Как ищут нефть в России

О том, как меняется современная геологоразведка, рассказывает директор Центра Heriot-Watt Томского политехнического университета Валерий Рукавишников

— Начнем издалека: надолго ли хватит нефти из уже обнаруженных месторождений?

При текущих объемах потребления (зафиксированных до недавнего кризиса) объема выявленных месторождений хватит на 60 лет. Но тут есть несколько нюансов. Во-первых, со временем появляются новые технологии нефтеизвлечения, которые позволяют добыть то, что раньше мы добыть не могли. Еще есть неисследованные регионы. Та же Арктика. Во-вторых, меняется структура потребления. Лет через 15–20 объемы переработки нефти в топливо будут намного ниже, т.е. сырье будет перенаправлено куда-то еще. В-третьих, нужно понимать, что уровень запасов — вещь вероятностная. Мы можем найти перспективное месторождение и после бурения одной скважины оценить объемы в 100 миллионов тонн. А после бурения второй скважины может оказаться, что там всего 10 миллионов или наоборот — 200 миллионов тонн. Так что оценка в 60 лет очень приблизительная.

— А кто инициирует поиски новых месторождений в нашей стране?

Структура нашего нефтяного рынка такова, что частных компаний здесь очень мало и они небольшие. Поэтому основная разведка осуществляется компаниями с госучастием.

— Разве не в интересах государства делать это своими силами, учитывая значение нефти для нашей экономики?

Государство так или иначе субсидирует программы геологоразведки, но в очень маленьких объемах. Свои усилия оно направляет на участки, где до этого никаких работ не проводилось — о которых мы ничего не знаем. Там нужны огромные вливания денег и административные решения... Чтобы охватить новые территории, например Арктику, необходимо в суровых условиях провести сейсморазведочные работы 2D на участках по 120 км. Это просеки в тайге, завоз оборудования. Более того, подобные исследования не несут прямой выгоды. Это просто сбор информации, интерпретируя которую, можно будет предположить, какие замеры провести в будущем на меньших территориях. Исследования на таких масштабах не позволяют сказать, что мы пробурим скважину в такой-то точке и получим нефть. Но это работа, которую необходимо сделать. Таким образом государство занимается разведкой на долгосрочную перспективу, но в маленьких объемах, поскольку это очень дорого. При уменьшении масштабов участков к исследованиям подключаются компании, которые покупают лицензии на определенные территории, где они предполагают наличие нефти …

— По каким признакам ищут месторождения?

Чаще всего нефть встречается в районах, где выполняется несколько условий: • нужна материнская порода, из которой нефть может образоваться, например, так называемая Баженовская свита; • требуется наличие пористой осадочной породы — коллектора; • сам пласт должен быть соответствующим образом деформирован и изолирован непроницаемой покрывающей породой; • должна образоваться ловушка, где эта нефть могла бы скопиться; • и необходимо, чтобы с последних геологических метаморфоз прошло определенное время, чтобы нефть успела «вызреть» в нефтематеринской породе и мигрировать в ранее сформированную ловушку. Выполнение этих условий — лишь признак того, что нефть может быть в изучаемом районе. А задача геологоразведки — различными методами проверять гипотезы о том, что она есть. При этом все данные геологоразведки также косвенные.

— Какие именно методы поиска применяются?

Любая геологоразведка — это целый комплекс разных методов. Прежде всего выполняется крупномасштабная съемка больших территорий, которая позволяет определить региональную геологию. Такие съемки по всей стране проводились в 30–50 годы прошлого века. Накопленных на текущий момент знаний хватает, чтобы понять, какие процессы проходили в том или ином регионе за последние сотни миллионов лет. Так что мы можем сужать районы поиска, повышая качество исследований — выбирать небольшие участки (условно— 500 на 500 км), чтобы проводить более детальную аэрофотосъемку и магниторазведку, проектировать сеть сейсморазведочных профилей. По полученным данным мы оцениваем вероятность нахождения нефти в определенной точке и бурим там скважину.

— Учитывая объемы инвестиций в нефтянку, здесь, наверное, уже все пересели на современное оборудование?— беспилотники и т.п.?

Вы себе рисуете в воображении красивую картину, но в реальности это пока не так. Нефтяная отрасль — очень неповоротливая. Здесь очень важна человеческая и экологическая безопасность. Любые новинки «железа» должны пройти испытания на прочность. Хотя компании постепенно начинают перестраиваться. Уже два или три года проводятся пилотные проекты с дронами, и эта тенденция набирает обороты. Не так давно закончились исследования «зеленой» сейсморазведки. лассические сейсмологические исследования Западной Сибири — это просеки в лесу на территории в десятки квадратных километров, где расставляются датчики, соединенные проводами в единую сеть. Это огромные трудозатраты, сотни километров кабеля. Сейчас начали развиваться методики, основанные на беспроводных датчиках, под которые не нужно рубить лес. Это экономит время и силы, поэтому технология постепенно завоевывает рынок.

— Неужели отрасль настолько консервативна?

Наоборот. Местами нефтегаз сравним с аэроспейсом, просто здесь нет такой популяризации. Базовые принципы исследований той же сейсморазведки, которая появилась в 20-х годах прошлого столетия, не изменяются. Но методики настолько усложняются внутри, что ими занимаются целые научные центры, с каждым годом улучшая технологию. Сильно подтолкнула развитие цифровизация. Она позволяет серьезно экономить на капитальных вложениях. Технологически она обеспечивает интеграцию между собой различных цепочек процессов. Эволюция здесь идет не по пути новомодных гаджетов, а через изменение подходов. Если раньше геологоразведкой занимался один департамент, который в принципе не пересекался с другими (нашли месторождение — написали отчет— отправили в следующий отдел), то теперь выстраивается цепочка единой команды. Без технологических вещей провести такие преобразования невозможно. Здесь и облака данных, и общее рабочее пространство, которое пришло к нам из информационных технологий. Дроны тоже используют, только не для геологоразведки, а для контроля целостности трубопроводов.

— Предположим, наша геологоразведка дала какие-то результаты. Какая должна быть вероятность обнаружения нефти, чтобы началось бурение?

Вероятность получения нефти в 30-40% — это очень хороший показатель для геологоразведки. Проблема в том, что объект исследований находится на глубине 3–5 км, и мы не можем его со всех сторон изучить. Вся отрасль построена на вероятностных моделях. Но цель разведки не только сама нефть, но и информация. Иногда важно провести бурение там, где нефти точно нет, и уточнить некоторые параметры. В будущем это позволит реализовать более правильные шаги по поиску нефти в конкретном регионе.

— Сейчас алгоритмы обработки данных развились достаточно хорошо. С видео «на лету» делают потрясающие вещи. Неужели нельзя разработать аналогичные алгоритмы для обработки данных сейсморазведки?

А они уже разрабатываются. Machine Learning активно применяется для их интерпретации, в том числе отечественными компаниями. Загвоздка в том, что типичную сейсмическую картину очень тяжело алгоритмизировать. Пока нет достаточного количества размеченных образцов, чтобы все сделать автоматом и быть уверенным в результате. Геология в разных уголках Земного шара отличается. Алгоритм, который мы обучили на Ямале, скорее всего, не сработает в Хакасии. При этом по результатам его применения необходимо принять решение на миллиарды рублей. Так что тут встает тонкий вопрос ответственности. Однако сейчас вся эта сфера понемногу совершенствуется. Для более рутинного геофизического исследования скважин, когда мы опускаем в скважину нужные приборы и замеряем физические поля, есть уже зрелые технологии. ML позволяет интерпретировать результаты в автоматическом режиме. Это дает возможность заново провести интерпретацию данных с месторождений после изменения геологических гипотез, и делать это за считанные дни, а не за пару лет. Автоматические алгоритмы ускоряют работу в десятки и сотни раз. А самое важное, что мы можем смотреть на данные в другом масштабе, проверяя свои догадки.

Подготовила Светлана Болгова Опубликовано в блоге Leader-ID на портале Habr.com