ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ В РОССИЙСКОМ НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ

Н.П. Запивалов, *Г.И. Смирнов
Институт геологии нефти и газа СО РАН,
*Сибирское отделение Международного института нелинейных исследований РАН г. Новосибирск

        В статье рассматриваются вопросы увеличения, сохранения и эффективного использования ресурсного потенциала в России как основы функционирования нефтегазового производства. Предлагается активно осуществлять поиски высокодебитных нефтегазовых залежей в разных перспективных этажах, в том числе в палеозое Западной Сибири. Обосновывается необходимость разработки новых принципов управления процессом разведки и разработки месторождений на основе фрактального моделирования. Предлагается создавать научно-технологические промысловые полигоны.

        Введение

         Человечество в XXI в. не сможет существовать без углеводородов - надежного и дешевого источника энергии и уникального сырья. Практически все модели устойчивого развития земной цивилизации исходят из необходимости увеличения энергопотребления на душу населения. Преобладающими видами энергии остаются нефть, газ, уголь. Остальные источники составляют менее 10%.

         Россия имеет почти такой же баланс, но доля угля значительно меньше (рис. 1).

Рис. 1. Динамика структуры топливно-энергетических ресурсов в России

        Экономика России, бесспорно, зависит от состояния минерально-сырьевого комплекса, и в особенности нефтегазового. Общая потенциальная ценность запасов и ресурсов всех полезных ископаемых в России оценивается в 30 трлн дол., из них доля нефти и газа составляет 50 %. Нефтегазовый комплекс России сегодня - это: 20 % промышленной продукции страны; 29 % доходов федерального бюджета; 49 % всего экспорта; 12 крупнейших вертикально-интегрированных нефтяных компаний (87 % всей добычи нефти РФ); 137 средних и мелких компаний (9,9 % суммарной добычи нефти по РФ); 42 совместных предприятия с иностранным участием. Суммарная мощность нефтеперерабатывающих заводов - 257 млн.тонн в год. Протяженность магистральных нефтепроводов - 46,7 тыс. км, газопроводов - 151 тыс. км.

         Исторический обзор (прошлое, настоящее и виртуальное будущее)

         Как известно, взлет нефтегазовой промышленности в СССР был осуществлен за счет концентрации государственных ресурсов в рамках централизованного планирования и управления экономикой социалистической системы. Эффективный геологический поиск и большие капиталовложения, особенно в послевоенные годы (1945-1989), обеспечили открытие и быстрое освоение двух крупнейших нефтегазоносных провинций: Волго-Уральской и Западно-Сибирской. В конце этого периода была открыта еще одна нефтегазоносная провинция: Восточно-Сибирская (рис. 2). Много внимания уделялось и Сахалину. Результаты этой стратегии выразились в огромном количестве открытых месторождений, особенно крупных и гигантских, а также в стремительном увеличении добычи нефти и газа. Так, в 1988 г. СССР вышел на первое место в мире по уровню добычи нефти (624 млн т, в том числе Россия 570 млн т, из них Западная Сибирь 416 млн т). Как видно, все показатели были достигнуты в основном на территории Российской Федерации. Так был создан мощный минерально-сырьевой потенциал.

Рис. 2. Нефтегазоносные провинции России

        Рис. 3 демонстрирует, что до 1940-х гг. Россия имела только нефтяной Кавказ. Сейчас в России это почти нулевой регион. К 1970-м гг. был реализован потенциал Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, в основном Татария и Башкирия. В эти же годы осуществлялись широкомасштабные поисково-разведочные работы в Западной Сибири, и новая провинция в кратчайшие сроки стала ведущей по добыче углеводородов не только в СССР (России), но и в мире. Она и сейчас остается таковой. Это был результат точного научного прогноза и самоотверженной работы геологов и нефтяников-промысловиков.

Рис.3. Динамика нефтедобычи в СССР и России

        Распад СССР в 1991 г. на отдельные государства, осуществление поспешных политических преобразований и экономических реформ по разделу государственной собственности привели к резкому падению многих показателей, в том числе и в нефтяной промышленности (табл. 1).

         Вместе с тем, за эти годы резко изменилось качество и состояние промышленно-рентабельных запасов. Трудноизвлекаемые запасы (ТИЗ) в балансе России сейчас составляют 68 % всех промышленных запасов нефти, а в отдельных нефтегазоносных регионах почти все 100%. Следует отметить, что общероссийская статистика и соответствующие показатели нефтегазовой отрасли страны определяются в основном Западной Сибирью, где сегодня добывается 69 % нефти и 92 % газа.

         Остаточные извлекаемые запасы нефти по текущим дебитам скважин характеризуются следующими цифрами: меньше 10 т/сут. = 65%; 10-25 т/сут. = 15%; 25-50 т/сут. = 10%; 50?100 т/сут. = 7%; свыше 100 т/сут. = 3%. Такое состояние остаточных извлекаемых запасов нефти в том числе объясняется и сверхинтенсивными (закритическими) технологиями разработки западносибирских месторождений с низкими фильтрационно-емкостными свойствами, то есть с нарушением сбалансированного состояния флюидодинамических систем (залежей).

Таблица 1

Показатели топливно-энергетического комплекса России до 2001 г.

Показатель 1991 1993 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Добыча нефти, млн.т 462,3 354,0 301,3 305,5 303,6 305,2 323,1 348,1
Прирост запасов, млн.т 836,3 392,0 212,8 214,0 192,7 127,5 195,0 293,0
Отношение прироста запасов к добыче, % 180,9 111,0 70,6 70,7 65,7 42,0 60,0 84,0

Примечание: Увеличение объемов добычи нефти в 2000 г. и 2001 г. объясняется высокими экспортными ценами, а также относительной стабилизацией новой организационной структуры в нефтяной промышленности и превращением российских нефтяных компаний в транснациональные. Одновременно добывающие компании усилили форсированные отборы нефти из скважин, включая в работу законсервированные объекты.

        При отсутствии государственного участия оказалось невозможно компенсировать "старение" и относительное "падение" Западной Сибири освоением новых территорий и новых крупных месторождений. Это можно было бы сделать за счет Восточной Сибири и Дальнего Востока, но в новой России масштабные проекты пока только намечаются. В этих регионах практически нереализованными остаются около 2 млрд т коммерческих запасов. Безусловно, необходимы новые гиганты, такие как Ромашкино (Волго-Урал) и Самотлор (Западная Сибирь).

         В последнее время активно разрабатываются концепции, варианты, сценарии и "стратегии" перспективного развития топливно-энергетического, в том числе и нефтегазового, комплекса России, отдельных районов, областей и краев. Разработана "Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.", которая одобрена Правительством РФ 23 ноября 2000 г. (табл. 2). Однако ее выполнение сопряжено с рядом трудностей. Президент и Правительство РФ принимают определенные меры по реализации общегосударственной стратегии, перспективных и текущих планов, но нефтяная отрасль фактически полностью находится в частном секторе экономики. Российские частные компании заняты ускоренным получением сверхприбылей. Законодательная база в этой области пока еще не удовлетворяет долгосрочным интересам государства.

Таблица 2

Предполагаемые показатели топливно-энергетического комплекса России до 2020 г.

Показатели 1998 1999 2000
Прогноз
2005 2010 2015 2020
Добыча нефти, РФ, в т.ч. Западная Сибирь, млн т 303203,7 305206,6 323223 327237 335215 345208 360195
Переработка нефти, млн т 164 168 174 185 200 220 225
Добыча газа, РФ, млрд куб м 591 592 584 620 655 690 700
Добыча угля, млн т 232 250 258 300 335 370 430
Производство электроэнергии, млрд кВтЧч, всего 827 846 876 1020 1180 1370 1620

        Необходимость улучшения сырьевой базы не вызывает сомнений, что связано с расширением геологоразведочных работ. Это подчеркнул в своей работе и В.В. Путин [1]: "Для реализации государственной политики в области использования, охраны и воспроизводства минерально-сырьевых ресурсов следует предусмотреть предотвращение процесса исчерпания поисково-разведочного задела прошлых лет путем усиления геологических исследований и геологоразведочных работ…". Однако надежд на быстрое открытие новых Самотлоров и других крупных новых месторождений при сегодняшней ситуации в России мало. Как известно, поиски и разведка требуют огромных капиталовложений и имеют большой процент риска. Крупные нефтяные компании в России еще молоды и рисковать пока боятся. Поэтому из "новых" нефтегазовых месторождений предполагается добывать в 2010 г. только 2 млн т нефти, в 2015 г. - 13 млн т, а в 2020 г. - 25 млн т, что составляет всего 7 % от общего уровня добычи в 360 млн т в год. Это указывает на низкую планируемую эффективность поисково-разведочных работ в новых районах и на глубокие горизонты в старых районах. Причины все те же.

         Роль новых месторождений можно охарактеризовать следующими данными. В 1994-1998 гг. открыто 184 новых месторождения, разведанные запасы которых составили 92 млн.т, т.е. 0,5 млн.т на 1 месторождение. В 1998 г. введено в разработку 16 новых нефтяных месторождений с начальными извлекаемыми запасами всего лишь 53,6 млн.т. По России из всех новых месторождений (до 5 лет в эксплуатации) за 1998 г. добыто 17 млн.т! Это всего лишь 5% от уровня годовой добычи. Сегодня ситуация пока не меняется. Многие, вновь открываемые залежи являются всего лишь спутниками старых разрабатываемых месторождений [2].

         Поисковый риск могли бы уменьшить новые технологии прогноза и методы высокоэффективной разведки. Новая научная нефтегеологическая парадигма еще не созрела, а старые классические идеи и технологии не обеспечивают высокой эффективности геологоразведочных работ. Даже если, при ограниченном объеме региональных и поисково-разведочных работ, "на удачу" случится выявить новое крупное и высокодебитное месторождение, то на его уточнение в качестве крупного и разведку при сегодняшних условиях уйдет минимум 10-15 лет.

         Но опыт становления и развития нефтегазовой промышленности в отдельных странах, регионах и во всем мире показывает, что поиск и разведку нельзя прекращать и даже временно "замораживать", тем более в России, где имеются огромные неисследованные территории на суше и на шельфе и новые неразведанные перспективные этажи. Особого внимания заслуживает палеозойский фундамент Западной Сибири.

        Новая концептуальная технология эффективной разработки имеющихся месторождений

         В XXI в. для поддержания уровня добычи во многих районах России необходимо эффективно использовать имеющиеся месторождения, большинство которых из числа разрабатываемых находится на стадии исчерпания активных рентабельных запасов. Их доля может еще уменьшится в связи с неожиданным падением цен на нефть, что может случиться в любое время. Под угрозой закрытия, ликвидации или консервации окажутся целые промыслы и районы в Западной Сибири. Россия не сможет наполнить своей нефтью и своими нефтепродуктами даже внутренний рынок.

         К сожалению, имеется ряд негативных последствий сверх интенсивного освоения нефтегазовых ресурсов Западной Сибири. Форсированная разработка как нефтяных, так и газовых месторождений привела к тому, что текущий коэффициент нефтеотдачи в Западной Сибири даже на завершающей стадии активного освоения составляет всего лишь 25-30 %, а в юрских отложениях - 15 %. Обводненность добываемой продукции в среднем по России составляет 82 %. Есть разрабатываемые месторождения в Западной Сибири, где в добываемой жидкости из скважин нефть составляет менее 10 %. Форсированный отбор флюидов из продуктивного пласта приводит к резкому нарушению природных фильтрационных свойств и состояния нефтенасыщенной системы в целом. Как правило, большая депрессия на пласт (>5 МПа) и высокие темпы отбора флюидов (> 2 % от суммарного объема извлекаемых активных запасов) приводят к нарушению сбалансированного режима подпитки фильтрационных каналов (трещин) за счет флюидонасыщенной поровой матрицы (плотных блоков). При высоких депрессиях связанная вода "отрывается" от стенок порового пространства коллектора (матрицы) и заполняет фильтрационные каналы. Вследствие этого уменьшается продуктивность скважин и увеличивается обводненность. Это явление характерно для сложных низкопроницаемых коллекторов Западной Сибири. "Стандартное" управление такими системами приводит к уничтожению природных флюидонасыщенных систем и, следовательно, к потере добываемой нефти, низкому коэффициенту нефтеизвлечения и очень малой продуктивности скважин.

         Среднесуточный дебит нефти одной скважины в России сегодня 7,4 т, и только высокая цена на нефть позволяет временно считать такие дебиты рентабельными. Кстати, и скважинный среднесуточный дебит газа в России немного превышает 6000 м3. Флюидодинамические процессы в газовых месторождениях более мобильны, и чрезмерно форсированный отбор ведет не только к быстрой потере пластовой энергии, но и снижению ресурсного потенциала, что можно наблюдать на газовых гигантах Западной Сибири. Это значит, что без ввода в разработку новых месторождений на Ямале добыча газа будет снижаться.

         Новая технология разработки (доразработки) имеющихся месторождений включает в себя, по крайней мере, три составляющих: щадящий или пульсирующий режим разработки, реабилитацию истощенных залежей, комплексный фрактальный мониторинг [3].

         Заключение, выводы

         Обладая мощной нефтегазовой индустрией во всей совокупности, России приходится решать сложные задачи. Видимо, в новой стратегии развития нефтегазовой промышленности определяющим должно быть усиление роли государственных рычагов управления. По мнению российских ученых и независимых экспертов необходимо учитывать и постоянно корректировать такие важные параметры, как: экспортное и внутреннее потребление; оперативное регулирование финансовыми и инвестиционными потоками; налоговую систему; наличие резервных объемов нефти и газа, в т.ч. в подземных нефтяных и газовых хранилищах, которые можно использовать в качестве залогового инструмента; восполнение рентабельных разведанных запасов за счет открытия собственных крупных и высокодебитных месторождений, а также приобретения лицензионных участков (концессий) за рубежом; эффективное освоение имеющегося фонда месторождений и скважин с трудноизвлекаемыми запасами, предусматривая выборочную реабилитацию залежей нефти и газа; новейшие научные достижения и эффективное использование новых технологий.

         Объективная оценка ситуации заключается в том, что очень мала возможность ввода в разработку новых крупных и высокодебитных (еще даже не выявленных) месторождений на территории России в ближайшие 20-25 лет, так как поисково-разведочные работы, как правило, не ориентированы на новые объекты, а привязаны к уже освоенным месторождениям и проводятся в очень малых объемах. Возможно в ближайшие два-три десятилетия в нефтяной промышленности России основными объектами будут уже разрабатываемые месторождения. В качестве первоочередных мер, предусматривающих фундаментальные научные проработки и организационно-техническое и технологическое обеспечение, можно обозначить следующие.

         1. Настойчиво проводить поиски крупных высокодебитных нефтегазовых месторождений в новых районах на суше и на шельфе и в глубоких продуктивных этажах, в том числе в палеозое Западной Сибири на основе принципиально новых методик и технологий с учетом современных флюидодинамических процессов. Фундаментный палеозой может рассматриваться как главный источник увеличения ресурсной базы Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

         2. Осуществить пересчет (уточнение) остаточных запасов на разрабатываемых или законсервированных объектах Западной Сибири. Периодически производить оценку-экспертизу активных запасов с ранжировкой по продуктивности. Это чрезвычайно важно для текущего и перспективного планирования добычи в стране и для отдельных нефтегазовых компаний.

         3. Определить индивидуально для каждого объекта оптимальные, щадящие режимы разработки (доразработки) и методы возможно-допустимой интенсификации. Предусмотреть реабилитационные циклы для месторождений и залежей с выработанными активными запасами. Значительная часть "поврежденных" нефтегазонасыщенных объектов, особенно в Западной Сибири, должна быть возвращена в состояние относительного покоя (релаксации) для стабилизации флюидо-динамического равновесия системы. Месторождение для разработки должно передаваться одному недропользователю. Нельзя дробить месторождения на участки и отдельные лицензионные блоки.

         4. Для проверки научных концепций и разработки новых геолого-геофизических и промысловых технологий на основе "видения" динамических процессов целесообразно создать несколько региональных мониторинговых полигонов.

         Уверенная стратегия дальнейшего развития нефтегазового комплекса России может быть определена только после государственной ревизии имеющихся запасов на всех открытых месторождениях, а также в ходе уверенной реализации поисковых проектов. Россия без собственной нефтегазовой промышленности не может быть устойчиво развивающимся государством.

         Еще раз подчеркнем, что нефтегазовый потенциал России необъятен. По разведанным запасам она занимает второе место в мире, а суммарные потенциальные углеводородные ресурсы больше, чем у всех остальных стран планеты вместе взятых. Особое значение приобретают перспективы морских акваторий, где по расчетам потенциальные извлекаемые ресурсы углеводородов составляют 100 млрд т., в том числе нефти 16 млрд т и газа - 84 трил м3. Предполагается, что в 2005 г. добыча на шельфе может составить 20-25 млн т нефти и 30-35 млрд м3 газа, а в 2020 г. уже 65-70 млн т нефти и 135-140 млрд м3 газа. Скорейшее освоение этих богатств выгодно всей мировой цивилизации.

         Задача государства, ученых и специалистов, российских собственников и зарубежных инвесторов создать в России мощную нефтегазовую индустрию с пользой не только для России, но и для других стран и народов, особенно в условиях глобализации.

         Можно было бы предложить такую схему.

Субъекты (участники) региональной глобализации

Россия + Индо-Азиатский блок (Индия, Китай, Страны Азиатско-Тихоокеанского региона)

Объекты:

Новые провинции и нефтегазоносные бассейны, включая шельфы (Восточная Сибирь, Дальний Восток) Старые провинции (Западная Сибирь, Тиман-Печора, Волго-Урал)

Цели:

Разведка и освоение новых крупных месторождений

1. Доразведка территорий и глубоких горизонтов.

2. Разработка имеющихся месторождений.

Эффективность взаимодействия человека и природы можно поднимать бесконечно, используя знания, высокие технологии, трудовые и финансовые ресурсы для устойчивого развития.

         Литература

  1. Путин В.В. Минерально-сырьевые ресурсы в стратегии развития российской экономики // Записки Горного института, т. 144 (1). С.-Пб., 1999. С. 3-9.
  2. Запивалов Н.П. Состояние и перспективы нефтегазового комплекса России // Нефть, газ и бизнес. 2000. № 4. С. 4-8.
  3. Запивалов Н.П. Флюидодинамические принципы управления нефтегазовыми ресурсами // Геология нефти и газа. 2000. № 6. С. 39-43.

Назад