ДВЕ ТЕОРИИ

России нужен прорыв в изучении сверхглубоких залежей нефти и газа. Но для начала надо разобраться в природе их происхождения. 

Сегодня в российских научных кругах конкурируют две основные версии происхождения нефти. До недавнего времени господствовала биогенная теория, сформулированная еще Михаилом Ломоносовым. Согласно ей, нефть и газ возникли в результате разложения растений и животных на дне водоемов. Жидкие углеводороды заполнили собой пустоты, под высокими температурами и давлениями сформировав месторождения. Нефть считалась невозобновляемым ресурсом.

Противоположная ей теория абиогенного (неорганического) происхождения нефти ведет свое начало от Дмитрия Менделеева. Еще в XIX веке он считал, что человечеству не угрожает истощение запасов «черного золота». По его гипотезе, в недрах постоянно происходит реакция воды с карбидами, от чего и возникают углеводороды.

Сегодня есть приверженцы космических и иных теорий. Во всех из них немало спорных моментов. Однако сегодня исследователи признают значимость кристаллического фундамента для генерации углеводородов.

Кристаллический фундамент (КФ) - это основание геологической платформы, образованной интенсивно деформированными и метаморфизованными породами. Строение месторождений в осадочном чехле тесно связано с геологическим строением КФ. Изучая верхний ярус платформы, сложенный неметаморфизованными осадочными горными породами, можно облегчить поиск нефти в вышележащих отложениях.

ПОДПИТКА ИЗ ГЛУБИН

Нефтяные месторождения в осадочном чехле состоят из ловушки, включающей коллектор и покрышку, а также глубинного резервуара - поставщика углеводородов (по мнению неоргаников). Нефтеподводящий канал соединяет «резервуар» с осадочными породами. А в самом КФ для нефтегазовой залежи достаточно иметь коллектор и флюидоподводящий канал.

Миру еще предстоит найти значительные запасы нефти и газа кристаллического фундамента, особенно в Юго-Восточной Азии и Африке. Так считает старший геолог - независимый консультант из канадского Калгари Тако КЁНИНГ. При их разработке надо учитывать лучшие мировые практики, иметь неординарное мышление и рисковать, считает он.

Геологи, геофизики, инженеры-нефтяники и экономисты должны изучить аналоги месторождений нефти и газа в образованиях кристаллического фундамента по всему миру, подчеркивает канадский эксперт.

В прошлом нефтяные и газовые месторождения в образованиях фундамента были открыты в основном случайно. Предполагалось, что плотный фундамент не оправдывает затрат на изучение. Сегодня в мире есть несколько компаний, активно разрабатывающих кристаллический фундамент. Особенно преуспели в этом SOCO International во Вьетнаме и Йемене и Hurricane Exploration в Соединенном Королевстве.

Кристаллический фундамент помогает подпитывать из глубин месторождения осадочного чехла по скрытым трещинам и разрывам. При этом запасы нефти могут восстанавливаться не за тысячелетия, а десятки лет, считает эксперт в этой сфере, доктор геолого-минералогических наук Ренат МУСЛИМОВ, бывший главный геолог «Татнефти».

4077 МЕТРОВ ВГЛУБЬ ЗЕМЛИ

Ученые доказали, что на Южно-Татарском своде есть единый источник нефтегенерации для залежей нефти и природных битумов. Выяснилось, что месторождения формируются за счет вертикальной миграции нефтегазоносных флюидов через разломы в кристаллическом фундаменте и осадочном чехле.

При этом в этой теории есть неясности, отмечает профессор Валерий ИКТИСАНОВ из института «ТатНИПИнефть» (Татнефть»). Он задается вопросом, почему нефтью насыщаются выборочно только некоторые пласты? И это не единственные проблемы, которые он поднимает. Для устранения этих пробелов нужно подключить новейшие достижения физики, считает он.

К новой теории нефтяники пришли не сразу, хотя задача изучения КФ Татарстана впервые была поставлена советским ученым Белялом ЮСУПОВЫМ в 1936 году. Юсупов предлагал изучать нефтеносность фундамента бурением на небольшую глубину. До начала 1970-х в республике изучалась только верхняя кровельная часть КФ. В Татарской АССР под руководством в 1969 году была разработана программа сверхглубокого бурения кристаллического фундамента.

Научной основой изучения глубин недр Татарстана с 1970 года стала теория абиогенного генезиса нефти. Она была создана такими выдающимися учеными, как Николай Кудрявцев, Петр Кропоткин, Владимир Порфирьев, Владилен Краюшкин. В ходе данной программы главным был вопрос нефтегазоносности, о котором говорил Василий Лобов.

Тогда удалось пробурить первую сверхглубокую скважину на КФ Миннибаевской площади Ромашкинского месторождения. На основании уникальных геологических данных скважины № 20000 была пробурена другая сверхглубокая скважина № 20009 - Новоелховская. Вскрытая мощность фундамента составила 4077 метров.

После распада СССР исследования некоторое время еще проводились по инерции. Сегодня в стране нет условий для изучения кристаллического фундамента, связанного с бурением сверхглубоких скважин, заявляет Р.Х. Муслимов.

ОТКУДА ИДУТ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ФЛЮИДЫ?

Однако около 20 лет назад в Татарстане были начаты исследования восполнения запасов залежей терригенного девона Ромашкинского месторождения. Их проводили специалисты «Татнефти», «ТатНИПИнефти» и казанские ученые под руководством Рената Муслимова и Ивана Глумова.

Они выяснили, что углеводороды (УВ) продолжают поступать в промышленную нефтяную залежь пашийского горизонта Ромашкинского месторождения. Было доказано и существование локализованных участков подтока новых порций УВ. По итогам исследований под руководством P.P. Ибатуллина, С.Г. Уварова в институте «ТатНИПИнефть» в 2005-2006 годах был выделен ряд аномальных скважин.

К таковым были отнесены скважины с накопленной добычей нефти более 0,5 млн тонн, с дебитами нефти более 100 тонн в сутки в течение не менее 5 лет. Аномальными признали и скважины с продолжительностью работы более 40 лет, с накопленным водонефтяным фактором не более 0,5 куб. м/т и с растущими дебитами в течение не менее 5 лет в период падающей добычи нефти.

Выяснилось, что в процессе разработки месторождений каналы могут активизироваться и пополнять ловушку новыми порциями углеводородных флюидов.

ДЫХАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Над аномальными участками должен быть установлен особый контроль, считает Ренат Муслимов. Именно на них возможно восполнение запасов, периодическое увеличение дебитов скважин, восстановление нефтяных скоплении в промытых зонах. Эти исследования позволяют выявлять участки залежей, на которых эксплуатация скважин может еще продолжаться.

Исследователи сделали вывод о миграции углеводородов из зон деструкции фундамента в осадочный чехол по зонам многочисленных разломов. Таким образом, можно с полной уверенностью, по их мнению, говорить о «подпитке» нижних горизонтов Ромашкинского месторождения «УВ-дыханием» фундамента. Нефтяные месторождения - это постоянно развивающийся, подпитывающийся углеводородами из глубин недр объект, считают они.

Одним из интереснейших примеров является Ромашкинское месторождение. Первоначально залежи нефти супергигантского месторождения оценивались на уровне 710 млн тонн. Сегодня доказанные и извлекаемые запасы оцениваются в 3 млрд тонн, а геологические запасы – в 5 млрд тонн. Из них извлечено уже более 2,6 млрд тонн.

Ранее считалось, что добыча на данном месторождении завершится к 2065 году. Однако благодаря увеличению объемов доразведки недр и внедрению высокоэффективных технологий планируется продлить добычу до 2200 года. Если учесть гипотезу «подпитки», срок его разработки может еще увеличиться.

Сегодня «Татнефть» ищет углеводороды в нетрадиционных коллекторах, сложенных плотными слабопроницаемыми карбонатными, карбонатно-кремнистыми породами. Еще одно из направлений - изучение кристаллического фундамента.

Стоит задача изучения более глубоких горизонтов, платформенных пород с глубиной залегания от 2,5-4 км, рифей-вендского комплекса бавлинской свиты и кристаллического фундамента. Для этого компания приобрела два участка недр в Альметьевском районе, где будут изучаться горные породы, относящиеся к КФ.

ГЛОБАЛЬНАЯ ДЕГАЗАЦИЯ НЕДР

Проводить обычные нефтегазопоисковые работы на КФ крайне дорого и технически трудно. Поэтому пока лучше получать нефть из кристаллического фундамента через месторождения осадочного чехла. Для этого следует использовать механизм «подпитки» осадочного чехла из глубин в результате глобальной дегазации Земли, заявляет Ренат Халиуллович.

Ряд геологов отмечает резкое увеличение в последнее время выброса из глубоких недр Земли газов, в первую очередь водорода и углеводородов (дегазацию). Есть мнение, что водород поступает из глубин планеты в процессе разложения гидридов. Он может также высвобождаться из растворов металлов. Это сопровождается увеличением размеров Земли.

Р.Х. Муслимов считает, что из связки метана, водорода и диоксида углерода могут быть синтезированы углеродные вещества. Пиролиз метана, разбавленного диоксидом углерода, в искусственных условиях приводит к синтезу жидких углеводородов, а в природе - к образованию битуминозных веществ.

Метан же - простейшее соединение водорода с углеродом, которого много и на других планетах. Однако теория космического происхождения углерода и воды на Земле не очень убедительна, делает вывод казанский ученый.

Для кардинального решения поисков и добычи абиогенной нефти КФ потребуется не менее 40-50 лет, утверждает Ренат Муслимов. Это при условии, если будет принята госпрограмма по исследованию КФ осадочных бассейнов и абиогенной глубинной нефти.

«Нужны огромные затраты, но мы получим технологии использования неисчерпаемых углеводородных ресурсов глубинных недр Земли, - отмечает он. - Земля сама обеспечивает нас углеводородами и будет обеспечивать и дальше. Однако мы все еще не очень хорошо знаем, откуда и как в недра поступают углеводороды».

Тем не менее, результаты исследований в Татарстане уже позволяют, по его мнению, приступить к разработке нефтяных месторождений с помощью новых методов, а новые подходы нефтедобычи должны базироваться на абиогенной теории происхождения нефти и газа.