Баженовская свита что это такое простыми
В мезозойском разрезе Западной Сибири резервуары нефти и газа приурочены к терригенным, алевролито-песчаным образованиям. В фациальном отношении это либо базальные слои трансгрессий различного масштаба (главным образом мезоциклов продолжительностью 8-10 млн. лет), либо финально-регрессивные отложения.
В мезозойском разрезе Западной Сибири резервуары нефти и газа приурочены к терригенным, алевролито-песчаным образованиям.
В фациальном отношении это либо базальные слои трансгрессий различного масштаба (главным образом мезоциклов продолжительностью 8-10 млн. лет), либо финально-регрессивные отложения. Самыми емкими коллекторами являются образования второго типа.
С ними связаны наиболее крупные залежи (Говоря о резервуарах и залежах, мы имели в виду уточненные понятия [11].) неокомских толщ, находящиеся в промышленной разработке.
Верхнеюрские битуминозные аргиллиты баженовской свиты составляют исключение. Впервые в мировой практике нефтегазопоисковых работ коллекторами оказались глины и аргиллиты, давно признанные одним из основных региональных экранов (и водоупоров) Западной Сибири.
Мощность баженовских аргиллитов сравнительно невелика и изменяется от 5-10 до 20-40 м.
Все исследователи, изучающие породы баженовской свиты, считают, что коллекторские свойства данного резервуара обусловлены их трещиноватостью.
Макроскопические исследования керна скважин основных районов распространения битуминозных пород (Березовский, Шаимский, Красноленинский, Сургутский, Нижневартовский, Варьеганский, Александровский, Васюганский, Мыльджинский и др.) и анализ опубликованных результатов изучения различных свойств пород баженовской свиты позволяют авторам настоящей статьи высказать существенно иную точку зрения на природу (тип) данных коллекторов и возможный механизм их образования.
Не отрицая определенной роли трещин в формировании коллекторов баженовского резервуара, главное значение в образовании первичного порового пространства, по нашему мнению, принадлежит не им. Они создали вторичное, дополнительное (хотя и важное в ряде случаев) поровое пространство. Во многих образцах, исследованных макро- и микроскопически, вертикальных трещин вообще не наблюдалось. Так, Э.М. Халимов и В.С. Мелик-Пашаев не без некоторого удивления отмечают, что «в более чем 1/3 изученных образцов трещиноватость вообще отсутствует» [12, с. 2]. Из большого числа изученных шлифов отложений баженовской свиты в Салымском районе 45 % не имеют трещин, а в шлифах с трещинами вертикальные трещины не превышают 11 % (там же).
Мы вертикальные трещины в данных образованиях при макроскопических исследованиях наблюдали крайне редко.
Одной из характерных особенностей аргиллитов баженовской свиты во многих районах, как известно, является тонкая (и микро-) плитчатость, слойчатость и листоватость. Нефтенасыщенные образцы таких пород, не содержащих трещин, при вертикальном сдавливании из межплитчатого и особенно тонкослойчатого, листоватого пространства, как правило, выделяют нефть. Все это и ряд других факторов позволяют сделать вывод, что первичным и, видимо, главным является межплитчатое и межслойчато-листоватое пространство аргиллитов баженовского резервуара. Это совершенно новый тип коллектора.
Данное представление о типе коллектора требует и иного подхода к исследованию баженовских аргиллитов. Прежде всего, необходимо ответить на следующие вопросы.
Какова природа, механизм образования межслоевого пространства коллектора?
Почему в одних случаях коллектор образуется, а в других нет?
Только поняв природу коллектора, можно отыскать признаки его картирования, а следовательно, и прогнозирования залежей нефти и газа. Именно это открывает реальный путь к разработке методов оконтуривания залежей и подсчета прогнозных и промышленных запасов УВ в рассматриваемом уникальном резервуаре. Ответы на поставленные вопросы должны дать и объяснения необычным свойствам пород и залежей баженовской свиты. В настоящее время выявлены следующие особенности пород баженовской свиты:
аномальная обогащенность ОВ (до 10 % и более);
сравнительно небольшая мощность при площади распространения, превышающей 1 млн. км2;
тонкоплитчатая, слойчатая и листоватая структура;
аномально высокие значения кажущегося сопротивления, превышающего 500 Ом-м (нередко достигающие 1000 Ом-м);
высокие и аномально высокие значения естественной гамма-активности;
аномально пониженная плотность пород;
пониженная скорость прохождения упругих сейсмических волн через толщу баженовских аргиллитов;
аномально высокие пластовые давления в залежах;
приуроченность скважин с наиболее значительными дебитами нефти к зонам повышенных температур, достигающих 135°С;
низкие пористость и проницаемость коллекторов баженовской свиты;
наличие вертикальных и горизонтальных трещин.
Последнее свойство пород баженовской свиты, несмотря на кажущуюся очевидность, нуждается в серьезном подтверждении и детальном изучении. Особенно в отношении наличия вертикальных трещин. Представление о их широком развитии, обусловленном вертикальными блоковыми движениями вдоль разломов [12] или палеосейсмичностью [6], находится, на наш взгляд, в противоречии с целым рядом других свойств этих пород.
Вне всякого сомнения, горизонтальные перемещения и вызванные ими мозаичные поля неравномерного напряжения наблюдались в истории развития Западно-Сибирского седиментационного бассейна. Уренгойский грабенообразный прогиб-желоб и «оперяющие» его прогибы явно имеют рифтовую (или, точнее, квазирифтовую) природу. В результате растяжения в этой зоне и горизонтальных перемещений в направлении западного и восточного жестских обрамлений образовались по обе стороны желоба цепочки крупных высокоамплитудных поднятий, к которым приурочены уникальные газовые залежи севера Западной Сибири (Уренгойское, Губкинское, Ямбургское, Тазовское, Заполярное и др.). Следует отметить, что роли горизонтальных перемещений в платформенных условиях и создаваемых ими тангенциальных напряжений, их влиянию на нефтегазоносность практически не уделяется никакого внимания.
Справедливо отмечается рядом исследователей положительная роль повышенных температур в образовании плитчато-слойчатой, листоватой структуры, а также генерационного потенциала баженовских аргиллитов.
В условиях, видимо, относительно неглубоководного бассейна, в тех зонах, куда не доносился терригенный материал, формировались тонкодисперсные органогенные образования, способные после стадии уплотнения и литификации, при определенных тектонических напряжениях, к расслоению и превращению в ряде зон и районов из экрана в коллектор.
Очевидно, в комплекс изучения баженовской свиты должны быть включены исследования экспериментальной тектоники и моделирования процессов расслоения и трещинообразования в породах данного конкретного типа.
Высказанная выше точка зрения на природу и тип коллектора, механизм его формирования позволяет, как нам кажется, дать более полное объяснение перечисленным выше особенностям пород баженовской свиты и их нефтеносности, детальному анализу которых будут посвящены специальные работы авторов.
Осознавая важность поиска залежей нефти в баженовском резервуаре, многие ученые и целые коллективы (ЗапСибНИГНИ, СНИИГГиМС, ИГиРГИ, ИГиГ СО АН СССР и др.) занимаются исследованием аргиллитов баженовской свиты. С целью ускорения решения важной в научном и практическом отношении проблемы оценки перспектив нефтегазоносности пород баженовской свиты необходимо скоординировать все исследования в рамках программы «Сибирь» (подпрограмма «Нефть и газ Западной Сибири») и на данном этапе «поиска» не отбрасывать никакие из идей и представлений о природе и механизме образования коллекторов и резервуаров баженовской свиты, какими бы «сумасшедшими» они не казались на первый взгляд.
Автор: А.А. ТРОФИМУК, Ю.Н. КАРОГОДИН (ИГиГ СО АН СССР)
neftianka
neftiankaвсе о нефти и не только
there will be blood
Член-корреспондент АН СССР И. НЕСТЕРОВ, директор Западно-Сибирского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института.
Почти все известные нефтяные и газовые месторождения залегают в прогибах земной коры, там, где послойно расположены осадочные породы: песчаники, известняки, глины, пласты соли…
Классическая модель залежи выглядит так: между слоями глины, известняка или соли — непроницаемыми покрышками — лежит пласт песчаника или проницаемого известняка, наполненный нефтью или газом. Нефть и газ находятся только в пористых породах. В глины и соль они проникнуть не могут. Глины и нефть — это в определенном смысле лед и пламень, то есть вещества несовместимые.
И вдруг однажды на Салымском месторождении нефть забила из слоя глины. Да в каких количествах! В разведочной скважине Р-41 был зафиксирован приток нефти 1700 кубометров в сутки! И это при том, что замер сделали не сразу, а когда фонтан уже слегка ослабел.
Сначала тюменские геологи не поверили своим глазам и предположили, что нефть бьет все-таки не из слоя глины, а что происходит перетек из других горизонтов в тот, где залегают глины. Одни указывали на пласт, лежащий на 100 метров выше глин, другие на тот, что ниже. Но факты неоспоримо говорили о том, что нефть поступает из глинистых отложений, так называемой баженовской свиты.
Свита — геологический термин, обозначающий совокупность залегающих пластов горных пород, объединенных по какому-либо признаку. Баженовской ее «назвали потому, что глинистые отложения такого типа впервые были обнаружены вблизи поселка Баженовка Омской области.
Баженовская свита. Перспективы добычи трудной нефти
Гигантское сибирское месторождение сланцевой нефти, именуемое баженовской свитой, изучают с 1960-х годов. Неоднократно различные нефтедобывающие компании заявляли о планах разработки этих запасов, однако реальные действия начали предпринимать буквально в последние годы. Так доберёмся ли мы до богатств сланцев?
По оценкам Wood Mackenzie, содержание нефти в баженовской свите достигает двух триллионов баррелей — невероятная цифра, такие запасы просто невозможно представить. В докладе комитета по энергетике США ещё в 2013 году Россию признавали мировым лидером по запасам сланцевой нефти. Гордость за Родину и уверенность в наших позициях на мировой арене уже появилась?
На самом деле пока рановато, но нас ждут великие дела.
Кому нужны ТРИЗы?
Дело в том, что названные триллионы баррелей — это трудно извлекаемые запасы нефти. Даже не так: очень трудно извлекаемые. Настолько, что даже передовые технологии современности не позволяют достать эту нефть на поверхность.
На «бажене» толщина сланцевого слоя в основном составляет 30–40 метров, а находится нефть на глубине около двух километров. Вообще, по разным оценкам, извлекаемыми с помощью особых технологий являются от 75 до 350 млрд баррелей, то есть от 5 до 20% мировых запасов углеводородов.
«Казалось бы, зачем тратить усилия и средства на разработку трудно извлекаемых запасов?», — обратился к участникам профильного круглого стола директор департамента государственной энергетической политики Министерства энергетики РФ Алексей Кулапин.
И сам же ответил на свой вопрос.
«Объёмы добычи лёгкой нефти постепенно сокращаются, нефть становится всё более тяжёлой. Необходимо идти в новые районы нефтедобычи, а это, как правило, районы с суровым климатом и неразвитой инфраструктурой. Необходимо поддержание таких объектов, как баженовская свита: с точки зрения долгосрочной конкурентоспособности России этот проект является очень актуальным», — отметил представитель Минэнерго.
Все планы дальнейшего энергетического благополучия нашей страны составлены с учётом того, что до ТРИЗов мы всё-таки доберёмся.
По итогам 2018 года Россия добыла 555,9 млн тонн нефти и газового концентрата. Это почти на 2% больше, чем в 2017-м.
Чтобы обеспечить конкурентоспособность страны на мировом энергетическом рынке, нам необходимо в долгосрочной перспективе до 2030–2035 годов как минимум сохранить этот уровень добычи: примерно такие показатели заложены в энергетической стратегии.
При этом предполагается, что объём добычи ТРИЗов до 2035 года увеличится почти вдвое: с 10%, которые у нас есть сейчас, до 20%.
Из запланированных объёмов почти 45 млн тонн находятся в разработке у компаний ТЭК или хотя бы включены в проектную документацию, а вот 38 млн т — это новые запасы, которые ещё предстоит прирастить.
Поэтому надо полагать, что время «бажены» пришло.
При государственном участии
«На государственном уровне проводится последовательная политика по стимулированию развития ТРИЗов», — отметил Алексей Кулапин.
Он напомнил о том, что нефтяная отрасль является одним из драйверов российской экономики, поэтому предусмотрены меры стимулирования — в частности, налоговые. И отечественные компании уже включаются в развитие «нефтянки».
«Портфель наших нефтяных компаний на сегодняшний день состоит из сотен проектов, которые направлены на максимизацию нефтеотдачи на традиционных месторождениях, а также на обеспечение доступа и разработки эффективных технологий работы с ТРИЗами.
К ним можно отнести такие технологии, как совершенствование конструкции горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом пласта, интегрированный инжиниринг, строительство высокотехнологичных скважин и другие.
Таким образом, совершенствование технологий помогает увеличить доступ к ресурсной базе, освоение которой ещё вчера считалось нерентабельным из-за сложного геологического строения и где традиционные методы являлись неэффективными.
Предполагается, что разрабатываемые технологии, которые являются как энергоэффективными, так и ресурсосберегающими, станут ключевыми для развития нашей нефтяной отрасли на горизонте 5–10 лет. Они-то и позволят обеспечить прирост рентабельно извлекаемых запасов и сохранение объёмов добычи нефти», — подчеркнул Алексей Кулапин.
Что касается конкретно баженовской свиты, то за дело с большим энтузиазмом взялся «Газпром». При этом генеральный директор ООО «Технологический центр «Бажен» (дочернее общество ПАО «Газпром нефть») Кирилл Стрежнев подчеркнул, что в таком проекте обязательно нужно госучастие — и именно федеральное.
Даже «Газпром» с их возможностями и — будем откровенными — существенным опытом в реализации сложных проектов — не может справиться в одиночку.
«Наша компания уже научилась решать задачи с крупными технологическими вызовами. У нас есть опыт реализации проектов с абсолютно инновационными решениями: «Ворота Арктики», проекты на Ямале. И мы уже находимся на такой стадии развития, когда оценка проектов и стратегия строятся параллельно с развитием технологий.
Но баженовская свита, нетрадиционные запасы — это принципиально новый уровень вызова. Это задача, которую нефтяная компания сегодня не может решить самостоятельно», — сказал Кирилл Стрежнев.
«Газпром» работает
Вопрос, по большому счёту, не в деньгах. Чтобы добраться до богатств «бажены», нужны специалисты нового уровня. И нужны новые технологии — имеющие другой потенциал с точки зрения повышения эффективности.
«Приведу пример. Чтобы ввести в промышленную разработку запасы баженовской свиты, нам нужно удельно снизить стоимость извлечения одной тонны нефти с 30 тыс. рублей до 8,5 тыс. рублей. За счёт каких внутренних ресурсов мы можем решить эту задачу? Речь идёт об изменении модели рынка. Здесь задействовано большое количество сервисных компаний с другим фокусом взгляда и с другой моделью ведения бизнеса. И для решения таких задач необходим запуск крупного федерального проекта», — объяснил Кирилл Стрежнев.
И, конечно, сам «Газпром» выразил готовность принимать активное участие в реализации проекта. Так, на Пальяновском нефтяном месторождении (Ханты-Мансийский АО) уже 3 года работает технологический полигон: здесь пробурили 2 высокотехнологичные горизонтальные скважины.
На них подбираются необходимые технологические параметры, и в процессе эксперимента они варьируются.
Это длина горизонтальной скважины, количество стадий, объём жидкости, скорость закачки. Представители «Газпрома» подчёркивают: данные с технологического полигона говорят о том, что промышленная технология может быть создана. Есть даже конкретные временные вехи: к 2021 году здесь намерены создать технологию, а к 2025-му — сделать её рентабельной.
Уже есть результаты. Время бурения удалось снизить с 58 до 38 суток. Гидроразрыв пласта тоже удалось ускорить: если раньше быстрее, чем за 48 часов, одну стадию проводить не получалось, то сегодня средний показатель — уже 24 часа.
А лучший — и вовсе 8 часов. Всё говорит о том, что цель достижима.
Есть, правда, и существенные сложности.
«Во-первых, проект требует 100-процентного импортозамещения: весь комплекс технологий должен быть российским. Во-вторых, технологии должны пройти снижение стоимости в три раза, кроме того, уровень эффективности по сравнению с текущими скважинами должен увеличиться в два раза.
Возьмём для примера ГРП — это ключевая технология, с которой мы сегодня работаем. Сейчас мы переходим к высокотехнологичному ГРП: повышается скорость, повышается давление.
И в российской практике просто нет ни технологий, ни оборудования, которые позволят это сделать. Это притом что сам рынок высокотехнологичного ГРП до 2035 года должен вырасти в семь раз.
Вот один из ярких примеров тех вызовов, с которыми нам предстоит работать в рамках этого федерального проекта», — рассказал Кирилл Стрежнев.
Уникальное месторождение
А точно ли нужны такие трудности? Добычей сланцевой нефти сегодня занимаются американские компании, так, может быть, стоит позаимствовать технологии у них? А история со 100-процентным импортозамещением — это просто блажь?
«Мы просто не можем использовать какие-либо из существующих технологий. Баженовская свита представляет собой уникальный природный комплекс: по своим геологическим свойствам, по особенностям залегания нефти. И просто взять и скопировать то, что применяется в другом месте, не получится.
Необходимы уникальные научные разработки, технологии. Решение очень сложных инжиниринговых задач.
Поэтому в рамках проекта и формируется консорциум участников, результатом работы которого станет постановка задач для отечественных машиностроительных предприятий», — прокомментировал Алексей Кулапин.
Пожалуй, можно говорить, что проект не имеет аналогов и по тому размаху, который он набирает. Минэнерго уже одобрило его в качестве национального — реализуемого в рамках дорожной карты инновационного развития ТЭК РФ. Могут быть даже внесены изменения в закон «О недрах».
«Сегодня наши компании ТЭК неохотно пускают на свои действующие объекты. Оно и понятно. Компания вложила, скажем, в разработку месторождения большие средства.
Тут приходит автор, предлагает свою разработку. На бумаге вроде бы всё эффективно, а на практике идея оказывается нежизнеспособной.
И компания несёт большие невосполнимые финансовые потери. Применение в пилотном режиме неопробованных технологических решений становится вопросом надёжности и безопасности объекта.
Поэтому нам и нужны технологические полигоны, чтобы проводить апробацию новых решений.
И поэтому проект освоения баженовской свиты федеральный — чтобы можно было объединить все стадии», — рассказал представитель Минэнего.
«Работа над проектом изменений в закон «О недрах» ведётся с 2016 года. Они уже разработаны и прошли первый этап общественного обсуждения. В частности, они вводят понятие технологических и научных полигонов, которые могут создаваться как на участках нераспределённого фонда, так и в рамках уже существующих лицензий.
Это новый тип недропользования, цель которого — не разведка и добыча ископаемых, а разработка и тестирование новых технологий.
Мы рассчитываем, что закон будет вынесен на рассмотрение в осеннюю сессию Госдумы. В этом случае он мог бы вступить в силу к концу 2019 года. Тогда в 2020 году у нас будет возможность подать заявку на переоформление лицензии Пальяновского месторождения с разведки и добычи на технологический полигон.
Это позволит в 2020–2025 годах сфокусироваться на развитии технологий, а не на выполнении обязательств по добыче углеводородов.
Возможность добывать нефть при этом сохраняется, потому что только накопленная добыча в данном случае может быть критерием, определяющим эффективность технологии», — уточнил Кирилл Стрежнев в интервью корпоративному изданию «Газпрома».
На месте
И ещё. Добыча на «бажене» — это не только решение задач целого государства. Это ещё и развитие ХМАО, где будут вести основные работы. Сегодня в регионе уже произошли изменения в связи в текущими экспериментами и приготовлениями.
Уже три года назад руководство «Газпрома» и правительство Ханты-Мансийского автономного округа — Югры подписали соглашение о социально-экономическом сотрудничестве.
И есть результаты — причём не только в сырьевом секторе.
В регионе появляются инфраструктурные площадки и проекты. Уже работают два индустриальных парка, появятся и другие площадки. Уже найдено 13 партнёров, в том числе 8 предприятий, которые разрабатывают технологии и оборудование.
Да и к тому же, как мы упоминали, новому проекту нужны молодые кадры. И уже есть соглашение по созданию Центра компетенций в горнотехническом образовании на базе Санкт-Петербургского горного университета. Опорным регионом в части нефтегазовых компетенций станет именно Югра.
«4 500 скважин предполагается построить только на территории нашего региона. Это значит, к нам должны прийти инвестиции. С «Газпромом» мы оценили их в 70 млрд рублей только от одной компании на одном полигоне.
Понятно, что если включатся другие компании — а они обязательно включатся, когда пойдёт отработка технологии — объём инвестиций может достигнуть 400 млрд руб.», — описал заместитель губернатора Ханты-Мансийского автономного округа — Югры Алексей Забозлаев.
О баженовской свите
Комментирует доктор геолого-минералогических наук СО РАН Юрий Карогодин.
— Баженовская свита — это пачка (свита) горных пород, выявленных в Западной Сибири на глубинах более двух километров. Она распространена на территории более миллиона квадратных километров, при этом имеет сравнительно небольшую толщину — двадцать-тридцать метров.
Уникальной особенностью «баженовки», определяющей ее промышленную ценность, является высокая насыщенность нефтью. К тому же эта нефть отличается высоким качеством (типа марки Brent) — легкая, малосернистая и без других вредных примесей, поэтому требует меньше затрат на первичную и глубокую переработку. На больших глубинах, где распространены бажениты, высокие температуры (100–130 градусов по Цельсию и больше), высокое давление, это повышает опасность аварий и даже пожаров, но и дебит скважин здесь должен быть больше.
По геологическому строению баженовский нефтегазоносный комплекс кардинально отличается от всех других в разрезе бассейна. Для образования залежи нефти и/или газа, как известно, необходимо два условия: наличие резервуара-коллектора, способного вмещать флюиды, и ловушки, способной улавливать и удерживать углеводороды. Баженовская свита представлена плотными глинистыми породами, которые считаются нефтематеринскими (содержат аномально высокое количество преобразованного органического вещества, генерировавшего нефть). Но любые глинистые породы — это прежде всего экран, флюидоупор для залежей углеводородов. Каким образом в глинистой толще-экране могут находиться залежи, да еще в большом количестве (как выясняется) и огромными общими запасами (как предполагается), это пока толком не ясно. Удивительно и то, что и ее коллектор необычный. Это не просто трещины различной ориентировки, а в основном тонкие, менее миллиметра, параллельные, горизонтальные трещинки между такими же тонкими пластинками глин. Природа такого коллектора до сих пор неясна. Не познаны закономерности их пространственного размещения, нет научно обоснованного целенаправленного прогноза и поиска залежей, оценки реальных запасов. По нашему с академиком Андреем Трофимуком мнению, зоны такого типа коллекторов — это своеобразные «пузыри» в породе, места разгрузки тангенциального напряжения, горизонтального сжатия отложений.
Освоение запасов баженовской свиты выглядит привлекательнее ряда альтернативных направлений, ориентированных на поддержание нефтедобычи, — северного шельфа восточнее Урала, как и новых слабо освоенных районов Восточной Сибири. Ведь в регионе, где эта свита простирается, уже есть вся необходимая инфраструктура, поэтому можно рассчитывать на меньшие затраты и меньший ущерб для окружающей среды. Вероятность обнаружения таких «пузырей» и залежей, связанных с ними, перспективна в районах с повышенным температурным градиентом. Это прежде всего Мансийская синеклиза с Красносельским, Салымским, Сургутским районами и территориями, прилегающими к ним. Вместе с тем я далек от эйфории. Звучащие сейчас цифры — 100 миллиардов тонн запасов — кажутся фантастическими. Вообще, вести конкретный разговор о том, сколько нефти можно получить от освоения баженовского комплекса, некорректно, пока не разработана методика прогноза «коллекторов-пузырей», их число и пространственное нахождение. Необходимы систематические измерения тангенциальных напряжений в бурящихся скважинах, картографические данные позволят прогнозировать перспективные зоны распространения «коллекторов-пузырей». Но для этого, в свою очередь, нужен соответствующий прибор, глубинный тензометр, которого у нефтяников нет, а его создание даже не стоит на повестке дня. Желательно, чтобы нефтяные компании, государство проявили интерес к этой проблеме.