CC BY
10
В статье дан анализ проблем развития нефтяной отрасли страны, а также ресурсной базы нефтедобычи в России и Республике Татарстан. Особое внимание обращено на решение вопросов, связанных с повышением нефтеотдачи пластов. Предложены кардинальные меры по укреплению ресурсной базы для новых и особенно старых районов нефтедобычи. Затронуты вопросы рационализации объемов нефтедобычи в РФ на перспективу.
Ключевые слова: минерально-сырьевая база, коэффициент извлечения нефти (КИН), методы увеличения нефтеотдачи (МУН), геолого-технические мероприятия, геологические исследования, инновационное проектирование, разработки
Как прирастить нефтяное могущество России и Татарстана
Р.Х. МУСЛИМОВ, академик Академии наук Республики Татарстан, профессор Казанского (Приволжского) федерального университета
Ситуация и прогнозы
Современные данные показывают, что углеводороды имеются повсеместно на нашей планете. Их скопления в разных формах и объемах существуют практически во всех сферах земной коры, но распространены они неравномерно как по разрезу, так и по площади. Человеческая цивилизация всегда будет пользоваться углеводородами, которые на нашей планете никогда не иссякнут. Объемы запасов традиционных месторождений нефти и природного газа соизмеримы (правда, газовых ресурсов больше, чем нефтяных). Но при этом ресурсов газа из нетрадиционных источников (сланцы угольных бассейнов, водорастворенные газы, метаногидраты) неизмеримо (на 4-5 порядков) больше ресурсов нефти. Эти ресурсы практически неограниченны.
Альтернативные источники энергии, большинством специалистов называемые возобновляемыми (ВИЭ) - солнечная, ветровая, гидротермальная, биоэнергия, имеют достаточно большой ресурс. Но для их использования не создано конкурентных технологий, экономика процессов существенно хуже, чем традиционных углеводородов. Чтобы снабдить мировую экономику солнечной энергией, потребовалось бы солнечными батареями покрыть 220 тыс. км2 площади (в настоящее время
ЭКО. - 2012. - №1
р.х. муслимов
все солнечные батареи мира занимают 17 км2)1. Ресурсы ВИЭ также размещены на планете неравномерно. Все это объясняет тот факт, что, несмотря на большие усилия развитых стран, в течение последних 30 лет доля ВИЭ в первичных энергоресурсах составляет около 10%, а по самым оптимистичным прогнозам, в 2030 г. достигнет 17-18%.
Следует отметить, что нефть и газ, согласно нашим новейшим исследованиям, также являются практически возобновляемыми за счет подпитки из глубин Земли (верхней мантии)2.Традиционные ресурсы нефти и газа в мире остаются наиболее привлекательными, особенно ценное сырье -нефть. Ее уникальность обусловлена широчайшим диапазоном использования, а ценность - меньшими запасами по сравнению с газом, ядерными ресурсами и ВИЭ. От благ, которые дает нефть, человек никогда не откажется.
Прогнозы добычи нефти на ближайшие 20 лет весьма различны. Наиболее реальным представляется рост в 1,2 раза, т.е. до 4,7 млрд т в год в 2030 г. Для сравнения: производство газа, угля, ядерной энергии возрастет вдвое. Более медленный рост добычи нефти объясняется, как уже говорилось, меньшими ее ресурсами и ограниченными мощностями ее добычи из-за недоинвестирования в течение последних 25 лет (рост добычи составлял 1,6% в год, в то время как рост инвестиций - всего 0,8% в год)3. Но какие бы прогнозы по добыче нефти не делались, ясно одно: каждая из 48 основных добывающих нефть стран, дающих около 99% мировой добычи, стремится увеличить ее добычу, а остальные 48 стран, дающих около 1% мирового производства, мечтают об этом.
Энергетической стратегией РФ на период до 2030 г. (ЭС-2030) предусматривается добывать 530-535 млн т нефти (максимальный уровень), что даже несколько больше достигнутого в 2010 г. показателя (505 млн т). Это четвертый подобный документ. Три предыдущих были провалены. Мы, как и другие специалисты отрасли, прогнозировали эти провалы.
1 Лоран Э. Нефть: ложь, тайны, махинации /Пер. с фр. Т.Ждановой. - М.: СТОЛИЦА-ПРИНТ, 2008. - 432 с.
2 Муслимов Р.Х. Особенности разведки и разработки нефтяных месторождений в условиях рыночной экономики: уч. пособие. - Казань: Изд-во «Фэн» АН РТ, 2009. - 727 с.
3 Муслимов Р.Х. Особенности разведки...
«Игры» вокруг КИН и МУН
Состояние нефтяной промышленности во многом определяется положением с воспроизводством минерально-сырьевой базы (в РФ здесь не все благополучно, так как треть всего прироста проблематична) и уровнем проектного коэффициента извлечения нефти (КИН) (и здесь положение неважное; КИН в РФ имеет тенденцию к снижению). Значительная доля прироста запасов (38,7%) получена в результате повышения КИН по действующим месторождениям за счет принятия Центральной комиссией по разработке нефтяных месторождений (ЦКР) новых документов. Представляется, что новые показатели КИН необоснованно завышены.
В Республике Татарстан (РТ) с динамикой восполнения добычи запасами дело обстоит получше. Но и здесь не все благополучно. Во-первых, так же, как и в РФ, при невыполнении и даже снижении физических объемов геологоразведки запланированный прирост запасов сильно превышен, а каких-либо существенных открытий не было. Как же в РФ удалось столь значительно увеличить приросты запасов нефти? Есть подозрение, что ответственные за это направление работники за годы рыночных реформ научились хорошо «химичить». Во-вторых, как и в РФ, значительная доля прироста (38%) получена за счет увеличения КИН при утверждении проектных документов в ЦКР (таблица), хотя такие высокие КИН проектными решениями не обосновываются. То есть прирост запасов принят авансом в расчете, что когда-то будут найдены методы, дающие высокие КИН в сложных геологических условиях.
В-третьих, ослабление требований Государственной комиссии по запасам к обоснованности прироста запасов способствует «принятию на баланс» успокаивающих цифр. В-четвертых, значительная часть прироста получена за счет резерва, созданного в советские времена, в том числе сверхвязких нефтей и природных битумов.
КИН в РФ и РТ неизменно падал, только в последние годы наметилась его стабилизация, которая объясняется установкой ЦКР на его увеличение. А вот в США КИН к 2010 г. по сравнению с 1965 г. вырос почти в 1,5 раза.
20 р.х. муслимов
Прирост запасов за счет увеличения КИН по РФ и РТ, млн т
Год РФ РТ
общий прирост за счет КИН % общий прирост за счет МН %
2005 424 300 70,7 9,9 6,6 66
2006 580 250 43 42,1 14,1 35
2007 560 200 35,7 29,7 3,1 10
2008 500 110 22 24,8 16,1 65
2009 620 80,4 12,5 43,7 16,8 38
2010 750 390 52 58,9 22,5 38
Итого 3434 1330,4 38,7 209,1 79,9 38
Главной причиной этого является методология утверждения КИН. В США КИН принимается в полном соответствии с проектами разработки и заложенными в них технологическими решениями. Улучшаются со временем технологии - растет КИН. В 1970-х годах американские специалисты считали предельно возможным достижение КИН - 0,5 (к чему они сегодня уверенно идут), а теоретически мыслимым - 0,6 (возможно, это случится уже в середине текущего столетия). А в СССР КИН был идеологизирован. Считалось, чем выше КИН мы примем, тем лучше. При подготовке одного из съездов КПСС даже предлагалось в его решениях директивно записать достижение КИН в нефтяной отрасли 0,6. Нефтяникам с большим трудом удалось исключить этот пункт из проекта решения съезда4.
Главным направлением работы по увеличению КИН является проектирование разработки. К сожалению, здесь положение перманентно ухудшается. Это объясняется происшедшим в 2010 г. коренным изменением в РФ службы разработки нефтяных месторождений. Во главе этого процесса 45 лет стояла Центральная комиссия по разработке нефтяных месторождений, в которую входили выдающиеся ученые и производственники отрасли. Со смертью многолетнего ее председателя Н.Н. Лисовского ЦКР преобразовалась в чиновничье-бюрократическую структуру, и в ней уже нет ядра из ученых и специалистов, а специалисты из регионов и нефтяных
4 Муслимов Р.Х. КИН - его прошлое, настоящее и будущее на месторождениях России // Бурение и нефть. - 2011. - № 2. - С. 27-31.
компаний вообще не включены в состав. Утеряна преемственность. ЦКР в нынешнем составе не способна направлять ни науку, ни производство, обеспечивая рациональную разработку недр. Последняя составляла главную нашу ценность, благодаря чему в СССР годовая добыча нефти была доведена до уровня 624 млн т, что в 1,7 раза превышало максимальную годовую добычу США при в 6 раз меньшем фонде скважин.
В настоящее время при выполнении проектов разработки существует масса недостатков. Несмотря на обновление стандартов, проектирование ведется на уровне 1970-х годов. Метод аналогии, используемый авторами проектов (особенно это касается геолого-физической характеристики залежи), несовершенство методов моделирования и гидродинамических расчетов (точность их - порядка 30%), игнорирование общепризнанных классических методов решения задач разработки, отсутствие глубокого профессионального анализа выработки запасов, контроля и регулирования процессов разработки - это путь в неизвестность. Все перечисленные проблемы приводят не только к непродолжительной «жизни» проектов, но и к нерациональному использованию запасов нефти.
Складывается парадоксальная ситуация: техника и технология нефтедобычи неуклонно развиваются, а нефтеотдача снижается. Основные причины этого:
- слабое изучение детального геологического строения нефтяных месторождений (залежей) промыслово-гидродина-мическими, промыслово-геофизическими, лабораторными, полевыми геофизическими и геологическими методами, причем не только новыми, но и ранее широко применявшимися технологиями, не говоря уже о современных методах исследования пород и насыщающих их флюидов на наноуровне;
- неадекватный реальному геологическому строению подбор технологий разработки и методов увеличения нефте-одачи пластов: у нас до сих пор нет методов и программ подбора необходимых МУН, созданных для геологических условий интересующего объекта;
- невозможность детальной проработки применения современных технологий в условиях сжатых сроков проектирования разработки и недостаточного финансирования;
- резкое сокращение применения МУН и поиска новых эффективных технологий;
- неэффективный контроль со стороны государства (Рос-технадзора, Росприроднадзора) за деятельностью недропользователей в области соблюдения проектных решений, технологических режимов эксплуатации скважин, работ по охране недр и отсутствие жестких санкций со стороны государства за нерациональное использование недр (контроль ведется формально);
- единая (плоская) шкала налогов на добычу нефти различного исходного качества и продуктивности месторождений. Кроме этого, существует много других недостатков внедрения МУН, приводящих к незначительному (3-5%) увеличению КИН. Например, нет четкого разделения добычи за счет МУН и за счет интенсификации, нет методики оперативного учета прироста запасов за счет МУН. Внедрение МУН обычно реализуется несистемно даже в рамках отдельных объектов. При этом отсутствуют крупные проекты внедрения МУН, и в большинстве случаев они используются вообще без проектов. Также процесс осложняется тем, что в нефтяных компаниях крайне осложнен и забюрократизирован доступ исполнителей на участки проведения работ и к информации о геологии и эффективности работ. На внедрение МУН влияет и то, что запущена работа по подготовке и переподготовке научных и производственных кадров.
Отсутствие общепринятых критериев отнесения геолого-технических мероприятий к МУНам приводит к полной вакханалии показателей и не способствует выбору приоритетов и стратегии применения МУН. Так, ОАО «Татнефть» минимум вдвое завышает объемы добычи за счет МУН5, включая сюда и добычу за счет обработки призабойной зоны (ОПЗ) скважин. При этом получается баснословная доля (20,6%) добычи за счет МУН, что вдвое больше, чем в США. Надо понять простую истину: МУН - это мероприятия, повышающие извлекаемые запасы, а ОПЗ скважин - это восстановление или
5 Хисамов Р.С. ОАО «Татнефть»: МУН для сверхвязких нефтей недостаточно // Нефтегазовая вертикаль. - 2011. - № 5. - С. 46-51.
увеличение добычи за счет интенсификации отборов без увеличения КИН. Даже рассчитанная нами (в 2 раза меньшая добыча за счет МУН) представляется завышенной из-за неправомерного отнесения к МУН некоторых физических и химических методов (ряд операций гидроразрыва пластов, горизонтального бурения, простой кислотной обработки и т.д.). Так, ГРП, проводимый в плотных пластах, не дающих рентабельную нефть, можно отнести к МУН, а в высокопроницаемых пластах он неэффективен или даже вреден, так как повышает неоднородность и приводит к преждевременному обводнению и снижению КИН.
Инновации в нефтедобыче
Детальный анализ состояния запасов и ресурсов Республики Татарстан по нашей методологии, учитывающей не только количественную, но и качественную их составляющую, а также многовариантные расчеты добычи нефти на основе апробированных реальных методов и технологий разработки и добычи нефти, показал возможность и технико-экономическую эффективность практического сохранения высокой нефтедобычи в республике на уровне 30 млн т в год при сохранении достигнутых объемов эксплуатационного бурения - 700 тыс. м в год При этом добыча нефти ведется при 95%-м воспроизводстве запасов по республике в целом при сравнительно небольших объемах разведочного бурения -50-95 тыс. м.
По всем канонам в условиях Татарстана, когда непрерывно растет доля трудноизвлекаемых запасов нефти и происходит истощение запасов действующих месторождений, необходимо воспроизводство минерально-сырьевой базы на уровне 120-125% к добыче нефти.
Но для этого при обычном подходе нет возможностей. Более того, к концу планируемого периода мы остаемся с мизерным объемом неоткрытых запасов (даже с учетом ранее не показанных и реально возможных запасов сверхвязких нефтей и природных битумов).
Что делать?
Для ответа на этот вопрос обратимся к развитию ОАО «Татнефть» в период рыночных отношений, когда в неимоверно трудных горно-геологических и экономических условиях «Татнефть» сумела не только удержать, но и нарастить (более чем на 2 млн т в год) добычу нефти. Это было осуществлено за счет умелого, высокопрофессионального использования созданного в советский период потенциала (огромные мощности по добыче нефти - скважины, нефтяные промыслы, технологии, кадры) и получения в рыночных условиях доступа к зарубежной технике. Техника и технология нефтедобычи в республике вышли по существу на мировой уровень. Но этого нельзя сказать о геологии. Геология (в первую очередь, промысловая) практически за эти годы стаг-нировала. Правда, и в целом по РФ, начиная с 1992 г., геологическая наука и геологическая отрасль все больше и больше приходили в упадок. Геология, которая должна быть предводителем недропользования, теперь в РФ и Республике Татарстан таковой не является.
Для решения проблемы обеспечения запасами нефти на длительную перспективу нужно кардинально изменить подход к решению геологических задач на современном этапе.
Прежде всего, в планируемом периоде следует сосредоточиться на вопросах кардинальной и глубокой переоценки запасов действующих месторождений. В первую очередь, это касается крупнейших: Ромашкинского и Ново-Елхов-ского. Здесь за всю историю кондиционные значения основных объектов разработки пересматривались дважды: в 1960-х и в 1980-х годах. За это время накоплен громадный опыт разработки, в том числе с применением новейших технологий. Нужно провести работу по уточнению кондиционных значений пород-коллекторов (по их снижению) и применить новые методы интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС), учитывающие природные свойства пластов, обусловленные условиями осадконакопления и последующих преобразований осадочных пород.
В РФ сегодня имеются новые методы интерпретации (ТАВС), позволяющие по-новому интерпретировать пласты, детализируя
их геологическое строение. При этом существенно меняется геологическая модель месторождения, а главное - появляется возможность целенаправленно проводить геолого-технические мероприятия, что значительно повышает их эффективность6.
Дальнейшим резервом увеличения извлекаемых запасов на действующих месторождениях являются остаточные запасы нефти промытых в процессе эксплуатации пластов и участков. Это запасы выработанных участков, которые согласно нынешним проектам разработки должны оставаться в недрах после окончания эксплуатации. Мы извлекли 3,1 млрд т запасов, а на этих участках осталось запасов даже больше этой величины. Они находятся в более благоприятных условиях -в основном маловязкие нефти в высокопроницаемых породах. Правда, техногенно измененные.
В ОАО «Татнефть» давно надо было провести работы по изучению остаточных запасов нефти с количественной дифференциацией на категории: слабоизмененные и сильнопре-образованные (научные предпосылки для этого были созданы до рыночных реформ)7. Для первых гораздо легче найти методы извлечения, чем для вторых. Приоритетными для проведения работ будут служить участки с большей долей в остаточных запасах нефти слабоизмененных запасов. Необходимо начать работы по поискам методов извлечения этих запасов, прежде всего, на залежах Бавлинского, Бондюжского, Первомайского месторождений, а также отдельных площадей Ромаш-кинского и участков Ново-Елховского месторождений8.
Кардинальное решение проблем мы связываем с инновационным проектированием разработки нефтяных месторождений (в настоящее время отрабатывается на месторождениях республики). В этом вопросе научный Татарстан первый
6 Долженков В.Н.,Хусаинов В.М., Вильданов А.А. Уточнение схемы геолого-промысловой классификации пластов-коллекторов горизонта Д1 Ромашкинского месторождения // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 12. -С. 18-20.
7 Муслимов Р.Х. Современные методы повышения нефтеизвлечения: проектирование, оптимизация и оценка эффективности: уч. пособие. -Казань: Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2005. - 688 с.
8 Муслимов Р.Х. Современные методы повышения нефтеизвлечения.
и пока единственный в отрасли9. Инновационный проект -это научно-исследовательская работа по конкретному месторождению, выполняемая в процессе проектирования разработки. На данном этапе изучаются детали геологического строения объекта и на этой основе подбираются технологии разработки, которые должны в полной мере учитывать особенности геологического строения. Для выполнения проекта нужно в 3-5 раз больше времени (2,5-3 года) и в 8-10 раз больше средств. По существу, каждый проект разработки у малых компаний в Республике Татарстан должен быть инновационным, насыщенным новыми МУН.
С 2009 г. отработка инновационных методов проектирования разработки ведется на месторождениях малых компаний при поддержке президента Республики Татарстан. После их завершения в 2013 г. можно будет их тиражировать на все месторождения республики с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Это будущее эффективного и рационального проектирования разработки нефтяных месторождений.
Государству нужно особое внимание уделять созданию условий для налогового стимулирования развития современных МУН. При этом на дополнительно добытую за счет МУН нефть на действующих месторождениях обнулить налог на добычу и экспортную пошлину. А дополнительную добычу по новым крупным проектам, связанным с широким внедрением дорогостоящих проектов теплового, газового, водогазо-вого, комплексного воздействия, или крупным проектам выработки остаточных запасов, на период полной окупаемости проектов полностью освободить от всех налогов. Только в этом случае в РФ будет реальный, а не бумажный прогресс в повышении нефтеотдачи.
Минприроды РФ должно понять, что требуется государственное финансирование фундаментальных исследований в области повышения нефтеотдачи (в том числе за счет средств,
9 Муслимое Р.Х. Проблемы модернизации и развития инновационных технологий разработки нефтяных месторождений в связи с существенным изменением ресурной базы нефтяной отрасли в РТ // Георесурсы. - 2011. -№ 3. - С. 4-7; Муслимое Р.Х. Актуальные задачи регламентации инновационного проектирования нефтяных месторождений на современном этапе //Нефть. Газ. Новации. - 2010. - № 1. - С. 6-11.
идущих на геологоразведку), так как повышение КИН является второй (после традиционных геологоразведочных работ) составляющей воспроизводства минерально-сырьевой базы.
Необходимо сформулировать понятие рациональности разработки нефтяных месторождений в рыночных условиях и основные принципы рациональной разработки нефтяных месторождений в различных геологических условиях. Огромное значение для нефтяной отрасли имело бы принятие в отрасли методического руководства по оценке технологической эффективности МУН и ОПЗ скважин. В настоящее время отсутствуют точные данные о добыче нефти за счет МУН, и нет четкого разделения добычи за счет МУН и ОПЗ. Поэтому объемы дополнительной добычи за счет современных МУН по стране различными исследователями оцениваются в диапазоне от 1 до 40 млн т в год и более.
Сколько Россия должна добывать нефти
Сегодня мало кто задумывается над этим вопросом. Для определения необходимых (оптимальных) уровней добычи нефти сравним объемы добычи и потребления с другими странами. Наиболее благополучная страна - США - добывает нефти около 1 т/чел. и потребляет около 3,2 т/чел. в год. В РФ наоборот: добыча составляет 3,43 т/чел., потребление - менее 0,9 т/чел. в год. Страны ОПЕК добывают в среднем 3,67 т/чел., потребляют - 0,865 т/чел. Причем объемы добычи колеблются от 1,13 т/чел. (Нигерия) до 60-61,4 т/чел. (ОАЭ, Кувейт), потребляют от 0,02 т/чел. (Нигерия) до 5,2-7,6 т/чел. (Саудовская Аравия, ОАЭ, Кувейт).
Высокая среднедушевая добыча является следствием крупных запасов и низких издержек производства, а также особой формы собственности в странах Ближнего Востока. Высокоразвитые страны Западной Европы в среднем добывают около 1 т/чел., потребляют - 2,3 т/чел. в год. Таким образом, для высокоразвитой экономики характерно потребление нефти около 2 т/чел. в год, что обеспечивает высокий уровень жизни населения.
Чрезмерно высокий уровень добычи нефти не делает наш народ счастливым. Скорее, он создает предпосылки к углублению
для России периодически возникающих экономических и глобальных мировых кризисов. Это весьма наглядно показал Е.Т. Гайдар в своей книге «Гибель империи»10. Вспомним печальный опыт СССР, который по добыче нефти был на первом месте, а по уровню жизни населения - существенно ниже. При этом руководители страны требовали непрерывного увеличения добычи нефти. Был даже подготовлен вариант роста добычи нефти в бывшем СССР до 980 млн т. При этом совершенно игнорировалась экономика геодобычи. В современных условиях необходимо основное внимание обращать не на абсолютный уровень добычи нефти, а на экономику ее добычи и использования, а также конкурентоспособность.
Симптоматично, что нефтяная компания «ЛУКОЙЛ» приняла обновленную программу развития на 2010-2019 гг., переориентировав ее с роста нефтедобычи на рост свободного денежного потока. Через десятилетие компания будет добывать не более 100 млн т в год против 145 млн т по стратегии компании, принятой в 2006 г.
Почему бы и государству не пойти по этому пути?
Несколько другое положение с добычей и экспортом природного газа. Но и здесь желание РФ увеличить годовую добычу газа до 1 трлн м3 в год является непонятным. Кроме того, надо учесть такой немаловажный фактор, как использование поступлений от нефти и газа. При сегодняшнем уровне коррупции в РФ значительная часть этих поступлений идет не во благо страны. Может быть, к середине текущего столетия (если удастся не искоренить, то хотя бы существенно уменьшить коррупцию в стране) средства от реализации нефти, нефтепродуктов и газа будут способствовать реальному процветанию России и ее народа.
В этом отношении можно привести опыт Норвегии, которая, открыв первое месторождение в Северном море, не спешила добывать нефть и в течение 20 лет готовила для этого законодательную и техническую базу.
