Нефть и газ – это энергия, топливо и сырьё для удовлетворения многочисленных потребностей населения нашей планеты. Развитие нефтегазового дела (в том числе – разведка и бережная эксплуатация месторождений углеводородов) является первоочередной задачей человечества. Ведь как бы люди не стремились к альтернативным источникам энергии, найти полноценную замену углеводородам пока не удается. В настоящее время нефть используется в 2-5 раз больше, чем 30-40 лет назад.

Нефть и газ обеспечивают 20% внутреннего валового продукта России, они являются главными статьями нашего экспорта, давая более половины его доходов. Однако основные их месторождения на суше уже частично выработаны, а в Республике Коми и Западной Сибири — истощены (часть – в Тюменской области, в ХМАО, ЯНАО, а также в Томской, Омской и Новосибирской областях). Прирост разведанных запасов нефти России в настоящее время не покрывает добываемого количества, но, по утверждению аналитиков из разных интернет-изданий, минимум 30-50 лет нам будет, что добывать.

Территория России богата нефтяными месторождениями, ведется активная их разработка и эксплуатация. По данным портала «Коммерсант.ru» сейчас более четверти (свыше 25%) добычи нефти приходится на выработанные месторождения. Объем добычи их составляет около 140 млн тонн в год. Почему так происходит? Проще и выгоднее выработать «легкую» нефть во многих смыслах без внедрения новейших технологий.

В настоящее время с геологических позиций уменьшается добычной потенциал большинства месторождений. Согласно оценке министерства природных ресурсов и экологии РФ, текущих запасов нефти России хватит на 59 лет, а газа – на 103 года. В Роснедрах дают более консервативную оценку размера нефтяных ресурсов – 58 лет, при этом уточняя, что рентабельных запасов хватит только на 20 лет.

Кроме того, Минфин предложил отложить на три года поправки в Налоговый кодекс об изменении льгот на участки месторождений с выработанностью запасов более 80 % – это в дальнейшем существенно уменьшает финансовый результат нефтяных компаний.

На территории Российской Федерации находится несколько крупных нефтяных провинции. Одна из крупнейших – Западная Сибирь.

В Западно-Сибирской низменности находится около 60% российских сухопутных ресурсов нефти. Здесь открыто свыше 500 нефтяных, нефтегазоконденсатных и нефтегазовых месторождений, которые содержат свыше 70% всех разведанных на данный момент запасов. Высокая нефтегазоносность этой ресурсной провинции объясняется наличием отложений, сформировавшихся в меловом и юрском периодах. Основная часть продуктивных нефтеносных слоев залегает обычно на глубине 2-3,5 км.

Сегодня основная добыча нефти в Западной Сибири ведется на зрелых и уже истощенных месторождениях. По моему мнению, добытчики нефти занимаются не освоением месторождения и даже не разработкой, а только «выработкой активных запасов». Месторождение уничтожается насильственно-стрессовыми методами разработки. Гидроразрыву подвергаются все вновь пробуренные скважины с самого начала их эксплуатации, хотя по геолого-технологическому стандарту это рекомендуется делать через полгода режимной эксплуатации скважин в зависимости от промысловых параметров, характеризующих состояние призабойной зоны пласта.

Примером нарушения естественных природных процессов является Верх-Тарское месторождение Новосибирской области, которое было уничтожено за 20 лет ускоренной выработки активных запасов за счёт завышенных темпов добычи и неумеренного применения ГРП и заводнения (рис. 1). Геолого-разведочные работы и бурение новых скважин на месторождениях в этом районе больше не ведутся.

Рис. 1. Динамика добычи нефти на Верх-Тарском месторождении по годам.
Месторождения: 1 – Межовское; 2 – Восточно-Межовское; 3 – Веселовское (газовое);
4 – Малоичское; 5 – Верх-Тарское; 6 – Ракитинское; 7 – Тай-Дасское;
8 – Восточно-Тарское; 9 – Восточное.
Зеленым на графике показана начавшаяся позднее добыча нефти на Малоичском месторождении.

Верх-Тарское месторождение было закончено разведкой в 1973, в следующем 1974 году было открыто еще одно нефтяное месторождение в северном районе Новосибирской области – Малоическое в девонских карбонатных толщах. Суточный дебит нефти на данной площади превышал 400 т. Уникальность этого месторождения в том, что нефтенасыщенные пласты присутствуют здесь только в палеозойских отложениях. Притоки нефти, существенно отличающиеся друг от друга, получены из разных горизонтов силура и девона с различных глубин (забой до 4600 м). Подробно и живописно о перипетиях освоения месторождений в Западной Сибири в своей книге «Сорок лет борения за развитие нефтегазодобывающей промышленности Сибири» написал академик и первооткрыватель этих месторождений А.А. Трофимук.

Нефть Верх-Тарского месторождения по характеристикам является высококачественной, содержит мало серы и парафинов. Часто ее сравнивают с эталонной маркой Brent, в процессе переработки она дает на 25% больше светлых фракций по сравнению с обычными показателями по России.

Суммарная добыча на этом месторождении составляла более 16 млн тонн с 2000 года, когда началась промышленная добыча. В 1974 году оцененных разведкой геологических запасов считалось 52 млн тонн, а извлекаемых запасов – 24,5 млн тонн. Такие данные утверждали в ГКЗ (Государственная комиссия по запасам). Где остальное?

За сравнительно короткий период – в 20 лет – на Верх-Тарском месторождении сменилось до пяти недропользователей. Часто возникали различные финансовые и юридические проблемы и разногласия. Последний из недропользователей – «Нефтиса» (г. Москва) – практически загубил (уничтожил) данное месторождение.

История: основные вехи

• 1970 год – пробурена первая разведочная скважина №1.

• 1973 год – недалеко от Верх-Тарского месторождения начались работы на Малоичском месторождении.

• 1994 год – решением администрации НСО создается предприятие ОАОТ «Новосибирскнефтегаз» (позже Открытое акционерное общество «Новосибирскнефтегаз») – предприятие по добыче нефти, организованное для лицензионных условий при освоении месторождений в регионе.

• 1996 год – в Верх-Тарской структуре пробурено 17 поисковых и разведочных скважин, по двум скважинам осуществлялась пробная эксплуатация.

• 2000 год – начало промышленной добычи нефти на Верх-Тарском месторождении. Пробурена первая эксплуатационная скважина №111.

• 2001 год – закончено строительство нефтепровода Верх-Тарское – Барабинск длиной 180 км.

• 2003 год – к магистральному нефтепроводу подключён коммерческий узел нефти (КУУН). Таким образом, завершилось формирование базовой инфраструктуры, включающей все этапы нефтедобывающего производства.

• 2004 год – с начала разработки Верх-Тарского месторождения добыт первый миллион Верх-Тарской нефти! Такой подарок нефтяники сделали к 10-летию своего предприятия!

• 2007 год – предприятие начало работать над объектами Малоичского и Восточно-Тарского месторождений. Они входят в состав одноимённых лицензионных участков, которые находятся в активе ОАО «Северноенефтегаз».

• 2008 год – на этот период приходится пик добычи. Начата пробная эксплуатация Ракитинского месторождения. За год на нём было добыто 439 тонн нефти. Открытое акционерное общество «Новосибирскнефтегаз» ввело в эксплуатацию железнодорожный нефтеналивной терминал в г. Барабинск Новосибирской области.

• 2011 год – начался 3-й этап освоения Верх-Тарского месторождения – с выходом на «полку». Пробурена одна эксплуатационная скважина на Восточно-Тарском месторождении.

• 2013 год – добыта 15-миллионная тонна нефти. Ведутся подготовительные работы к бурению новых скважин на Малоичском месторождении.

• 2014 год – предприятие приступило к бурению на Верх-Тарском месторождении. Открытое акционерное общество «Новосибирскнефтегаз» отметило 20-летний юбилей. Главная задача компании с 2015 г. – стабилизировать добычу нефти, как можно дольше удерживая ее на «полке». В целом извлекаемые запасы «чёрного золота» на месторождениях Общества оцениваются в 40 млн тонн. (источник https://sevbibl.ru/)

В 2015 г. добыча снизилась по сравнению с 2014 г. на 26%.

В дальнейшем снижение добычи продолжалось: по информации от компании «Новосибирскнефтегаз», объем добычи нефти за 2019 г. составил 114,4 тыс. тонн, в 2020 г. – 86,0 тыс. тонн (из них: Верх-Тарское – 63,1; Малоичское – 12,0; Восточно-Тарское – 10,9); в 2021 году планировалось добыть всего лишь 64,1 тыс. тонн (из них: Верх-Тарское – 45,5 тыс. тонн; Малоичское – 8,8; Восточно-Тарское – 9,8). К концу 2022 года на скважине Верх-Тарского месторождения были приостановлены работы.

По состоянию на 01.01.2022 запасы нефти Верх-Тарского нефтяного месторождения по категориям А+В1+В2 составляют 42,515 / 11,919 млн тонн (геологические/извлекаемые) (данные с сайта novng.ru).

Еще раз хочу подчеркнуть, что с нефтегазовыми месторождениями надо обращаться на основе медицинского подхода – беречь и лечить, чтобы не превращать запасы в быстротечный «добычной потенциал», как это произошло за последнее время с Верх-Тарским месторождением и многими другими. Эту точку зрения разделял и академик А.А. Трофимук, который считал, что месторождениям с «детства» нужно внимание и забота...

Еще одним примером интенсивной эксплуатации считается Самотлорское нефтяное месторождение, расположенное в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) в Западной Сибири. Предполагаемые геологические запасы нефти составляют 7,1 млрд тонн. Промышленная добыча здесь ведется с 1969 года. По началу она стремительно росла и в 1980 году вышла на свой пик – 158,8 млн т, затем пошло снижение. В 2013 г. были приложены колоссальные усилия недропользователя по восстановлению и поддержанию этого гигантского месторождения, внедрены новые технологии. Но тем не менее, в настоящее время Самотлор исчерпан более чем на 70%. Такая же участь ждет и другие месторождения.

Продуманные научно-профессиональные подходы и технологии позволяют разрабатывать месторождения в течении нескольких десятилетий и с более устойчивым уровнем добычи – так называемой «полкой». Удержать «полку» на длительное время – главная задача разработчиков любого месторождения. Примером заботливого отношения к месторождению является Ромашкинское.

Это крупнейшее в Волго-Уральской провинции нефтяное месторождение находится в Республике Татарстан. Предполагаемые геологические запасы оцениваются в 5 млрд тонн, доказанные и извлекаемые запасы – в 3 млрд тонн. Промышленное освоение ведется с конца 40-х годов XX века. Специалисты отмечают пульсирующее состояние скважин, которые периодически снова заполняются.

На современном этапе планируется доразведка недр, внедрение новейших технологий – все это способствует продлению добычи еще на несколько десятилетий

(рис. 2). Согласно последним исследованиям ученых (академик Академии наук Республики Татарстан Р.Х. Муслимов и др.) нефть в месторождении постоянно подпитывается из глубин, а потому срок добычи удлиняется. Рассчитывают уверенно добывать здесь нефть ещё 30 лет.

Рис. 2. Динамика добычи и воспроизводства запасов нефти 
по Ромашкинскому месторождению за счет подпитки с 2005 г.

К большому сожалению, в настоящее время в мире повсеместно осуществляется форсированная коммерческая добыча легко извлекаемой нефти всевозможными доступными интенсивными методами.

В 2015 г. издатели сборника «Enhanced Oil Recovery: Methods, Economic Benefits and Impacts on the Environment» (Nova Publishers, Inc., New-York) обратились ко мне с приглашением принять участие в этом издании. Я рискнул выступить со своей позицией (Improved Oil Recovery), противопоставив ее общей концепции сборника. В результате, опубликованная работа вот уже несколько лет вызывает активный интерес ученых всего мира. Это статья до сих пор набирает много прочтений (свыше 10 700) в рейтинговом научном онлайн-сообществе ResearchGate. В этой работе изложены современные методы щадящей разработки месторождений, включая такие технологии, как разработанный группой американских исследователей под руководством Ричарда Шмидта метод скважинной технологии горения с использованием твердого пропеллента Gasgun®, представляющий собой более эффективную и щадящую версию традиционного метода гидроразрыва, и разработанные в ИХН СО РАН Л.К. Алтуниной, В.А. Кувшиновым и др. физико-химические и комплексные технологии для залежей высоковязких нефтей.

Риски XXI века. Моя авторская парадигма

Как известно, поиски и разведка в современном нефтегазовом деле требуют больших капиталовложений, являются самым сложным и решающим этапом, и имеют значительный процент риска и неопределенности. Сейчас огромное значение приобрел геополитический фактор и рыночные отношения.

Предлагается следующая символическая формула для описания этого – сумма факторов:

 ∑Ф = Н + Ч + Г1 + Г2 + Т1 + Т2 + Э + К + П + Р,

где Н – фундаментальная наука; Ч – человеческий фактор: профессионализм кадров всех уровней, включая менеджмент; Г1, Г2 – геологическая, геофизическая информация в полном объеме; Т1, Т2 – техника и технология с учетом инновационных методик; Э, К – экологические факторы, природные катастрофы; П – политические факторы; Р – рыночный фактор. В зависимости от обстоятельств, некоторые из этих факторов могут оказаться определяющими в наше быстро изменчивое время.

XXI век предъявляет необходимость разработки и внедрения принципиально новых подходов в нефтегазовой науке и практике. Более 70 лет практической и научной работы в нефтяной геологии привели меня к созданию своей парадигмы, которую я пропагандирую уже много лет. Вот основные положения:

• Залежь нефти – это «живая» флюидопородная система, свойства и параметры которой способны быстро изменяться в непрерывном режиме под действием природных и техногенных факторов в соответствии с законами спонтанной саморегуляции.

Залежь нефти может сформироваться, расформироваться и вновь образоваться. Запасы нефти и газа могут быстро восполняться либо за счет вновь образующихся углеводородных масс внутри системы, либо за счет дополнительного притока из других частей земной коры. Поэтому, как подтверждают данные в разных регионах мира, многие нефтегазовые скопления являются молодыми. И многие месторождения имеют очаговый фрактальный характер нефтенасыщения и вследствие этого – резко отличающуюся мозаичную структуру продуктивности (дебитности) скважин.

• Нефтегазонасыщенный пласт (объект) представляет собой целостную систему двух взаимосвязанных подсистем: породы (минералы) и флюиды (нефть, газ, вода). Флюидопородные системы весьма мобильны и реакционноспособны. В течение жизни – и особенно в процессе разработки месторождений – неоднократно и существенно меняются состав и свойства всех компонентов системы, флюидных и минеральных (метасоматоз); наблюдаются значительные изменения составов высокомолекулярных комплексов нефтей. Это четко показано на примере западно-сибирских месторождений, особенно Мамонтовского месторождения, пласт Б1, где с 1970 г. по 1993 г. наблюдались значительные изменения в содержании силикагелевых смол, асфальтенов и парафинов.

• Флюидодинамические системы весьма мобильны и реакционноспособны. В зависимости от провоцирующих внешних воздействий они или относительно стабильны (равновесное состояние), или возмущены (неравновесное состояние). Возмущенная система обладает всеми признаками неупорядоченности (хаоса).

• Активные техногенные воздействия являются, по существу, сильным возмущением квазиравновесной системы и существенно искажают ее природные параметры. Если возмущение щадящее, то самоорганизующаяся система выравнивает это неравновесие. Длительное или интенсивное возмущение, значительно превышающее пороговое, уничтожает систему. Как следствие, падает пластовое давление, резко уменьшается дебит, обводняется пласт и изменяется его минералогический состав.

• Установлено, что критический порог возмущения флюидонасыщенной системы определяется величиной депрессии на пласт:

Pпл –Pзаб ≤ 5÷8 MPa.

• Формула энергетического состояния залежи:

dT/dP = 1/Sν; Sν – плотность энтропии (энтальпии).

• Для восстановления энергетического потенциала системы следует использовать реабилитационные циклы.

• Сверхинтенсивная (насильственная) длительная выработка легкодоступных запасов нефти (Enhanced Oil Recovery) приводит к быстрому истощению и разрушению месторождений.

Многие из этих концепций отражены в моих многочисленных публикациях в России и за рубежом. Полагаю, что моя авторская парадигма является по существу новым направлением в нефтегазовой науке и практике.

 Making the next giant leap in Petroleum Geosciences!

Выводы и предложения на ближайшую перспективу XXI века

Уже сегодня следует сосредоточиться на рациональной разработке действующих месторождений с целью щадящей выработки остаточной (трудноизвлекаемой) нефти (Improved Oil Recovery), а также на обнаружении новых, в том числе вторичных, углеводородных скоплений по всему стратиграфическому разрезу (включая глубинные горизонты до 8-10 км и различные породно-флюидные ассоциации) в районах с развитой многоплановой инфраструктурой.

 Необходимо сосредоточить усилия для добычи остаточной (трудноизвлекаемой) нефти на разрабатываемых или законсервированных месторождениях, в том числе в Западной Сибири, включая вновь образованные объемы углеводородных масс. Количество такой нефти сейчас может достигать более 45 % от ранее разведанных запасов. Для ее извлечения предлагается принципиально новый подход – щадящие методы, ориентированные на сохранение месторождения как целостной системы с целью более длительной его разработки (IOR, Improved Oil Recovery) в противоположность сверхинтенсивной коммерческой добычи насильственным методом, разрушающим месторождение как систему (EOR, Enhanced Oil Recovery).

 Предлагается на всех законсервированных скважинах, особенно на месторождениях Западной Сибири, в продуктивные и перспективные пласты спускать мониторинговые датчики с соответствующими программами. Часто для моделирования используется информация о флюидах и породах, имеющихся в скважинах. Однако эти образцы по своим свойствам уже не вполне точно соответствуют их параметрам на глубине.

Я на протяжении многих лет настойчиво предлагаю проект по созданию на севере Новосибирской области научно-исследовательского и образовательного нефтяного полигона федерального уровня на базе Верх-Тарского и Малоичского месторождений для изучения и тщательного наблюдения за жизнью нефтяной залежи.

 Необходимо применять реабилитационные циклы для восстановления энергетического потенциала системы. Должны быть предусмотрены методы и технологии активной реабилитации (как в медицине), чтобы достичь эффективного и быстрого результата. Особое внимание следует уделить проблеме восполняемости запасов углеводородов на разрабатываемых и законсервированных месторождениях. Углеводородные ресурсы требуется беречь и пополнять, так как они необходимы человечеству на далекую перспективу.

 Необходимо воссоздать Министерство геологии РФ в полном профессиональном формате. Современная рыночно-лицензионная система недропользования в России некорректна, требуются другие формы её организации.

Для решения всех этих и многих других проблем нужен весь могущественный потенциал российской науки, в том числе – фундаментальной. С горечью хочу отметить, что не наблюдается объемного взаимодействия между наукой и нефтебизнесом. Считаю, что недропользование должно быть научным.

В науках о Земле многочисленные геологические и геофизические исследовательские направления развиваются относительно успешно, но нет объединенной научно-практической программы, главной целью которой было бы изучение и понимание динамики развития нефтегазовых систем. На сегодняшний день имеются противоречивые идеи и концепции в нефтегазовой геологии и нефтедобывающей отрасли – поэтому назрела потребность в новом мышлении.

Главный научный сотрудник ИНГГ СО РАН
д.г.-м.н. Н.П. Запивалов