Как ищут нефть и газ? Современные технологии геологоразведки
Геологоразведка является основополагающим этапом разработки месторождений. Она даёт начало длинной цепочке производственных работ, в которых будет задействовано множество узконаправленных специалистов.
Как же ищут нефть и газ? Часто поиск месторождений требует колоссальных усилий. Например, специалисты Ямальского центра газодобычи — сердца нефтегазовой отрасли России — по полгода работают вдали от цивилизации в условиях экстремального холода. Здесь работы по сейсморазведке проводят исключительно в зимний период, чтобы не повредить оттаивающую летом поверхность арктической земли.
Современные технологии геологоразведки предполагают проведение комплексных геологических, геофизических и геохимических работ. Залогом успешной разведки будет соблюдение чёткой последовательности работ.
Геологические и геофизические методы поиска месторождений
Работа геологов начинается с изучения поверхностных данных. Эти специалисты исследуют и описывают горные породы, находящиеся на поверхности земли. Для этого они ищут места обнажения горных пород или бурят шурфы (небольшие горные выработки), чтобы понять, какие породы залегают под верхним слоем осадочного материала.
Помимо полевых работ, геологи занимаются изучением снимков Земли, сделанных с самолёта (иногда даже из космоса). Однако данных, полученных с помощью геологических методов, для выявления месторождений недостаточно, так как они имеют поверхностный характер. Следующим этапом работы по поиску нефтегазоносных участков становится применение геофизических методов.
Геофизики являются авторитетными специалистами геологоразведки, поскольку могут предоставить экспертное заключение о происходящих в недрах Земли физических процессах, определить, чем они вызваны и какие последствия могут иметь. К геофизическим методам относятся такие, как электро-, грави-, магнито- и сейсморазведка.
Сейсморазведочные работы
Сейсморазведочные работы — наиболее важный способ изучения земных недр. Метод основан на запуске механических колебаний земли с последующим извлечением из них полезной геолого-геофизической информации.
Как сообщают специалисты «Газпрома», для осуществления сейсморазведки на исследуемую территорию выезжает гусеничная техника, оснащённая специальными плитами. Машинист опускает находящиеся между передними и задними гусеницами плиты на землю, и по территории начинают распространяться механические колебания. Вызванная плитами вибрация проникает вглубь земли, отражается от горизонтов и возвращается к наземной технике уже с данными глубинного строения недр на охватываемой территории.
На основе информации, полученной с помощью сейсморазведки, эксперты создают модель геологического строения недр. Примечательно, что возбуждение колебаний длится всего 1 мин, после чего плита опять поднимается вверх. Затем спецтехника продолжает движение, останавливаясь каждые 50 м. По данным «Газпрома», в состав полевой сейсморазведочной партии обычно входят 200 человек.
Залежи газа скапливаются в трещинах земной породы, связанных между собой микроскопическими каналами. По ним газ поступает из пор с более высоким давлением в поры с более низким. Что касается нефти, земные колебания позволяют не найти сами залежи, а обнаружить структуры, в которых она может содержаться. Породы, в которых находятся газ или нефть, как правило, менее плотные, поэтому в ходе сейсморазведки нужно искать места с достаточно невысокой силой тяжести.
По мнению экспертов, используя современные методы геологоразведки, найти залежи нетрудно. А вот определить тип газа, наличие в нём примесей получится только после проведения ряда исследований. Когда нефтегазоносные участки уже обнаружены, зафиксированные датчиками колебания земли попадают на сейсмостанцию для дополнительного изучения. Там подробно исследуют теневые зоны, выявляя не замеченные ранее залежи газа. После проведения сейсморазведки геологи приступают к следующему важному этапу — бурению.
Эффективным современным решением в геологоразведке стало внедрение технологии зелёной сейсмики. Ранее при проведении геолого-разведочных работ приходилось вырубать деревья для проезда тяжёлой техники — создавать просеки в лесах. Зелёная сейсмика, использующая беспроводное оборудование, позволила геологам получать данные о недрах Земли практически без нанесения вреда окружающей среде.
В ходе исследования специалисты перемещаются между деревьями в лесных массивах. По словам руководителя программ геофизических работ «Газпром нефти» Владислава Воцалевского, на сегодняшний день эта технология помогла сохранить более 5 млн деревьев Западной Сибири.
Современные технологии геологоразведки
Несмотря на высокую эффективность сейсморазведочных работ для уточнения геологической структуры и параметров залежей, используются и другие методы. В частности, речь идёт о магнито- и электроразведке, которые можно осуществить с помощью дронов.
В первом случае на борту дрона находятся два магнитометра, один из которых измеряет магнитное поле Земли. Другой аппарат следит за полем самого беспилотника, чтобы в результате анализа съёмки специалисты могли учесть помехи, которые создаёт летательное устройство. По изменениям магнитного поля Земли можно определить месторождения нефти и газа. Для осуществления иного типа разведки на беспилотник прикрепляют подвес с устройством для измерения электромагнитного поля. Его отклонения также могут указать на залежи сырья. Кроме того, с помощью дронов сотрудники перемещают грузы, контролируют строительные работы и исправность трубопроводов.
Принцип работы механизма следующий: за счёт фокусированного пучка лазера дрон фиксирует отражение конкретного участка. Устройство передаёт геологам-пилотам от 30 до 60 точек отражения на 1 м². Информация собирается с высоты в несколько десятков метров, иногда больше. Это необходимо, чтобы максимально точно расположить спецтехнику, оборудование и людей.
Благодаря современным технологиям период от обнаружения месторождения до его ввода в промышленную эксплуатацию можно сократить в разы. При сохранении качества исследований скорость значительно увеличивается. Внедрение беспилотников в геологоразведку, по словам специалистов «Газпром нефти», является в наше время рыночной необходимостью. Специалисты компании активно используют дроны в поисковых работах. Например, с помощью летательного исследовательского аппарата российские нефтяники открывают новые месторождения нефти в Ханты-Мансийском автономном округе.
Благодаря цифровизации производства информацию, полученную в результате применения сейсмики, электро-, магниторазведки и других методов, теперь может обрабатывать искусственный интеллект. С его помощью специалисты создают цифровую версию месторождения. В частности, сотрудники используют бассейновое моделирование: создаётся виртуальный трёхмерный двойник, который покажет, будет ли тот или иной нефтегазоносный участок перспективным. Цифровая модель, как уверяют в «Газпром нефти», крайне информативна и является прикладной. В процессе разработки месторождения в 3D-модели вносят корректировки и дополнения.
Бурение поисковых скважин
Используя перечисленные выше способы, можно с высокой точностью определить строение горных пород и выявить перспективные участки в недрах, которые могли бы содержать нефть или газ. Геохимические методы укажут на присутствие углеводородов в выявленных ловушках. Однако геологоразведку завершает бурение поисковых скважин: только оно сможет вынести окончательный вердикт по наличию коммерческих запасов углеводородов.
Для создания скважины на исследуемом участке располагают буровую вышку и с помощью специального оборудования разрушают земные породы. Затем в образованную скважину опускают трубу, чтобы определить промышленный приток нефти или газа.
Сейчас нефтяники применяют множество различных технологий, с помощью которых можно выявить залежи нефти и газа глубоко в недрах Земли.
Подводя итоги, важно отметить, что поиск месторождений до сих пор является крайне сложным и рискованным занятием, так как успех проводимых работ не гарантирован.
