Александр Хуршудов: Никаких миллиардов тонн извлекаемых запасов нефти в баженовской свите, увы, нет

Москва. Первым приоритетом проекта Стратегии развития минерально-сырьевой базы РФ до 2030 года является «…вовлечение в оборот ранее открытых, разведанных, но не разрабатываемых залежей с трудноизвлекаемыми запасами  нефти, связанными с баженовской свитой, доманиковым горизонтом и их аналогами».

Проблемы освоения баженовских пластов Западной Сибири анализирует эксперт АНГИ Александр Хуршудов.

Небольшое вступление. В последних работах я не раз останавливался на проблемах так называемой «сланцевой» нефти США, в том числе, крупного месторождения Баккен. В ходе обсуждений я нередко угадывал у оппонентов резонную мысль: что же Вы, сударь, все по зарубежным просторам гуляете? Или неведомо, что в чужом глазу и соринка отлично видна, а в своем собственном подчас и бревно не мешает? Не пора ли сосредоточиться на наших, российских проблемах?

Действительно – пора. И сегодня мы обсудим крупнейшее месторождение мира по площади и геологическим запасам. У него есть немалое сходство со вторым подобным месторождением, американским Баккеном. По аналогии с пластом баккен, я буду иногда называть наш пласт просто баженом. Наконец, я бы хотел, как обычно, сделать эту статью понятной для широкой российской аудитории; знающих специалистов прошу не пенять за излишние, хорошо им знакомые подробности.

1. НЕМНОГО ИСТОРИИ С ГЕОГРАФИЕЙ

Баженовская свита – настолько крупный геологический объект, что ему даже не нашлось названия. Можно было бы назвать его «Западно-Сибирской формацией», ибо оно расположено на территории трех областей и двух округов Сибири. Общая ее площадь (1,2 млн км²) составляет половину огромной Западно-Сибирской низменности. На этой территории уже эксплуатируются тысячи нефтяных и газовых месторождений, в том числе такие гиганты, как Самотлор, Уренгой и Приобское. Гиганты они не по площади, а по объему ИЗВЛЕКАЕМЫХ запасов.

Геологический разрез Западной Сибири схематично показан на рис.1. Видно, что баженовские отложения верхней юры прослеживаются почти по всей площади. В них встречаются очень разные породы: известняки, доломиты, песчаники, сланцы; все они содержат большие примеси глинистого материала. Попадаются и почти чистые глины. Общая толщина бажена невелика, 10-36 м, а толщина пропластков и вовсе не превышает 5-6 м. Отобранные из скважин образцы пород отличались очень низкой проницаемостью (от 10^-5 до 1 мД), но зато содержали до 15% органического вещества (керогена). Согласно органической теории происхождения нефти бажен является нефтематеринской породой. Именно здесь древние органические остатки постепенно превращались в углеводороды, часть из них по разломам ушла наверх, а другая осталась вместе с исходной органикой. Этот процесс продолжается и поныне.

Рис.1

Первая нефть бажена получена в 1968 году с большими приключениями. В разведочной скважине 12Р Салымского месторождения ХМАО с глубины 2840 м произошел выброс газированной нефти с дебитом порядка 700 т/сут. Открытый фонтан вызвал пожар на буровой, но быстро был ликвидирован. Вслед за ним фонтанные притоки нефти из баженовской свиты были получены еще на трех месторождениях.

Однако пласт оказался очень сложным. При последующем разбуривании того же Салымского месторождения из 72 скважин в половине получены ничтожные притоки (15% оказались вообще непродуктивными), и лишь четверть скважин принесла неплохие доходы. В тот период шло освоение Самотлора, Федоровского и других богатейших кладовых Западной Сибири; на этом фоне малопонятный бажен отошел на дальний план. Вернулись к нему только в середине 80-х.

2. ЧТО МЫ ЗНАЕМ О БАЖЕНЕ

В баженовской свите выделено 92 залежи нефти, на государственном балансе  числится около 500 млн т извлекаемых запасов. Освоением бажена занимались Роснефть, Газпром нефть, Лукойл, но больше других Сургутнефтегаз, он пробурил там более 600 скважин. Сургутские геологи провели большую работу по изучению бажена; семь лет назад они подытожили ее в прекрасном отчете, который сейчас служит мне основным источником информации. Общий вывод был таков: нефть в пластах есть, но добыча ее при нынешнем налогообложении убыточна.

Образование нефти происходило с выделением энергии, поэтому баженовский горизонт отличается аномально высокими температурами (90-130^оС) и давлениями (350-460 ат). Нефть очень легкая, но ее плотность изменяется в очень широких пределах, 720-840 кг/м³. Четверть проб оказались даже легче газового конденсата; запомним этот факт, он нам еще пригодится. Если американский баккен напоминает пирожок с начинкой, то бажен похож на слоеный пирог, и начинки в нем разные (рис.2). Сургутские геологи выделили 7 типов пород, все они содержат нефть, но не все способны ее отдавать.

Рис.2

Изредка здесь встречаются линзы песчаников с проницаемостью до 10 мД, из них получали неплохие, но недолговечные притоки. Однако в итоге геологи сошлись на том, что поступление нефти чаще всего происходит по системе трещин, которые имеются в слоях известняков, доломитов и других относительно крепких пород. Начальные дебиты изредка поражали воображение: фонтанные притоки достигали 1200-1700 т/сут. Встречались уникальные скважины, из которых добыто 300-500 и даже 700 тыс. т нефти. Вместе с тем 30-40 % скважин вообще не давали притока и, главное, нельзя было понять, как, по каким законам  размещаются в пласте зоны высокой продуктивности. В те времена методы обнаружения трещиноватости отсутствовали; сейчас ее пытаются оценить в ходе сейсмических работ, но, на мой взгляд, точность для бажена еще недостаточна.

Сургутнефтегаз применял горизонтальные и многозабойные скважины, все доступные способы стимулирования дебитов. Наилучшие результаты и 1,5 млн тонн нефти получены на Ай-Пимском месторождении. Средняя проницаемость скважин здесь составляла 3,6 мД, а начальные дебиты достигали 270 т/сут. Но даже лучшие скважины через 4-5 лет истощались, а более 80 % пробуренных стволов и вовсе дали слабые и ничтожные притоки.

Пробовали на бажене и хваленый многоступенчатый гидроразрыв пласта (ГРП) в горизонтальном стволе. Пять лет назад он уже вполне прижился в Западной Сибири; упомяну  хотя бы Газпром нефть, которая успешно провела ГРП с количеством стадий до 10 в 78 скважинах. А вот в баженовской свите результаты были слабые. На Верхне-Салымском месторождении скважина после 5 стадий ГРП принесла 33 т/сут нефти, но через два месяца дебит снизился вдвое. Роснефть на Приобском месторождении 6 лет назад выполнила в горизонтальном стволе семь ГРП. Начальный дебит (246 т/сут) был превосходным, но больше информации о скважине нет, работы развития не получили, думаю, из-за быстрого затухания притока.

В итоге за все прошедшие годы из бажена было добыто около 9 млн т нефти, что соответствует примерно 10,6 тыс. тонн на среднюю скважину. По сибирским меркам очень скромно, поэтому интерес к бажену почти угас. Но тут подоспела «сланцевая революция».

3. КАК ПРОДВИГАЮТ РЕВОЛЮЦИИ

Надо сказать, что к сланцевому газу Россия отнеслась без должного почтения. А уж как его расписывали, как хвалили… На первых страницах СМИ высказывались восторженные «эксперты», укоряли, что не занимается страна новейшими технологиями: вон Польша уже на всех парусах и буровых станках Halliburton мчится к газовому изобилию, а дремучая Россия тихо похрапывает на своих сибирских запасах…

Надо понимать, что не альтруизм движет такими агитациями, а желание круто заработать. Ибо западные сервисные компании: Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes давно обосновались в России, но больших доходов у нас так и не имели. Не удивительно: стоимость бурения горизонтального ствола длиной 1500 м у них подчас достигала $15 млн, а цена просто крупного (не многостадийного) ГРП выражалась фантастической суммой в $600-700 тыс. Это в 3-5 раз дороже, чем у наших компаний и в 10 раз дороже, чем в США. Конечно, иностранцы проектируют операции по своим программам, ход закачки контролируют самописцами, но опытный нефтяник знает, что эти удобства для красоты и заморочки мозгов, а на результат они почти не влияют.

Впрочем, обижаться не стоит, это повсеместная практика корпораций в развивающихся странах. Лет 60-80 назад компания дарила туземному царьку, вождю или шейху стеклянные бусы, красивое ружье или горячего скакуна и получала нефть по копеечной цене. С тех пор шейхи сильно продвинулись, образовали ОПЕК и норовят 70-80% нефтегазовых денег употребить в своей стране. Значит, нужно всучить им дорогую технику и технологию, чтобы львиная часть доходов ушла на оплату иностранного сервиса. Морские промыслы, заводы СПГ прекрасно подходят. А для России предназначены многократно прославленные в западных и наших СМИ «сланцевые технологии». Красиво и просто, как всякое подлинно великое жульничество, - лучше О’Генри не скажешь.

Так или иначе, но Газпром на сланцевый газ не клюнул, долго отбивался от назойливых советчиков, а потом окончательно решил , что обойдется традиционными газовыми запасами. Он ими обеспечен на 70 лет, лучше всех в мире. А Польша между тем на сланцевых парусах примчалась в тупик.

Не испытала Россия восторгов и от сланцевой нефти. Уже в США были пробурены тысячи скважин, уже и добыча нефти выросла на 20%, а русские особого интереса к тому не проявляли и нарасхват сланцевые технологии не раскупали. Правда, ТНК-ВР по-свойски заказывала сотню операций 2-3-ступенчатого ГРП на Самотлоре, но приток частенько прирастал больше водой, чем нефтью, так что хвалиться было особо нечем. Интересы могучего западного нефтесервиса требовали переломить ситуацию. И ее переломили.

Почти 4 года назад американское информационное агентство энергетики EIA выложило оценку мировых сланцевых ресурсов, и Россия в ней оказалась главным чемпионом. Из 345 млрд барр. сланцевой нефти мира 22% (10,3 млрд т) были насчитаны в нашей баженовской свите. Правда, запасы эти были названы «технически извлекаемыми», но широкая публика в такие тонкости не вникает. Извлекаемые? Вот и отлично! А когда мы их извлечем, в среду или в пятницу, через 20 или 100 лет – не суть важно. Прогресс нам поможет.

На мой взгляд, приманка была великолепной. Ну какой чиновник откажется от такого подарка? Двукратное увеличение нефтяных ресурсов, рост авторитета страны, восторженный интерес инвесторов. И, главное, никаких усилий не надо, разве что дырочку для ордена на лацкане проковырять… Однако, недоверчивые нашлись. Наше Минприроды осторожно отреагировало на американские цифры и скромно так заявило, что пока не видит надежной методики оценки этих запасов. Зато другие участники событий были единодушны:

Министр энергетики А.Новак, 16.10.2013: «…извлекаемые запасы отложений баженовской свиты оцениваются сегодня в 11-22 млрд тонн… Меры стимулирования добычи трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) в целом позволят российским компаниям к 2032 году добыть около 326 млн тонн дополнительно». 

Академик А.Конторович, 23.04.2014: «Главное достояние Западной Сибири на новом этапе развития её нефтегазового комплекса — это нефть баженовской свиты».

Губернатор ХМАО-Югра Н.Комарова, 17.06.2014: «Добыча нефти на месторождениях Баженовской свиты принесет в консолидированный бюджет Российской Федерации порядка 1 триллиона рублей».

Объективности ради, приведу и другие точки зрения:

Директор энергетического центра «Сколково», Г.Выгон, 25.06.2013:  «Баженовская свита… по геологическим свойствам существенно отличается от американских плотных пород. Сегодня в Баженовской свите отсутствуют технологии поиска и разработки продуктивных отложений. Основные перспективы роста добычи связаны с низкопроницаемыми коллекторами Ачимовкой и Тюменкой, а не Баженом».

Эксперт АНГИ А.Хуршудов, 20.01.2014:   В скважинах баженовской свиты условия для гидроразрывов неблагопроятны...  Для успеха операции необходимо, чтобы толщина проницаемых пород пласта составляла более 10 м, а такие в баженовской свите крайне редки.

Никто, разумеется, на технические доводы внимания не обратил. Энергетический центр «Сколково» сейчас ликвидирован. Неблагодарное это занятие – возражать против революции. В ожидании грандиозных перспектив прошли три года. Можно подвести некоторые итоги.

4. ОЧЕНЬ СКРОМНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Больше других экспериментировала с баженом Газпром нефть, реализуя два проекта. На Пальяновской площади Красноленинского месторождения она бурила горизонтальные скважины, увеличивая число стадий ГРП. В прошлом году  скважина с горизонтальным стволом длиной 1000 м и девятью ГРП дала 45 т/сут нефти. Для окупаемости этого маловато. Сейчас из бажена работают 9 скважин при среднем дебите 37 т/сут. Неплохо. Вопрос в том, как быстро дебит будет снижаться.

Более сложные скважины пробурены на Южно-Приобском месторождении. Здесь длина горизонтального ствола составляла 1500 м, а количество стадий ГРП увеличивалось с 15 до 30. При этом была использована оригинальная отечественная технология, что само по себе прекрасно. Из последней скважины рассчитывали получить 130 т/сут нефти. О результатах освоения и эксплуатации скважин сообщений нет.

Сургутнефтегаз продолжал эксплуатацию своих баженовских пластов. Другие компании ограничились намерениями.

Лукойл и французская Total три года назад подписали соглашение о совместном предприятии для разведки и разработки трудноизвлекаемых запасов нефти Баженовской свиты. Но после введения санкций французская компания с извинениями из соглашения вышла. Впрочем, дочка Лукойла РИТЭК проводит новый эксперимент по термогазовому воздействию на бажен Средне-Назымского месторождения. В ходе первого опыта из пяти старых скважин было добыто 20 тыс. т нефти.

Русснефть запустила пилотный проект изучения бажена на Средне-Шапшинском месторождении. В 2017 г компания намерена пробурить 16 новых скважин на 3^х кустовых площадках.

Первый в России опытный полигон для отработки технологий добычи трудноизвлекаемых запасов углеводородов собирались организовать на базе Арчинского месторождения в Томской области. С тех пор сведений о его деятельности не поступало. В прошлом году идея организации такого полигона перебазировалась в район Ханты-Мансийска. 

И все. Как-то слабовато для «революции».

Оппоненты ехидно заявляют, что это западные санкции не пускают Россию к сланцевому счастью. Это неправда. Санкции запрещают передавать/продавать технологии, потому западные компании не участвуют в совместных проектах. Санкции не препятствуют иностранцам проводить операции на скважинах, но никто их не заказывает. Дороги? Да. А разве до санкций были дешевле?

Просто нефтяники уже поняли, что большой нефти из бажена не добыть. И пора дать этому  исчерпывающее объяснение.

5. НЕУМОЛИМЫЕ ПРИЧИНЫ

Два главных фактора препятствуют извлечению нефти из бажена. Первым является наличие в нем прослоев глин и сланцев, которые закупоривают трещины гидроразрыва (рис.3).

 Рис.3   

У американского баккена толщина проницаемых песчаников и известняков достигает 36 м. Выше и ниже находятся более мягкие сланцы, они блокируют развитие трещин за пределы пласта. Там, где толщина среднего бакена уменьшается до 10 м, притоки слабы и не окупают затрат.

В баженовской свите толстых проницаемых пластов нет. В лучшем случае это известняки толщиной 5-6 м. С ними граничат прослои сланцев и глинистых пород, После ГРП они  затекают в трещины разрыва и перекрывают их. Похожее месторождение есть и в США, это формация Монтеррей в Калифорнии. Сначала EIA насчитало в этом слоеном пироге 1,7 млрд т доказанных запасов, а потом урезало их сразу в 25 раз (!!!). Там тоже многоступенчатый ГРП результатов не дал, а добыча нефти и вовсе не превышала 350 т/сут.

Вторым препятствием является слишком малый размер пор, в которых содержится нефть. Из-за присутствия в составе керогена баженовские породы хорошо смачиваются нефтью. Чтобы вытеснить нефть из тонких пор, нужно преодолеть мощные капиллярные силы.  

В традиционных пластах фильтрация нефти идет в порах размером от 2 до 30 мкм. В бажене поры меньше на 2-3 порядка; по разным оценкам просветы между частицами там составляют от 0,005 до 0,4 мкм. А размеры крупных молекул нефти, например, асфальтенов, составляют 0,02-0,03 мкм. Такие молекулы не способны двигаться через малые поры и остаются в них. Нам достаются лишь более легкие углеводороды, в результате мы получаем нефть с очень низкой плотностью. При смачивании нефтью тонких пор возникают капиллярные давления в десятки атмосфер. Давно известный факт: в стеклянном капилляре диаметром 0,1 мкм вода самопроизвольно поднимается на высоту 300 м. Чтобы добыть нефть из таких пор нужно создать более высокие градиенты давления; на практике это нереально.

Выходит, что в баженовской свите мы можем рассчитывать только на ту нефть, что содержится в трещинах. Но они очень редко занимают 0,3-0,5 % объема породы, такие участки уже открыты и выработаны. А обычно объем трещин не превышает 0,1%, в них содержится нефти не более 4-6 тыс. тонн на 1  км². Добыча этой нефти глубоко убыточна. К тому же надежного метода ее извлечения пока нет, трещины тоже засоряются, приток затухает. Пора завершить наше обсуждение.

6. И НЕУТЕШИТЕЛЬНЫЕ ВЫВОДЫ

Грустный вывод состоит в том, что никаких миллиардов тонн ИЗВЛЕКАЕМЫХ запасов нефти в баженовской свите, увы, нет. Те полмиллиарда, что числятся на госбалансе, тоже добыть не удастся. Если в ближайшие 20 лет извлечем 20 млн т нефти, следует считать это подарком судьбы. А что же там есть? Есть десятки миллиардов тонн нефти НЕИЗВЛЕКАЕМОЙ.

Тем не менее, освоение и опыт сложных операций многоступенчатого ГРП нам не помешает, ему вполне можно найти более удачное применение. Нужно прекратить носиться с баженом, как с писаной торбой, и направить усилия на плотные песчаники, которых вполне достаточно и в юрских, и в меловых отложениях Сибири. Сильный с достоинством исправляет свои ошибки; упорство в заблуждениях оставим на долю слабых и неразумных.