К оглавлению журнала

 

УДК 553.98.550.812.14(47+57+73)

Г.А. ГАБРИЭЛЯНЦ (Мингео), Г.X. ДИКЕНШТЕЙН, М.И. ЛОДЖЕВСКАЯ, А.А. РАЗМЫШЛЯЕВ (ВНИГНИ)

Развитие геологоразведочных работ на нефть и газ в СССР и США

Анализ динамики и тенденций развития геологоразведочных работ на нефть и газ в СССР и за рубежом способствует более объективной оценке их результативности и совершенствованию стратегии работ на перспективу. Такой анализ важен и при обосновании перспектив развития нетрадиционных или таких технически сложных направлений геологоразведочных работ, как поиски залежей УВ на больших глубинах, шельфе, в автохтонах поднадвиговых зон, ловушках неантиклинального типа и др.

Анализ статистических характеристик геологоразведочных работ приведен в сравнении с США, одной из ведущих нефтегазодобывающих стран капиталистического сектора.

Освоение начальных суммарных ресурсов (НСР) УВ и различных по запасам месторождений нефти и газа

В СССР до 1945 г. было открыто немногим более 150 нефтяных и газовых месторождений, при этом степень разведанности НСР не превышала 2 %. Устойчивое и планомерное развитие нефтяной и газовой промышленности в СССР началось лишь в послевоенные годы.

В США степень разведанности ресурсов УВ в 1930 г. достигла 30 %. Начальные разведанные запасы УВ к этому времени составляли 21 млрд. т (из них 13,9 – нефть). В крупных и гигантских месторождениях1 было сосредоточено 4,7 млрд. т нефти и 3 трл. м3 газа, или 36 % от начальных разведанных запасов УВ.

В настоящее время в нашей стране открыто более 2800 месторождений нефти и газа, из которых к гигантским относятся 182. Доля запасов в последних составляет 68 % от начальных разведанных, а степень разведанности НСР оценивается в 40.

В нефтегазоносных бассейнах США по состоянию на 1.01.1985 г. открыто 35760 месторождений с общими начальными разведанными запасами 50 млрд. т. условного топлива. К категории гигантских относятся 89 месторождений с суммарными запасами нефти и газа 16 млрд. т (32 % от запасов УВ в США), а степень разведанности НСР достигла 67 %.

В США после достижения 30 %-ной степени разведанности НСР продолжались открытия гигантских месторождений на всех последующих этапах поисковых работ. В итоге суммарные запасы, сосредоточенные в них, возросли более чем в 2 раза. Это говорит о необходимости уточнения представления о стабильной тенденции выявления большинства гигантских и крупных месторождений на ранних стадиях нефтегазопоисковых работ, в период освоения НСР на 20–30 %.

В СССР, в Западной Сибири, на протяжении 20 лет, отмечался рост разведанности НСР от 20 до 40 % (рис. 1). По состоянию на 1.01.1985 г. количество выявленных мелких месторождений нефти соответствовало общему числу гигантских и крупных, а средних было вдвое меньше. Такое соотношение залежей по величине запасов не характерно для хорошо разведанных платформенных регионов, где мелкие и средние месторождения количественно превалируют над крупными.

Сравнительный анализ открытия нефтяных и газовых месторождений в СССР и США представляет определенный практический интерес. В 1951 –1955 гг. в США нефтяных месторождений по сравнению с газовыми было в 3,2 раза больше. К 1971 г. это соотношение выравнялось, а в последнее десятилетие газовые месторождения выявляются чаще, чем нефтяные. В общем количестве месторождений соотношение газовых к нефтяным составляет 1:1,4. В СССР отмечается отставание в открытии газовых месторождений и их отношение к нефтяным оценивается как 1:1,7. Аналогичная ситуация характерна и для других стран, что связано с тем, что газовым месторождениям особое внимание стали уделять лишь 25–30 лет назад, когда роль газа в топливно-энергетическом балансе стала приобретать качественно новое значение. В США раньше, чем в других странах мира освоение газовых ресурсов было поднято на достаточно высокий уровень. Так, в 1950 г. на долю США приходилось 85–90 % мировой добычи газа, а в 1981 г – 65.

В СССР при соотношении нефти и газа в структуре начальных разведанных запасов УВ 1:1,6 количество выявленных залежей газа вдвое меньше числа нефтяных. По состоянию на 1.01.1986 г. средняя величина открываемых в СССР газовых месторождений была в 40 раз больше, чем в США.

Из приведенных данных следует, что в нефтегазоносных провинциях нашей страны, характеризующихся общностью геологического строения с нефтегазоносными бассейнами США, по-видимому, недоразведано большое количество газовых месторождений, особенно средних и мелких по величине запасов. Это относится и к нефтяным месторождениям СССР, средние запасы которых также на порядок выше средних запасов аналогичных месторождений в США. Характерно, что в наиболее изученной Волго-Уральской провинции средние запасы нефтяных и газовых месторождений в 2– 4 раза меньше, чем в целом по стране, количество открытых нефтяных и газовых месторождений на площади 700 тыс. км2 в 7 раз меньше числа месторождений (7 тыс), выявленных в Пермском бассейне США, площадь которого вдвое меньше.

Таким образом, наряду с общими вопросами дальнейшего развития нефтегазопоисковых работ, освоения глубокопогруженных горизонтов, шельфа и др., в СССР сохраняется проблема поисков средних и мелких месторождений в экономически освоенных регионах.

Освоение глубокопогруженных горизонтов

В СССР из 21 нефтегазоносной провинции и области семь имеют глубину фундамента 4–10, девять– 11 –15 и четыре – 16–25 км. Площадь глубокопогруженных (по изогипсе – 4,5 км) перспективных земель в СССР составляет 3530, в США – 1760 тыс. км2. По состоянию на 1.01.1988 г. в СССР на глубинах более 4 км открыто 420 залежей, в США – свыше 1500.

С 1938 по 1988 гг. общее количество глубоких (4,5 км) и сверхглубоких поисково-разведочных скважин в США превысило 6640. В СССР с 1956 по 1988 гг. пробурено 3180 скважин. Соответственно плотность глубокого бурения в США достигла 3,8, в СССР – 0,9 скв /тыс. км2.

В общем числе пробуренных скважин в США глубокие составляют около 2 %, в СССР более 10, но в США в последнее время ежегодно осваивается в 7,5 раз больше поисково-разведочных скважин, чем в СССР. По сравнению с США, в нашей стране особенно заметно отставание в освоении глубин 6 км и более. В США на такие глубины ежегодно бурится 87–130 скважин, в СССР до 1988 г. на глубину более 6,5 км было пробурено девять скважин (в настоящее время глубины от 5 до 6,5 км вскрыты 536 скважинами).

Средняя величина запасов открываемого месторождения на больших глубинах в США превышает средние запасы месторождений в вышележащих горизонтах. В СССР эта величина соизмерима с запасами месторождений на малых глубинах, однако без учета данных западносибирского региона ока также значительно выше. В последние годы в СССР на глубинах более 4 км открыто 10 крупных месторождений. В результате доля начальных разведанных запасов нефти, извлекаемых из глубин 4–5 км, возросла в СССР с 0,1 (1966 г.) до 2,3% (1985 г.), а газа соответственно с 0,2 до 4. В капиталистических странах темпы относительного прироста запасов УВ в этом интервале оказались ниже: доля нефти соответственно возросла с 0,5 до 1,8 %, газа с 1,1 до 2,7. В этих странах более интенсивно приращивались запасы, сосредоточенные на глубинах 3–4 км, начальные разведанные запасы нефти увеличились с 5,7 (1966 г.) до 8,9 % (1985 г.), газа соответственно с 10,8 до 18. В СССР доля запасов нефти рассматриваемого интервала глубин понизилась соответственно с 3,9 до 2,7 %, а газа возросла с 6,6 до 8.

В настоящее время часть запасов нефти и газа на глубинах более 3 км составляет в целом по миру 11 и 21,1 %, соответственно в СССР –5 и 12.

Это свидетельствует о том, что в СССР есть значительные потенциальные возможности прироста запасов как на глубинах более 4,5 км, где площадь перспективных земель составляет 41 % от общей площади таковых в СССР, так и в интервале глубин 3–4,5 км. Первоочередными для поисков глубокопогруженных залежей УВ являются Прикаспийская, Южно-Каспийская, Днепровско-Донецкая впадины, Предуральский, Предкопетдагский, Терско-Каспийский и Предкарпатский прогибы, северная часть Западной Сибири и другие регионы СССР.

По технической сложности нефтегазопоисковые работы на больших глубинах близки к поиску в поднадвиговых зонах областей коллизии плит. Открытие в пределах орогенного пояса Загрос такого месторождения, как Сааджа, или в Скалистых горах месторождения Ист Аншутс Ранч свидетельствует о высоких перспективах нефтегазоносности этих зон. На территории СССР к таковым могут быть отнесены поднадвиговые зоны Предуральского, Предверхоянского, Предкопетдагского, Предкарпатского прогибов и др.

Освоение шельфовых областей

Нефтегазопоисковые работы на мировом шельфе особенно интенсивно развиваются в последние 20 лет. Они увенчались открытием месторождений, в том числе крупнейших, в 64 странах. На шельфе выявлены такие крупные месторождения, как Хиберниа, Терра-Нова, Вентчер у острова Ньюфаундленд; Копаноар, Айсингнак и другие в дельте реки Маккензи; Пойнт-Аргуэлло в Калифорнии; Кингфиш и Мауи в бассейне Гипсленд; Норт-Дом, Ум-Шаиф, Закум, Манифа в Персидском заливе; Ангилле на Габонском шельфе; Карапеба, Вэрмельо в Бразилии; Кантарель в заливе Кампече в Мексике; Нортвиннинг, Пласид, Хельдер в нидерландском секторе Северного моря и др.

В СССР наиболее изучен шельф Каспийского моря, где опоисковано 50 разведочных площадей. Здесь выявлены такие месторождения, как Булла-море, Сангачалы-море, Нефтяные камни, им. Каверочкина, им. 26 апреля и др. Несколько месторождений открыто в Черном, Азовском, Охотском, Баренцевом и Балтийском морях. На 1.01.1986 г. в СССР на шельфе открыто 37 газовых и 31 нефтяное месторождение, большая часть из которых расположена в азербайджанском секторе шельфа Каспийского моря.

В СССР среднесуточные дебиты скважин морских месторождений составляют 24– 26, в США 150–170 т/сут. В настоящее время на морском шельфе (без учета США и СССР) эксплуатируются 313 крупных месторождений нефти и газа. Так как число открытий крупных и гигантских месторождений на мировом шельфе неуклонно возрастает, следует ожидать, что интенсификация морского бурения в СССР обеспечит значительный прирост запасов нефти и газа. Пока темпы бурения скважин на шельфе в СССР существенно отстают от мировых: в 1984 г. было пробурено 89 скважин, в США – 1155, в целом в мире – 3086 скважин.

Освоение карбонатных коллекторов

Доля карбонатных толщ в общем объеме осадочного выполнения нефтегазоносных бассейнов не превышает 16 %. По состоянию на 1.01.1985 г. из 509 крупных и гигантских месторождений УВ нефтяные залежи, приуроченные к карбонатным коллекторам, составляют 26 %, а их запасы достигают 47 % от общих начальных разведанных запасов мира. Для газа это соотношение составляет соответственно 17 и 27 %.

В США, по данным Р. Неринга (1981 г.), 33% месторождений (от 2300 основных), связанных с карбонатными резервуарами, имеют 50 % суммарных запасов УВ.

В СССР к карбонатным коллекторам приурочено свыше 20 % залежей УВ; начальные разведанные запасы жидких УВ не превышают 8, газообразных – 17 %.

Доля запасов УВ, сконцентрированных в карбонатных отложениях, значительно возрастает в бассейнах древних платформ и достигает более 90 % (запасы нефти в Пермском бассейне США). На Восточно-Европейской платформе 34 % от числа выявленных ловушек приходится на карбонатные резервуары, где содержится 45,6 % начальных разведанных запасов. Сибирская платформа без обрамляющих ее прогибов также характеризуется сравнительно высоким долевым участием карбонатных пород в распределении ресурсов УВ. К ним приурочено 38,7 % залежей, которые содержат 38,3 % начальных разведанных запасов нефти и газа.

На молодых Туранской и Скифской плитах доля залежей в карбонатных коллекторах соответственно составляет 28 и 8, а связанные с ними запасы УВ достигают 40 и 14 %. На Западно-Сибирской плите практически все разведанные запасы выявлены в терригенных резервуарах, что обусловлено крайне ограниченным распространением карбонатных коллекторов.

В подвижных поясах СССР на долю карбонатных ловушек приходится 8 % залежей, содержащих 4 % начальных разведанных запасов УВ. Соотношение жидких и газообразных УВ в структуре запасов карбонатных резервуаров рассматриваемых тектонических элементов отражено на рис. 2.

В целом, по сравнению с удельными запасами карбонатных толщ мира, в СССР их удельная значимость втрое ниже, что указывает на недостаточную степень разведанности карбонатных резервуаров в ряде регионов нашей страны, прежде всего в Прикаспийской, Тимано-Печорской, Волго-Уральской, Лено-Тунгусской и Амударьинской провинциях.

Освоение неантиклинальных ловушек

Начальные разведанные запасы неантиклинальных ловушек (стратиграфических, литологических, тектонически экранированных, рифогенных, комбинированных и т. п.) неуклонно возрастают, однако подавляющее большинство месторождений в мире все же пока связано с антиклинальными структурами. По данным на 1.01.1985 г., к антиклинальным ловушкам было приурочено 63,7 начальных разведанных запасов нефти мира и 76,5 % запасов газа. С тектонически нарушенными антиклиналями связано 21,3 % мировых запасов нефти и 11,2% газа. В стратиграфических ловушках сосредоточено 11,6 запасов нефти и 10,9% запасов газа. В ловушках рифогенного типа соответственно 2,1 и 1,0 %, в комбинированных – 1,3 и 0,4 %.

В хорошо изученных нефтегазоносных бассейнах США доля суммарных запасов УВ, выявленных в антиклинальных ловушках, составляет 5, в комбинированных – 33, стратиграфических – 10%. В Пермском бассейне среди крупных УВ-скоплений, открытых в 1976–1986 гг., 51 % приходится на стратиграфические и 15 на комбинированные ловушки.

В СССР в стратиграфических и литологических ловушках выявлено 17 % запасов нефти и 6,7 запасов газа.

Это свидетельствует о реальной возможности существенного наращивания запасов УВ за счет освоения неантиклинальных ловушек, успешность выявления которых зависит от совершенствования методик научного прогноза их распространения и технологических средств картирования.

Обобщая изложенный материал по основным тенденциям развития нефтегазопоисковых работ в СССР и США, следует отметить, что в СССР нефтегазопоисковые работы получили интенсивное развитие значительно позже, чем в США, а суммарные объемы поисково-разведочного бурения до сих пор остаются в несколько раз меньшими по сравнению с США. Однако в нашей стране за счет более высокого, чем в США коэффициента удачи открытия новых месторождений (32–34 %) и вдвое большего количества выявленных у нас гигантских месторождений создана мощная топливно-энергетическая база. В ближайшей перспективе предстоит освоение сложных геологических объектов, в связи с чем необходимо усилить фундаментальные исследования: 1) по выявлению условий формирования и закономерностей размещения залежей нефти и газа в различных геодинамических и термобарических обстановках; 2) в области плитотектонического моделирования нефтегазоносных регионов для уточнения их глубинного строения и прогноза перспективных поднадвиговых областей; 3) по зональному и локальному прогнозу распространения неантиклинальных ловушек различного генезиса, а также комплексные исследования по определению эффективных направлений поисково-разведочных работ в районах с высокой разведанностью недр.

Интенсификация научных исследований в этих направлениях и оперативное внедрение их результатов в практику в комплексе с техническим перевооружением геологоразведочной отрасли должны явиться основой стратегии прогрессивного развития поисково-разведочных работ.

Рис. 1. Динамика разведанности НСР жидких УВ и выявления месторождений нефти Западной Сибири.

Месторождения: 1 – гигантские, 2 – крупные, 3 – средние и мелкие

Рис. 2. Распределение залежей и начальных разведанных запасов нефти и газа в карбонатных резервуарах крупнейших тектонических элементов.

1 – количество залежей к общему числу залежей тектонического элемента, начальные разведанные запасы 2 – нефти, 3 – газа (в % к суммарным запасам УВ тектонического элемента). Платформы I –Восточно Европейская, II – Сибирская, III – Туранская, IV – Скифская