Об экологических последствиях консервации нефтяных скважин

О том, что месторождения нефти и газа восстанавливаются, специалисты знают давно. Например, добыча нефти на старых скважинах — сформировавшееся направление бизнеса в США. При этом консервация отработанных скважин создаёт аварийные угрозы из-за нарастания давления вновь образующихся нефти и газа

Владимир Серебряков, 3 декабря 2018, 22:56 — REGNUM  

Специально для ИА REGNUM статья доктора геолого-минералогических наук Владимира Александровича Серебрякова «Углеводороды, экология и жизнь».

* * *

В конце 1980-х годов нами [1] была доказана возможность нисходящей (вместе с известной восходящей) миграции углеводородов с поровыми водами в толще земной коры в зависимости от климатического изменения температуры на поверхности Земли, то есть возможность климатического круговорота поровых вод в земной коре и связанных с ним процессов миграции и аккумуляции углеводородов. В 1990-х годах зародилась новая нефтегазовая парадигма [2], рассматривающая образование нефти и газа как современное природное явление, которая, в дальнейшем, была теоретически обоснована как Биосферная концепция нефтегазообразования (БКН). Согласно этой теории, образование нефти и газа может происходить, в том числе, и в результате современного геохимического круговорота подвижного углеводорода и воды через земную толщу.

Проведенные лабораторные эксперименты [3] подтвердили БКН и позволили выявить современный механизм генерации углеводородов. Этот механизм связан с разрушением метеогенных (карбонатизированных) вод в земной коре, сопровождающийся поликонденсационным (абиогенным) синтезом углеводородов. Эксперименты показали, что образование углеводородов и водорода из воды и диоксида углерода активно происходит в осадочных породах даже при атмосферном давлении и комнатной температуре. Причем при низких значениях температуры и давлений наиболее интенсивно происходит образование водорода, а при повышении этих значений (на больших глубинах) реакция сдвигается в сторону увеличения образования углеводородов.

В научном плане, это открытие объясняет многие природные явления, ранее трудно объяснимые, такие как:

— восполнение запасов нефти и газа в современное время;

— изменение химического состава нефтей;

появление в нефтях космогенных и искусственных изотопов углерода;

— объяснение масштабов дегазации Земли: выходы огромных количеств водорода, метана и углекислого газа в атмосферу и т.д.

В прикладном плане это открытие позволяет получить:

— новые эффективные способы производства водорода и углеводородов из воды и углекислого газа;

— более экономичные методы извлечения тяжелых нефтей;

— разработку углеводородов из плотных, низкопористых коллекторов;

— эффективно утилизировать диоксид углерода (СО2) в продуктивных, в водоносных пластах коллекторах и в естественных газовых хранилищах.

Все это, несомненно, связано с экологией.

* * *

Вопросы связи углеводородов и экологии очень многообразны. Их невозможно отразить даже в отдельной монографии. Сегодня мы обсудим только один аспект этой серьезнейшей проблемы, а конкретно, проблемы экологии и возобновляемость (неисчерпаемость) углеводородов на конкретном, практическом примере отдельного нефтегазоносного региона — Республики Дагестан.

Как мы уже отметили выше, новая Биосферная концепция образования нефтегазообразования достаточно чётко объясняет восполнение запасов нефти и газа в современное время. Такие примеры имеют место во многих уголках земного шара. Остановимся только на фактах, которые мы сами наблюдали и фиксировали.

В 1990-е годы прошлого столетия автору довелось работать в Республике Дагестан в совместной российско-американской компании ДСД-ДАГ Инк., которая занималась восстановлением скважин на старых, выработанных в период с 1930-х по 1970-е годы месторождениях нефти. К примеру, на открытом в 1930 году месторождении Ачису, началась промышленная добыча нефти из чокракского горизонта (неоген) в 1936 году и продолжалась до 1972 года, когда залежи нефти были практически выработаны [4]. Всего на Ачисинском месторождении, на чокракские отложения было пробурено 83 скважины, в том числе 26 разведочных и 62 эксплуатационных. Это месторождение расположено к юго-востоку от г. Махачкала, в пределах Приморской равнины.

Когда, в 1990-х годах, получив лицензию на эту площадь, мы прибыли к этому месторождению, то перед нами предстала удивительная картина: по поверхностным склонам гористых отложений сочилась и стекала нефть, а у подножья скопилось небольшое озеро безхозной нефти. Безо всяких геологических исследований было понятно, что нефть есть и она вытекает из старых, заброшенных скважин. Отремонтировав несколько (5−8) скважин, мы стали получать стабильные притоки от 0,5 до 2 тонн нефти в сутки. Поставив в некоторых скважинах глубинные насосы мы смогли увеличить дебиты в несколько раз.

В этот же период времени, получив лицензию на проведение работ на месторождении Гаша, мы приступили к ремонту старых скважин на этой площади.

Гашинское газонефтяное месторождение располагается в Западной антиклинальной зоне Южного Дагестана [4]. В 1957 году были получены первые притоки нефти из верхнемеловых отложений, представленные трещиноватыми известниками. Позже, в сводовой части залежи был получен газовый фонтан дебитом 200 тыс. м3/сут. Общая высота верхнемеловой газонефтяной залежи составила 300 м. Режим залежи был определен упруговодонапорный. Начальное пластовое давление было аномальным, с коэффициентом аномальности Ка = 1,5−1,6. Разработка верхнемеловой залежи Гашинского месторождения осуществлялась до 1976 года разведочными скважинами (всего 30 скважин), давшими промышленные притоки нефти и газа. Эксплуатационные скважины на месторождении не бурились. То есть, мы начали ремонтные работы на скважинах, которые были законсервированы почти 20 лет назад. Руководителя нашей компании, американца Дональда Кросса, это обстоятельство не смутило. К тому времени он уже имел большой опыт по реанимированию старых, выработанных месторождений в американском штате Вайоминг, где он скупал у серьезных нефтяных компаний «выработанные» площади и многие годы добывал оттуда нефть. Именно поэтому перед нами была поставлена задача получения лицензий на разработку старых, давно выработанных (по документам) месторождений нефти. Сейчас надо признать, что эта задача была выполнена нами блестяще. Мы получили 7 лицензий на старые, выработанные месторождения. За короткое время на двух из этих площадей смогли отремонтировать несколько скважин, получить хорошие дебиты нефти. На месторождении Гаша были отремонтированы две скважины. В одной из них (скв.№3) был получен хороший приток жидкости (до 30 м3/сут), включая до 50% нефти. Дебит был соизмерим с начальным дебитом этой скважины времен начала разработки месторождения в 1957 году. Другая скважина (скв.№28) оказалась на своде залежи и после ремонта из неё произошёл выброс газа с огромным давлением. В 1990-е годы замеров давления и дебитов проведено не было, но приток газа был огромный. Обуздать скважину никак не удавалось, а, главное, что инвесторы не были настроены на добычу газа. Наши уговоры закупить, привезти мобильную газосжижающую установку, добывать, сжижать и продавать газ местному населению инвесторами не принимались. Они хотели добывать только нефть. Чтобы обуздать газовый фонтан требовались дополнительные немалые деньги. Выброс газа создавал огромную экологическую проблему для ближайших территорий. Проще всего было поджечь газ, что и было сделано. Ещё очень долго после завершения наших работ огромное пламя выходящего со свистом газа можно было наблюдать за десятки километров.

К сожалению, наш проект 1990-х годов не получил продолжения. Нефть в то время упала в цене до $10 за баррель и вся наша активность не могла быть окупаемой. Инвесторы перестали финансировать проект, и он приказал долго жить. Остался опыт. Он заставил задуматься: как и каким образом происходит восполнение запасов нефти и газа в современное время. Позже, сопоставив эти и другие факты, я искренне поверил в новую нефтегазовую парадигму и теперь благодарен судьбе, что являюсь участником группы, которая не только теоретически, но и экспериментально подтвердила Биосферную теорию и позволила выявить основной механизм регенерации углеводородов [2, 3].

Пять лет назад мы опять вернулись в Дагестан, чтобы еще раз подтвердить теорию и лабораторные эксперименты. В этот раз с получением лицензий на старые, истощенные площади всё обстояло намного сложнее. Мы смогли получили лицензии только на два выработанных месторождения — Тернаирское и Махачкалинское. Обе площади находятся сейчас в пределах г. Махачкала. Тернаирское месторождение [4] в орографическом отношении находится в пределах Прикаспийской низменности и расположено в северо-западной части г. Махачкала. До 1953 года на Тернаирской площади на миоценовые отложения было пробурено 27 разведочных и 26 эксплутационных скважин, из которых 26 дали промышленные притоки нефти. Средняя глубина скважин 1750 м. Разработка Тернаирского месторождения была завершена в 1968 году.

Месторождение «Махачкала» охватывает зону загородного пляжа столицы республики и озера Ак-гель [4]. Естественными границами месторождения являются склоны горы Тарки-Тау, а на северо-востоке — берег Каспийского моря. За период с 1927 по 1988 годы на площади месторождения «Махачкала» было пробурено 123 скважины: одна поисковая (до глубины 3625 м), 54 разведочных (690−3465 м), 68 эксплутационных (699−3623 м). Начальные запасы были подсчитаны в 1950 году. Они составляли: 8464,7 тыс. тонн нефти и 242 млн м3 газа. К июлю 1959 года было добыто 1688,8 тыс. тонн нефти и 129,3 млн м3 газа. В это же время была произведена переоценка запасов до 2906,5 тыс. тонн нефти и 198,4 млн. м3 газа. В конечном итоге, в 1976 году, когда месторождение было признано выработанным, было извлечено 1888 тыс. тонн нефти и 141 млн м3 газа.

Наша попытка реанимировать Тернаирскую скважину №2/3 (Рис.1) по техническим причинам оказалась неудачной.

Зато скважину №42 Махачкалинской площади (Рис.2) удалось успешно отремонтировать и получить приток нефти и воды с глубин 1500 — 1600 м (миоцен) дебитом до 30 м3 в сутки. Пластовое давление оказалось аномально высоким с коэффициентом аномальности превышающим 2. То есть, опять же, за время менее 20 лет запасы нефти восстановились, пластовое давление снова достигло аномально высоких значений.

Это еще раз подтвердило исследования [2, 3], рассматривающие образование нефти и газа, в том числе и как современное природное явление.

Однако восполнение запасов углеводородов на старых, признанных выработанными месторождениях, имеет две стороны. С одной стороны, это положительный фактор, который надо всемерно использовать, наращивая запасы углеводородов, бережно и внимательно относясь к вопросам разработки, а с другой, как в случае месторождений «Махачкала» и «Тернаир», — это хронический источник экологической и аварийной опасности, поскольку поверхностные площади над этими месторождениями после его истощения были плотно застроены жилыми, производственными и другими строениями.

Надо отметить, что даже при наличии лицензий на пользование недрами найти участки для геологического изучения, разведки, а тем более добычи углеводородного сырья, на территории городского округа город Махачкала почти невозможно из-за очень плотной городской застройки, многочисленных дорог и коммуникаций. Город практически построен на месторождениях углеводородов, которые находятся в условиях аномально высоких пластовых давлений. При поисках старых скважин на участках, пригодных для ремонта, местный житель, сопровождающий меня, рассказывал и показывал место (Рис. 3), где при возведении многоэтажного жилого дома были сложности в перекрытии старой скважины, в которой было огромное газовое давление.

По его словам, кое-как удалось обезопасить эту скважину и подготовить фронт для строительства. Давно уже там стоит высотный дом. Но надолго ли это мнимая безопасность? Я сам, во дворах частных домов г. Махачкалы, видел, как нефть сочится через цементные пробки старых, закрытых ещё в 60-х и 70-х годах прошлого столетия, скважин (Рис. 4).

А ведь там не только нефть, но и газ под огромным давлением. Месторождения снова заполнены углеводородами. Давление в залежах продолжает увеличиваться. Последнее обстоятельство может вызвать проникновение газа по трещинным зонам и плохо зацементированным скважинам в дома и строения, что чревато внезапными взрывами и серьезными пожарами. Это уже не только экологические проблемы. Под угрозой жизни людей, жителей г. Махачкала.

К сожалению, наша обеспокоенность никого не волнует. Летом 2016 года по нашей просьбе научный руководитель Института проблем нефти и газа Российской Академии наук, академик А.Н. Дмитриевский направил письмо Директору Института геологии Дагестанского научного центра РАН В.И. Черкашину, где была изложена ситуация и указывалась необходимость изучить возможности использования скважин старого фонда, осуществив в них необходимые ремонтные работы, а также, выделить новые перспективные участки под бурение скважин, то есть провести отбор углеводородов, что безусловно снизит значения пластовых давлений и уменьшит опасность для жителей г. Махачкалы. Представлялось целесообразным и незамедлительным выполнить работы по мониторингу выведенных из эксплуатации истощенных месторождений и начать их промышленную разработку. Также была озвучена просьба связаться с администрацией г. Махачкалы для решения этих проблем. Не видя никого движения письма А.Н. Дмитриевского из Дагестанского Института геологии, через год копия письма была передана нами в администрацию г. Махачкала.

Прошло ещё полгода, сдвигов пока не видно. А ведь это не только опасность для экологии города, но и очень серьезная опасность для жизни жителей г. Махачкала! Периодически, в г. Махачкала происходят взрывы газа и пожары в домах, которые объясняются взрывами бытового балонного газа. На этот счет у нас есть большие сомнения в правильности проведенных экспертиз.

Как бы хотелось, чтобы чиновники, ответственные люди думали и решали эти проблемы заранее, не дожидаясь трагических последствий, которые приводят к непоправимым результатам.

Публикуя эту работу, мы надеемся привлечь внимание научной общественности к реалиям нашей жизни — восполняемости запасов углеводородов в течении нашей жизни (20−50 лет), пересмотру устаревших догм в отношении природы образования нефти и газа, к решению серьезных экологических задач, непосредственно связанных с жизнью населения в нефтегазоносных областях Российской Федерации.

* * *

Список литературы

1. Добрынин В.М., Серебряков В.А. Геолого-геофизические методы прогнозирования аномальных пластовых давлений. М.: Недра, 1975, 287 с.

2. Баренбаум А.А. Научная революция в проблеме происхождения нефти и газа. Новая нефтегазовая парадигма // Георесурсы.2014. №4(59). С. 9−15.

3. Баренбаум А.А., Закиров С.Н., Закиров Э.С., Серебряков В.А. Способ получения углеводородов и водорода из воды и диоксида углерода. Патент Российской Федерации Федерации №2 495 080, 30 декабря 2010 г.

4. Шарафутдинов Ф.Г., Мирзоев Д.А., Алиев Р.М., Серебряков В.А. Геология нефтегазовых месторождений Дагестана и прилегающих акваторий Каспийского моря. Махачкала. Дагестанское книжное издательство, 2001, 298 с.

Читайте ранее в этом сюжете: 25 лет открытия явления пополнения запасов нефтегазовых месторождений

Если Вы заметите ошибку в тексте, выделите её и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отослать информацию редактору.
×

Сброс пароля

E-mail *
Пароль *
Имя *
Фамилия
Регистрируясь, вы соглашаетесь с условиями
Положения о защите персональных данных
E-mail