УДК 553.98.001.5
КРИЗИСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТАХ И НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОГНОЗА
В.И.
Корчагин (ВНИГНИ)Кризисные явления, охватившие геолого-разведочные работы (ГРР), только отчасти объясняются шоковыми методами проведения
реформ, сменой социалистической системы хозяйствования на рыночную, попытками заменить бюджетное финансирование коммерческим. Кроме этих очевидных факторов, разрушающих сложившуюся систему хозяйствования, существовал целый ряд причин в самой организации ГРР на нефть и газ, который привел к подобным кризисным явлениям. Не проанализировав их, трудно принять необходимые разумные меры по сохранению всего лучшего, что накоплено в отечественной практике ГРР.Кризисные явления, проявившиеся в последнее время, нельзя рассматривать в отрыве от предшествующих этапов. Начиная с 30-х гг. происходило открытие месторождений и освоение ресурсов Волго-Уральской, Тимано-Печорской, Прикаспийской и уникальной Западно-Сибирской провинций. Очевидные успехи отечественной геологии нефти и газа позволили создать одну из крупнейших в мире ресурсных баз углеводородного сырья.
Экономически высокорентабельное направление — поиск месторождений нефти и газа — сопровождалось быстрым увеличением темпов ГРР, ассигнований на их проведение и ростом числа занятых работников. Этот процесс уже в 70-е гг. привел к экстенсивной форме ведения работ — в каждую последующую пятилетку затраты на проведение ГРР на нефть и газ увеличивались в 1,5, а то и в 2 раза. Почти столь же быстро возрастало число занятых работников в этой отрасли.
В некоторых регионах эффективность ГРР была очень высокой, в то время как в других — низкой, причем перераспределение объемов работ и ассигнований происходило крайне медленно. Так, основные приросты запасов нефти и газа (до 80 %) в течение последних четырех пятилеток были получены в Западной Сибири, тогда как затраты на их проведение не превышали
10-15 % от суммарных по стране.Быстрый рост эффективности ГРР на определенном этапе освоения ресурсов региона стимулировал наращивание объемов работ. Однако после достижения максимальной эффективности начиналось ее неизбежное снижение. В это время уменьшение прироста запасов пытались компенсировать тем же способом — увеличением объемов работ. А когда этот процесс достигал крайних форм и дальнейшее проведение работ в таком объеме оказывалось совершенно нерентабельным, то предприятия всех уровней становились перед проблемой сокращения производства, механизм которого при социалистическом способе хозяйствования не срабатывал как следует
.Огромная армия высокопрофессиональных работников, сформировавшаяся к этому времени, продолжала проводить поисково-разведочные, в том числе дорогостоящие буровые, работы, получая при этом небольшие приросты обычно трудноизвлекаемых запасов нефти и газа. О высоком профессионализме работников свидетельствует хотя бы такой факт. Практически во всех областях и районах в первую очередь открывались наиболее крупные месторождения. Тем не менее уже в 80-е гг. эффективность ГРР в большинстве регионов была очень низкой.
Исключение составлял Западно-Сибирский регион, успешные работы в котором сторицей окупали все затраты на ГРР в стране и сохраняли отрасль высокорентабельной. Однако и в этой провинции разведанность ресурсов достигла уровня, за которым обозначилось снижение эффективности.
При невозможности обеспечивания эффективной работой специалистов разных регионов была сделана попытка их использования в Западной Сибири, например практиковался вахтовый метод.
При общем быстром росте объемов ГРР обозначилась четкая тенденция сокращения доли и роли научно-исследовательских, тематических и опытно-конструкторских работ. Так, если в 50-60-е гг. доля затрат на научно-ивследовательские работы составляла 6-7 % от общих затрат на ГРР, то накануне кризиса она не превышала 1,5 %. Более того, значительная их часть финансировалась за счет производственных организаций и, следовательно, была в экономической зависимости от них. Даже самые робкие попытки остановить процесс неоправданного роста затрат на ГРР сталкивались с сильным сопротивлением,
а принятие и исполнение подобного решения было возможно только на высоком правительственном уровне.Привлечение значительного числа работников при объективно снижающейся эффективности работ еще более осложнило назревавший круг проблем. Хотя отрасль всегда сохраняла и сохраняет свою рентабельность и в настоящее время, реформы привели к болезненному сокращению как затрат на ГРР, так и числа занятых работников. Форсированный прирост любых запасов, в том числе трудноизвлекаемых, экономически столь же неоправдан, как и почти полная приостановка ГРР.
Кроме открытых и освоенных месторождений, в процессе широкомасштабных ГРР был накоплен огромный фактический материал по самым разнообразным аспектам нефтегазовой геологии. Он слагался как из интенсивной работы специалистов, так и значительного числа пробуренных скважин, в том числе глубоких. Скважины, в которых были получены притоки нефти или газа, сразу же попадали в сферу повышенного внимания: на этих площадях, как правило, проводилось разведочное бурение, а информация документировалась в форме отчетов по подсчету запасов. Значительно хуже обрабатывались скважины, не давшие притоков нефти и газа, хотя анализ причин именно отрицательных результатов бурения служит предпосылкой для совершенствования поисковых работ.
Можно отметить, что и в настоящее время нет достаточно информативных современных справочников по строению месторождений, фонду выявленных и подготовленных к бурению структур, пробуренным скважинам и др.
Существующие методы поисков месторождений нефти и газа в значительной степени основываются на выявлении перспективных объектов геофизическими методами. Применение разных модификаций сейсмических методов, быстрые темпы их совершенствования позволили добиться больших успехов. Однако для этих современных методов поисков месторождений нефти и газа характерна одна негативная тенденция. Эффективность ГРР, высокая на ранних этапах освоения ресурсов территории, достигнув своего максимума при разведанности ресурсов 15-20 %, в дальнейшем неуклонно снижается. Постепенно сокращаются фонд перспективных структур, размеры этих структур, возрастает глубина поисков, быстро снижается коэффициент успешности открытия месторождений. Все эти факты хорошо известны из практики освоения нефтегазоносных территорий страны и из зарубежного опыта. Геофизические методы поисков с целью компенсации снижения эффективности поисковых работ совершенствовались, но не настолько, чтобы опережать темпы освоения ресурсов.
Очевидно, что одной из основных причин кризиса были неоправданная расточительность и непрофессиональное руководство на макроэкономическом уровне.
Тенденцию снижения эффективности ГРР по мере увеличения степени разведанности ресурсов территории можно изменить только радикальным способом. Увеличение разведанности ресурсов, открытие значительного числа месторождений и залежей быстро повышают информативность о геологическом строении и пространственном расположении месторождений. Месторождения и залежи находятся в
определенной связи — то более простой, то более сложной. Чем более изучена территория, тем больше накапливается информации об открытых месторождениях, тем более достоверными могут (и должны) быть закономерности взаимного расположения месторождений, как открытых, так и вероятных. Закономерности взаимного расположения открытых месторождений как предпосылки для поисков новых (наряду с геофизическими методами) существовали и ранее. Однако для проверки реальности их существования было необходимо бурение поисковых или параметрических скважин, обычно дорогостоящих.С возникновением компьютерных технологий появилась возможность разработки моделей пространственного расположения залежей нефти и газа. Можно обозначить два направления в этой области: во-первых, формирование баз данных, когда наиболее ценная и хорошо организованная информация о фактическом материале переводится на магнитные носители; во-вторых, разработка логико-аналитических программ системного анализа с распознаванием образов, рассматриваемых как результат научных исследований.
Среди многочисленных
направлений исследований в этой области особенно привлекательным представляется анализ взаимного расположения месторождений нефти и газа.Каждое из месторождений содержит более сотни количественных характеристик, на базе которых и могут формироваться исходные модели. Степень устойчивости взаимосвязи тех или иных параметров может быть подтверждена статистическим материалом. Для
этого необходимо выявить наиболее показательные параметры месторождений и установить степень устойчивости их взаимных сочетаний с целью определения не только наиболее вероятного положения неоткрытого месторождения, но и его размеров, состава флюида, глубин залегания залежей. Каждое открытое месторождение несет в себе информацию о расположенных рядом, и анализ сводится к выявлению этих связей и установлению положения неоткрытого месторождения.При разработке программ выявления неоткрытых месторождений, вероятно, можно использовать эталонные сочетания параметров, апробированных на хорошо изученных территориях, где обнаружение новых месторождений и залежей практически невозможно. Последовательный анализ самых разнообразных
характеристик месторождений на хорошо разведанных бурением участках позволяет выявить устойчивые сочетания взаимного расположения месторождений относительно друг друга, которые при хорошей статистической аргументации могут служить эталоном. Сравнение фактических цепочек месторождений с эталонными и позволяет выявить неоткрытое месторождение и оценить вероятность его существования. В процессе разработки методов прогноза неоткрытых месторождений нефти и газа могут быть использованы приемы, применяемые для прогноза рудных и нерудных полезных ископаемых * .При такой методике поисков месторождений нефти и газа радикально меняется направленность процесса — с каждым новым открытием увеличивается информация о геологическом строении территории и совершенствуется модель пространственного расположения залежей. В этом случае появляются реальные предпосылки для резкого увеличения коэффициента
успешности поисков месторождений и залежей нефти и газа, где новые месторождения и залежи должны открываться первой же скважиной.Следует отметить, что для создания программ компьютерного поиска месторождений наибольшую ценность представляют устойчивые формальные связи, имеющие четкую количественную оценку, и в меньшей степени — закономерности, основывающиеся на генетических построениях.
Один из наиболее благоприятных и, вероятно, первоочередных объектов разработки подобного рода — линейно вытянутые цепочки месторождений, поскольку более половины всех выявленных месторождений нефти и газа расположено в таких структурах. Геологическая природа таких цепочек самая разнообразная, но большинство из них прямо или косвенно связаны с разрывными нарушениями и осложняющими их складками.
Характер взаимного расположения месторождений определяется в значительной мере строением крупных тектонических структур, обрамляющих нефтегазоносные бассейны. Таковы линейно вытянутые цепочки нефтяных и газовых месторождений в Волго-Уральской провинции, прилегающие к горным сооружениям Урала. Аналогичная картина наблюдается в северо-кавказской части провинции, примыкающей к Кавказскому хребту. Можно отметить и такой факт: в нефтегазоносных бассейнах, имеющих удлиненную форму, практически все месторождения расположены в линейно вытянутых цепочках структур. Таковы Днепровско-Припятская, Тимано-Печорская, Северо-Кавказско-Мангышлакская, Охотская провинции, Ферганская, Предкарпатская области и др.
На этих территориях процесс поисков новых месторождений сводится к выявлению недостающих звеньев в цепочках открытых месторождений или установлению новых линейно вытянутых цепочек месторождений нефти и (или) газа. Исключения из этого правила (месторождения вне цепочек) относительно редкие, здесь, как правило, отмечаются небольшие запасы углеводородов.
Линейно вытянутые цепочки месторождений широко распространены и в таких более или менее изометричных провинциях, как Западно-Сибирская, Волго-Уральская, Южно-Каспийская и Прикаспийская.
В цепочках месторождений между отдельными звеньями существуют определенные связи, что отчасти объясняется общностью условий образования самой такой структуры и времени формирования в них залежей. В каждой из таких цепочек отмечается взаимосвязь между отдельными месторождениями (внутренняя ритмика их взаимного расположения), установление которой и служит предпосылкой для поисков недостающего звена — неоткрытого месторождения.
На начальном этапе анализа взаимного расположения месторождений в цепочках могут быть использованы: величина запасов нефти, газа, конденсата и их соотношений; изменение числа залежей и их площадей; изменение конфигурации залежей; стратиграфический интервал продуктивности; изменение глубин залегания
залежей; изменение пластовых давлений, состава вод, качественных характеристик углеводородных флюидов; изменение фациального состава и мощности коллекторов и покрышек и т.д.Одной из форм контроля качества разработанной программы поиска месторождений может быть использование последовательности ранее проведенных работ. Если программа работает удовлетворительно, то ее можно апробировать на примере любого пройденного этапа поисковых работ, т.е. с ее помощью можно “открывать” уже выявленные месторождения, что позволит сопоставлять реальный и компьютерный варианты поискового процесса. Внеся в программу информацию о последовательно пробуренных продуктивных и непродуктивных скважинах, а также критерии, по которым они задавались, можно установить одну или несколько систематически повторяющихся причин положительных или отрицательных результатов бурения.
Более сложные элементы программы компьютерного прогноза месторождений нефти и газа связаны с условиями формирования литологического типа коллекторов. Значительная часть промышленных запасов месторождений концентрируется либо в дельтовых отложениях, либо в органогенных. Формализация разнообразных генетических типов применительно к программе поисков особенно полезна в случае предварительной обработки большой базы фактических данных и установления достоверных критериев приуроченности залежей к определенным признакам генетических типов осадконакопления, поддающимся количественным и качественным оценкам.
Широко известна приуроченность залежей к определенным формационным и литологическим циклам. Количественное соотношение числа залежей, размеров запасов по литологической, циклической, формационной, стратиграфической и глубинной приуроченности в изучаемом районе сокращает процесс поисков до очень узкого интервала.
При подготовке исходной базы данных для компьютерного поиска месторождений особую ценность представляют отчеты по подсчету запасов месторождений, где качество исходного материала подвергалось строгому контролю.
Уже в настоящее время создаются базы данных и строятся первые карты нефтегазоносности с использованием компьютерной техники. И сразу же проявилась одна негативная тенденция, связанная с передачей информации. Раньше все результаты ГРР в обязательном порядке и в строго определенной форме передавались в территориальные и всесоюзные геологические фонды. К этой информации имелся относительно простой доступ и она являлась основой для дальнейшего совершенствования. Затраты на создание баз данных и других результатов компьютерной обработки достаточно велики, и поэтому организации-исполнители обычно используют информацию как товарную продукцию. Но так как ее цена весьма велика, то она доступна только редким нефтедобывающим фирмам. Обязательной передачи ее в хранилища, доступные широкому пользователю, а именно они проводят большую часть работы по сбору и систематизации баз данных, не предусмотрено. Получается замкнутый круг, когда результаты трудоемкой работы отдавать безвозмездно нецелесообразно, а единичные пользователи не окупают затрат на ее производство, и поэтому они надолго консервируются у исполнителя. По-видимому, можно ограничить хранение материалов у исполнителя определенным сроком,например в 2 года, а затем передавать их в хранилища, может
быть в ту же организацию — Росгеолфонд.Перед исследователями в области нефтегазовой геологии открываются новые весьма привлекательные перспективы выявления и использования закономерностей пространственного распространения нефти и газа с помощью компьютерной технологии. А исследователи в ближайшем будущем, вероятно, будут гармонически сочетать знания традиционной геологии с умением программировать.
* Компьютерный прогноз месторождений полезных ископаемых / В.В.Марченко, Н.В.Межеловский, Э.А.Немировский и др. — М.: Недра, 1990.
© В.И.Корчагин, 1998
The article deals with the problem concerning crisis phenomena in oil and gas geology. Their main reasons are of objective character and lie in that a constant increase of exploration works should be culminated by the system's qualitative change of their carrying out and sharp improvement of scientific prognosis reliability. By the present, there appeared conditions for quick, practically instant processing of huge factual data with the help of computer software programs. Geoinformation systems appear and rapidly improve, and at the present-day stage the task of geological survey lies in a very fast transferring of the most valuable factual data into contemporary form (on magnetic carriers) with minimum losses. It is evident that the method of extensive areal exploration is over, and prospecting activities with the help of single, repeatedly tested by computer programs so-called "sniper" wells are taking up their turn.