофизические работы. За последние два-три года отчетливо выяснились пути повышения эффективности геофизических работ в условиях платформы. Это прежде всего усовершенствование геофизической аппаратуры - применение портативных сейсмографов, многоканальных сейсмических станций, магнитной записи сейсмических колебаний, а также связанное с этим усовершенствование методики полевых геофизических работ - группирование сейсмографов и взрывных скважин, уменьшение взрывных интервалов и т. д. Важное значение имеет детальное изучение скорости распространения сейсмических колебаний в породах, перекрывающих изучаемый горизонт, т. е. усовершенствование аппаратуры и методики сейсмического кароттажа скважин. Главное условие для быстрого повышения эффективности геофизических работ в ряде районов, имеющих платформенное строение, состоит таким образом в усовершенствовании геофизической аппаратуры и методики ее применения. К сожалению, в этой области имеет место серьезное отставание от лучших зарубежных работ. Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (ВНИИГеофизика), трест Союзгеонефтеприбор, производящий геофизическую аппаратуру, пока еще не сумели наладить достаточно быстрое и плодотворное создание образцов новой геофизической аппаратуры и обеспечить таким образом их своевременное и массовое внедрение.
Для повышения эффективности геофизических работ в районах со сложной геологической обстановкой чрезвычайно важно также использовать возможности комплексного применения различных геофизических методов.
Территориальное размещение детальных геофизических работ не всегда является наиболее целесообразным, а иногда бывает ошибочным из-за недостаточного развития региональных геофизических работ. Региональные геофизические работы во многих районах производятся слабыми темпами, без должного опережения детальных поисковых работ. Широко организованные региональные геофизические исследования играют по отношению к детальным геофизическим работам ту же роль, что последние по отношению к глубокому разведочному бурению: они позволяют избежать излишних детальных геофизических работ, а тем самым сэкономить время и средства. Усиление роли региональных геофизических исследований должно в целом повысить эффективность геофизических работ по поискам нефти и газа.
Геофизические исследования в скважинах не всегда отвечают на вопросы, возникающие при изучении разреза. Методика изучения тонкослоистых и карбонатных разрезов недостаточно разработана. Не создана устойчивая скважинная аппаратура для изучения весьма глубоких скважин, на забое которых имеются высокие температура и давление.
Медленно ведутся радиометрические измерения. Нет каротажной аппаратуры для одновременного измерения ряда параметров в скважинах. Таким образом, геофизические исследования в скважинах нуждаются в дальнейшем серьезном улучшении и усовершенствовании.
Важная задача всех работников геофизической службы нефтяной промышленности состоит в устранении перечисленных недостатков. По мере ликвидации этих недостатков геофизические работы будут давать значительно больший технический и экономический эффект.
Главной задачей шестого пятилетия (1956-1960 гг.) в области геофизических методов поисков и разведки нефти и газа является значительное увеличение удельного веса и обеспечение ведущей роли этих методов во всем комплексе геолого-поисковых и геологоразведочных работ для наиболее эффективной подготовки запасов нефти и газа. Объемы геофизических работ по нефтяной промышленности должны быть увеличены в 1960 г. по сравнению с 1955 г. не менее чем в 2 раза.
Наиболее обширные и сложные работы должны быть проведены в Сибири. Там предстоит проделать большую и трудную работу по выяснению перспектив нефтегазоносности огромных труднодоступных территорий и по нахождению в их пределах промышленных запасов нефти и газа. Ввиду большой стоимости бурения в условиях Сибири необходимо всемерно усиливать темпы геофизических работ по подготовке структур для глубокой разведки. Первоочередными районами для развития геофизических работ будут центральные и северные части Западно-Сибирской низменности, прежде всего вдоль течения судоходных рек, а также Приверхоянский прогиб в Якутии. Наряду с этим геофизические работы будут проводиться в Восточной Сибири, Красноярском крае и на Камчатке.
В Сибири важное значение будут иметь все виды геофизических работ - аэромагнитная и гравиметрическая съемки, электроразведка теллурическими токами и методом сопротивления и особенно сейсмические работы. Чрезвычайно важно полноценное и высококачественное проведение геофизических исследований в разведочных скважинах, бурящихся в новых разведочных районах. От их эффективности во многом зависит успех открытия новых залежей нефти и газа. Необходимо обратить особое внимание на разработку методики комплексирования различных видов геофизических работ и всестороннее обобщение их геологических результатов.
Более трети всех средств на геофизическую разведку по нефтяной промышленности направляются в шестой пятилетке на районы Сибири. Это обязывает сибирские геофизические организации особенно большое внимание уделить организации работ, уменьшению потерь времени и простоев, удешевлению стоимости работ.
Из новых обширных территорий, где также широко будут развернуты геофизические работы по поискам новых нефтеносных провинций, следует назвать районы Средней Азии, расположенные на территории Казахской, Таджикской, Туркменской и Узбекской союзных республик. Особый интерес представляют южное обрамление Урало-Эмбенской нефтеносной области, Усть-Урт, Бухаро-Хивинский нефтегазоносный район, южные и центральные Кара-Кумы. Постановка геофизических работ в Средней Азии облегчается тем, что здесь известна промышленная нефтеносность Эмбы, западной Туркмении и Ферганы и более или менее намечены основные направления разведочных работ. Тем не менее территория Средней Азии продолжает оставаться весьма мало изученной в отношении нефтегазоносное™, так что потребуются большие объемы геофизических работ, чтобы разрешить проблему значительного увеличения запасов нефти и газа на этой территории.
Так же, как и в Сибири, в Средней Азии имеют значение все виды геофизических работ, однако удельный вес сейсморазведки здесь будет заметно больше, так как тут уже проведены довольно значительные объемы рекогносцировочных геофизических исследований.
Весьма большие геофизические работы будут выполнены в основной нефтедобывающей области страны - на востоке Русской платформы. На территории Волго-Уральской области главное место будут занимать сейсморазведочные и промыслово-геофизические работы. На первое место выдвигается здесь подготовка структур в отложениях карбона и девона к глубокому разведочному бурению.
Большое развитие сейсмических исследований в Волго-Уральской нефтеносной области, особенно в Башкирии, Татарии, Саратовском и Сталинградском Поволжье и Молотовском Приуралье, должно обеспечить повышение эффективности глубокого разведочного бурения и значительный прирост запасов нефти и газа в этих районах. Кроме сейсморазведочных работ, в восточной части Русской платформы будут также проводиться региональные геофизические исследования всеми видами геофизической разведки, чтобы на основании их результатов наиболее целесообразно разместить затем детальные сейсморазведочные работы.
Интенсивная разведка на газ в пределах Ухто-Печорского района потребует развития там в шестом пятилетии как региональных, так и детальных геофизических исследований. Сейсмическая разведка среди полевых видов геофизических работ будет занимать в Ухто-Печорском районе ведущее место, однако и другими методами здесь предстоит выполнить значительные исследования.
Обширные равнины к северу от Кавказского хребта - Грозненский и Краснодарский районы - уже довольно хорошо изучены геофизическими методами, однако и здесь в шестой пятилетке предстоит провести большую работу по подготовке структур сейсморазведкой к разведочному бурению. Помимо сухопутных работ, здесь будут проводиться морские геофизические исследования на Азовском и Каспийском морях. Наличие для районов Северного Кавказа относительно хорошо разработанной методики геофизических исследований гарантирует получение здесь хороших результатов.
Такое же положение на Восточной Украине, где главным объектом изучения продолжает оставаться Днепровско-Донецкая впадина. За последнее время особое внимание геологов привлекает восточная часть этой впадины при переходе ее к Донецкому кряжу, где открыто крупнейшее месторождение природного газа.
На Западной Украине будут изучаться нефтеносная зона Предкарпатского прогиба и прилегающие погруженные участки Русской платформы с газовыми месторождениями. Успешные опыты по пространственному сейсмическому зондированию в Карпатах открыли путь для изучения сейсморазведкой в комплексе с гравиметрией глубинного строения этого весьма важного района.
Как на Северном Кавказе, так и на Украине большая роль отводится промыслово-геофизическим работам по тщательному изучению разреза бурящихся скважин.
В Азербайджане будут производиться довольно большие объемы детальных сейсморазведочных и промыслово-геофизических исследований. Особо надо отметить предстоящие комплексные геофизические исследования на Каспийском море. Геофизики Азербайджана первыми в СССР разработали и широко применили геофизические методы (электроразведку, сейсморазведку) для изучения морских площадей. Продолжая работы теперь всеми геофизическими методами, они совместно с работниками Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки будут изучать региональную структуру земной коры в бассейне Каспийского моря, выяснять наиболее перспективные его участки и готовить фонд нефтеносных структур для морского бурения. В районе Баку геофизические исследования в скважинах всегда велись в очень широких масштабах; они будут продолжать развиваться и в предстоящие годы.
Из сказанного видно, что в шестой пятилетке геофизические работы на нефть и газ в Советском Союзе будут проводиться в очень больших масштабах, а их центр тяжести окончательно и прочно перемещается в восточные районы страны. Большую роль будут играть региональные геофизические работы по изучению глубинного геологического строения новых территорий. В связи с этим необходимо усовершенствовать методику комплексных региональных геофизических исследований районов Русской платформы, Сибири, Средней Азии, Каспийского моря и др. Следует широко применить в этом комплексе сейсмические исследования по методам глубинного сейсмического зондирования, корреляционного метода преломленных волн, зондирований отраженными волнами, электроразведки теллурическими токами и дипольными зондированиями, не говоря уже о продолжении в крупных масштабах аэромагнитной и гравитационной съемок. Большое будущее принадлежит здесь всем видам аэрогеофизических работ. Не менее важно систематически совершенствовать организацию, технику и методику сейсмической разведки структур в отложениях девона и карбона в Волго-Уральской нефтеносной области, складок Сахалина, пологих структур Восточной Сибири и ряда других нефтеносных районов.
Предстоит провести широкие испытания радиометрического метода изучения нефтеносных структур и поисков нефтеносных залежей.
Необходимо улучшить проведение промыслово-геофизических исследований, широко применяя методы ядерной физики. Наконец, нужно усовершенствовать методику вскрытия нефтяных пластов, широко внедряя кумулятивную перфорацию и другие методы воздействия на пласт.
Очень важно при все возрастающих затратах на геофизические работы и усложнении условий их проведения обеспечить улучшение организации геофизических работ для повышения их производительности и снижения стоимости. Для этого необходимо внимательно изучать экономическую сторону геофизических работ и воздействовать на улучшение их технико-экономических показателей. Особо важное значение имеет более равномерное распределение геофизических работ по временам года и преодоление чрезмерного влияния сезонности на их показатели.
Задачи, которые стоят перед геофизической службой нефтяной промышленности, могут быть решены только творческим трудом всего коллектива ее работников. Каждая геофизическая работа в поле или на скважине всегда имеет элементы исследования и новизны, что надо твердо помнить всем геофизикам-разведчикам.
Однако некоторые вопросы теории и практики нуждаются в специальной научно-исследовательской разработке. Такую разработку ведут Всесоюзный научно-исследовательский Институт геофизических методов разведки (ВНИИГеофизика) в Москве, который за последнее (время приступил к организации своих филиалов и лабораторий в Октябрьске, Новосибирске, Саратове, Грозном и Ленинграде, геофизический сектор Азербайджанского научно-исследовательского института по добыче нефти в Баку и многочисленные тематические партии геофизических предприятий на местах. В плане работ на шестую пятилетку уделено большое внимание дальнейшему развитию научно-исследовательских геофизических работ в нефтяной промышленности, что должно быть активно использовано научными работниками в этой области.
Первой задачей научно-исследовательских работ является разработка теории и методики геофизических исследований для решения наиболее принципиальных и актуальных вопросов поисков и разведки нефтяных месторождений. К таким вопросам относятся разработка теоретических проблем, связанных с распространением упругих колебаний в земной коре, развитие теории магнитного, гравитационного и электромагнитного полей, разработка вопросов количественной комплексной интерпретации различных методов и т. д. Практически важные задачи связаны с разработкой методики геофизических работ в различных районах.
Вторая задача состоит в создании, испытании и внедрении в производство новейшей, приспособленной для работы в трудных географических и климатических условиях геофизической аппаратуры. Эту задачу Институт должен решать совместно с геофизическим отделом Конструкторского бюро и заводами нефтяного приборостроения. Необходимо создать усовершенствованные самоходные и переносные сейсмические станции, аппаратуру для магнитной записи сейсмических колебаний и метода регулируемого направленного приема, стабильные и высокоточные гравиметры, портативные гравиметры- высотомеры, аппаратуру для электроразведки методом теллурических токов, а также для работы по способу искусственного постоянного и переменного тока.
В области промысловой геофизики необходимо сконструировать и построить автоматические кароттажные станции для одновременной регистрации нескольких параметров, глубинную скважинную аппаратуру для высоких давлений и температур, усовершенствованную радиометрическую аппаратуру, автоматические газокароттажные станции.
Третья задача научно-исследовательских работ в области геофизики заключается в своевременном анализе и обобщении геофизических материалов по геологическим регионам с использованием данных разведочных скважин и результатов геологических работ. Эту задачу должны решать совместно геологи и геофизики на основе всестороннего сопоставления данных различных методов исследования.
Наконец, четвертая задача состоит в изучении экономики и техники, а также в разработке новых, более совершенных форм организации геофизических разведочных и промысловых работ для резкого повышения производительности труда, снижения себестоимости, улучшения качества геофизических исследований.
В шестой пятилетке возникают новые обширные задачи в области геофизического приборостроения. После войны отечественная геофизическая приборостроительная промышленность, в том числе и заводы нефтяного приборостроения, проделала немалую работу по созданию геофизической аппаратуры. Только - на основе работы этих заводов стали возможными значительное увеличение объема геофизических исследований за последние 10 лет и достижение серьезных успехов по поискам и разведке нефти и газа в отдельных районах. Вместе с тем в работе геофизических приборостроительных заводов немало существенных недостатков. Прежде всего до сих пор не достигнута необходимая специализация заводов, несмотря на большой объем выпускаемой продукции. Конструирование и производство геофизических приборов и аппаратуры для нефтепереработки и добычи смешаны в одной организации (трест Союзгеонефтеприбор) и оторваны от основного потребителя - геофизической службы. Количество, а главное, качество выпускаемой геофизической аппаратуры не отвечают предъявляемым к заводам требованиям. Разработка и освоение новых образцов геофизической аппаратуры продвигаются крайне медленно, что приводит к систематическому отставанию от современных требований нефтяной промышленности.
Для обеспечения намеченного объема геофизических работ в шестом пятилетии необходимо резко увеличить конструирование новых образцов геофизической аппаратуры, поднять их технический уровень и обеспечить выпуск геофизических приборов и оборудования в размерах, полностью удовлетворяющих потребностям нефтяной промышленности СССР.
Обеспечение развития геофизических работ в шестом пятилетии требует решения еще ряда вопросов более общего характера, на которых мы останавливаться не будем. Дадим лишь их краткий перечень: снабжение геофизических партий транспортом и вспомогательным оборудованием, особенно буровыми. станками мелкого бурения, автоцистернами, автовзрывпунктами, а также такими специальными материалами, как кабель, полевые провода, взрывчатые вещества, специальные радиодетали и др.; вопросы упрощения и улучшения системы оплаты труда, которая имеет в геофизике ряд ненормальностей, мешающих при организации работ; и, наконец, как было уже упомянуто, обустройство геофизических предприятий, которое сейчас находится на низком уровне. Для решения всех этих вопросов необходима настойчивая организационная работа всего коллектива геофизиков, а также внимание и помощь к вопросам геофизики со стороны Геологического управления, Министерства нефтяной промышленности СССР и соответствующих отделов Госэкономкомиссии, Госплана, Гостехники СССР.