О пределах обеспеченности добычи нефти запасами промышленных категорий
В порядке обсуждения.
Б.А. ТХОСТОВ, М. С. ЛЬВОВ
В программе КПСС указано: «Главная экономическая задача партии и советского народа состоит в том, чтобы в течение двух десятилетий создать материально-техническую базу коммунизма».
Одним из непременных условий решения этой задачи является всестороннее и рациональное использование природных ресурсов, в том числе нефти и газа.
Начальный этап использования природных ресурсов, в частности нефтяных месторождений, заключается в выявлении и подготовке запасов в количествах, достаточных для обеспечения нефтью и нефтепродуктами постоянно растущих потребностей народного хозяйства. При этом очевидно, что темпы роста добывных возможностей должны опережать темпы развития добывающих отраслей промышленности.
Добывные возможности определяются прежде всего обеспеченностью достигнутого уровня добычи нефти запасами промышленных категорий. Под обеспеченностью принято понимать отношение количества промышленных запасов на начало какого-либо года к добыче того же года. Так как это отношение выражают делением запасов в миллионах тонн на добычу в миллионах тонн в год, то часто считают, что размерность обеспеченности выражается в годах, а получающийся коэффициент кратности отвечает числу лет, в течение которого при данных запасах может быть обеспечен достигнутый уровень добычи.
На самом деле, обеспеченность или коэффициент кратности превышения запасов над добычей вследствие присущих залежам нефти специфических свойств и условий залегания не отражает этой продолжительности добычи на достигнутом уровне.
Как следует рассматривать понятие обеспеченности и каковы критерии соответствия обеспеченности заданным темпам развития добывающей промышленности?
Обеспеченность, как и задел запасов, следует рассматривать, исходя из величины запасов, их географического размещения и качества нефтей. Наиболее важный элемент - величина запасов, так как от нее в первую очередь зависит возможность достижения, а затем поддержания заданного уровня добычи, а также объем необходимых для проведения геологоразведочных работ капиталовложений и операционных средств государственного бюджета.
Единой, общепринятой методики определения наиболее целесообразной величины обеспеченности пока еще не существует, так же как и нет единого мнения в этой области у разных исследователей.
Отсутствие единой апробированной методики определения обеспеченности, сложность и важность вопроса послужили причиной того, что величина этого коэффициента принималась на крупных геологических совещаниях на основе практически сложившихся соотношений и волевых заключений, а не на основе детального научного анализа проблемы и соответствующих расчетов.
Так, многие специалисты считают наиболее целесообразным коэффициент обеспеченности, равный не меньше чем 20-25-кратному превышению запасов над добычей по нефти и 20-кратному по газу, т.е. 4-5% отбору от начальных запасов. В практике работ промышленности эти соотношения значительно колеблются. В мировой практике обеспеченность добычи запасами на начало 1961 г. была очень разновелика (по разным источникам) (табл. 1).
Добыча шести указанных стран составила в 1961 г. 748 млн. т нефти, или около 80% добычи по капиталистическим странам и обеспечивается от 37,6 до 42,5 кратным превышением запасами. Наименьшую обеспеченность имеют США - от 12,3 до 13,6 кратного превышения запасов над добычей. Следует, однако, отметить, что методика учета запасов в США и СССР не идентична, поэтому нельзя пользоваться прямым сравнением их запасов и обеспеченности. В сопоставимых условиях обеспеченность США, как и Венесуэлы, несколько повысится, но будет, вероятно, все же меньше 20-кратного превышения уровня добычи. При этом в США вследствие низкой обеспеченности и малой эффективности разведки для поддержания добычи ежегодно в разведке и эксплуатации бурится до 60 млн. м, т.е. 10,4 раза больше, чем пробурено в 1961 г. на всей территории РСФСР. При более благоприятном соотношении запасов и добычи нефти в США необходимые объемы бурения были бы значительно меньше.
Однако общее стремление в зарубежной практике заключается в создании достаточно большого превышения запасов над добычей для обеспечения добычи нефти в размерах, определяемых возможностями сбыта.
Последнее время на страницах специальной печати вопросам величины обеспеченности запасами текущей и перспективной добычи нефти и газа уделяется большое внимание.
Целесообразно рассматривать два случая обеспеченности.
Первый - простое воспроизводство добычи нефти и газа, т.е. однократное возмещение запасов в недрах, погашенных добычей. Этот случай может быть при следующих обстоятельствах.
1. Когда создано значительное превышение запасов над добычей, к примеру, с 30-кратной и большей обеспеченностью на начало года при высоком уровне добычи. Имеющийся задел запасов при этом дает возможность в течение какого-то периода времени допустить простое их воспроизводство. Этот период следует рассматривать как подготовительный, в течение которого будут созданы предпосылки для осуществления новых крупных приростов запасов нефти, т.е. расширенного воспроизводства или многократного возмещения. Следует при этом учитывать, что чем больше объем наличных запасов, тем выше темпы роста добычи и тем больше капиталовложения, связанные с добычей, переработкой и транспортом нефти на базе данных запасов, что в свою очередь требует более устойчивой обеспеченности запасами.
2. Простое воспроизводство, или однократное возмещение запасов может быть и вынужденным, когда эффективность геологоразведочных работ на нефть очень низка и не обеспечивает даже однократного возмещения запасов, погашенных добычей. Подобное положение с приростом запасов в отдельных районах складывается из-за серьезных методических трудностей, встречающихся в процессе поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений при благоприятных общих геологических предпосылках газонефтеносности и высокой оценке прогнозных запасов.
3. Когда нет потребности в увеличении добычи нефти, а следовательно, нет необходимости форсировать подготовку новых запасов.
Таким образом, однократное возмещение запасов, или простое их воспроизводство не позволяет планировать рост добычи и в лучшем случае дает возможность поддерживать ее на достигнутом уровне.
В СССР не может быть принят принцип простого воспроизводства, или однократного возмещения запасов, если это не следствие низкой эффективности геологоразведочных работ или временное явление в процессе создания предпосылок для подготовки новых крупных приростов запасов.
Второй случай обеспеченности отвечает высоким темпам развития добывающей промышленности, требует расширенного воспроизводства, т.е. многократного возмещения добычи нефти и газа запасами. В этом случае взаимную зависимость необходимого для данного года прироста запасов, добычи, прироста добычи и коэффициента кратности превышения запасов над добычей следует рассматривать с учетом особенностей разработки месторождений.
Учитывая то обстоятельство, что при добыче нефти невозможно сохранить постоянный темп отбора от начальных запасов на протяжении всего периода разработки, мы поставили задачу определить, в течение какого времени может быть сохранен максимальный отбор из залежей, в зависимости от отношения запасов к этому уровню отбора, т. е. обеспеченности.
В связи с этим нами рассмотрен процесс разработки 25 крупных залежей, расположенных в разных районах СССР, характеризующихся различными геологическими условиями (табл. 2, составленная по материалам Н. Ф. Чернова).
На 21 залежи достигнут предельный уровень отбора нефти, предусмотренный проектом разработки, и в дальнейшем в них отмечено снижение этого уровня. По остальным соответствующие сведения взяты из проектов разработки.
По данным табл. 2 составлен график, на котором показана зависимость между продолжительностью времени максимального отбора нефти из залежей и отношением запасов к уровню этого отбора, т. е. обеспеченностью (рис. 1).
Месторождения расположены в различных геологических условиях (платформы и складчатой области), имеют неодинаковую геолого-физическую характеристику коллекторов (проницаемость, пористость, нефтеотдачу, литологический состав, нефтенасыщенность, отношение высоты залежи к мощности пласта), различные по физическим свойствам нефти, разные энергетические режимы, объемы запасов и системы размещения скважин, поэтому на рис. 1 обозначился разброс точек, характеризующих в каждом конкретном случае продолжительность разработки залежей на максимальном уровне отбора нефти в зависимости от обеспеченности запасами.
Эти точки довольно четко укладываются в двух пределах: верхнего и нижнего сроков продолжительности разработки на максимальном уровне отбора нефти из залежи, в зависимости от обеспеченности запасами. Центральная линия характеризует средние значения этой зависимости, выражая закономерную связь между продолжительностью максимального отбора нефти из залежи и обеспеченностью запасами.
По рис. 1 можно при планировании определять для новых месторождений в первом приближении продолжительность времени максимального уровня отбора, в зависимости от отношения объема имеющихся запасов к добыче. Также можно определить продолжительность (в годах) любого уровня добычи нефти при заданных запасах и коэффициенте обеспеченности по отдельному экономическому району, республике и стране.
Для решения такой задачи делается допущение, что все нефтяные залежи экономического района или республики представляют собой как бы единую залежь нефти. При этом в расчете обеспеченности участвуют залежи как находящиеся в разработке, так и еще не введенные в разработку.
Запасы, еще не вовлеченные в разработку, рассматриваются по аналогии с неразбуренными частями залежей, введенных в разработку.
Рассмотрим пример по условному району, в котором запасы нефти на начало года равны 500 млн. т, добыча того же года - 20 млн. т, а обеспеченность 25-кратная.
По рис. 1 определяем, что уровень добычи в 20 млн. т ежегодно при заданном отношении запасов к добыче обеспечивается в течение 5,2-8,3 лет, а в среднем около 7 лет. После чего начнется падение уровня добычи.
Таким образом, при помощи этого графика можно оценить в первом приближении и потенциальные возможности добычи имеющихся запасов.
При известных конкретных геологических условиях месторождений (энергетический режим залежи, пористость и проницаемость, соотношение мощности пласта и высоты залежи и другие) можно получить и более точную характеристику обеспеченности добычи запасами.
Этот график можно использовать и при перспективном планировании роста добычи и соответственно прироста запасов нефти.
В настоящее время исходной предпосылкой при составлении текущих и перспективных планов прироста запасов нефти является планируемый прирост добычи нефти. При этом объем запасов, прирост которых намечается на данный период, сравнивается с ростом уровня добычи за тот же период, т. е. только с относительным приростом добычи, представляющим собою разность уровней на начало и конец планируемого периода.
Такой подход к определению объемов прироста запасов на будущее время и при анализе эффективности работы за прошедший период не отражает действительного положения с использованием запасов и обеспеченностью запасами прироста добычи. Дело в том, что фактический прирост добычи за каждый данный период времени, как это видно из табл. 3, всегда больше, чем разность уровней добычи на начало и конец планируемого периода, поскольку часть нефти, добываемой из новых скважин, идет на компенсацию падения добычи из-за обводнения залежи и падения пластового давления.
На рис. 2, составленном по данным табл. 3 видно изменение структуры абсолютного ежегодного прироста добычи нефти. Из этого графика видно, что абсолютный прирост добычи данного года является суммой двух величин: объема добычи, идущего на компенсацию естественного падения добычи, и объема, идущего на прирост.
На рис. 2, кроме динамики и темпов прироста добычи, видна тенденция снижения объема добычи, идущего на компенсацию падения. Последнее объясняется расширением объемов внедрения методов поддержания пластового давления в залежах, способствующих большей стабильности уровня добычи. Так, объем добычи, идущий на компенсацию падения, в первом году составлял 97% абсолютного прироста, а в 12 году уже 33%, т.е. выявляется уменьшение объема добычи, идущего на компенсацию естественного падения. Соответственно снижается коэффициент превышения абсолютного прироста добычи над относительным (рис. 3). Значение коэффициента превышения в пределе будет стремиться к единице, но никогда не будет равен ей, так как часть прироста добычи всегда будет компенсироваться падением добычи из разрабатываемых залежей, из-за обводнения или снижения давления. Объем добычи, идущей на компенсацию падения, даже при самых малых значениях коэффициента превышения абсолютного прироста добычи над относительным очень велик и достигает 5-6 млн. т в год по СССР.
На основании изложенного целесообразно сравнивать прирост запасов при анализе результатов за прошлый период и планировании будущих лет с абсолютным приростом добычи. В противном случае искажается, по нашему мнению, действительное соотношение запасов и добычи нефти.
На рис. 4 показано изменение коэффициента превышения прироста запасов над абсолютным и относительным приростами добычи.
Из рассмотрения рис. 4 следует, что обеспечение приростом запасов - относительного прироста добычи нефти в течение всего рассматриваемого периода - находится на довольно высоком уровне, превышающем 20-кратный. Казалось бы, по условному примеру нет причин для беспокойства, так как до пятого года рассматриваемого периода создан значительный задел запасов, а далее ежегодный прирост запасов превышает соответствующий прирост добычи в 25-30 раз, т. е. обеспечивает уровень приращиваемой добычи в среднем в течение 7-9 лет, - срок достаточный для выявления и подготовки к разработке новых месторождений нефти.
Если, однако, сравнить ежегодный прирост запасов с абсолютным приростом добычи (рост уровня + компенсация падения), то получится совершенно другая картина: в течение последних 8 лет прирост запасов нефти всего лишь в 15-17 раз превышал абсолютный прирост добычи.
Теперь может быть поставлена основная задача: достаточно ли такое превышение, и если нет, то каким оно должно быть?
Для решения этой задачи сделаем основные предпосылки:
а) все запасы данного экономического района рассматриваются как одно месторождение;
б) существующий уровень добычи - наивысший для этого месторождения;
в) необходимо определить время продолжительности (в годах) максимального уровня отбора нефти.
На рис. 1 видно, что 15-17-кратное превышение над добычей обеспечивает постоянный наивысший уровень добычи, в среднем 3,5- 4 года - резерв времени, в течение которого должны быть восполнены запасы для сохранения достигнутого уровня добычи. На разведку, разбуривание и обустройство одного месторождения средних размеров до достижения максимального уровня отбора необходимо, исходя из данных табл. 1, в среднем около 5 лет. Таким образом, если даже не учитывать время, затрачиваемое на поиски, то и тогда 15-17-кратное превышение прироста запасов над абсолютным приростом добычи не обеспечивает достаточно длительного поддержания достигнутого уровня добычи, следовательно, недостаточно также и 15-17-кратное превышение всех запасов над уровнем добычи.
Исходя из современных темпов развития добывающей промышленности, а также учитывая время, необходимое для выявления, подготовки запасов промышленных категорий, бурения эксплуатационных скважин и обустройства промыслов, представляется целесообразным такое соотношение запасов и добычи, которое бы обеспечило поддержание достигнутого уровня добычи не менее чем в течение 8 лет. Такому условию (рис. 1) отвечает 23-32-кратное (в среднем 27) превышение запасов над добычей.
Этот коэффициент кратности превышения запасов подтверждается опытом разработки месторождений в ряде совнархозов. Он учитывает также объем запасов, который из-за низкого качества нефти, отдаленности или других условий не будет вводиться в разработку.
Принимая во внимание это обстоятельство для отдельного экономического района, в зависимости от объема добычи, темпов роста добычи и некоторых других условий, нижний предел обеспеченности следует принять равным 20-25-кратному превышению запасов над добычей.
Как указано выше, большое экономическое значение имеют размещение запасов и качество нефти. Однако детально рассмотреть этот вопрос в данной статье не представляется возможным.
В современных условиях и тем: более в будущем народное хозяйство будет предъявлять все более повышенные требования к качеству нефти и нефтепродуктов. Поэтому для правильного решения вопросов подготовки запасов нефти необходимо учитывать экономическую эффективность переработки нефти и потребления нефтепродуктов в зависимости от качества нефтей. Геологическая наука позволяет в настоящее время предусматривать в первом приближении возможное качество нефти в недрах. Это обстоятельство обязывает научные организации разработать более четкие критерии для планирования и осуществления направленных поисков и разведки нефти по качеству с тем, чтобы соответственно планировать геологоразведочные работы.
В настоящее время основная часть всех запасов нефти промышленных категорий сосредоточена в районах Урало-Поволжья. На эти районы приходится 88,5% всей нефти, добываемой в РСФСР. Значительное количество нефти, добываемой в районах Урало-Поволжья, транспортируется для переработки в районы Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока, Северного Кавказа, Севера РСФСР, Украины и Казахстана. Если учесть к тому же огромные объемы перевозок нефтепродуктов из районов Урало- Поволжья, то легко представить, каких больших сумм достигают транспортные расходы по снабжению нефтью и нефтепродуктами различных районов страны.
Вместе с тем перспективы нефтеносности Сибири и Дальнего Востока, Севера РСФСР и Северного Кавказа, Украины и Казахстана позволяют рассчитывать на выявление месторождений нефти и газа с запасами, достаточными для удовлетворения нужд этих районов.
Таким образом, при решении вопроса обеспеченности запасами следует учитывать не только количество необходимых для заданных темпов роста добычи запасов, но и географическое их размещение. Причем это обстоятельство следует учитывать уже при размещении объемов геологоразведочных работ. Иначе говоря, дальнейшее развитие топливно-энергетической базы должно быть тесно увязано с развитием и географическим размещением геологоразведочных работ и потребляющих отраслей народного хозяйства.
Госплан РСФСР, Гостоптехиздат
|
Наименование |
Добыча 1961 г., млн. т |
Коэффициент обеспеченности |
|
По странам всего мира (без СССР и стран народной демократии) |
930,8 |
35,8-38,4 |
|
В том числе США |
- 347 |
12,3-13,6 |
|
Венесуэла |
-150 |
17,6 |
|
Иран |
53-56 |
88,5-100 |
|
Ирак |
47 |
73,5 |
|
Кувейт |
83 |
96-102,5 |
|
Саудовская Аравия |
62-70 |
80-105 |
Таблица 2
|
№ залежи |
Время (в годах) |
Максимальный уровень добычи нефти (в годах) |
Отношение начальных запасов к уровню максимальной добычи |
Отбор нефти от начальных запасов, % |
|
|
от открытия до ввода в разработку |
от открытия до достижения максимального уровня |
||||
|
1 |
0,6 |
5,25 |
3 |
12,6 |
7,9 |
|
2 |
1,1 |
3,1 |
1 |
7,6 |
12,6 |
|
3 |
|
|
1 |
5,2 |
19,3 |
|
4 |
3,17 |
9,2 |
4 |
18,3 |
5,5 |
|
5 |
2,0 |
3,0 |
2 |
14,4 |
7,0 |
|
6 |
4,3 |
5,3 |
1 |
8,0 |
13,1 |
|
7 |
1,8 |
4,8 |
3 |
≈ 8,0 |
7,0 |
|
8 |
1,0 |
2,0 |
2 |
10,5 |
9,4 |
|
9 |
6,0 |
6,0 |
3 |
11,7 |
8,6 |
|
10 |
2,0 |
4,0 |
1 |
8,8 |
11,4 |
|
11 |
4,0 |
5,0 |
4 |
14,5 |
6,8 |
|
12 |
3,0 |
5,0 |
3 |
14,5 |
7,0 |
|
13 |
3,0 |
7,5 |
3 |
10,4 |
9,6 |
|
14 |
5,0 |
6,0 |
4 |
≈14,0 |
7,1 |
|
15 |
2,2 |
5,2 |
2 |
12,5 |
8,0 |
|
16 |
1,0 |
4,2 |
4 |
15,1 |
7,5 |
|
17 |
2,2 |
2,7 |
3 |
18,9 |
5,3 |
|
18 |
1,2 |
6,0 |
3 |
10,5 |
9,5 |
|
19 |
4,5 |
10,6 |
1 |
11,5 |
8,65 |
|
20 |
- |
- |
2 |
11,5 |
8,7 |
|
21 |
2,0 |
6,2 |
5 |
26,9 |
3,7 |
|
22 |
|
- |
5 |
13,2 |
7,6 |
|
23 |
- |
- |
2 |
15,0 |
~ 7,0 |
|
24 |
- |
- |
10 |
25,0 |
4,10 |
|
25 |
- |
- |
4 |
17,0 |
5,9 |
|
26 |
- |
- |
5 |
17,7 |
5,65 |
|
Годы |
Прирост добычи относительно предыдущего года, % |
Отношение абсолютного прироста добычи к относительному (2:3) |
Превышение прироста запасов над приростом добычи, млн. т |
||
|
абсолютной |
относительной |
абсолютной добычи |
относительной добычи |
||
|
1 |
16,1 |
8,3 |
1,97 |
45 |
более 60 |
|
2 |
15,0 |
8,6 |
1,74 |
32,0 |
56,0 |
|
3 |
13,8 |
8,6 |
1,6 |
45,0 |
65,0 |
|
4 |
15,1 |
9,0 |
1,65 |
27,0 |
42,0 |
|
5 |
15,4 |
11,0 |
1,4 |
14,4 |
20,1 |
|
6 |
15,9 |
10,2 |
1,56 |
15,7 |
24,6 |
|
7 |
12,1 |
9 |
1,35 |
17,2 |
23,2 |
|
8 |
13,1 |
7,6 |
1,73 |
14,2 |
24,7 |
|
9 |
12,5 |
7,2 |
1,71 |
16,0 |
27,6 |
|
10 |
10,4 |
6,6 |
1,57 |
16,6 |
26,4 |
|
11 |
8,9 |
6,1 |
1,46 |
15,9 |
23,4 |
|
12 |
7,4 |
5,5 |
1,33 |
17,4 |
23,2 |
Рис. 1. Зависимость продолжительности максимального отбора из залежей от обеспеченности запасами.
По вертикальной оси - продолжительность разработки месторождений на максимальном уровне добычи (в годах); по горизонтальной оси - обеспеченность запасами (отношение запасов к максимальному уровню добычи).
Рис. 2. Изменение отношения прироста добычи за год к добыче того же года (в %). По вертикальной оси - отношение прироста добычи к добыче того же года (в %); по горизонтальной оси - годы.
1 - компенсация падения добычи по годам (абсолютный прирост добычи); 2 - рост добычи по годам (относительный прирост добычи).
Рис. 3. Изменение коэффициента превышения абсолютного прироста добычи над относительным.
По вертикальной оси - превышение абсолютного прироста добычи над относительным; по горизонтальной - годы.
Рис. 4. Изменение коэффициента превышения прироста запасов над абсолютным и относительным запасом добычи.
По вертикальной оси - превышение прироста запасов над относительным и абсолютным приростом добычи; по горизонтальной оси - годы.