О подготовке и планировании прироста запасов нефти и газа
В порядке обсуждения.
А. А. ТРОФИМУК
В связи с предстоящим перспективным планированием развития всего народного хозяйства СССР и особенно нефтяной и газовой промышленности вопросы подготовки и планирования прироста запасов нефти и газа - основы развития этой важнейшей отрасли- приобретают особо важное значение.
В настоящей статье делается попытка осветить часть этих вопросов.
Проблема обеспеченности запасами нефти и газа
В общем виде запасы нефти и газа представляют собой подсчитанные (учтенные) количества естественных скоплений нефти и газа в недрах, пригодные в настоящем или близком будущем для промышленного извлечения.
Та часть запасов нефти и газа, которая удовлетворяет современным промышленным кондициям и горнотехническим условиям эксплуатации, относится к балансовым запасам.
Часть запасов, разработка которых вследствие ограниченности размеров запасов, низкого качества нефти и газа, малой производительности скважин, особой сложности условий эксплуатации нерентабельна в настоящее время, но может рассматриваться в качестве объекта для промышленного освоения и в дальнейшем относиться к забалансовым запасам.
Степень достоверности сведений о запасах определяется категориями запасов.
К категории запасов А относятся достоверно установленные по количеству, качеству и условиям залегания запасы. Каких-либо дополнительных работ для подтверждения этой категории запасов не требуется. Запасы категории А служат обоснованием для разработки нефтяных и газовых месторождений.
К категории В относятся запасы, изученные менее достоверно (вероятные запасы). Для своего подтверждения эта категория нуждается в значительных дополнительных разведочных скважинах. Для учета запасов по категории В требуется не менее двух скважин, давших промышленные притоки. Учитывая значительную вероятность установления запасов, категория запасов В вместе с категорией запасов А объединяются в группу промышленных запасов нефти.
К категории запасов C1 относятся предполагаемые запасы, установленные по данным хотя бы одной скважины, давшей промышленный приток нефти или газа. К этой же категории относятся и предполагаемые запасы, примыкающие к запасам категорий А и В, а также запасы возможно продуктивных, но неопробованных горизонтов, залегающих между промышленно-нефтегазоносными горизонтами.
К категории запасов С2 относятся запасы новых, еще не вскрытых бурением отдельных блоков, участков, структур, расположенных в пределах нефтегазоносных районов, которые на основании имеющихся материалов предположительно могут быть новыми месторождениями нефти или газа.
В последние годы выделяется также категория перспективных прогнозных запасов. К этим запасам относятся запасы нефтегазоносных районов за пределами глубин, достигнутых скважинами, новые площади в пределах этих же районов, где еще не установлены структуры, благоприятные для скопления промышленных запасов нефти и газа, новые пока не нефтегазоносные территории, которые по совокупности геологических и геофизических данных могут рассматриваться как будущие нефтегазоносные районы.
Запасы первых трех категорий устанавливаются бурением скважин, тогда как запасы категории С2 и запасы прогнозной категории устанавливаются на основании преимущественно геологических и геофизических предпосылок.
Важнейшей задачей перспективного планирования развития нефтяной и газовой промышленности является установление, исходя из потребностей народного хозяйства в нефтепродуктах, наличия данных о размещении в стране запасов всех категорий, объемов поисковых и разведочных работ для подготовки требуемых запасов нефти и газа.
Общая прогнозная оценка запасов нефти и газа, произведенная Министерством геологии и охраны недр в 1958 г., свидетельствует о том, что СССР обладает значительно большими потенциальными ресурсами для развития добычи нефти и газа, чем США или любая другая страна. При этом установлено, что большими перспективами для развития добычи нефти и газа обладают не только районы Европейской части СССР и Среднеазиатских республик, где интенсивно развивается добыча этих полезных ископаемых, но и обширнейшие территории Сибири и Дальнего Востока.
Такое благоприятное размещение прогнозных запасов на территории СССР позволяет успешно разрешать важную государственную задачу дальнейшего улучшения географического распределения нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности.
В связи с тем, что прогнозные запасы подсчитаны до глубин, не превышающих 5000 м, что большинство прогнозных запасов относится к балансовым, удовлетворяющим современным кондициям и горно-геологическим условиям эксплуатации, имеется полная возможность на ближайшие 15-20 лет планировать подготовку только балансовых запасов, оставляя уже выявленные забалансовые запасы для использования в более отдаленном будущем. Это обстоятельство окажет решающее воздействие на повышение эффективности подготовки запасов нефти и газа. Однако в ходе подготовки запасов весьма вероятно, что часть подготовляемых запасов окажется забалансовой. Чтобы предотвратить или уменьшить подготовку таких запасов, снижающих общую эффективность поисковых и разведочных работ, следует ограничивать степень разведанности таких месторождений более низкими категориями запасов, такими как C1 и В.
Почти все страны, обладающие ресурсами нефти и газа, в ходе подготовки запасов этих полезных ископаемых проходят три основных этапа развития поисков и разведки.
В первый этап поиски и разведка нефти и газа осуществляются в районах, изобилующих прямыми признаками нефти и газа.
Во второй этап поиски и разведка нефти и газа осуществляются на территориях, где нет или почти нет признаков нефти и газа, но имеются благоприятные геологические структуры, ловушки для скопления промышленных залежей нефти и газа. На этом этапе обычно выявляются преобладающие нефтяные и газовые ресурсы.
По мере обнаружения этих ресурсов поисковые и разведочные работы перемещаются в еще более сложные геологические условия, которые характерны для залежей нефти и газа в зонах сложных стратиграфических несогласий выклинивания нефтевмещающих пород на погруженных склонах. Наступает третий, наиболее капиталоемкий и относительно малоэффективный этап.
Соединенные Штаты Америки в основном завершили поиски нефти и газа на своей территории на первом и втором этапах. Сейчас основной объем поисковых и разведочных работ проводится в условиях третьего этапа. В этом одна из причин того обстоятельства, что за последние 15 лет в США наблюдается резкое падение эффективности поисков и разведки нефти и газа.
В отличие от США в нашей стране поиски и разведка нефти и газа осуществляются преимущественно в условиях второго, наиболее эффективного этапа. В Сибири и на Дальнем Востоке, где имеются многочисленные признаки нефти и газа, имеется возможность вести в этих районах работы в условиях и первого этапа. При этом в нашей практике поисков и разведки не игнорируются и сложные условия залегания нефти и газа, характерные для третьего этапа, но мы имеем возможность выбирать такие районы, где эти залежи относительно менее сложны, залегают на доступных глубинах и могут быть обнаружены с высокой эффективностью.
К таким районам, в частности, относятся склоны Татарского свода в Урало-Поволжье, зона погружения третичных отложений в условиях Азербайджана и другие. Было бы крайне неразумно и разорительно, не использовав возможностей наиболее эффективных первых двух этапов, форсировать переход в последующий, более сложный и дорогостоящий этап.
Эффективность поисковых и разведочных работ на нефть и газ
Определение необходимых капитальных затрат на подготовку запасов нефти и газа производится на основании учета эффективности ранее произведенных поисковых и разведочных работ и прогноза той эффективности, которая может сложиться на планируемый период.
Весь процесс поисков и разведки нефти и газа подразделяется на два основных этапа: поиски и разведку. Задача поисков - обнаружение промышленного притока нефти или газа на новом месторождении или новой залежи на уже известном месторождении. Задача разведки - приращение запасов нефти или газа на площадях, выявленных в процессе поисков.
Так как процесс поисковых работ заканчивается обнаружением нового месторождения или новой залежи, по которым можно учесть запасы категории С1, то основными показателями эффективности этих работ должны быть следующие.
1. Стоимость подготовки единицы веса или объема запасов категории C1. Этот показатель позволяет определить потребные бюджетные ассигнования и ассигнования на бурение глубоких поисковых скважин.
2. Количество тонн нефти или тысяч кубометров газа категории C1, приходящихся на 1 м проходки или на одну скважину поискового бурения. Этот показатель позволит определить объем и стоимость наиболее капиталоемких работ по поисковому бурению.
Эффективность разведки должна измеряться приращением балансовых запасов, приведенных к категории А.
Основными показателями этой эффективности могут быть следующие.
1. Стоимость подготовки единицы веса или объема запасов, выраженных в категории А, для расчета необходимых бюджетных и капитальных затрат на исследовательские работы и бурение разведочных скважин.
2. Количество запасов, выраженных в категории А и отнесенных на 1 м разведочного бурения или на одну разведочную скважину.
Конечным результатом поисковых и разведочных работ на нефть и газ является приращение балансовых запасов, выраженных в категории А.
В соответствии с этим общая эффективность как поисковых, так и разведочных работ должна выражаться в следующих показателях.
1. Общая стоимость приращения единицы веса или объема запасов нефти или газа.
2. Количество запасов приведенных к категории А и приходящихся па 1 м проходки поискового и разведочного бурения или на одну скважину.
В связи с тем, что в приращении запасов, особенно категории А, участвуют и эксплуатационные скважины, представляет интерес показатель прироста запасов, приходящихся на 1 м проходки всего бурения (поискового, разведочного и эксплуатационного).
Для пользования этими показателями существенно важно разрешить вопрос об обосновании пересчетных коэффициентов, позволяющих результаты поисков и разведки, выраженные в приросте запасов различных категорий, привести к одному знаменателю и отразить в конечной категории запасов А.
Категория А включает в себя полностью разведанные запасы. Это - конечная завершенная продукция разведки.
К категории В относятся вероятные запасы, изученные в общих чертах и требующие дополнительного бурения скважин и других исследовательских работ для доведения их до степени достоверности категории А. Естественно, что в категории В заключена и часть запасов категории А, так как часть этих запасов достоверно устанавливается не менее чем двумя скважинами, давшими промышленный приток нефти. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям нефти и газов допускает расстояние между скважинами для обоснования запасов категории В в 2 раза большее, чем для запасов категории А (Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР. Госгеолтехиздат, стр. 6, 1955.). Отсюда следует, что площадь, освещенная одним и тем же количеством скважин для категории «В», будет в 4 раза больше, чем для категории запасов А. (Например, четыре скважины, заложенные в углах квадрата через 1000 м одна от другой на куполовидном поднятии платформенного типа, разведуют до категории А площадь, равную 1 км2, тогда как эти же скважины, но заложенные на двойном расстоянии, через 2000 м одна от другой, обеспечат разведку площади, равной 4 км2.) Иными словами, можно считать, что в запасах категории В содержится 0,25 запасов категории А. Этот коэффициент можно рекомендовать для условного пересчета категории запасов В в конечную категорию запасов А. Практически это означает, что только одна четвертая часть запасов В вполне достоверна и не требует каких-либо дополнительных затрат на разведку.
К категории C1 относятся предполагаемые запасы, установленные по данным хотя бы одной скважины, давшей промышленный приток нефти и газа. К этой же категории относятся запасы, примыкающие к площадям запасов категорий А и В, а также запасы предполагаемых продуктивных, но неопробованных горизонтов, залегающих между промышленно-нефтегазоносными горизонтами.
Так как для этой категории запасов минимальным требованием является получение промышленного притока нефти или газа в одной скважине, то для приведения запасов этой категории к запасам А можно подсчитать для данного типа месторождения какие запасы категории А обеспечивает одна разведочная скважина и эту величину распространить на то число скважин, которое обосновывает категорию С1. Но этот путь неудобен для расчетов. Учитывая то обстоятельство, что по первой скважине обычно оценка запасов по категории C1 принимается осторожной, можно принять, что в запасах категории C1 заключена 0,1 достоверных запасов категории А.
Иными словами, запасы, учтенные в категории C1, на одну десятую вполне достоверны и эта часть запасов не нуждается в дополнительных разведочных работах.
Таким образом, для определения запасов, приведенных к категории А, можно пользоваться следующей формулой.
Пользуясь этой формулой, легко учесть результаты поисков и разведки, выраженные в конечной категории А.
Например, за год приращено всех категорий запасов 10 млн. т, из них: по категории А - 1 млн. т, по категории В - 4 млн. т и по категории C1 - 5 млн. т. На прирост этих запасов затрачено 10000 м.
Запасы, приведенные к категории А, составят 1+0,25*4+0,1*5=2,5 млн. т. Приведенные запасы позволят более точно определить эффективность поисков и разведки нефти и газа по всем ведущим показателям.
Из этого примера видно, что если бы мы пользовались обобщенной категорией промышленных запасов А+В, то прирост выразился бы цифрой, в 2 раза большей (1+4), чем то, что учтено в приведенных к категории А запасах.
Если бы эффективность исчислялась в тоннах на 1 м разведочной проходки, то эта величина также оказалась бы вдвое выше, чем фактически достигнутая по величине приведенных запасов нефти.
Кроме того, в практике поисков и разведки часто приходится встречаться с такими фактами, когда разведочные работы ведутся на площадях категории В с целью перевода их в категорию А, но поскольку все запасы этой категории были учтены при оценке эффективности за прошлый год, то за текущий год приходится показывать нулевую эффективность этих работ. Это подтверждается тем же примером.
В последующий год тот же объем работ в 10 000 м был затрачен на перевод запасов категории В в категорию А. При этом согласно коэффициенту перевода запасов В в категорию А, равному 0,25, будет приращено 2,5 млн. т запасов. К концу года запасы по месторождению составят:
|
Категория |
Запасы |
Прирост за год |
|
А |
3,5 млн. т |
3,5-1 = + 2,5 |
|
В |
1,5 » » |
1,5-4 = -2,5 |
|
С1 |
5 » » |
5-5 = 0 |
|
А + В |
2,5+ (-2,5) =0 |
|
Как видно из этого примера, в результате поисков и разведки второго года при той же интенсивности разведки запасы категорий А+В не только не возросли, а остались на том же уровне, что и в предыдущем году (эффективность разведки равна нулю).
В нашем примере результат первого года поисков и разведки будет оценен приростом запасов, приведенных к категории А, в 2,5 млн. т. с эффективностью 250 т на 1 м проходки. За второй год разведки прирост составит 1,875 млн. т с эффективностью буровых работ 187,5 т на 1 м, т. е. на 25% ниже.
Весьма существенно также и то, что при оценке эффективности по обобщенной категории (А+В) совершенно не учитываются результаты поисков и разведки, выраженные в категории C1, тогда как значение этих работ часто более важно, чем перевод запасов из низких категорий в более высокие.
Приведенными запасами необходимо пользоваться для определения и учета плановых заданий по приросту запасов нефти и газа, а также установления отношения запасов к уровню годовой добычи.
Эффективность поисковых и разведочных работ на нефть и газ, выраженная в показателях стоимости подготовки запасов или количестве подготовленных запасов, приходящихся на метр проходки поискового или разведочного бурения, имеет тенденцию к понижению.
По мере развития поисковых и разведочных работ нефть и газ приходится искать в более сложных геологических условиях и на больших глубинах. Это приводит к увеличению как общих затрат на подготовку структур к бурению, так и поискового и разведочного метража. Однако этой тенденции к понижению эффективности противопоставляются такие факторы, как совершенствование методов и методик поисковых и разведочных работ, техники их осуществления, значительное повышение производительности труда при геологических и геофизических исследованиях и при бурении скважин. Для газовых залежей несомненно положительное влияние также того обстоятельства, что в единице объема газового пласта на больших глубинах содержится большее количество газа.
В связи с тем, что в ближайшие 15-20 лет в СССР будут производиться поиски и разведка нефти и газа в наиболее эффективных условиях второго и первого этапов, что в социалистических условиях возможно в короткий срок сделать резкий скачок в совершенствовании методик, методов, технических средств поисков и разведки, то за счет положительного влияния всех перечисленных факторов можно стабилизировать или даже несколько повысить общую эффективность поисков и разведки нефти и газа.
До сих пор мы почти не касались качества подготовляемых запасов нефти и газа; между тем качественная характеристика подготовляемых запасов имеет весьма важное значение как для оценки эффективности поисковых и разведочных работ, так и для планирования затрат на разработку и эксплуатацию нефтяных и газовых месторождений.
Качественная характеристика запасов нефти и газа слагается из таких показателей, как естественная нефте- и газоотдача залежей, возможность повышения нефтегазоотдачи за счет воздействия на пласты (закачка воды, газа, растворителей и т. п.), продуктивность и глубина залегания пластов, характеристика качества нефти и газа (по содержанию полезных и вредных компонентов).
Все эти показатели, за исключением последнего (который учитывается только частично), находят свое выражение в себестоимости добычи тонны нефти или кубометра газа.
Качество самой нефти и газа должно учитываться по» показателям себестоимости нефте- и газопродуктов, получаемых при их переработке.
Необходимые объемы подготовки запасов нефти и газа
Подготовка запасов нефти и газа требует весьма больших капиталовложений. Рациональное использование этих затрат требует установления таких пропорций между извлекаемыми запасами нефти и газа и добычей этих полезных ископаемых, которые обеспечивали бы запланированное развитие их добычи. Чрезмерное увлечение подготовкой запасов в размерах, превышающих нормальные потребности в них, нерационально, так как приведет к замораживанию значительных средств на подготовку неиспользуемых запасов.
Ежегодный прирост запасов следует определять по формуле, предложенной С.Т. Коротковым (1959), но несколько видоизмененной нами.
где АПрив - необходимое приращение извлекаемых запасов, приведенных к категории А; Дплан - планируемая добыча нефти и газа; п - планируемый показатель обеспеченности запасами добычи (отношение запасов на начало года к планируемой на этот год добыче); Д1- добыча предшествующего года.
Как видно из этой формулы, необходимый прирост запасов за год зависит от планируемой добычи и показателя обеспеченности запасов. При этом, чем меньше показатель обеспеченности запасов, тем меньше при прочих равных условиях требуется прирост запасов.
Однако увеличение отбора нефти имеет свои естественные и экономические пределы.
Практика разработки месторождений нефти показывает, что максимальные отборы от запасов только в редких случаях, в периоды максимумов, превышают 15-20%.
Чем крупнее месторождения, тем меньше обычно ежегодный процент отбора запасов.
На процент извлечения запасов влияют также такие факторы, как относительно длительный период промышленного освоения новых, особенно крупных, месторождений, низкая продуктивность пластов, сдерживающая высокий уровень отбора нефти. Влияние этих факторов особенно усиливается в периоды интенсивного прироста запасов и развития добычи нефти и газа.
Экономические и теоретические исследования показывают, что умеренные проценты отбора нефти от запасов экономически более выгодны, чем интенсивные, так как позволяют более рационально использовать капиталовложения в обустройство промыслов и уменьшить число эксплуатационных скважин.
В разных районах с разной геолого-технико-экономической оценкой запасов может быть достигнут и разный процент отбора нефти и газа из пластов.
В целом же по стране, учитывая необходимость бурного развития нефтяной и газовой промышленности, минимально необходимым соотношением между подготовленными запасами (приведенными к категории А) и уровнем добычи должно быть соотношение в пределах 15-20:1. При этом более благоприятные условия для развития отрасли обеспечиваются отношением 20:1.
При таком соотношении представляется возможным производить выбор наиболее эффективных для разработки залежей из числа разведанных месторождений.
Прирост извлекаемых запасов нефти обеспечивается главным образом за счет разведки новых залежей нефти. Однако нельзя не учитывать и другого источника, имеющего важное значение. Речь идет о повышении коэффициента нефтеотдачи пластов. Переход к новым методам разработки нефтяных залежей с обеспечением искусственного поддержания пластовой энергии позволил увеличить коэффициент нефтеотдачи почти вдвое. По большинству месторождений, подвергнутых законтурному или внутриконтурному заводнению, достигается нефтеотдача в 50-60% от общих запасов, тогда как в условиях использования только естественной энергии пластов коэффициент нефтеотдачи не превысил бы 0,3.
Дальнейшее совершенствование методов вытеснения нефти из пластов позволит достигнуть еще более высоких коэффициентов нефтеотдачи, что будет равнозначно открытию новых извлекаемых запасов нефти.
В связи с этим следует подчеркнуть особую необходимость учета общих (геологических) запасов нефти в сравнении с достигнутыми и планируемыми коэффициентами нефтеотдачи. Коэффициент нефтеотдачи должен отражать степень совершенства нашей науки и техники в области использования общих (геологических) запасов нефти.
Таковы некоторые общие вопросы подготовки и планирования прироста запасов нефти и газа.
Совершенно очевидно, что эти вопросы нуждаются в дальнейшей разработке и детализации.
Выводы
1. Наличие прогнозных запасов СССР и их размещение по стране позволят в ближайшие 15-20 лет выявить новые балансовые запасы нефти и газа в районах, тяготеющих к местам их потребления.
2. Эффективность поисковых и разведочных работ следует оценивать приростом запасов нефти и газа, приведенных к категории А.
Для перевода различных категорий и условной приведенной категории А обосновываются коэффициенты: для категории В - 0,25 и для категории С1 - 0,1.
3. Общими показателями эффективности поисковых и разведочных работ являются, во-первых, стоимость подготовки (приведенных к категории А) тонны нефти, тысячи кубометров газа; во-вторых, количество (приведенных к категории А) тонн нефти, тысяч кубометров газа, приходящихся на метр проходки (отдельно или совместно) поискового и разведочного бурения, а также на одну скважину.
4. Имеется возможность эффективность поисковых и разведочных работ на ближайшие 15-20 лет стабилизировать на достигнутом уровне или несколько повысить.
5. Соотношение между извлекаемыми запасами, приведенными к категории А, к годовой добыче рекомендуется поддерживать на уровне 20:1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коротков С.Т. О методике перспективного планирования разведки в Азово- Кубанском нефтегазоносном бассейне. Геология нефти и газа, № 9, 1959.
2. Трофимук А.А. О необходимости выделения поискового бурения из состава разведочного бурения. Нефтяное хозяйство, № 6, 1953.
3. Трофимук А.А. Некоторые вопросы подготовки запасов нефти. Геология нефти, № 2, 1957.
Сибирское отделение АН СССР