CC BY
298
УДК 553.98 К.О. Соборнов
Возможности наращивания ресурсной базы газодобычи в складчатых поясах России
Ключевые слова: Ретроспективный анализ результативности поисково-разведочных работ (ПРР) на ресурсы, нефть и газ в России и за рубежом показывает, что их эффективность имеет цикли-
нефть и газ, ческий характер и практически повсеместно определялась благоприятным сочета-
складчатый пояс, нием двух ключевых факторов: выбором наиболее перспективных направлений ПРР Арктика, и соответствующих геотехнологий. Наличие этих факторов обеспечивало крупные
сланцы. серийные открытия.
Примером могут служить открытия крупных нефтяных залежей в девонских Keywords: песчаниках Волго-Уральской нефтегазоносной провинции в 1940-1950 гг. Стре-
resources, мительный прирост запасов в этом регионе стал возможным благодаря широкому
oil and gas, применению структурного бурения, которое в условиях этого региона позволяло опе-
fold belt, ративно подготовить большое количество перспективных структур. Быстрый рост
the Arctics, минерально-сырьевой базы (МСБ) газодобычи на севере Западной Сибири в 1960-
shales. 1970 гг. был обусловлен установлением уникальной продуктивности сеноманских
отложений и подготовкой структур за счет массированного применения сейсморазведки как основной геотехнологии подготовки объектов бурения. Сокращение фонда перспективных объектов, снижение качества его подготовки и уменьшение размеров открываемых месторождений неизбежно приводили к уменьшению эффективности геологоразведочных работ (ГРР) на данном направлении, что побуждало к поиску новых альтернативных возможностей.
Успешное развитие ресурсной базы добычи нефти и газа до распада СССР за счет открытия крупных и крупнейших месторождений в Западной Сибири, Прикаспии и других регионах обеспечило огромный «запас прочности» топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России. Однако к настоящему времени произошло ухудшение структуры МСБ и сокращение активных запасов крупных базовых месторождений нефтегазодобычи. В этих условиях особую актуальность приобретает определение новых перспективных направлений ГРР.
Анализ современной изученности нефтегазоносных регионов России и состояния технологий ГРР показывает, что в настоящее время существуют три новых направления работ, потенциально способных обеспечить повышение результативности поисков нефти и газа и значительное увеличение ресурсной базы, - поиски нефти и газа в арктических акваториях, возможное освоение нетрадиционных источников газа, опоискование складчатых поясов. Выделение этих направлений не означает, что другие (в том числе традиционные) не представляют интереса. Их значение сводится к тому, что они могут внести качественные изменения в ход развития сырьевой базы добычи и послужить основой нового цикла в развитии МСБ.
Выбор Арктики в качестве нового центра развития МСБ выглядит весьма убедительно по результатам изучения и опоискования новых нефтегазоносных территорий. Очевидно, что Арктика представляет собой последний практически нетронутый крупный регион для поисков нефти и газа. Большинство экспертов оценивают нефтегазовый потенциал российского сектора Арктики в 100 млрд т н.э., причем большая часть этих ресурсов будет представлена газом. Основным затруднением при освоении арктического нефтегазового потенциала являются удаленность и экстремальные климатические условия, предъявляющие высочайшие требования к техническим средствам для безопасного проведения работ. Реализация проектов будет чувствительна к колебаниям рыночной конъюнктуры. В силу этих об-
стоятельств, как показывает история освоения Штокмановского месторождения, разработка углеводородных ресурсов может растянуться на длительный период.
Увеличение ресурсной базы углеводородов возможно и за счет нетрадиционных источников углеводородов, в том числе сланцевого газа. Ощутимых успехов в освоении газового потенциала сланцевых толщ добились в США и Канаде. В России также известны месторождения сланцев, однако их ресурсы в настоящее время не столь велики.
Попытки разработки отложений баженов-ской и доманиковой свит - аналогов сланцевых толщ - предпринимались неоднократно, в ряде случаев весьма удачно. Однако эти ресурсы остаются трудноизвлекаемыми. С экономической точки зрения их широкомасштабная разработка представляется затратной и рискованной. В будущем при более благоприятном налоговом режиме, удешевлении технологий горизонтального бурения и многократного гидроразрыва, вероятно, повысится привлекательность добычи нефти сланцевых толщ. Пока же вовлечение в освоение газового потенциала сланценосных толщ в России не является актуальным направлением.
Другим важным источником прироста запасов нефти и газа могут стать складчатые пояса. Этот источник восполнения ресурсной базы России представляется незаслуженно недооцененным. В силу того что нефтяная промышленность мира зародилась в предгорных складчатых поясах, их рассмотрение в качестве перспективного источника нефти и газа может показаться парадоксальным. На первый взгляд это предположение противоречит популярному утверждению, что крупные месторождения открываются первыми.
В связи со сложностью геологического строения территорий складчатых областей геотехнологии, применяемые в прошлом, позволяли выявлять только самые простые структурные объекты. Вместе с тем, в силу особенностей строения этих областей часто наблюдается несоответствие структурных планов на разных глубинных и стратиграфических уровнях. По этой причине выявление многих перспективных для поисков углеводородов объектов требует применения полного арсенала новейших технических средств. Новые методы сейсморазведки, исследование потенциальных полей и магнитотеллурического зонди-
рования, бурение «умных скважин», геохимические и дистанционные исследования, а также интегрированная интерпретация всей совокупности данных, проведение бассейнового моделирования позволяют выявлять крупные поисковые объекты там, где это было невозможно в прошлом. Это открывает дополнительные возможности для успешного проведения поисков нефти и газа, включая «старые» районы нефтедобычи. Существует немало фактов, свидетельствующих о том, что применение новых технологий ГРР и передовых методов интерпретации данных может привести ко «второму рождению» старых нефтегазодобывающих регионов.
Со складчатыми поясами и передовыми прогибами в мире связаны крупнейшие скопления нефти и газа. Достаточно привести примеры Персидского залива и Венесуэлы, обладающих максимальными концентрациями нефтегазовых ресурсов в мире. В пределах 25 основных нефтегазоносных провинций мира, связанных со складчато-надвиговыми структурами (поясами), запасы нефти и газа составляют 710 млрд барр. (113 млрд т) [1]. Важной особенностью складчатых поясов является то, что в их пределах гораздо чаще, чем в платформенных районах, встречаются крупные месторождения нефти и газа. В целом, месторождения складчато-надвиговых поясов обеспечивают значительную часть добычи в Иране, Ираке, Сирии, Венесуэле, Колумбии, Индонезии, Китае, Индии, США, Канаде, Кубе, Румынии.
Несмотря на то, что первые месторождения нефти в бассейне Персидского залива были открыты в складчатом поясе Загрос в Иране в 1908 г. и в изучении этого района в разное время приняли участие многие крупнейшие компании мира, важные открытия в этом регионе делаются и в настоящее время [2]. Согласно оценке Геологической службы США, складчатый пояс Загрос и сейчас представляет наибольший поисковый интерес в бассейне Персидского залива. В базовом сценарии совокупные неоткрытые традиционные ресурсы нефти этого бассейна составляют 86 млрд барр. (13,7 млрд т), газа - 336 трлн куб. футов газа (9,5 трлн м3). При этом в складчатом поясе Загрос, который составляет лишь 20 % площади бассейна Персидского залива, доля неоткрытых традиционных ресурсов оценивается в 45 % по нефти и 87 % по газу.
Основными геологическими предпосылками высоких перспектив поисков залежей нефти и газа в складчато-надвиговых поясах являются: наличие высокоамплитудных складок, обеспечивающих большую высоту залежей, что в совокупности с повышенной трещиновато-стью массивных резервуаров способствует высокой продуктивности нефтегазоносных отложений; увеличенная толщина и стратиграфическая полнота осадочного разреза; большое число глинистых покрышек. Характерным является присутствие рифов, в том числе барьерных, которые формировались на континентальных окраинах, позднее трансформированных в складчатые пояса. Типичной для складчато-
надвиговых поясов является высокая зрелость нефтегазоматеринских отложений.
Опыт проведения ГРР в различных складчатых поясах мира позволил выявить ряд особенностей, которые ранее не принимались во внимание в качестве положительных аргументов при оценке перспектив нефтегазоносности этих зон. К ним относятся зоны послойных срывов (детачменты), надвиги обратной (встречной) вергенции, тектонические утолщения (те-лескопирование) пластичных горизонтов, латеральные рампы и др. Наличие подобных явлений создает дисгармоничность деформаций, при которой поверхностный структурный план не соответствует глубинному. Ошибки в струк-
Рис. 1. Геологический (а) и сейсмический (б) разрезы зоны сочленения Таримского бассейна и Тянь-Шаня (по работе [3] с дополнениями)
турной интерпретации часто вели к неверному определению скоростных характеристик при создании сейсмогеологических моделей. В результате возникали систематические ошибки в определении мест заложения скважин и их глубин. Из-за несоответствия структурных планов разных стратиграфических уровней скважины, заложенные на основе данных о строении верхних горизонтов чехла, оказывались за пределами перспективных объектов.
Иллюстрацией к сказанному могут служить результаты недавних открытий в Китае. Крупные скопления газа были открыты в складчатых зонах, обрамляющих Таримский бассейн. Согласно рис. 1, ловушки газа связаны со сложной вдвиговой дуплексной системой деформаций, за счет которой глубинные складки не имеют отражения в приповерхностных слоях. Очевидно, что подобные открытия в прошлом могли быть сделаны только случайно.
Изучение геолого-геофизических данных, характеризующих строение складчато-над-виговых поясов в различных районах России, показывает, что в их пределах выявляются те же особенности, которые установлены и в зарубежных аналогах. На рис. 2 приведен схематический геологический разрез складчатых
предгорий Пай-Хоя и северо-восточной части Тимано-Печорского бассейна с выделением основных типов ловушек нефти и газа. Новые сейсмические данные свидетельствуют о наличии крупных перспективных антиклинальных структур, рифов и зон срезания продуктивных отложений.
На рис. 3 схематически показано положение складчато-надвиговых поясов на суше России, которые могут представлять большой нефтегазопоисковый интерес.
В существенных объемах ПРР на нефть и газ проводились в зоне передовой складчатости Урала и Кавказа. Остальные районы либо не изучены, либо их изученность соответствует региональной стадии (Таймыр, Верхоянье и др.). Наиболее значимым результатом этих работ стало открытие уникального Вуктыльского газоконденсатного месторождения (1964 г.), а также крупных залежей в погруженных верхнеюрско-меловых отложениях Терско-Каспийского прогиба [4].
Актуальность постановки поисковых работ на нефть и газ в России особенно важна, в силу того что именно в пределах суши Северной Евразии, образованной сложной мозаикой ли-тосферных плит, складчатые пояса имеют
Варандей-Адъзвинская зона Коротаихинская впадина
юз
Пай-Хой
св
а
б в г
Рис. 2. Схематический геологический разрез складчатых предгорий Пай-Хоя и северо-восточной части Тимано-Печорского бассейна с выделением основных типов ловушек нефти и газа (а); фрагменты сейсмических разрезов, иллюстрирующих связанные с ними типы ловушек: б - стратиграфическое срезание пластов; в - риф; г - надвиговая антиклиналь (по данным ОАО «Нарьянмаргеофизика» и ОАО «Севморнефтегеофизика»)
Г сь Месторож ^^^^ НС ^^^^ га сладчатый пояс дения ;фти □а
Рис. 3. Перспективные складчатые пояса на суше России (с продолжением в акватории): 1- Туапсинский, 2 - Кубанский, 3 - Терско-Каспийский, 4 - кряжа Карпинского, 5 - Уральский, 6 - Тиманский, 7 - Таймырский, 8 - Енисейский, 9 - Кузнецкий, 10 - Патомский, 11 - Верхоянский, 12 - Индигиро-Зырянский, 13 - Восточно-Камчатский, 14 - Сахалинский
наиболее широкое распространение (в отличие от других континентов). Этим обусловлена как большая площадь перспективных районов (не менее 2 млн км2), так и чрезвычайное многообразие структурных деформаций, что создает предпосылки для новых крупных открытий. Некоторые складчатые пояса (например, Урал и Кавказ) находятся в районах с развитой нефтегазовой инфраструктурой, что позволит снизить затраты на ГРР и сократить их сроки. Кроме того, проведение ГРР в Арктике потребует привлечения зарубежных технологий и инвестиций, тогда как эти работы на территории складчатых поясов могут осуществляться на основе существующих российских
технологий, что важно в условиях политической и экономической нестабильности.
Таким образом, проведение ПРР в пределах складчатых поясов с использованием современных технологий может стать основой нового цикла развития ресурсной базы добычи газа в России. Вероятно, активное проведение работ в этом направлении позволит получить значительный экономический эффект по сравнению со сложными и дорогостоящими работами в акваториях Арктики и по разработке сланцевых толщ.
Автор выражает благодарность Д.А. Астафьеву и В.С. Шеину за обсуждение вопросов, рассмотренных в настоящей статье.
Список литературы
1. Roeder D. Fold-thrust belts at peak oil / D. Roeder, G.P. Goffey, J. Craig, Т. Needham et al. // Hydrocarbons in contractual belts. Geological society. - London, 2010. - V. 348. - P. 7-31.
2. Assessment of undiscovered conventional oil and gas resources of the arabian peninsula and zagros fold belt. - 2012. - http://pubs.usgs.gov/ fs/2012/3115/FS12-3115.pdf
3. Xu Shilin. Kela-2: a major gas field in the Tarim Basin of west China / Xu Shilin, Lu Xiuxiang, Sun Zhonghua et al. // Petroleum Geoscience. -2004. - V. 10. - P. 95-106.
4. Клещев К.А. Тектоника литосферных плит и проблемы нефтегазоносности надвиговых структур на территории СССР / К.А. Клещев, B.C. Шеин, К.О. Соборнов // Геодинамика
и нефтегазоносность осадочных бассейнов СССР. - М.: ВНИГНИ, 1991. - С. 4-52.
5. Соборнов К.О. Складчато-надвиговые пояса: основа нового цикла наращивания ресурсной базы добычи нефти и газа в России? /
К.О. Соборнов // Геология нефти и газа. -2014. - № 2. - С. 64-71.
References
1. Roeder D. Fold-thrust belts at peak oil / D. Roeder, G.P. Goffey, J. Craig, X Needham et al. // Hydrocarbons in contractual belts. Geological society. - London, 2010. - V. 348. - P. 7-31.
2. Assessment of undiscovered conventional oil and gas resources of the arabian peninsula and zagros fold belt. - 2012. - http://pubs.usgs.gov/ fs/2012/3115/FS12-3115.pdf
3. Xu Shilin. Kela-2: a major gas field in the Tarim Basin of west China / Xu Shilin, Lu Xiuxiang, Sun Zhonghua et al. // Petroleum Geoscience. -2004. - V. 10. - P. 95-106.
4. Klechev K.A. Tectonics of lithosphere plates and problems of oil-gas bearing capacity of overthrust structures on the territory of the USSR / K.A. Klechev, V.S. Shein, K.O. Sobornov // Geodynamics and oil-gas bearing capacity of sedimentation basins of the USSR. - M.: VNIGNI, 1991. - P. 4-52.
5. Sobornov K.O. Fold-thrust belts: foundation of a new oil and gas production resource base buildup cycle in Russia? / K.O. Sobornov // Oil and gas geology. - 2014. - № 2. - P. 64-71.
