CC BY
138
ВЫПОЛНЕНИЕ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ В ПЕРЕХОДНЫХ ЗОНАХ СУША-МОРЕ
С.Б. Коротков (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»)
В настоящее время отечественные нефтегазовые компании активно осваивают прибрежные мелководные зоны южных (Каспийское, Черное, Азовское) и северных (Баренцево, Карское) морей, Обской и Тазовской губ. Первоочередными для промышленного освоения являются территории: на юге - дельта р. Волга, на севере - транзитные зоны п-ва Ямал, продуктивность которых доказана на ряде месторождений, таких как Харасавейское, Каменномысское, Крузенштернское, Геофизическое, Южно-Тамбейское и др.
Все переходные (транзитные) зоны характеризуются чрезвычайно низкой степенью геологогеофизической изученности. На соответствующих картах они показаны белыми пятнами, что означает полное отсутствие геофизических исследований и буровых работ. Например, на карте геологогеофизической изученности Обской губы с прилегающими участками суши (рис. 1), в районе Каменномысского месторождения и на противоположном берегу Обской губы в районе месторождений Парусовое и Южно-Парусовое отчетливо видны «белые пятна».
Рис.1. Фрагмент обзорной карты недропользования ЯНАО1
Почему же до сих пор существуют «белые пятна» транзитных зон? Причин тому несколько. Прежде всего, до конца 1990-х гг. в стране отсутствовало надежное оборудование, пригодное для проведения сейсморазведочных работ в переходных зонах северных морей. Второй важной причи-
На схеме изученности бурением и сейсморазведкой Обской губы в районе Каменномысского месторождения видна «белая» полоса в сети профилей (сиреневые линии) и разведочного бурения (черные точки с номерами) в прибрежной части. Помимо этого заметно различие в плотности и ориентации сухопутных и глубоководных сейсморазведочных профилей. Аналогичная ситуация видна и на противоположном берегу в районе месторождений Парусовое и Южно-Парусовое.
ной была экономическая. В условиях низких цен на углеводородное сырье в прошлом столетии, при наличии значительных запасов нефти и газа в более доступных районах суши разведка и добыча в прибрежных зонах были убыточными. Как следствие, не развивались технологии геологоразведки и бурения в этих специфических зонах, не создавалось и не закупалось за рубежом необходимое оборудование. В 1990-е гг. к этим двум причинам добавились «экономический хаос» в геолого-раз-ведочной индустрии России и значительно ужесточившиеся экологические требования к проведению работ в прибрежных зонах.
В наступившем столетии ситуация постепенно меняется. В сложившейся экономической ситуации исключительная сложность и дороговизна поисково-разведочных работ в переходных зонах компенсируется в дальнейшем более простой и дешевой эксплуатацией и транспортировкой нефти и газа. Появляются альтернативные рентабельные способы транспортировки продукции: либо по трубопроводам, либо танкерами. Разработка залежей наклонными скважинами с берега, с небольших отсыпок или огороженных дамбами участков уменьшает величину капитальных вложений.
На этапе поисковых работ ключевая роль отводится сейсморазведке. Каждая отрабатываемая площадь является уникальной в техническом и методическом смысле. В мире накоплен значительный опыт проведения сейсморазведочных работ 2D и 3D в переходных (транзитных) зонах, хотя до сих пор достаточно ограниченное количество геофизических компаний способны качественно выполнять такие проекты.
Ведущие производители геофизического оборудования выпускают специализированные модификации полевого оборудования - болотофоны (на базе геофонов), донные гидрофонные косы, подводные регистрирующие модули, усиленные соединительные кабели и др., подключаемые к обычным современным телеметрическим сейсмостанциям (Sercel, I/O, Aram и др).
Буровые станки, в случае взрывных источников возбуждения, устанавливаются либо на небольшие плавающие платформы Jack-Up, либо на вездеходы типа buggy (внешне напоминающие отечественные тракторы К-701 или Т-150), либо на аэроботы (плоскодонные лодки с авиационными двигателями и винтами).
Мощные математические аппараты обрабатывающих комплексов и удобные программы планировки отстрела позволяют свободно комбинировать в рамках одного проекта различные источники сигнала (взрывы/вибраторы/пневмопушки), различные приемники (геофоны и гидрофоны), планировать необходимую кратность на сухопутных участках, в болотистой местности и глубоководных частях месторождений.
Высокоточное профессиональное геодезическое носимое GPS-оборудование позволяет осуществить надежную разбивку сейсмических профилей. Высокая кратность отстрела (свыше 120/240 при 2D взрыв/пневмопушка) положительно решает вопрос не только с улучшением соотношения сигнал/помеха и вертикальным разрешением, но и в значительной степени снимает опасения геофизиков-теоретиков относительно сильно различающихся амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) различных источников и приемников, их различных взаимных комбинаций при суммировании в одном бине или общей средней точке.
На финальных суммированных разрезах и кубах, при условии качественного выполнения полевых работ и обработки данных, зачастую невозможно определить границы сухопутных, болотистых и глубоководных участков.
Тем не менее, геолого-разведочные работы в транзитных зонах до сих пор остаются сложнейшим видом работ и под силу лишь немногим компаниям. В отечественной практике проведения работ в арктических переходных зонах можно выделить две основные проблемы.
Первая из них - весь зарубежный опыт связан с транзитными зонами в регионах с умеренным и тропическим климатом. Его можно и нужно использовать на Каспии, Черном и Азовском морях, в дельте Волги. Однако наиболее протяженными в нашей стране являются транзитные зоны арктических морей, специфика природных условий, труднодоступность, хрупкая экосистема которых диктуют необходимость создания адекватных методик и полевого оборудования. Возникает множество вопросов самого разного характера, например в какой сезон удобнее работать в поле: летом (температура воды +4 °С, воздуха +10 °С) или зимой (лёд, температура воздуха -50 °С, ветер)? Летом возможна работа на плавсредствах с низкой осадкой, зимой - по льду. В каждом конкретном случае это решается по-разному.
Вторая проблема связана с размерами месторождений. В арктических транзитных зонах коммерческий интерес представляют в основном крупные и уникальные по запасам месторождения. Именно такие месторождения планируется осваивать в первую очередь в транзитных зонах п-ва Ямал.
Исторически сложилась практика проведения сейсморазведочных полевых работ тремя отдельными этапами - сначала на суше, затем, спустя годы, иногда десятилетия, на море и, наконец, через какое-то количество лет - работы в переходной зоне. Затем по прошествии некоторого времени полученные результаты пытаются связать в одной геологической модели, подсчитать общие запасы и создать единый проект разработки.
Иногда геологическая модель, подсчет запасов и проект разработки выполняются только на базе одной из съемок месторождения (например, сухопутной). В дальнейшем «сшивка» геологических моделей разных участков месторождения производится при отсутствии единой геологической модели (море, суша, транзитная зона). В некоторой степени вина за такой непрофессиональный подход к геологической разведке ложится на государство, расчленяющее месторождение на лицензионные блоки и не продумавшее стимулов для поисковых работ частными компаниями. В настоящее время, учитывая технические и аппаратно-программные достижения в сейсморазведке, требуется создание единого проекта 2Б или 3Б работ, предусматривающего разные условия проведения, комбинации источников и приемников, разные сезоны отстрела. Необходимы выполнение полевых работ одним генеральным подрядчиком, несущим финансовую ответственность за конечный результат всех этапов, единый супервайзерский контроль с четким пониманием необходимого уровня качества геологического материала и, наконец, единая обработка, интерпретация и построение 3Б геологической модели. На основании единой геологической модели строится единая гидродинамическая модель и рассчитываются варианты разработки месторождения.
На рис. 2 показана схема сейсморазведочных работ 2Б в сложнейшей по геологическому строению (солянокупольная тектоника) и условиям проведения полевых работ (заболоченное мелководье глубиной от 0 до 2 м, шириной до 15 км, колебания уровня воды, перепады температуры возду-
Рис. 2. Схема расположения профилей 2D сейсморазведочных работ в транзитной зоне, наложенная на космический снимок. Глубоководные (более 3 м) участки показаны темно-зеленым цветом, линиями обведены острова. Светлые участки -
мелководье (0,5-3 м) и отмели
ха от +45 до -40 °С, строгие экологические требования) переходной зоне северо-восточного побережья Каспия.
На рис. 3 изображен временной мигрированный разрез по одному из профилей (с указанием ориентировочных глубин отражающих горизонтов).
Рис. 3. Временной сейсмический разрез с увязкой глубин
Несмотря на то, что профиль проходил по сухопутному, морскому и заболоченному участкам, пересекал многочисленные острова, итоговый профиль в результате стандартной обработки в полевом вычислительном центре выглядит однородно, и после увязки глубин пригоден для детальной геологической интерпретации. Качество и достоверность данной сейсмической информации можно оценить как высокие, несмотря на то, что в качестве источников попеременно, на разных интервалах профиля использовались взрывы TNT и пневмопушки с удвоением кратности. В качестве приемников использовались геофоны, болотофоны и гидрофоны в самых различных комбинациях.
Окончательный результат подтверждает тезис о том, что для получения качественных данных очень важно, чтобы выполнение работ на всех участках площади было сделано «одними руками», на одном комплекте оборудования и с идентичными настройками. Практика улучшения данных процедур обработки и интерпретации, как правило, не приносит желаемых результатов.
