К оглавлению

Состояние и направление геологоразведочных работ на нефть и газ

И. П. ЗУБОВ, П. Н. ЕНИКЕЕВ, О.П.ГРАЦИАНОВА

За последнее десятилетие открыт ряд новых крупнейших месторождений нефти и газа в Башкирской и Татарской АССР, Куйбышевской и Оренбургской областях, Краснодарском и Ставропольском краях, Узбекской, Азербайджанской и Украинской ССР, а также в других районах Советского Союза.

В соответствии с этим несколько улучшилось географическое размещение нефтяной и газовой промышленности по стране, ее наибольшие мощности переместились из южных районов в центральные области страны, в места наибольшего потребления нефти и газа.

В 1958 г. добыча нефти в Советском Союзе увеличилась по сравнению с 1913 г. в 11,5 раза и составила 113 млн. т, а добыча газа достигла 14 млрд. м3.

Резко увеличились промышленные запасы нефти и газа.

Сейчас перед нефтяниками Советского Союза стоит задача - довести в течение предстоящего пятнадцатилетия годовую добычу нефти до 350- 400 млн. т и газа до 270-320 млрд. м3.

Соответственно должны быть увеличены и промышленные запасы нефти и газа.

На поиски и разведку нефтяных и газовых месторождений в СССР выделяются ежегодно значительные средства. Эти средства составляют около 40% ассигнований на геологоразведочные работы по всем полезным ископаемым (В предстоящей семилетке общие ассигнования на геологоразведочные работы на нефть и газ будут увеличены до 50%.). Около 30% средств, вкладываемых в нефтяную разведку, затрачивается на геологопоисковые исследования, включающие региональные работы, а также поиски и подготовку к разведочному бурению новых площадей.

Большое значение в повышении эффективности геологопоисковых работ на предстоящую семилетку имеют региональные исследования, в задачу которых входят выявление перспективных в нефтегазоносном отношении районов и определение направления дальнейших нефтепоисковых работ.

Комплекс региональных работ включает научные исследования по стратиграфии, литологии и фациям осадочных толщ, палеогеографии, тектонике, геохимии и гидрогеологии района. Большая роль в обосновании перспектив нефтегазоносности, особенно в закрытых районах, отводится опорному и профильному структурному бурению, а также региональным геологическим и геофизическим исследованиям.

На региональных работах в СССР, помимо аэрогеологических и геологических партий, производящих съемки масштаба 1:200 000 и мельче, занято в настоящее время около 20 аэромагнитных партий, заснимающих около 3,5 млн. км2 в год в масштабе 1 :200 000 и 160 гравиметрических отрядов, выполняющих съемки с 2- и 5-миллигальным сечением (в том числе в масштабе 1 :200 000 на площади около 600 тыс. км2). В закрытых районах с мощным покровом молодых слабо дислоцированных осадков в комплекс исследований включаются также электроразведка, сейсморазведка, геоморфологические наблюдения и водногазовая съемка.

В последнее время разработана методика глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), используемая в комплексе с площадными региональными геофизическими исследованиями для геотектонического районирования изучаемых площадей.

В результате работ с применением ГСЗ, проведенных на территории Волго-Уральской нефтеносной области на профилях общей длиной 850 пог. км, оконтурен выступ фундамента на юго-востоке Русской платформы и уточнено положение северной границы Прикаспийской впадины. Аналогичные исследования проводятся на Каспийском и Охотском морях и начаты в Средней Азии - в Туркмении и Узбекистане. В Туркмении по материалам преимущественно гравиразведки, сейсморазведки и профильного бурения получено общее представление о глубинной тектонике и составлена структурная схема, характеризующая поведение рельефа фундамента платформенной части исследованной области.

Для оценки мощности осадочных толщ нередко пользуются также расчетами глубин залегания возмущающих масс, вызывающих аномалии полного вектора магнитного поля, связанные с основными и ультраосновными породами фундамента платформ и межгорных впадин. В последние годы в Советском Союзе начали проводить электроразведочные работы методами дипольных зондирований (ДЗ) и теллурических токов (ТТ). Кроме того, разрабатываются новые модификации электроразведки для определения глубины залегания и рельефа дислоцированного фундамента обширных платформенных областей.

Таким образом, региональные работы дают возможность оценить мощность осадочных отложений, площадь распространения осадков значительной мощности и размеры впадин, выполненных ими, а также основные черты глубинного строения исследуемых территорий.

Особое значение в комплексе региональных исследований имеет опорное бурение, которое, дополняя данные геологических и геофизических съемок, позволяет уточнить представления о разрезе, геохимической обстановке, существовавшей в период осадконакопления, о распространении различных фаций и тектонических формах первого порядка.

Всего на территории Советского Союза пробурено 179 опорных скважин с общим метражом около 380 тыс. м, в том числе на территории Русской платформы 84, в районах Кавказа и Закавказья 28, в Прикаспийской впадине 7, в Средней Азии 9, в Сибири 42 и в прочих районах 9 скважин.

В результате опорного и разведочного бурения существенно изменилось представление о глубинном строении многих районов, например центральных областей Русской платформы. По данным опорного бурения составлена карта поверхности кристаллического фундамента центральных районов Русской платформы, выявлен ряд выступов фундамента и выяснен характер их взаимосвязей со структурами палеозойских пород, определена характеристика развития фаций палеозойских пород, в том числе древнепалеозойских (додевонских), что до применения опорного бурения было неизвестно.

Последующие за региональными исследованиями работы имеют целью поиски и подготовку к разведочному бурению перспективных структур, на что затрачивается не менее 70% от общих ассигнований на геологопоисковые исследования, в том числе 30% на структурно-поисковое бурение и 32% на сейсморазведку. В настоящее время в СССР количество сейсмических отрядов, выполняющих поисковые и детализационные работы, достигает 400. Кроме того, на этих работах занято около 60 электроразведочных и 30 гравиметровых отрядов, а также 100 геологических партий (кроме государственной геологической съемки), выполняющих съемки в масштабе от 1 : 10 000 до 1 : 100 000. Геологические съемки в районах с покровом четвертичных отложений мощностью до 100 м проводятся с применением картировочного бурения, объем которого в год достигает 500 тыс. м.

Сочетание и последовательность методов зависят от конкретной геологической обстановки.

Так, для платформенных областей основой являются результаты структурно-геологических съемок, устанавливающих наличие благоприятных для разведки структурных форм. Для изучения структур по более глубоким горизонтам используют структурное бурение, хотя в условиях несоответствия структурных форм этот метод не всегда достаточен для выявления глубоко погребенных поднятий. В этих случаях для поисков структур используют сейсморазведку методом отраженных волн (МОВ), которая в последние два года начинает преодолевать трудности выявления пологих структур малой амплитуды (до 50 м) в условиях высоких скоростей распространения упругих колебаний и неоднородного строения верхних частей разреза. Однако до настоящего времени в ряде районов (в зонах развития карстов или эрозионных долин, выполненных молодыми осадками, при сложном рельефе местности, при амплитудах структур менее 30 м) эффективность сейсморазведочных работ еще недостаточна и поиски погребенных структур фактически ведут глубоким бурением.

В районах молодых платформ и в закрытых областях предгорных прогибов ведущим методом при поисках структур является сейсморазведка МОВ, ориентируемая результатами гравиметрических работ. Исключение составляет Предуральский прогиб, где для выявления погребенных артинских рифов и антиклинальных складок длительное время применяли буровые скважины, расстановка которых определялась результатами комплекса электроразведки и гравиразведки.

При развитии резко выраженных антиклинальных складок большой амплитуды в условиях спокойного рельефа и в солянокупольных областях поиски структур успешно ведутся гравиразведкой.

В условиях предгорных прогибов, где обнаженность достаточна для проведения геологических съемок, а Широкое применение геофизических методов затруднено вследствие сложности рельефа, структурное бурение ориентируется преимущественно на данные геологических съемок.

Эффективность разведочного бурения на выявленных указанными методами структурах зависит от детальности подготовки структур.

При подготовке структур к разведочному бурению проводится, как правило, сейсморазведка МОВ, комплексируемая при необходимости с корреляционным методом преломленных волн (КМПВ). Последнее время положительные результаты получены от применения методики регулируемого направленного приема (РНП) для изучения сводов нарушенных и сложно построенных антиклинальных структур. Однако этот метод не получил еще должного развития в связи с недостаточным количеством выпускаемой аппаратуры.

В ряде случаев сейсморазведка комплексируется со структурным бурением для уточнения положения осей складок в верхних горизонтах, дизъюнктивных нарушений, выявления приподнятых блоков.

Эффективность подготовки структур сейсмическим методом можно проиллюстрировать следующими цифрами: из общего числа структур, подготовленных сейсморазведкой в пятой пятилетке к разведочному бурению, 65% структур введено в промышленную разведку, из которых 43% структур оказались нефтеносными или газоносными. Данные сейсморазведки о наличии самостоятельной структуры не подтвердились на площадях, составляющих 10% от числа площадей, перебывавших в разведке. Цифры эти подлежат в дальнейшем уточнению, так как еще не на всех площадях разведка завершена, а на некоторых еще не начата, и ряд структур намечен к вводу в бурение в ближайшие годы. Число структур, подготавливаемых с применением сейсморазведки в 1957 г., составило 90, однако этого количества недостаточно; только 40-45% всех структур, вводимых в глубокую разведку, имеет сейсмическое обоснование. На 1000 м разведочного бурения приходится всего 24 км сейсмических профилей (включая рекогносцировочные и поисковые работы). Вследствие этого на детальных работах используют большие объемы структурного бурения.

Метраж структурного бурения в настоящее время достиг 3,5 млн. м и составлял последние годы по Советскому Союзу около 80% от метража разведочного бурения. Значительная часть объемов структурного бурения идет на подготовку структур к промышленной разведке. Обычно в течение года заканчивается изучение структурным бурением около 150 площадей, из которых на 70-80 рекомендуется постановка дальнейшей разведки глубоким бурением. В последнее время наметилась тенденция к увеличению глубин структурно-поисковых скважин, однако недостаток станков лимитирует развитие поискового бурения на глубины более 1200 м.

Помимо изучения геологического строения и выявления признаков нефтегазоносности партии структурного бурения проводят попутно поиски других полезных ископаемых.

Ежегодно в разведочное бурение в СССР вводится около 100 площадей, а единовременно в разведке находится более 400 структур, что дает возможность открывать за год от 70 до 90 месторождений и новых залежей нефти и газа на старых площадях, а также подготавливать к разработке 25- 30 новых месторождений и залежей. Метраж разведочного бурения в настоящее время достиг 4,4 млн. м при одновременном увеличении средних глубин скважин.

В широких пределах колеблется стоимость разведочного бурения; в среднем она составляет 1000 руб. за 1 пог. м.

В связи со значительной стоимостью разведочного бурения для снижения затрат на подготовку 1 т запасов в недрах необходимо получение всех исчерпывающих данных по оценке площади наименьшим количеством скважин. Поэтому в многопластовых месторождениях все скважины проектируют на нижний продуктивный горизонт и в первых скважинах опробуют все, возможно, нефтегазоносные пласты.

Изучение глубинного геологического строения площади в процессе разведочного бурения ведется путем отбора керна и при помощи каротажных исследований, что позволяет производить стратификацию разрезов, определять коллекторские свойства пластов и уточнять структурные построения.

В среднем от общего объема разведочного бурения по стране проходка с отбором керна составляет 5-10%. В первых нескольких скважинах исследуемой площади керн отбирается в отдельных интервалах всего разреза (кроме части, освещенной структурным бурением), составляющих в целом 20-25% от глубины скважины. Каротаж проводится по всему разрезу в масштабе глубин 1:500; в продуктивных свитах выполняется боковое каротажное зондирование в масштабе 1:200. Во многих районах данные электрокаротажа дополняются гамма-каротажем и нейтронным гамма-каротажем. В последнее время освоена методика микрокаротажа, позволяющего уточнять расчленение разреза при частом чередовании песчаных и глинистых прослоев. На большинстве разведочных скважин в новых районах проводятся также газокаротажные исследования, оказывающие большую пользу при выявлении нефтеносных пластов в карбонатном разрезе. Однако, несмотря на все усилия, проблема выделения коллекторов в карбонатных отложениях до настоящего времени удовлетворительно не разрешена.

Эффективность разведочного бурения по количеству скважин, давших нефть или газ, составляет в последние годы около 50%, однако следует иметь в виду, что сюда входят скважины оконтуривающего бурения.

Эффективность по приросту запасов нефти и газа (в пересчете на условное топливо) на 1 м разведочного бурения в различных районах колеблется в больших пределах.

Наиболее высока промышленная эффективность разведочного бурения в Волго-Уральской нефтеносной области и в западных районах Северного Кавказа, низкая эффективность отмечается в Казахстане, Сибири и некоторых районах Европейской части СССР (в Ухто-Печорском районе, Белоруссии и др.).

Задачей геологопоисковых и разведочных работ на нефть и газ в предстоящем пятнадцатилетии является обеспечение страны такими промышленными запасами нефти и газа, которые не только полностью обеспечили бы предусмотренное народнохозяйственным планом увеличение добычи нефти и газа по годам, но и сделали бы возможным дальнейший значительный рост добычи нефти и газа в стране.

Для решения этой грандиозной задачи необходим долгосрочный максимально рациональный план их ведения и в первую очередь геологическая основа этого плана - научно обоснованный прогноз нефтегазоносности СССР.

Целью прогноза нефтегазоносности является не только качественная, но и достаточно определенная количественная оценка перспектив нефтегазоносности СССР, так как только в этом случае со всей полнотой могут быть определены наиболее рациональные направления, наиболее перспективные объекты и количественно выраженные ожидаемые результаты геологопоисковых и разведочных работ.

Так как необходимо количественно выразить перспективность главным образом новых, мало или вовсе не разведанных, а подчас и геологически недостаточно изученных земель, то существующая в СССР система учета запасов нефти и газа дополнена новой категорией запасов - категорией прогнозных запасов.

Эта категория запасов, как и категория запасов С2, выражает собой возможные запасы в недрах нефти и газа, извлекаемые при существующих технике бурения и способах эксплуатации, но в отличие от категории запасов С2 относится также и к территориям перспективным, промышленная нефтегазоносности которых еще не доказана.

Таким образом, категория прогнозных запасов, включая и категорию С2, является объемнее ее, так как касается всех перспективных земель.

Обоснованием подсчета запасов по категории С2 в данной провинции служит доказанная промышленная нефтегазоносности хотя бы в одном из ее районов; прогнозные запасы обосновываются по всей совокупности данных геологии и нефтегазоносности района (наличие нефтепроизводящих- свит, коллекторов и различных ловушек для скопления нефти).

Вместе с подсчетом прогнозных запасов в СССР были проведены геологический и технико-экономический анализы и расчеты объемов работ для перевода прогнозных запасов в промышленные категории.

На ближайшие годы определились следующие два основных направления геологопоисковых и разведочных работ на нефть и газ в СССР.

Первое направление имеет своей задачей открытие крупных промышленно-нефтегазоносных территорий на новых, еще не разведанных, но высокоперспективных землях СССР. К таким землям относятся: северные, северо-западные и южные районы Волго-Уральской области, Прикаспийская низменность, Устюрт, Мангышлак, Бухаро-Хивинская низменность, Каракумы, Мургабский район, центральные и северные районы Западно-Сибирской низменности, районы Якутии, Иркутский амфитеатр и др.

На этих территориях намечается провести широкий комплекс региональных исследований, включающий тематические научно-исследовательские работы, геофизические исследования методами магнитометрической, гравиметрической, сейсмической съемок, электроразведки теллурическими токами и другими, а также глубокое разведочное бурение опорных скважин. В итоге этих работ на основе обобщения всего материала будут созданы научные основы для развития геологоразведочных работ.

Одновременно в ранее выявленных перспективных областях и районах в пределах территорий, указанных выше, намечается вести в больших масштабах глубокое разведочное бурение для открытия нефтегазоносных зон и месторождений.

В южных районах Русской платформы, а также в ряде районов южной эпигерцинской платформы в ближайшие годы намечается осуществить крупный прирост промышленных запасов нефти и газа с одновременным значительным увеличением их добычи.

Дальнейшей задачей является подготовка промышленных запасов на Западно-Сибирской и Восточно-Сибирской платформах, а также Дальнем Востоке с тем, чтобы к концу предстоящего пятнадцатилетия по этим областям были не только приращены значительные промышленные запасы, но и организована промышленная добыча нефти и газа.

Для решения задач по открытию крупных промышленно нефтегазоносных областей намечено увеличить ассигнования на геологопоисковые работы в этих районах. В 1965 г. они должны составлять 60% от общего объема затрат на разведку нефти и газа в стране.

Второе направление геологопоисковых и разведочных работ касается промышленных нефтегазоносных областей и в первую очередь Волго-Уральской и Кавказской.

В Волго-Уральской нефтегазоносной области основными задачами являются поиски и разведка новых крупных месторождений в девонских и каменноугольных отложениях. Кроме того, здесь намечаются разведка и доразведка новых горизонтов, полей, блоков в пределах известных нефтяных залежей и месторождений, на которых намечается значительный прирост запасов нефти и газа.

Важными задачами являются усиление работ по опробованию и разведке карбонатных комплексов разреза палеозойских отложений, выяснению промышленной нефтегазоносности стратиграфических и литологических ловушек.

В предварительных планах разведочных работ на семилетку для решения перечисленных задач намечается проведение бурения в объеме 38% от общего объема разведочного бурения по всей стране.

На Северном Кавказе в результате разведки новых крупных территорий при непрерывном росте объемов геологопоисковых и разведочных работ произошли значительные изменения в нефтегазодобывающей промышленности. На больших территориях установлена высокая промышленная ценность мезозойских отложений и новых комплексов палеогена.

Учитывая это, основными задачами работ в этих районах являются разведка мезозойских отложений с концентрацией основных объемов работ на платформенных структурах в северных районах Предкавказья, усиление работ по изучению карбонатных коллекторов и ускорению разведочных работ для выявления нефтегазоносности этих коллекторов.

На разрабатываемых площадях намечаются разведка и доразведка отдельных полей, блоков и горизонтов.

В семилетнем плане геологоразведочных работ для решения указанных задач намечается разведочное бурение в объеме около 15% от общего объема разведочного бурения по стране.

Во всех остальных промышленно-нефтегазоносных районах Советского Союза будут продолжены разведочные работы с целью открытия и разведки новых горизонтов, полей, блоков на разрабатываемых месторождениях, а также поиски и разведка новых нефтяных месторождений на сопредельных с ними площадях.

Для решения этих задач планируется разведочное бурение в объеме 12% от общего объема разведочного бурения по стране.

В целом по СССР в течение ближайших семи лет намечается увеличение разведочного бурения в 3 раза и соответствующее увеличение объемов геологопоисковых работ.

Для повышения эффективности глубокого разведочного бурения предусматривается увеличение средних глубин структурно-поисковых скважин и увеличение объема геофизических, главным образом сейсмических работ. Количество действующих сейсморазведочных отрядов предполагается довести к 1965 г. до 1200, а метраж структурно-поискового бурения до 6 млн. м.

В ближайшие годы должен быть решен вопрос об изменении комплекса геологопоисковых работ в ряде районов. Например, уже сейчас в центральной части Днепровско-Донецкой впадины, где имеется несоответствие структурных планов верхнего и нижнего этажей, а сейсморазведка достаточно детально определяет структуры по отложениям карбона, структурное бурение должно проводиться только в комплексе с сейсморазведкой. Аналогичное несоответствие структурных планов нижних и верхних горизонтов наблюдается и в Западно-Сибирской низменности. Сейсморазведка в этом районе хорошо определяет строение складок по нижнемеловым и юрским отложениям, перспективным в отношении нефтегазоносности. Поэтому в таких районах затрачивать средства на структурное бурение, чтобы подготовить площади к разведке, нецелесообразно. Вместе с тем не следует отказываться от структурного бурения для регионального изучения профильным бурением всей Западно-Сибирской платформы. В центральной части Ферганской впадины надежные маркирующие горизонты встречаются на глубинах более 2000 м. Поэтому и в этом районе также следует отказаться от структурного бурения с целью подготовки площадей к разведочному бурению на большие глубины, заменив его полностью сейсморазведкой, которая может определить строение складок по отложениям палеогена и кровле мезозоя.

Повышение эффективности геологопоисковых и разведочных работ может дать детальное трассирование нарушений путем комплексирования мелкого структурного бурения с геохимическими исследованиями.

Большие требования надо предъявить к геофизическим научно-исследовательским институтам и производственным организациям, которым необходимо разработать методы для детальной подготовки структур платформенного типа с амплитудой менее 30 м. Это прежде всего относится к районам Урало-Поволжья, где не совпадают структурные планы перми, карбона и девона, а для поисков структур в девонских отложениях надо бурить дорогостоящие скважины глубиной до 2000 м и более.

Наряду с усилением внимания к разработке теоретических вопросов в научно-исследовательских геологоразведочных институтах необходимо значительно расширить исследования, связанные с уточнением геологической основы для подсчета прогнозных запасов и правильного выбора направления геологоразведочных работ.

Неотложной задачей в области нефтяной к газовой разведки является дальнейшее усовершенствование техники бурения глубоких структурно-поисковых и разведочных скважин малого диаметра с внедрением автоматики и механизации производственных процессов, а также создание высокоточной геофизической аппаратуры.

Перечисленные мероприятия позволят значительно повысить эффективность геологоразведочных работ и обеспечить решение важнейших задач по приросту запасов нефти и газа.

Министерство геологии и охраны недр СССР