Оптимальная разведка — Журнал «Сибирская нефть» — №158 (февраль 2019)

Оптимальная разведка

«Газпром нефть» развивает несейсмические методы геологоразведки

Текст: Александр Алексеев
Фото: Максим Авдеев
Инфографика: Татьяна Удалова

Несейсмические методы геологоразведки известны давно. Их активно использовали еще в советское время для исследования новых нефтегазоносных провинций, однако затем они на долгие годы отошли на второй план. Сегодня «Газпром нефть» снова находит им применение на малоисследованных участках, повышая эффективность геолого-разведочных работ

Не сейсмикой единой

В последние годы «Газпром нефть» активно наращивает ресурсную базу. Это естественный путь, ведь зрелые месторождения истощаются, добыча на крупных проектах со временем также начнет снижаться, готовить основу для будущего развития необходимо уже сегодня. В результате у компании появляется все больше новых малоизученных участков. Часто это огромные территории, о которых известно очень немного.

Район может быть перспективным с точки зрения нефтегазоносности, но как понять, где начинать поиски? «Сейчас мы приобретаем участки площадью в среднем 500 кв. км. А есть и по 2000, и по 10 000 кв. км, как, например, Воргенский участок Отдаленной группы месторождений. Чтобы определить те несколько процентов площадей, на которых расположены скопления углеводородов, можно покрыть всю территорию 3D-сейсморазведкой, но, во-первых, это будет очень дорого, во-вторых, на такие работы потребуются многие годы, а то и десятилетия», — рассказывает начальник управления по геологии «Газпромнефть-Гео» Ильдар Сафаров.

Появилась необходимость в более дешевых и быстрых инструментах, которые на ранних этапах геолого-разведочных работ при ограниченном количестве информации позволяли бы принимать инвестиционные решения или отказываться от одних участков в пользу других — более перспективных. И здесь на помощь пришли несейсмические методы, хорошо известные геологам, однако не очень востребованные в России в последние два-три десятка лет.

Преимущество несейсмических методов — относительная дешевизна проведения полевых работ. Стоимость большинства из них не превышает 10% от стоимости сейсморазведки при аналогичных масштабах и объемах съемки. Эти методы гораздо менее информативны, чем сейсмика, однако ценность получаемой информации в определенных случаях может оказаться заметно выше. «Применение таких методов на ранних этапах геологоразведки позволяет принять инвестиционное решение раньше, с меньшим количеством затрат и оптимизировать весь процесс геолого-разведочных работ», — отмечает ведущий специалист группы методического сопровождения проектов геологоразведки Научно-Технического Центра «Газпром нефти» Глеб Григорьев.

Соотношение стоимости различных несейсмических исследований и сейсморазведки для одной и той же площади

В 2017 году в «Газпром нефти» был запущен проект по развитию несейсмических методов. В его периметре — 5 направлений: гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, площадная геохимическая съемка и геоморфологический анализ (аэрокосмогеологические исследования рельефа). Основная цель проекта — определить границы применимости несейсмических методов в различных геологических условиях. В результате планируется создать методики и стандарты, которые позволят их применять наиболее эффективно.

На все случаи жизни

Методы разведочной геофизики и геохимии, которые — в противоположность наиболее востребованной сегодня сейсморазведке — называют несейсмическими, известны давно. В советское время их активно применяли для поиска крупных структур, перспективных с точки зрения добычи полезных ископаемых. К вопросу подходили основательно. Так, например, значительная часть территории СССР была покрыта гравимагнитометрической съемкой масштаба 1:200 000. В некоторых регионах широко применялась электроразведка. Этим отчасти объясняется последующее снижение спроса на новые исследования: полученных в те годы данных хватило надолго. Но ситуация изменилась. Старые съемки не соответствуют потребностям сегодняшнего дня: все крупные месторождения уже найдены, а для поиска более мелких или сложных многопластовых объектов этих данных уже недостаточно. С другой стороны, за прошедшее время методы были усовершенствованы, точность приборов повысилась на порядки. Появилась возможность использовать беспилотники для проведения магнитометрической съемки.

Самые простые в реализации и недорогие методы — гравиразведка и магниторазведка. Их обычно используют на ранних этапах геолого-разведочных работ. Эти методы позволяют быстро получить основную информацию о тектонических структурах и региональных геологических особенностях. Сейчас такие исследования обычно проводят с использованием воздушного судна, параллельно применяя оба метода, что позволяет покрыть за сезон более 20 тыс. кв. км.

Электроразведка, напротив, менее актуальна на ранних этапах исследований, но полезна для получения дополнительной информации по тем или иным пластам, когда по участку уже есть данные сейсмических исследований. Так, например, этот метод хорошо прогнозирует наличие воды, а значит, показывает, где бурить не надо. У «Газпром нефти» есть опыт использования электроразведки для определения водонасыщенной части залежи на Игнялинском участке (Чонская группа месторождений). Также этот метод планируют применять для поиска новых перспективных зон разработки на уже находящемся в эксплуатации Восточно-Мессояхском месторождении.

Малоглубинная электроразведка позволяет точнее интерпретировать данные сейсмики, так как она может дать информацию о структуре верхней части разреза. «Находящиеся в этой зоне слабосцементированные или многолетнемерзлые породы вносят свою погрешность в результаты сейсмических исследований, ведь обычно их толщину принимают как постоянную, хотя в реальности она может сильно меняться», — поясняет Ильдар Сафаров.

Хотя электроразведка наиболее затратный из всех несейсмических методов, в практике крупнейших мировых нефтяных компаний на него приходится достаточно большая доля (около 10% от всех геолого-разведочных работ по площади применения).

Преимущество площадной геохимической съемки — способность прямо указать на наличие под землей тех или иных углеводородных соединений. Понять, что эти соединения действительно поднялись из глубины и связаны с месторождением, помогает химический анализ их состава. Впрочем, очевидно, что проведение таких исследований вблизи от действующих промыслов может быть сопряжено с риском ошибок и искажений: даже микроскопические количества углеводородов, попавших в пробы не естественными путями, способны спутать картину.

Геохимический метод не только показывает наличие определенных углеводородов, но помогает установить примерный контур залежи, тип ловушек (по форме распределения концентраций на карте), глубину их расположения (по составу флюида). Впрочем, гораздо легче делать выводы, когда данные геохимических исследований объединяются с данными сейсмики. Геохимическая съемка помогает снизить геологические риски и в конечном счете повысить успешность поисково-разведочного бурения.

В 2018 «Газпром нефть» протестировала собственный набор технологий проведения площадной геохимической съемки (первый подобный опыт в России). Он был успешно испытан на Воргенском лицензионном участке Отдаленной группы месторождений с использованием 950 точек для размещения сорбента на площади в 3500 кв. км. По ее итогам были определены границы перспективных структур. Результаты работ показали хорошую сходимость с данными структурного анализа и результатами испытаний старого фонда скважин. В 2019 году работы будут продолжены с большим числом конструкций на площади в 7000 кв. км.

Комплексный подход

Разные методы геологоразведки можно сравнить с органами чувств: чем больше чувств мы задействуем, тем лучше ориентируемся в окружающей реальности. Так и здесь — применение нескольких методов геологоразведки позволяет анализировать объект с точки зрения различных свойств. Важно не только выбрать правильный метод под конкретные геологические условия, но и найти оптимальное сочетание разных методов, которое позволит получить максимум полезной информации при минимуме затрат. Одни методы дополняют друг друга, помогают переинтерпретировать старые данные, сокращают множество возможных решений так называемой обратной задачи — восстановления расположения геологических объектов по наблюдаемым аномалиям.

Правильное комплексирование методов позволяет существенно повысить эффективность геолого-разведочных работ. «Обратная задача всегда решается с какой-то мерой приближения. Чем выше точность наблюдений, тем лучше результат. Однако добиваться максимальной точности не нужно, да это и невозможно. Необходимо найти такую комбинацию исследований, которая окажется наиболее эффективной для получения решения с приемлемым уровнем неопределенности», — говорит руководитель направления по геологии «Газпромнефть-Гео» Александр Филичев.

До определенного времени не было необходимой вычислительной базы для совместной машинной интерпретации данных разных исследований. Сегодня геологам в этой работе все больше помогают компьютеры. Уникальные программные продукты для этих задач разработаны и в «Газпром нефти».

Алексей Вашкевич
Алексей Вашкевич,
руководитель дирекции геолого-разведочных работ
и развития ресурсной базы
«Газпром нефти»:

Сегодня «Газпром нефть» разрабатывает участки на огромных территориях с крайне низкой плотностью бурения, а значительная доля ресурсной базы по новым проектам ГРР попадает в категорию трудноизвлекаемых. На самых ранних стадиях геолого-разведочных работ нам необходимо искать решения для повышения результативности и экономии средств. Но иногда новое — это хорошо забытое старое. Модернизация проверенных годами несейсмических методов позволит нам в более короткие сроки обеспечить экономическую эффективность геолого-разведочных работ на наших новых, неизученных активах.

Комплексирование разных методов исследований позволит более эффективно управлять портфелем проектов геологоразведки, отмечает Ильдар Сафаров: «Мы считаем, что работу нужно вести по всем проектам портфеля одновременно. По каждому проекту должен происходить прирост информации — это позволит более эффективно управлять портфелем и расставлять приоритеты. Однако обеспечить это одной лишь дорогой сейсморазведкой не получится».

Переориентация на более широкий спектр методов также позволит оптимизировать работу сейсмических партий, считают специалисты. Сегодня спрос на услуги сейсморазведки высок, что обуславливает рост цен и снижение доступности этого метода. «Газпром нефть» в текущем сезоне уже увеличила объемы применения несейсмических методов в 2–3 раза. Однако в сравнении с мировыми лидерами эти показатели по-прежнему недостаточны, есть куда стремиться. Один из факторов, сдерживающих рост, — неразвитость рынка сервисных услуг: низкий спрос на несейсмические методы в последние 30 лет привел к тому, что крупных компаний в этом секторе в России сегодня не много.

Способы и масштабы проведения несейсмической съемки

На повестке дня и вопросы импортозамещения. Мировые лидеры в производстве оборудования в этой области — США и Канада. «Газпром нефть» вносит свой вклад в развитие российских технологий. Так, в 2018 году были проведены испытания отечественного комплекса электроразведки на одном из шельфовых участков компании, а также испытания беспилотного носителя для проведения магниторазведки. Наибольший прогресс достигнут в области программного обеспечения для анализа и комплексирования данных, где у «Газпром нефти» есть собственные разработки: программный продукт «Тензор» — первый в мире инструмент для планирования оптимального комплекса работ несейсмическими методами, учитывающий физическую обоснованность выделения целевого объекта и экономическую эффективность проведения работ.

В ближайшей перспективе в «Газпром нефти» планируют применить несейсмические методы геологоразведки на новых проектах компании. Так, на Южном Ямале во втором квартале 2019 года начнутся работы по высокоточной гравимагниторазведке с использованием воздушного судна. А на Гыданском полуострове параллельно с гравимагниторазведкой и сейсморазведкой планируется проводить работы по геохимической съемке.

Глоссарий

Несейсмические методы геологоразведки

Гравиразведка используется для изучения гравитационного поля Земли и базируется на том факте, что ускорение свободного падения — величина непостоянная. На полюсах она немного выше, а ближе к экватору ниже среднего значения 9,8 м/с². Кроме того, на величину ускорения влияет плотность слагающих земную кору пород. Это явление используют для поиска месторождений полезных ископаемых. Так, заметное снижение ускорения свободного падения может свидетельствовать о газовой залежи, чья плотность меньше окружающих твердых пород и жидкости.

Магниторазведка изучает магнитные свойства разреза — магнитную восприимчивость и намагниченность. Их анализ позволяет выявлять зоны, бурение которых чревато осложнениями: твердые тела, сформированные из поднявшегося с большой глубины и впоследствии кристаллизовавшегося магматического расплава, или тектонические разломы.

Электроразведка основана на измерении параметров искусственно созданных и естественных электромагнитных полей в горных породах. Один из широко применяемых методов — зондирование становлением поля в ближней зоне (метод ЗСБ). Он позволяет получить информацию о таком свойстве различных горизонтов геологического разреза, как удельное электрическое сопротивление. По его величине можно судить о составе залегающих пород, в том числе определять и флюидонасыщенные коллекторы.

Площадная геохимическая съемка — единственный метод прямого поиска нефти. Он основан на способности углеводородов мигрировать, просачиваться из ловушек к поверхности земли. При геохимической съемке в грунт на глубину до 3 м помещается сорбент, который накапливает углеводороды. Затем проводят анализ собранных проб, который по составу углеводородов в почве позволяет сделать вывод об их наличии глубоко под землей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ