Геология
Устюрт – реальный полигон для открытия группы нефтегазоконденсатных месторождений
Нужно начать работу по разведке новых месторождений – Н.А. Назарбаев, 6 августа 2014 года на расширенном заседании правительства РК.
Сагындык БЕЙСЕКОВ, генеральный директор ТОО «KANTAR Oil» (г. Актобе)Мақалада табиғи газ кендерін табу мүмкіндігін ұлғайту және оны сапалы дайындау мақсатымен Тасойық жер қойнауының учаскесінде геологиялық-барлау (оның ішінде сейсмикалық зерттеулерде) және бұрғылау жұмыстарында жаңа бағыт ұсынылатын индустриалды-инновациялық жоба берілген. Яғни көміртек кендерін іздеу, барлау және өңдеу кезінде қолданылатын зерделеу-тану, түсініп-түйсіну ұғымы ұсыналады.
Тасойық жер қойнауының учаскесіндегі геологиялық (оның ішінде сейсмикалық) және бұрғылау жұмыстарында инновациялық-индустриалды бағыт ретіндегі репрессия ықпалының күші мен әсерінің ұзақтығын барынша азайтуды қамтамасыз ететін геологиялық-барлау бұрғылау жұмыстарында арнайы бұрғылау ерітіндісі, дипольді акустикалық имиджер, модульді динамикалық қыртыс сынағышы, PlatformExpress технологиясы қолданылатын инновацияларға негіздеме берілген.
ТҮЙІН СӨЗДЕР: Бұрғылау геологиялық-барлау бұрғылау жұмыстарына инновациялық бағыттарды енгізу, сейсмикалық зерттеулерде және бұрғылау жұмыстарында газ кендерін айқындау-табу мүмкіндігін ұлғайтудың жаңа инновациялық бағыттары, газды дайындау кезінде құйынды салқындатқыштарды, дипольді акустикалық имиджерін, модульді динамикалық қыртыс сынағышын, PlatformExpress технологиясын қолдану.
___
В статье представлен индустриально-инновационный проект, в котором предлагается внедрение нового направления в геологоразведочных (в том числе, в сейсмических исследованиях) и в буровых работах на участке недр Тасоюк, с целью увеличения вероятности открытия залежей природного газа и его качественной подготовки.
Представлено обоснование инновациям в геологоразведочных буровых работах на участке недр Тасоюк в качестве инновационно-индустриального направления, где в геологических (в том числе в сейсмических) и буровых работах будет использован специальный буровой раствор, обеспечиваться снижение до минимума влияние репрессии и длительности её действия, дипольный акустический имиджер, модульный динамический пластоиспытатель, технология Platform Express.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Внедрение инновационных направлений в буровых геологоразведочных работах, новые направления инноваций в сейсмических исследованиях и в буровых работах, увеличение вероятности обнаружения наличия залежей газа, использование при подготовке газа вихревых охладителей, дипольный акустический имиджер, модульный динамический пластоиспытатель, технология Platform Express.
___
The article presents an industrial innovative project in which implementation of the new trend in exploration (including seismic investigations) and drilling works at Tasoyuk site is offered, for the purpose of natural gas discovery expectancy increase and for its qualitative preparation. That is, mental power and cognition, understanding to be used during hydrocarbons search, exploration and reservoir management, will be implied.
Ground for the innovations in exploration drilling works at Tasoyuk site is presented as being an innovative industrial trend when during geological (including seismic) and drilling works they will use special drilling fluid, provide descent to a minimum of the overburden and exposure time, dipole acoustic imager, modular dynamic formation tester, Platform Express technology.
KEY WORDS: Implementation of innovative trends in drilling exploration works, new trends in seismic investigations and in drilling works, increase of expectancy, discovery of gas deposit presence, usage of vortex cooler during gas preparation, dipole acoustic imager, modular dynamic formation tester, Platform Express technology.
____
В пределах Устюрта существует возможность открытия новых месторождений как на Шахпахтинской ступени, так и в пределах слабо изученного Ассакеауданского прогиба. По данным кандидата геолого-минералогических наук М.М. Майлибаева, работающего в нефтегазодобывающей отрасли Казахстана с 1957 года, опубликованным в трудах «Сборник статей института геологических наук им. К. И. Сатпаева «Геологическая наука независимого Казахстана: достижения и перспективы», посвящённым 20-летию независимости Республики Казахстан. 2011 год (декабрь), высокоперспективная на нефтегазоносность территория Устюрта представлена треугольником. Устюртский треугольник административно входит в Актобинскую и Мангистаускую области и частично в Каракалпакию Республики Узбекистан (Рис. 1) [1].
Региональная тектоника и нефтегазоносность крупного блока между Южно-Эмбинским палеозойским поднятием, Центрально-Мангышлакским антиклинорием и меридиональными герцинидами Урало-Аральского линиамента разделяет Туранскую плиту на два самостоятельных в геологическом развитии блока: Устюртский и Торгай-Кызылкумский. Углы Устюртского треугольника замыкаются на западе – поднятием Юозашы, на севере – Примугоджарской (Шалкарской) впадиной, на юго-востоке – прогибом Барса-Келмес или Сарыкамышским.
1 - Южная оконечность Урала (Казахский Урал); I а - Орь-Илекская возвышен- ность, I б - Мугоджары; 2 - периферия нижней оконечности Урала; II а - Актю- бинское Приаралье, II д - юго-западная часть Тургайской равнины; 3 - Южное Примугоджарье, III а - Прикаспийская низменность, III б - Южная Эмба, III в - Подуральское плато; 4 - Мангышлак; IV а - Горный Мангышлак, IVб - п-ов Бузачи, IV в - Южно-Мангышлакское плато; 5 - Устюрт; V а - плато Устюрт, V б - Предустюртская равнина; 6 - граница между районами; 7 - граница между подрайонамиРисунок 1. Схема Устюрта в районировании территории Западного Казахстана
Привязка к строению обрамлений Устюрта позволит детализировать глубинное строение всего блока, где отражаются режимы формирования осадочных комплексов при переходах от одного крупного нефтегазоносного бассейна (НГБ) на другой по медианам треугольника. Эта методика позволит окончательно начать успешные геолого-разведочные работы (ГРР) на всей территории Устюрта и уверенно наметить глубокие геологические объекты для поисков промышленных залежей углеводородов (УВ) в погребенных ловушках на консолидированном разновозрастном фундаменте. Здесь десятилетиями темпы ГРР сильно отстают от темпов добычи в сопредельных районах РК. В настоящий период через 23 года независимости республики пора выходить на труднодоступные центральные территории Устюрта и даже Прикаспия, при самом высоком коэффициенте удачи, не превышающем трети. Естественно, с годами увеличиваются глубины залегания перспективных пластов, и одновременно растет потенциал не только отложений мезозоя, но и палеозоя, залегающего на каледонском и байкальском фундаментах юго-западного Казахстана (Западно-Казахстанская, Атырауская, Актобинская, Мангистауская и Кызылординская области).
Инверсионное строение на переходных тектонических структурах позволяет выявлять очень оригинальные направления поисковых работ на нефть: между Бозашы и Прикаспием; Мангышлаком и Султануиздагом; Аралом и Мугоджарами. Первыми исследованиями с новой трактовкой геологического строения, начиная с северо-восточного угла, являются труды А.Л. Яншина в тридцатых годах прошлого века. Выделены погребенные дислокации меридиональной ориентации, где могут быть ловушки УВ [9]. Первые подтверждения – это Базайская группа залежей и Аккулка.
Восточную сторону Устюрта А.Л.Яншин замыкает герцинидами Мугоджар, погребенными под Аралом до Султануиздага. Полоса погребенных герцинид также протягивается им от Бозаши через Южный Устюрт, соединяясь на юге с герцинидами Мугоджар [6].
В 60-х годах геологические исследования направлены от Мугоджар вдоль юго-восточного борта Прикаспийской впадины, т.е. по границе Северного Устюрта, где верхний палеозой (девон, карбон и пермь) платформенного типа. Соленосный кунгур фациально замещается на обломочный с тенденцией увеличения толщины, вместе с девоном и карбоном в пределах Туранской плиты. «Глубокое погружение верхнепалеозойского складчатого фундамента» резко дифференцирует мезозойский платформенный чехол с поднятиями уже субширотного простирания [2, 4]. Подтверждена газоносность северного борта на погребенных структурах Шагырлы и Шомышты, а по нефти – Каракудык, Колтык и Боранколь.
Южный более молодой – позднекаледонский фундамент с яркой инверсией в мезозое перспективен на УВ по открытым залежам, вскрытым в Каракалпакии (Шахпахты) и в юго-восточном углу (цепочка месторождений от Кансу до острова Возрождения). В центральной части треугольника открыто месторождение Арыстан.
Неогеновый щит ракушняка полностью скрывает тектонически спокойный Устюртский треугольник, создавая трудности, как географические, так и гидрогеологические. Исходя из уникального окружения, где очень много месторождений углеводородного сырья (УВС), имеем предпосылки для уверенного обоснования направления ГРР. Уже ориентировочно определены три крупных площади, но небольших по амплитуде поднятия. На границе с Эмбинским поднятием субширотно, согласно простиранию границы Прикаспия, выделен крупный тектонический лениамент – моноклиналь с ясно выраженной инверсией по верхнему палеозою толщиной, превышающей 3500 м по сравнению с мезозоем толщиной от 600 до 1400 м [8]. В центральной части (Актумсык), кроме залежей в нижнем мелу и юре, ожидаем крупные скопления УВ в пологих брахиантиклиналях пермо-триаса, карбона и верхнего девона на глубинах до 6300 м.
Юг треугольника – зона или часть интенсивного прогибания в мезозое на почти «голом» каледонском фундаменте, что четко наблюдается в пределах плато Мангышлак и Каракумском своде. Южный Устюрт и Южный Мангышлак разделены глубинной зоной дробления с внедрением по разломам гранитных интрузий, которые в период поздних каледонид поставляли на север обломочный материал песчано-гравийного состава (аркозы) в прогибы Бозашы, Сарыкамыс и Барсакелмес. Этот грубообломочный материал с Южного Мангышлака формировал толщи верхнего палеозоя, образуя после инверсии крупные поднятия Бозашы и Байшагыр.
Погружение дислокаций Мангышлака на юго-восток под соответствующий угол Устюртского треугольника позволяет прогнозировать глубокий крекинг нефтяных фракций с формированием газовых залежей, как в верхнем палеозое, так и в мезозой-кайнозое. Эта зона, по мнению С. Е. Чакабаева и др., бесперспективна [8]. Доказательством перспектив палеогена на Южном и Восточном Устюрте было открытие в 1961 году газовых месторождений Шахпахты, Базой, Жаксы и Жаман Коянкулак [2].
Формирование молодых залежей газа произошло в результате незначительного подъема этого угла на границе олигоцена, хотя вся территория Устюрта не подвергалась относительным колебаниям фундамента, что благоприятно отразилось на сохранности пород-коллекторов, начиная от верхнего палеозоя. Очень трудно установить изменение толщины осадочного чехла между прогибами и поднятиями, то есть от Северо-Устюртского прогиба на Эмбинское или Аккулковское поднятия, от Сарыкамысского прогиба на Актумсыкское и Каракумское поднятия, что подтверждает консолидацию фундамента на длительный период и конседиментационное осадконакопление.
Роль краткосрочных перерывов здесь отсутствует, за исключением граничных глубинных зон дробления – Эмба, Мангышлак и Арал [9]. Глубинные зоны дробления на ранних стадиях платформенного развития от верхнего палеозоя до кайнозоя диктовали инверсионные движения от Карабогазского свода через антиклинорий Мангышлак и поднятие Бозаши до Южно-Эмбинского краевого поднятия, как границы Туранской плиты. В пределах самого Устюртского треугольника нет большого градиента толщин всего палеогена, однако, мезозой по верхнему палеозою в обратной зависимости, что тесно связано с инверсией в период пермотриаса. Этот процесс существенно влияет на огромные перспективы нефтегазонакопления в верхнем девоне и карбоне от периферии к центру треугольника [7].
Наиболее достоверное строение Устюрта показано на структурно-тектонической схеме, составленной П.И. Краевым и Р.А. Шаховым в 1964 году, где только не показана восточная граница, пересекающая меридиально Арал по островам Барсакелмес и Возрождения с выходом на юге на Султануиздаг [4].
Осадочный палеозой с севера на юг постепенно теряет толщину от 7000 м до 2000 м, а мезозой наращивает – с 1300 м до 3500 м, обуславливая обратную зависимость перспектив на УВ и расширяя развитие высокопористых пород-коллекторов по замкнутым структурам и клиноформам большой протяженности, согласно простиранию границ Устюрта. Противоречия форм залежей возникают в центральной части на поднятиях Актумсык и Байчагыр, где могут быть брахискладки с непредсказуемым простиранием и уникальными размерами, что подтверждают редкие сейсмопрофили необоснованного направления. Такое строение уже наблюдается на переходе к погружению антиклинория Мангышлак под плато Устюрт-Ушкудукская депрессия и Туаркырский вал [4]. Условный фундамент (PZ1 – нижний палеозой) равномерно погружается на север и запад до 7000 м. Судя по глубинам, пермотриас Туранской плиты необходимо уверенно отнести к повторным после девона (D3) «базальным» слоям платформенного чехла по периферии треугольника. Таким образом, наиболее молодая структура горного Мангышлака (В. Каратау) включает в разрез поздний карбон платформенного типа, а прогибы с севера и юга верхнепалеозойского заложения после консолидации каледонид, обильно инъецирован гранитоидными интрузиями [5]. Переход фундамента в герциниды уже за поднятием Карабогаз. В результате интерпретации сейсмики фундамент вполне может быть каледонским и залегать на глубинах 8-10 км. Это моложе Прикаспийского фундамента, а толщина осадочного комплекса не уступает окружающим регионам, так же, как и перспективы газонефтеносности.
В связи с этим, почти весь палеозой, особенно верхний, попадает в максимальные толщины осадочных формаций между Прикаспийским бортом и Южным Мангышлаком, то есть средний и нижний – в промежуточную зону, а верхний повторяет нижние циклы по периферии плиты с расширением областей накопления за счет консолидации окружающих плит Карабогаза, Прикаспия и Турана (Восточнее Арала).
Отсюда и обоснованы основные критерии поисков нефти и газа на Устюрте на глубинах от 2500 м до 5500 м и в максимуме до 6500 м и 7000 м.
1. Нижний и средний палеозой в пределах субширотной зоны, замыкающей обрамления палеосвода Бозаши с выходом на запад Устюрта.
2. Средний палеозой в виде клиноформ обосновывает перспективы в пределах прилегающих зон поднятий Южной Эмбы вдоль крупного палеовала, независимо от наличия положительных структур на фоне моноклинали, включая шельф Каспия.
3. Северо-восточный угол и восточное обрамление треугольника, как прогиб, имеет большие глубины залегания верхнего палеозоя с ловушками, приуроченными к мелким куполам типа Базой и Шахпахты.
4. Хорошо изученные отложения мезозоя по периферии треугольника позволяют прогнозировать ловушки только с множеством мелких залежей на погребенных под миоценом структурах с гидродинамически замкнутым режимом.
По строению мезозоя можно определять антиклинали и купола в палеозое, так как повсеместно установлено унаследование складчатости по малоамплитудным разломам, по данным глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), что выпало, к сожалению, из внимания. Унаследованность подтверждается также конседиментационным типом формирования ловушек с последующей консервацией упругого режима залежей, создающим аномально высокие пластовые давления (АВПД) и наклонные контакты. Все это требует ускоренных поисков месторождений УВ, приуроченных к миобортовым частям плиты и зонам, удаленным от глубинных разломов.
На территории Казахстана открыты более 200 месторождений, содержащих запасы промышленных категорий. Из них 98 нефтяных, 67 нефтегазовых, 22 газовых и 11 конденсатных. В разработке находится около 75 месторождений. В географическом плане запасы нефти распределены крайне неравномерно. На территории западных областей республики – в Мангистауской, Атырауской, Западно-Казахстанской и Актюбинской – находится 98,2% разрабатываемых месторождений.
Человечество, чтобы выжить и эволюционировать в своем развитии, во все времена стремилось овладеть энергией. Последние два столетия ознаменовались экспоненциальным увеличением энергопотребления на одного человека, практически стабильного в течение предыдущих столетий, значительным ростом технологического разнообразия и уровня совершенства энергетических установок различного значения. Душевое потребление конечных топливно-энергетических ресурсов будет постоянно нарастать практически во всех регионах мира. В результате суммарное потребление конечной энергии в мире на ближайшие 30 лет возрастет почти в 1,5 раза [10].
В долгосрочной перспективе к 2030 г., по оценке Мирового энергетического агенства МЭА, потребление природного газа в мире составит свыше 4 трлн. M3 [10].
Несмотря на усиление конкуренции в энергетике за счет развития возобновляемых источников энергии и атомной энергетики, природный газ остается одним из основных видов энергоресурсов.
Из года в год роль нефти и газа как экспортного продукта возрастает, добыча углеводородов растет, запасы не пополняются в необходимом количестве. Разведанные и разработанные до уровня промышленного использования остались от отцов и дедов, для детей и внуков. В данное время запасы углеводородов активно используются без практического их пополнения.
Пока еще мировая промышленность не может отказаться от углеводородов в качестве топлива [11]. По данным МЭА «Обзор мировой энергетики», 2009 г. (базовый сценарий):
Мировое потребление газа млрд. M3 :
| 2007 г. | 2020 г. | 2030 г. |
| 3040 | 3678 | 4313 |
Глобальное потребление природного газа будет расти в среднем на 2% в год.