О том, что в палеозойских отложениях Западной Сибири могут содержаться значительные ресурсы углеводородов, известно давно. Однако вопрос, как их эффективно находить и извлекать, по-прежнему остается открытым. В поисках ответов «Газпром нефть» реализует в Томской области проект, направленный на разработку методов оценки ресурсного потенциала и обнаружения нефтяных залежей палеозоя
Неизведанный палеозой
Палеозойская эра началась примерно 540 миллионов лет назад и длилась около 290 млн лет. Палеозойские отложения, которые сформировались за этот период, представляют собой группу слоев внушительной мощности: в некоторых местах она достигает 30 тыс. метров. Палеозой еще называют фундаментом, или доюрским комплексом. В отличие от расположенного выше осадочного чехла из отложений более поздних периодов, в частности юрского, породы фундамента со временем претерпели сильные изменения. Пласты обычно изогнуты, изломаны, собраны в складки и пересечены многочисленными жилами.
Традиционно нефть в Западной Сибири добывают из терригенных коллекторов, связанных с меловыми и юрскими отложениями. Тем не менее вопрос о возможной нефтеносности доюрского комплекса был поставлен еще в 1930-х гг. Считается, что первым идею о нефтегазоносности западносибирского фундамента выдвинул академик И. М. Губкин, который провел аналогию с палеозойскими нефтегазоносными районами Северной Америки: первые промышленные притоки нефти и газа на месторождении Пэнхендл-Хьюготон в США были получены еще в 1918 году.
Нефтепоисковые работы в Западной Сибири, в том числе на отложениях доюрского комплекса, начались в 1950-х гг. Первая залежь в палеозойских породах была открыта в Томской области в 1954 году Колпашевской опорной скважиной — исторической скважиной, давшей первую западносибирскую нефть. Многочисленные нефтегазопроявления из палеозоя были получены и во время бурения на структурах Южно-Минусинской межгорной впадины. Впрочем, всерьез заниматься разработкой глубоко залегающего фундамента в те времена не было необходимости — основные усилия нефтяников сосредоточились на добыче нефти из меловых и юрских пластов. Второй этап поисков нефти и газа в палеозойских отложениях относится к середине 70-х — началу 80-х гг. XX века. Так, в 1974 году был получен мощный нефтяной фонтан на Малоичском месторождении в Новосибирской области. Позднее, благодаря целенаправленному бурению на доюрские пласты, залежи в палеозойских отложениях были открыты также в Томской и Тюменской областях. К настоящему времени в породах фундамента Западной Сибири случайно или целенаправленно открыто более 100 залежей нефти и газа.
Поиски ловушек
Среди западносибирских активов «Газпром нефти» можно выделить сразу несколько месторождений, обладающих доказанными перспективными запасами нефти в пластах, относящихся к палеозойским отложениям. В частности, промышленная нефтеносность подтверждена на Новопортовском месторождении. Несколько лет успешная работа по разработке залежей в породах доюрского комплекса идет на томских месторождениях компании — Арчинском и Урманском.
«Согласно современным взглядам геологов, доюрские породы Западной Сибири, которые представляют интерес с точки зрения поиска углеводородов, делятся на два этажа, — рассказывает начальник управления геологии и разработки проекта «Бажен» «Газпромнефть Ангары» Алексей Олюнин. — Первый — глубинный комплекс, имеющий залежи в трещиноватых карбонатных и эффузивных породах палеозоя, осложненного складчатостью и процессами вторичного преобразования. Второй — промежуточный слой, который представлен вулканогенно-осадочными породами, а также корами выветривания. Именно ко второму типу относятся Урманское и Арчинское месторождения, которые разрабатывает «Газпромнефть-Восток».
В свое время при открытии этих месторождений сработал структурный фактор: они характеризуются теми же поисковыми признаками, которые свойственны и для классических залежей, — антиклинальными ловушками* в осадочном чехле. Но это только один из потенциально перспективных объектов палеозоя. Сегодня специалисты «Газпром нефти» выделяют как минимум четыре типа возможных залежей углеводородов в доюрском комплексе (см. рисунок). В одних случаях (типы 1 и 4) речь идет о так называемых «уворованных» залежах, когда нефть мигрирует в палеозойский коллектор из прилегающих традиционных нефтенасыщенных, но низкопроницаемых пород юрских отложений. В других случаях это самостоятельные залежи, расположенные либо в кровле доюрского комплекса (тип 3), либо в более глубоких горизонтах (тип 2). Второй тип пока наименее изучен из-за больших глубин залегания. Известны лишь единицы таких залежей, однако их перспективы подтверждены. Примером может служить Малоичское месторождение, где промышленные притоки нефти были получены на глубинах около 1000 метров от кровли палеозоя.
Для каждого из видов залежей необходимо найти свои поисковые признаки. Этому и посвящен технологический проект «Палеозой», разработанный командой проектного офиса «Бажен» и управления проектов нетрадиционных запасов Научно-технического центра «Газпром нефти». Предполагается, что технология прогноза нефтегазоносности палеозойских залежей, разработанная для Томской области, позволит в дальнейшем находить нефть и на других активах компании на всей территории Западной Сибири.
Вне поля зрения
Главная проблема палеозойских запасов в том, что их пока еще по-настоящему не оценивали. Исторически геологоразведка была ориентирована на осадочный чехол, и этим обусловлена глубина интереса при проведении геологоразведочных работ. Поисковые скважины зачастую не вскрывают даже весь осадочный чехол, не говоря уже о палеозое. Те же, которые все-таки достигают фундамента, в лучшем случае вскрывают его на несколько десятков метров.
Причина проста: дальнейшее углубление скважин существенно повышает затраты на геологоразведку (бурить по таким породам и сложнее, и дольше, а в некоторых случаях может потребоваться изменение конструкции скважин). А главное — отсутствуют достоверные инструменты прогноза перспективных объектов в палеозое. Сейсморазведочные работы обычно не ориентируются на такие глубины (это требует иной расстановки источников волн и их приемников). Отсутствуют и опорные скважины, по которым можно было бы интерпретировать сейсмические данные и строить разрезы фундамента.
Тем не менее скважины, которые все-таки были пробурены в палеозойских отложениях, и отобранный из них керн подтверждают наличие в них признаков нефтеносности. Перспективы добычи доказывает и мировой опыт. К настоящему времени в мире открыто уже около 450 месторождений, связанных с породами фундамента.
«Нефть доюрского комплекса считается трудноизвлекаемой. При этом она является еще и «трудной» для поиска: используемые технологии пока имеют низкую степень зрелости. Только фокусирование исследовательских работ и возведение доюрского комплекса в ранг самостоятельного поискового объекта способны вывести компанию в лидеры по наращиванию ресурсной базы палеозоя. Для достижения этой цели особое внимание мы уделяем тщательному планированию программы исследований. Уже сейчас помимо камеральных научно-исследовательских работ идет бурение очень ценной с точки зрения получаемой информации скважины. Получен и первый опыт по проведению ГРП на магматических породах», — комментирует начальник управления проектов нетрадиционных запасов «Газпромнефть НТЦ» Антон Касьяненко.
Что касается разработки палеозойских активов, основные проблемы, с которыми сталкивалась «Газпром нефть», касались особенностей трещиноватых коллекторов. Это сложности с пространственным прогнозом свойств объекта, построением гидродинамических моделей, ограничения по применению методов повышения нефтеотдачи, проблемы с поддержанием пластового давления, высокие риски прорыва газа к скважинам при разработке подгазовых зон, быстрое снижение дебита скважин.
Томский полигон
Именно Томская область оказалась тем регионом, где накоплен наиболее обширный опыт по разработке доюрской нефти в России, открыто больше всего палеозойских месторождений, представлены все возможные типы залежей фундамента.
В 2014 году области был присвоен статус полигона по внедрению новейших технологий поиска, разведки и разработки нетрадиционных источников углеводородного сырья, к которым относят и палеозой. Решение было принято на совещании под руководством министра природных ресурсов и экологии Российской Федерации Сергея Донского и губернатора Томской области Сергея Жвачкина. В 2015 году вышло распоряжение правительства о концепции создания в Томской области инновационного территориального центра «ИНО Томск» на базе Института природных ресурсов Томского политехнического университета с образованием кластера трудноизвлекаемых природных ресурсов.
Что касается «Газпром нефти», главный эксперт по запасам палеозоя в периметре компании — работающее на томских активах дочернее предприятие «Газпромнефть-Восток». Информация, полученная специалистами предприятия на Урманском и Арчинском месторождениях, стала основой для проекта по исследованию доюрского комплекса и создания эффективной методики обнаружения в палеозое нефтяных залежей. Сейчас специалисты «Газпром нефти» ведут исследования палеозоя в сотрудничестве с Центром компетенций, созданным на базе Томского политехнического университета.
* Антиклинальные ловушки — природные резервуары, накапливающие углеводороды и образованные выпуклыми сводами вышележащих пластов.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».