2.4. Необходимость смены теоретических основ поиска и разведки месторождений углеводородов

Необходимость коренного переосмысления теоретических основ образования залежей углеводородов обусловлена быстро нарастающим в последние годы различием между реальным сложным и чрезвычайно мозаичным геологическим строением осваиваемых месторождений и традиционными, относительно упрощенными представлениями об их геологической природе и строении. Это несоответствие является, пожалуй, основной причиной сегодняшних пессимистических оценок запасов нефти и газа, а также одной из главных причин низких экономических показателей поисков, разведки и разработки месторождений.

Методы эксплуатации месторождений, основанные на традиционных представлениях, очень быстро теряют свою эффективность из-за нарастающей неадекватности общепринятых схем разработки реальному геологическому строению. Из-за повышенной, непрогнозируемой в традиционных моделях, чрезвычайно быстрой латеральной изменчивости фильтрационно-емкостных свойств разрабатываемых залежей на многих месторождениях происходит быстрое падение добычи, снижение эффективности вторичных способов воздействия на залежь и, как результат, резкое повышение себестоимости продукции, увеличение фонда нерентабельных и бездействующих скважин. Эти негативные стороны могут быть замаскированы при росте на нефть и газ на мировом рынке, но становятся явными в периоды падения цен. Резкое падение цен на нефть и газ в конце 2008 года окончательно обнажило недостатки традиционных концепций. Поэтому именно сегодня необходим капитальный пересмотр теоретических основ, наиболее полно отвечающий реальным свойствам нефтегазовых полей, а не тем приписываемым и желаемым свойствам, которые фактически не оправдываются при разработке месторождений нефти и газа. Новая методология, включающая в себя как новое учение о генетической природе и структуре запасов, так и адекватную логическую организацию процессов поиска, разведки и разработки месторождений, необходима не только для освоения традиционно считавшихся забалансовыми запасов, но и для оптимального эколого-экономического решения инженерных и технологических задач на уже разрабатываемых месторождениях.

В основе предлагаемой геосолитонной концепции образования залежей углеводородов лежит геодинамический подход к процессам генерации углеводородов, формирования локальных очагов улучшенных первичных и вторичных коллекторов, характера фазового насыщения как отдельных залежей, так и многопластовых месторождений. Этот же геосолитонный механизм позволяет по-новому рассмотреть процессы подземной газогидродинамики при разработке сложнопостроенных промыслово-геологических объектов и методы повышения коэффициента газонефтеотдачи. Вместе с тем локально-мозаичная структура запасов, вытекающая из геосолитонной концепции, требует существенного повышения пространственной разрешенности при поисках, разведке и доразведке уже разрабатываемых месторождений. Геолого-геофизические методы, способные обеспечить такую разрешенность и построение высокодетальных карт, необходимы для оптимальных схем разведки и разработки мозаичных углеводородных полей. Определенный интерес, кроме того, представляют задачи снижения аварийности при бурении, эксплуатации и транспорте углеводородов, частичное решение которых возможно за счет детального картирования методом высокоразрешающей геофизики очагов активного геосолитонного излучения, порождающего аварии.

Фундаментальные исследования по теории и моделированию процессов нефтегазообразования в природных резервуарах Западной Сибири показали отсутствие корреляционной связи содержания органического углерода с плотностью ресурсов и концентрацией углеводородов в поровом пространстве коллекторов (И.И. Нестеров, В.И. Шпильман -1985). В монографии И.И. Нестерова, В.В. Потеряевой и Ф.К. Салманова (1975), посвященной обобщению материала по закономерностям в строении и распределении запасов на наиболее крупных месторождениях углеводородов в мире, впервые было показано, что между площадью залежи и запасами в ней отсутствует прямая корреляционная зависимость. Этот факт указывает на приоритетность локального геосолитонного механизма при формировании наиболее крупных в мире месторождений углеводородов. Отметим, что в традиционной органической теории происхождения углеводородов факт независимости количества запасов от площади залежи представляется абсурдным, подобные факты для сторонников органической теории – парадокс. Особенно важно подчеркнуть, что расчеты парных коэффициентов корреляции были выполнены по материалам 27 самых богатых в мире месторождений. Чтобы убедиться в безошибочности результата приведем заимствованные из этой же работы площадь и общие геологические запасы по отдельным крупным месторождениям:

Ага-Джари (Иран): площадь 103 км²; геологические запасы - 12 805 млн.т;

Гхавар (Саудовская Аравия): площадь – 5 000 км²; запасы - 22 530 млн.т;

Пембина (США) площадь – 2 008 км²; запасы - 13 000 млн. т;

Киркук (Ирак): площадь – 310 км²; запасы - 10 120 млн.т.

Обычный анализ этих выборочных данных действительно подтверждает полную статистическую независимость общих геологических запасов от площади залежей.

Следовательно, главным фактором, определяющим запасы нефти, является не площадь их сбора или генерации, как это предполагается в классической органической теории происхождения нефти, а принципиально иной, чрезвычайно локализованный фактор. В частности, это ярко видно на примере месторождения Ага-Джари (Иран). По нашему мнению, здесь ведущим фактором является локальный геосолитонный очаг геодинамической активности.

2.5. Причины чрезвычайной локализации богатых

залежей и месторождений

Многочисленными исследованиями установлено, что месторождения нефти и газа в Западной Сибири, как правило, располагаются в зонах градиентного изменения различных геофизических полей и, в частности, теплового поля Земли (А.Р. Курчиков, Б.П. Ставицкий - 1987). Для объяснения замеченных закономерностей в работе И.И. Нестерова и В.И. Шпильмана (1985) высказано предположение, что области нестационарности современных и прошлых физико-химических полей являются фундаментальными поисковыми признаками зон нефтегазогенерации и скоплений углеводородов. В этой же работе установлена и высокая корреляционная связь плотности запасов газа с областями тектонической напряженности и неотектонической активности в пределах исследованных эталонных участков Западной Сибири.

Природа таких локальных областей тектонической активности и нестационарности физико-химических полей, представляющих один из главных признаков повышенной концентрации скоплений углеводородов, имеет, скорее всего, геосолитонный генезис. Напомним, что неотектонические явления в рамках геосолитонной концепции приобретают особенно важный практический смысл, поскольку с ними связаны современные геосолитонные процессы, способные восстанавливать извлекаемые запасы нефти и газа.

Важнейшая особенность локализованных областей высокой концентрации залежей углеводородов в Западной Сибири - их многопластовая структура запасов, которую многие исследователи связывают с вертикальной миграцией флюидов. По мнению Н.М. Кругликова и В.В. Нелюбина (1992), энергетическим фактором вертикальной миграции является разрядка механических напряжений различных слоев литосферы, вследствие чего возникают импульсные перетоки водоуглеводородных смесей, обладающих аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД). Подчеркивается влияние литологических особенностей отдельных интервалов геологического разреза на разномасштабность вертикальной миграции нефти, сухого газа, газоконденсатных растворов и подземных вод. Например, на севере Западно-Сибирского бассейна залежи верхней части неоком-сеноманского комплекса сосредоточены под региональной турон-палеогеновой покрышкой, а в районе мощной фроловской свиты глинистых отложений (Ханты-Мансийская депрессионная зона), ограничивающей вертикальную миграцию, не найдены залежи в верхнемеловых отложениях. В этой же работе отмечается «столбообразный» характер залежей и гидрогеологических аномалий, свидетельствующий о локальном проявлении миграционных процессов по зонам тектонических нарушений в новейшее время. Большинство здесь отмечаемых закономерностей хорошо вписывается в нашу геосолитонную концепцию. Следует только подправить: сами тектонические нарушения и зоны трещиноватости – это в геосолитонной терминологии субвертикальные каналы геосолитонной дегазации. Практически все приведенные в работе Н.М. Кругликова и В.В. Нелюбина факты в геосолитонной концепции сохраняются, но находят несколько иное объяснение.

По данным В.В. Нелюбина (1989), в разрезе многопластовых месторождений гидрогеологические аномалии образуют ореолы вокруг залежей нефти и газа в виде единого геологического образования, на основании чего сделан вывод о доминирующей вертикальной миграции, формирующей залежи углеводородов (УВ) и сопутствующих флюидов. И это заявление В.В. Нелюбина согласуется с геосолитонной концепцией: доминирующий ход геосолитонных трубок имеет вертикальное направление, и он не только поставляет вещество, но и создает тектонические предпосылки, благоприятные для этого движения, так как сопровождается системой землетрясений, порождающих трещины, создающих локальные благоприятные условия для формирования улучшенных коллекторских свойств, структурных форм и тому подобного.

В работе Э.М. Прасолова и др.(1981) на основании анализов изотопного состава углерода аргументируется, что газовые залежи в сеноманских и неокомских отложениях севера Западной Сибири сформировались, по крайней мере, из двух глубинных источников поступления газа - среднеглубинного (4-5 км) и глубинного (6-9 км). Импульсный геосолитонный режим вполне способен это обеспечить, но предполагает, что глубинные источники находятся гораздо глубже, чем считает Э.М. Прасолов.

За счет глубинных источников происходит полное заполнение газом и в значительной степени газоконденсатом сеноманских газовых и неокомских газоконденсатных залежей на северных месторождениях Западной Сибири (Н.М. Кругликов, В.В. Нелюбин - 1992). Далее в этой работе утверждается, что в процессе вертикальной миграции участвовало гораздо больше насыщенного газоконденсатного раствора, чем его содержится в современных залежах. Возможно, что часть его потеряна при перетоках, часть достигла сеноманских ловушек, а наиболее легкие фракции вышли в атмосферу по сквозным периодически активизирующимся субвертикальным зонам деструкции. Выявление и детальное картирование этих каналов возможной вертикальной миграции глубинных флюидов представляет одну из актуальных задач в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне. Фактически и здесь работает геосолитонная дегазация Земли. Здесь следует отметить появление очень важного поискового признака, который необходимо использовать при поисках и разведке локальных высокодебитных участков на севере Западной Сибири. Таким поисковым признаком являются повышенные толщины многолетних мерзлых пород, так как в геосолитонной концепции наиболее активно они формируются на очагах «холодной» геосолитонной дегазации в северных районах, что и приводит к формированию многолетних мерзлых пород на локальных участках дегазации.

Об определяющей роли вертикальной миграции углеводородных газов в формировании апт-сеноманских нефтегазоносных комплексов на севере и неокомских комплексах в остальной части Западно-Сибирской плиты ранее высказывались многие геологи. Многие авторы отмечают многоэтапность формирования углеводородов в Западной Сибири. Это хорошо объясняется «газовым дыханием Земли», по определению В.И. Вернадского. Геосолитонная дегазация происходила и происходит практически непрерывно от рождения нашей планеты и по настоящее время. Поэтому многоэтапность формирования залежи - это наиболее естественный режим формирования всех месторождений углеводородов.