Миграция и аккумуляция углеводородов при добыче со дна морей

Увеличение морской нефтегазодобчи вызван ростом мировой потребности в углеводородном сырье и истощением его запасов на суще. В настоящее время для России особенно актуален трансфер передового зарубежного технологического и организационно-экономического опыта, а также знаний по разработке шельфовых месторождений[1] [1]. Происходящие трансформации в структуре добычи углеводородов (УВ) обуславливают актуальность инновационных методов прогнозирования морской добычи углеводородов. Существуют расхождения в оценках запасов морских УВ России. Свыше 6 млн км² шельфа Мирового океана (21%) принадлежит нашей стране. При этом наиболее перспективный и доступный для бурения шельф превышает 60% площади. Суммарные извлекаемые ресурсы УВ оцениваются многими отечественными специалистами в более чем 100 млрд тонн условного топлива, из которых газовая составляющая достигает 80%. При этом наибольший объем УВ, около 90%, сосредоточен в арктических морях. Оценки западных экспертов намного скромнее[2] [2].

            Автором ставится задача не подробного технического обзора существующих на сегодняшний день методов определения миграции и аккумуляции углеводородов во время их добычи со дна морей, а определение экономико-политического состояния их доступности на территории России. Поскольку известно, что в настоящее время точное определение миграции и аккумуляции углеводородов во время их добычи со дна морей является основным условием не только определения грядущих прибылей добывающей компании, но и ее безаварийной работы, поэтому рассмотрение перспектив реализации этих важных инновационных направлений нельзя переоценить. Решение проблемы рентабельности проводимых работ по добыче УВ является сложной инновационной задачей. Многочисленные исследования выявляют[3] [3], что существует потенциал для решения технических проблем в процессе добычи УВ со дна морей с существенным положительным эффектом для экономической и экологической ситуации, однако необходимы значительные инвестиции, продуктивное международное сотрудничество и заинтересованное государственное участие в соответствующих проектах. Данное исследование не претендует на исключительность и завершенность, это одна из многих попыток рассмотреть проблему определения миграции и аккумуляции углеводородов во время их добычи со дна морей.

            Методика исследования. В работе использованы данные молодых российских специалистов, работающих на различных объектах нефтегазовой экономики России, главным образом, выпускников геологического факультета СпбГУ, а также доступные поисковые системы глобальной сети Интернет. Полученные данные проанализированы, сопоставлены данные русско- и англоязычных источников, сделаны выводы.

            Результаты и обсуждение. Буровые работы на шельфе впервые начались в Арктике западного полушария почти полвека назад, а восточного – более 30 лет назад. Эти работы открыли ряд новых крупных нефтегазоносных бассейнов (НГБ) или морских продолжений НГБ, ранее открытых на суше: Бофорта–Маккензи и Свердруп (Канада), Северного склона Аляски (США), Западно-Баренцевского (Норвегия), Восточно-Баренцевского и Южно-Карского (Россия). На российском шельфе обнаружены наиболее крупные месторождения (Штокмановское, Русановское, Ленинградское, Долгинское, Приразломное и др.). Опыт освоения морских арктических и субарктических месторождений показал, что организацию морских нефтегазовых промыслов (табл.1) в условиях сложной ледовой обстановки рационально выбирать вблизи побережья с широко развитой инфраструктурой и где можно добывать горизонтальными скважинами, пробуренными с берега или искусственных островов.

            Анализ ресурсов, запасов и объемов добычи УВ в циркумарктическом регионе показал, что Россия является мировым лидером по ряду позиций:

- по началу добычи на суше – с 1969 г. на Мессояхском и с 1972 г. на Медвежьем месторождениях (на 8 и 5 лет раньше, чем на на Аляске);

- по объемам накопленной добычи УВ на суше (в 3,5 раза больше Аляски);

- по ресурсам и запасам УВ на суше и шельфе (за счет разработки Юрхаровского месторождения с 2005 г. Россия является лидером по объемам добычи УВ на шельфе Арктики, опережая суммарную добычу США и Норвегии).

Таблица 1.

Морская добыча УВ в Арктике

            Российский опыт по оценке и добыче УВ на арктическом шельфе позволил активизировать интерес нефтедобывающих компаний к приобретению лицензий на участки морских НГБ Арктики (табл.2):

- Нефтяной терминал «Варандей» (ОАО «Лукойл») успешно работает с 2007 г. и расположен в 22 км от берега недалеко от Приразломного месторождения, способен отгружать на танкеры ледового класса до 12,5 млн тонн нефти в год.

- Морская стационарная ледостойкая платформа гравитационного типа «Приразломная» установлена в 2011 г. на Приразломном нефтяном месторождении (ОАО «Газпром») в 60 км от берега на шельфе Печорского моря, закрытом льдом 7 – 8 месяцев. Планировалось начать добычу нефти в 2013 г.

            Российский закон «О недрах» предполагает, что с 2008 года новые участки на шельфе могут выдаваться только государственным компаниям с пятилетним опытом работы на российском шельфе. Таким образом, фактически монопольное право на шельфовые проекты закреплено за «Газпромом» и «Роснефтью» [4] [4]. Однако, частные российские компании неоднократно заявляли, что хотели бы поучаствовать в освоении шельфа.

Таблица 2.

Приобретение лицензий на участки северных акваторий в 2010 – 2012 гг.

            Некоторые проблемы изучения и освоения УВ арктических акваторий:

1) Сокращение площади льда из-за изменения климата, сход в море массивов льда может вызывать непредсказуемые землятресения[5] и появление угрожающих размеров айсбергов.

2) Увеличение площади Северного ледовитого океана (СЛО), изменение очертания берегов угрожает береговым объектам и судоходству в прибрежной полосе за счет возникновения ранее неизвестных мелей из-за разрушения многолетнемерзлых (палеомерзлых) пород (ММП).

3) Сейсмическая обстановка в Арктике характеризуется неравномерным, очаговым распределением эпицентров землетрясений, из-за недостаточности сейсмологических станций в арктических регионах России нет достаточного обеспечения мониторинга сейсмической обстановки, необходимого для безопасности освоения морских месторождений Арктики.

4) Подводные выхлопы газа в результате прорыва донных отложений (оставляют на дне следы - покмарки) могут привести к серьезным повреждениям нефтегазовых промыслов и подводных трубопроводов; в результате изменения плотности воды при дегазации или выхлопе газа могут тонуть судна[6].

5) Смещения донных отложений – оползни - могут возникать из-за субвертикальной миграции газа из подводных месторождений (особенно вблизи побережья Кольского полуострова и Новой Земли, в Норвежском море, недалеко от полярного круга).

6) Применение дистанционного прогнозирования газов и газогидратов по BSR (BottomSimulatingReflector - данные сейсморазведки о наличии ярких пятен и соответствующего подошве газовых гидратов сильного отражающего горизонта) затруднено и неоднозначно, поскольку геологическое строение реальной среды гораздо сложнее чем кажется.

7) Недостаточная изученность глубоких отложений, строения дна и даже процессов, происходящих в верхней части разреза (ВЧР) [7].

8) Крупные поднятия придонных массивов ледогрунта и чистого льда – пинго (Pingo) - представляют высокую опасность при проведении буровых работ из-за угрозы выбросов газа с аварийными ситуациями.

9) В районе Штокмановского НГБ обнаружены останцы пинго в виде депрессии (Pingo Remnant) - покмарки гигантских размеров (впадины 700 – 1000 м в диаметре и 30 м в глубину) образуются, вероятно, за счет проседания донных отложений в процессах разложения газогидратов или оттаивания придонных массивов палеольда и гидролакколитов. Зарубежный опыт изучения покмарок позволяет утверждать, что они появились сравнительно недавно[8].

10) Протяженные борозды – плугмарки - на дне над Штокмановским месторождением (на многие километры в длину, 100 – 200 м в ширину и 5 – 10 м в глубину специфической V-образной формы), вероятно, вспаханы айсбергами.

11) Газовые факелы – потоки газа в водной толще, выходящего из донных отложений; эмиссия газа преимущественно метанового состава наблюдается в морях Восточной Арктики; деградация ММП и землетрясения активизируют газовые факелы.

12) Большая часть залежей УВ на шельфе Арктики расположена в зоне аномально высокого пластового давления (АВПД - zoneofAbnormallyHighBorePressure), это осложняет аварийные ситуации[9].

13) Разработка месторождений УВ и других минеральных ресурсов часто сопровождается техногенными деформациями в осадочных породах; возможны проседания дна, землетрясения, серьезные локальные экологические последствия. При таких деформациях происходят смятия и разрушения стволов скважин, вследствие чего могут образоваться опасные техногенные залежи нефти и газа в пластах-резервуарах, расположенных выше разрабатываемой залежи, а также выбросы УВ (сипы) в водную толщу с тяжелыми последствиями для экосистемы на локальном и региональном уровнях[10].

14) Кроме природных и природно-техногенных проблем освоения УВ российского шельфа Арктики существуют серьезные антропогенные опасности, например, захоронения радиоактивных отходов в западной части Карского моря.

15) Российская нефтегазовая техника отстает от зарубежных аналогов на 20–25 лет[11] [5], вступление в ВТО, колебание цен на УВ и мировой экономический кризис усугубляют эту ситуацию.

            Перечисленные проблемы - природные, техногенные, антропогенные перманентного характера, несомненно, могут быть дополнены в случае обнаружения новых явлений и продолжены политико-экономическими, связанными с принимаемыми решениями в области налогооблажения, законодательства, с международной конкуренцией за морские УВ[12] [6].

            Таким образом, обзор русскоязычного Интернета, к сожалению, дал нулевой результат по поиску «определение миграции и аккумуляции углеводородов во время их добычи со дна морей», ни одна компания в России не предлагает открыто таких услуг, увы.

            Интервьюирование выпускников геологического факультета СПбГУ (геология нефтегазовых месторождений): геолог с двухлетним опытом работы на буровой в Охотском море (наниматель компания «Эксон Нефтегаз Лимитед» - оператор проекта «Сахалин-1» осваивает три морские месторождения: Чайво, Одопту и Аркутун-Даги на северо-восточном шельфе о. Сахалин); молодой специалист в головном офисе ОАО «Газпром Нефть» в Санкт Петербурге по следующим вопросам:

1.         Есть ли готовность у России самостоятельно добывать нефть со дна морей или это возможно только в совместной добыче с иностранными компаниями? Оцените, пожалуйста, оборудование, компьютерные программы, инструменты, специалистов, с которыми вам приходится работать.

            Ответ геолога с Эксона привожу полностью: «Мозги у нас есть, опыт можно приобрести, и он приобретается в совместных проектах, но это очень дорого.

Требуются огромные инвестиции. Пробурить скважину нужно несколько миллионов долларов. В России, я думаю, со всеми откатами это практически нереально. Возможно, теоретически есть небольшие частные компании, но их, очень вероятно, не пустят или задушат большими налогами. Не видно, что стимулируют развитие. Кстати, здесь на Сахалине на шеьфе бурят крупнейшие компании Эксон (Сахалин 1) и Шелл (Сахалин 2), при этом они вкладывают часть средств в социальное развитие региона. Здесь же есть Роснефть. Их люди приезжали к нам на буровую, смотрели. Хотят тоже с берега бурить горизонтальные скважины. Нет опыта. Смотрели как все организованно. Хотели, чтобы Эксон пробурил для них. Были в восторге, как у нас все круто. Да, тут ведь у нас новейшие технологии применяются. Когда сказали про стоимость приблизительную, они в шоке были - аренда буровой в день стоит 400 000 долларов. Все делают подрядчики, материалы дорогие. День бурения стоит более миллиона долларов. Расчет стоимости делается на каждый день. Слышно, что наши могут и на старом оборудовании бурить, но далеко на этом не уйдешь. Я думаю, здесь как и везде нужно все менять в корне.»

2.         Качество российского образования. Комфортно ли работать с полученными в университете знаниями на работе? Ответ в духе советских времен: «Очень непросто. Приходишь на работу и учишься снова. Может, так везде, но заграницей позиционируют себя, что сразу для рынка готов».

            Кроме того, что российские специалисты зачастую не имеют доступа к новейшим технологиям на практических занятиях, нет даже теоретической подготовки, поскольку нет соответствующего русского профессионального языка, или можно говорить о его неразвитости. Молодой геолог с Эксон заметил, что ему пришлось выучить новый профессиональный английский, на котором он работает и составляет отчеты, но он не знает, как это будет по-русски. Возможно, поэтому, эта работа может оказаться первой открытой русской публикацией по методам моделирования и прогнозирования миграции и аккумуляции углеводородов.

            Интернет-поиск по миграция и аккумуляция нефти на дне морей в аглоязычной среде (subsurfacepetroleummigrationandaccumulation) показал, что специалисты в данной области работают в компаниях США (Калифорния), Норвегии (в норвежском секторе Баренцева моря и у берегов Шотландии), в Австралии. Наибольший спектр методов для изучения указанной проблемы, по мнению автора, имеет австралийская компания SCIRO, которая предоставляет услуги независимого эксперта[13] [7]. ЗдесьприведенынекоторыепердлагаемыеSCIRO технологии: GOI™ метод (The Grains with Oil Inclusions technique); MCI™ метод (Molecular Composition of oil Inclusions technique); FOI метод (Frequency of Oil Inclusions technique); QGF метод (Quantitative Grain Fluorescence technique); QGF-E метод (Quantitative Grain Fluorescence on Extract Fluorescence technique); TSF (Total Scanning Fluorescence technique); OMI™ (Oil Migration Intervals technique); ROI™ (Resistivity from Oil-water Inclusions technique) идр. Здесь намерянно не приводятся русские эквиваленты этих названий. Автор считает, что это возможно делать, после детального изучения самих методов, а не по рекламным выжимкам сайта.

            Заключение и выводы. Данная работа выполнена в рамках НИР «Теоретические и прикладные проблемы экономической безопасности регионов Севера и Арктики в условиях трансформации глобальных и национальных приоритетов хозяйствования» по разделу «Направления повышения энергетической безопасности регионов российского Севера и Арктики, возможности освоения углеводородных ресурсов с учетом трансформации мировых рынков и политики энергосбережения».

            Выполненное исследование доказывает коммерческую и стратегическую важность управления нефтяными резервуарами, моделирования и прогнозирования миграции и аккумуляции углеводородов для оценки переспектив роста нефтедобывающей компании, ее прибыли и безопасности. При этом экологически безопасное функционирование морских нефтегазовых промыслов и их инфраструктуры на море и прилегающей суше невозможно без геолого-геофизических исследований на акваториях Арктики с картированием объектов различной природы (залежи свободных газов и газогидратов в донных отложениях, распространение палео- и современной мерзлоты, пинго и др.).

            Попытки поставить под сомнение экономическую целесообразность Штокмановского проекта и способность госкомпаний в одиночку справиться с разработкой арктических шельфовых проектов имеют под собой определенное основание. «Огромное значение энергетических ресурсов Арктики для России катастрофически не соответствует уровню технологических возможностей компаний, имеющих доступ к шельфу». Важно расширять круг участников проектов по разработке континентального шельфа Арктики за счет привлечения отечественных частных компаний и прямого иностранного капитала, это значит, «Газпром» и «Роснефть» должны перестать быть монополистами на разработку ресурсов Арктики. Увеличение уникальных научных исследований, независимой экспертизы проектов освоения минерально-сырьевых ресурсов, мониторинга сейсмической, экологической и изучение миграции и аккумуляции углеводородов, как одно из приоритеных инновационных направлений поднимут престиж и благосостояние России, а также позволят поддержать безопасность и сохранить мировое лидерство в сфере энергетики.

Литература

1. Видео-интервью главного редактора интернет-портала Pro-arctic.ru Марии Кутузовой с кандидатом экономических наук, старшим научным сотрудником Института экономических проблем им. Г.П. Лузина Кольского научного центра РАН Алексеем Фадеевым. – электронный ресурс: http://pro-arctic.ru/27/05/2013/video/3401#read
2. Богоявленский В.И. Переспективы и проблемы освоения месторождений нефти и газа шельфа Арктики // Специализированный журнал Бурение и Нефть, ноябрь 2012 – электронный ресурс: http://burneft.ru/archive/issues/2012-11/1
3. <cite></cite>Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. IX Всероссийская научно-техническая конференция. ФГБОУ ВПО «РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина». Москва – 2012 г., 275 с. – электронный ресурс:<cite> www.gubkin.ru/departaments/.../Actual_2011_tez_part2.pdf</cite><cite></cite>
4. У «Газпрома» и «Роснефти» появился конкурент за российский шельф. Сообщение РИА Новости от 14 мая 2013 г. – электронный ресурс: http://lenta.ru/news/2013/05/14/zarub/
5. Современные проблемы конкурентоспособности российской нефтегазовой техники (интервью с В.Я. Кершенбаумом) // Журнал «Газовая промышленность» март/671/2012 – электронный доступ http://www.gasoilpress.ru/gij/gij_detailed_work.php?GIJ_ELEMENT_ID=47259&WORK_ELEMENT_ID=47264
6. Нефтегазовое освоение российской Арктики: налоговая и экологическая составляющие. Мониторинг федеральных СМИ: 9-15 апреля 2012 года. Опубликовано 16 апреля 2012 – электронный ресурс: http://www.arctic-info.ru/Analytics/Page/neftegazovoe-osvoenie-rossiiskoi-arktiki---nalogovaa--i-ekologiceskaa-sostavlausie--monitoring-federal_nih-smi--9-15-aprela-2012-goda--
7. Официальный сайт австралийской компании SCIRO, которая предоставляет услуги независимого эксперта – электронный доступ: http://www.csiro.au/en/Outcomes/Energy/Energy-from-oil-and-gas/Grains-with-oil-inclusions-GOI.aspx