Поиски нефти и газа в условиях Арктических морей России

Арктическая морская геополитика - многогранная проблема, затрагивающая интересы России как в политическом, так и в экономическом аспектах. Остро назрела необходимость реального освоения минерально-сырьевого потенциала северных территорий и акваторий нашей страны – её будущего расцвета.

В общероссийском балансе запасов и добычи только территория севера европейской части России (наиболее изученная!) занимает:

- I-е место по запасам и добыче кварцевого сырья, каолина, апатитов, вермикулита, флогопита, янтаря; I-е место по запасам лития;

- II-е место по разведанным запасам угля, алмазов; по запасам и добыче никеля, вместе с которым попутно извлекаются кобальт, медь, платиноиды, селен, теллур, золото и серебро;

- только на территории северо-запада России добывается цирконий.

Здесь же сосредоточены крупные балансовые запасы редких металлов, значительная часть добычи нефелинового и кварц-полевошпатового сырья, добываются руды черных и цветных металлов, бокситы, золото, фосфаты, слюда-мусковит и огнеупорные глины. Есть реальные перспективы открытия в северо-западном арктическом регионе России новых месторождений титана, хромитов, алмазов, полиметаллических руд, марганца, барита, металлов платиновой группы, золота.

Будущее за восточными регионами России, минерально-сырьевой потенциал которых велик!

Нефть и газ в настоящее время являются самыми важными ресурсами, которыми обладают Арктика. Поиски, разведка и освоение залежей нефти и газа в арктических районах связаны с суровыми природно-климатическими условиями и решением сложных технико-технологических задач. Проблема постановки научно-исследовательских работ и приоритетность их проведения будет зависеть и от географической ситуации – Россия обладает самой протяженной арктической границей (22600 км) среди всех северных держав и потому не может не быть субъектом приполярных экономических и юридически-правовых процессов (рис. 19).

Юридический статус Арктики с точки зрения межгосударственных соглашений и международного права — вопрос существенно менее определенный и гораздо более спорный.

Работы по обоснованию внешней границы континентального шельфа России активно проводятся после ратификации в 1997 году Россией Конвенции ООН по морскому праву. Это особенно актуально в нашем XXI веке, когда на российский север простираются интересы разных государств, даже тех, которые не имеют непосредственных границ с морями Северного Ледовитого океана. Стратегия развития Арктической зоны РФ до 2020 г. утверждена Президентом России В.В.Путиным 20 февраля 2013 г. В этом документе сформулированы приоритетные направления развития Арктики и обеспечения национальной безопасности. Одним из приоритетных направлений развития российского севера является эффективное использование ресурсной базы. Располагая огромными минерально-сырьевыми ресурсами, Арктика и восточные районы России характеризуются малой заселенностью (12 млн. чел.) и чрезвычайно слабой социально-промышленной инфраструктурой.

Рисунок 19. Потенциальные претенденты на арктический шельф.

Анализ структуры распределения начальных суммарных ресурсов (НСР) углеводородов (УВ) по арктическим акваториям показывает, что наибольшая доля (85%) приходится на моря Западной Арктики – Баренцево, Печорское и Карское (табл. 19).

Таблица 19. Структура НСР УВ арктических акваторий России

Геолого-геофизическая изученность арктического шельфа остается сравнительно низкой и крайне неравномерной (табл. 20).

Таблица 20. Геолого-геофизическая изученность морей России

Основой экономического развития арктического региона является воспроизводство минерально-сырьевой базы (МСБ) и, в первую очередь, становление и подъем её топливно-энергетической составляющей.

Присутствие и геологическое разнообразие крупнейших нефтегазогеологических элементов свидетельствует о больших перспективах арктических территорий и акваторий на нефть и газ.

В связи невысоким уровнем геолого-геофизической изученности континентального шельфа проводится широкий цикл геологосъемочных работ и научных обобщений по территориям и акваториям Арктики.

Анализ состояния геолого-геофизических исследований российского континентального шельфа свидетельствует о наличии научно-методических и теоретических проблем требующих своего решения:

- развитие нормативной базы освоения ресурсов шельфа;

- развитие научных представлений об особенностях глубинного строения, тектоники и геодинамики земной коры и верхней мантии арктического шельфа и прилегающих частей суши;

- развитие методики трехмерного моделирования структур платформенного чехла и консолидированной коры по комплексу сейсмических, гравиметрических, магнитометрических, электроразведочных данных и результатов бурения.

Важнейшим достижением последних лет стало открытие глобального Арктического пояса нефтегазоносности. Здесь раскрыта общая геологическая структура изученных шельфовых зон, выявлены основные параметры нефтегазоносности, определены структурные элементы и тенденции изменения мощностей осадочного чехла. Установлено, что средняя плотность извлекаемых НСР УВ составляет 20-25 тыс. т/км² . В Западной Арктике (Баренцево и Карское моря), несмотря на скромный объем выполненных геологоразведочных работ (сейсморазведки в 5—6 раз, а бурения в 20—25 раз меньше, чем в норвежском секторе Северного моря – таблица 20), геологоразведочными работами закартированы многочисленные локальные объекты, выявлено 22 месторождения. На шельфе Баренцева (включая Печорское) моря открыты Приразломное, Варандей-море, Медынское-море, Долгинское нефтяные, Приразломное, Варандей-море, Медынское-море, Долгинское нефтегазоконденсатное, Штокмановское, Поморское, Ледовое газоконденсатные и Северо-Кильдинское, Мурманское, Лудловское газовые месторождения.

На шельфе Карского моря, в Тазовской и Обской губах открыты Салекаптское. Юрхаровское нефтегазоконденсатные, Ленинградское, Русановское газоконденсатные и Антипаютинское, Семаковское, Тота-Яхинское, Каменомысское-море, Северо-Каменомысское, Гугорьяхинское, Обское газовые месторождения.

К категориям крупных и уникальных отнесены следующие месторождения нефти и газа (табл. 21).

За относительно короткий срок в Баренцево-Карской нефтегазоносной провинции можно разведать несколько супергигантских по запасам газовых месторождений и подготовить к освоению 20-25 трлн. м³ газа с газоконденсатом, а вместе с Русановским и Ленинградским месторождениями - 30-35 трлн. м³, что приведет к созданию новой, надежной, крупнейшей российской базы газоснабжения планетарного значения, способной обеспечить решение проблем энергетической политики страны, развитие производственного потенциала ее регионов в XXI в.

В связи с перспективой развития нефтегазопоисковых работ и в других арктических акваториях (моря Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское) и для превращения прогнозных нефтегазовых ресурсов шельфа в реальный резерв углеводородного сырья необходима разработка Государственной Программы геологоразведочных работ в арктической зоне России.

Таблица 21. Уникальные и крупные месторождения нефти и газа, учтенные Госбалансом

Для бурения поисково-разведочных скважин на континентальном шельфе, как показывает отечественный опыт, в зависимости от глубины моря могут применяться следующие технические средства: от 20 до 75 м – самоподъемные установки с выдвижными опорами; от 50 до 200 м – полупогружные установки с якорной системой позиционирования; от 50 до 300 м – буровые суда с динамической системой позиционирования.

Проведен сравнительный анализ характеристик (тип моря, площадь, объем, глубина /средняя, наибольшая/, температура /воздуха, воды/, скорость ветра, соленость воды, плотность воды, циркуляция вод, приливы, колебания уровня моря, льды, содержание /кислорода, питательных солей/, хозяйственное использование) Чукотского и Восточно-Сибирского морей, моря Лаптевых, Карского и Баренцева морей. В зоне транзитного мелководья целесообразно применение самоподъемных установок с выдвижными опорами. В других частях морей, где глубины нарастают, складывается сложная ледовая обстановка (рис. 20) и проявляются другие климатические характеристики, повышающие риск ведения бурения с морских платформ.

Рисунок 20. Ледовая обстановка в Баренцевом море

Предлагается глубокое бурение с островов. Первоочередными объектами для постановки глубокого бурения могут быть острова Врангеля (о.Геральд), Айон, Медвежьи, Бол. Ляховский (о-ва Мал. Ляховский, Котельный, Новая Сибирь), дельта Лены, острова Бол. Бегичев, Большевик (о-ва Октябрьской Революции, Комсомолец), мыс Челюскина, острова Свердрупа (о-ва Арктического института, Известий ЦИК и др.), Гыданский полуостров, острова Вайгач, Колгуев, полуостров Канин (мыс Канин Нос). На бурение глубоких скважин в арктической зоне возложить задачи, присущие задачам опорного и параметрического бурения.

Данные бурения глубоких скважин будут способствовать:

- повышению достоверности интерпретации геофизических исследований;

- получению обоснованной количественной оценки нефтегазового потенциала;

- выявлению районов преобладающей нефте- или газоносности;

- прогнозу и определению нефтегазоносных комплексов, зон нефтегазонакопления и типов ловушек;

- получению информации о нефтегазоносности континентального склона и глубоководной области в пределах экономической зоны России.

Кроме этого, учитывая средние и максимальные глубины арктических морей, климатические условия (айсберги, дрейфующие льды и ледовые поля, шторма) представляется возможным использование для выполнения научно-исследовательских и буровых работ подводного флота. Подводные лодки, отработавшие свой штатный срок, но корпуса и двигательные установки которых могут ещё послужить (!) должны быть оборудованы буровыми установками и специальной аппаратурой для проведения гидрологических и геофизических исследований (послойное изучение температур, солености, плотности, газогидратности и других характеристик вод морских бассейнов) и «точечного» бурения с бортов подводных судов для изучения донных осадков и геологического разреза чехла в обусловленных пунктах перспективных земель.

Серьёзный риск при постановке и проведении морских буровых работ представляют газогидраты, которые все еще мало изучены в наших арктических морях.

Газогидраты - соединение газа и воды, в котором молекулы газа (обычно метана) размещаются внутри молекул воды, приобретая вид снега. При этом объем метана в газогидрате уменьшается почти в 200 раз. При разрушении газогидрата, а происходит это при уменьшении давления или увеличении температуры, выделяется большой объем газа.

Газогидрат может образоваться в донных осадках при давлении 25 атм и температуре 0°С. Если температура выше, то для образования газогидрата необходимо увеличение давления.

В морях водная толща создает высокое давление на осадочные породы (на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм при этом придонная вода имеет постоянно низкую температуру до – -2- -3° С. В океанах и морях газогидраты обычно встречаются на глубинах от 300-400 м до 1000-1200 м и более. Они насыщают верхний двухсотметровый слой донных осадков, содержатся в поровом пространстве в виде прослоев, линз, в рассеянном состоянии и составляют 10-20% от общего объема осадков.

Роль газовых гидратов двойственна. С одной стороны газовые гидраты участвуют в процессе формирования залежей нефти и газа, так как являются хорошим покрытием для их сохранения. С другой - при активизации зон разломов происходит интенсивная миграция газа из залежей газогидратов, из-под подошвы эалежей газогидратов, происходит разрушение нефтегазовых залежей и нефтегазоносных пород к дневной поверхности.

В районе выходов пузырей метана формируются морфоструктуры нарушенных донных осадков. Как на глубине моря, так и на шельфе эти структуры напоминают грязевые вулканы.

В глубоководной зоне, например, Баренцева моря, в которой выявлено уникальное Штокмановское газоконденсатное месторождение, природные условия также благоприятны для образования и стабильного существования гидрата метана: глубина моря свыше 240 м, температура придонной воды – -1°С, геотермический градиент 20-40 град/км, достаточная концентрация растворённого газа. Высокое газосодержание переводит мелко- и тонкозернистые пески в плывунное состояние. Пузырьки газа, содержащиеся в поверхностных осадках Печорского моря, снижают водо- и газопроницаемость грунта, переводят его в состояние «тяжёлой жидкости». Прочность таких жидкообразных систем стремится к нулю, погружение в них конуса под заданной нагрузкой, несколько замедляясь, может продолжаться до подошвы толщи. Песчаные и супесчаные газонасыщенные толщи Печорского моря (и других аналогичных акваторий) не могут рассматриваться в качестве надёжного основания для любых инженерных сооружений.

Серьёзные проблемы для проектирования и строительства буровых платформ и других подводных сооружений на морском дне под толщей воды свыше 240-300 м создаёт возможность присутствия в грунтах природных газовых гидратов. В любом случае, учитывая неустойчивость гидратоносных многолетнемёрзлых грунтов с подземными льдами, следует избегать контактов с ними подводных сооружений.

Весьма актуальным является изучение процессов гидратообразования, прогноз зон газогидратообразования, влияние новейшего тектогенеза на рельефопреобразующую роль газовых гидратов и оценка рисков при разработке месторождений нефти и газа в зонах гидратообразования Баренцева моря.

Инвестирование Государственной Программы комплексных нефтегазопоисковых работ в арктической зоне России должны в значительной степени осуществлять крупнейшие нефтегазодобывающие компании, кровно заинтересованные в устойчивости и пополнении своего капитала, связанного с освоением новых нефтегазоперспективных территорий и акваторий.