Решение современных проблем нефтегазовой геологии дистанционными методами

Решение современных проблем  

нефтегазовой геологии  

дистанционными методами

(под редакцией Г.Г. Райкунова)

Д.М. Трофимов, В.Н. Евдокименков, А.И. Захаров,  

М.К. Шуваева, В.Б. Серебряков, И.А. Нагорная

Инфра-Инженерия

Москва–Вологда

2018

УДК 622.27
ББК 33.36
     Т76

Трофимов Д.М., Евдокименков В.Н., Захаров А.И., 
Шуваева М.К., Серебряков В.Б., Нагорная И.А. 

Т76     Решение современных проблем нефтегазовой геологии  
           дистанционными  методами. – М.:Инфра-Инженерия, 2018. – 124 с.

ISBN 978-5-9729-0203-3

В работе рассматриваются вопросы, возникающие при внедрении но
вых, почти не используемых российскими нефтегазовыми компаниями инновационных дистанционных методов. Накопленный за три десятилетия опыт 
практических работ и опытно-методических исследований показывает, что 
они способны решать и решают задачи прогноза ловушек углеводородов, их 
локальный прогноз и определение ресурсов на допоисковом этапе. То есть, 
дистанционные методы являются единственным, малозатратным и оперативным средством прогнозной оценки труднодоступных, мало- и неизученных 
участков недр. Для разведочного и эксплуатационного этапов они способны 
в комплексе с данными сейсморазведки и бурения осуществлять детализацию 
структуры резервуаров. Реализация этой задачи производится путем выявления микро- и малоамплитудных разрывных нарушений, играющих роль сквозных каналов и разнопроницаемых барьеров. Они оказывают существенное 
влияние на систему проницаемости резервуаров и, следовательно, предопределяют размещение эксплуатационных скважин. Таким образом, дистанционные методы обеспечивают получение априорной геологической информации в 
условиях высокой неопределенности принятия решений и более достоверный 
прогноз.

Книга предназначена для специалистов в области разведки и разработки 

месторождений нефти и газа, руководителей высшего и среднего звена нефтяных и газовых компаний, а также студентов и аспирантов  высших учебных 
заведений нефтегазового профиля.

© Трофимов Д.М., Евдокименков В.Н., Захаров А.И., Шуваева М.К.,  

           Серебряков В.Б., Нагорная И.А.,авторы, 2018 

© Издательство «Инфра-Инженерия», 2018

ISBN 978-5-9729-0203-3

ФЗ

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 

в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Введение

Представляемая читателям работа является обзором ре
зультатов тридцатилетнего опыта по разработке методологии 
и практическому применению аэро- и космических съемок в 
нефтегазовой геологии коллективом высококвалифицированных специалистов. Итоги работ опубликованы в многочисленных публикациях, часть из них целесообразно упомянуть, так 
как они отражают эволюцию и совершенствование дистанционных методов.

В 1987 году была опубликована монография «Аэрокос
мические съемки на региональном этапе геолого-разведочных работ на нефть и газ», которая подвела итоги структурного картирования основных нефтегазоносных бассейнов 
СССР [1]. Тремя годами позже вышла книга «Прогнозирование структур осадочного чехла на основе комплексной интерпретации и обработки на ЭВМ аэрокосмических и геолого-геофизических данных [2]. В ней были подведены итоги 
комплексной оценки более 500 поисковых объектов в различных нефтегазоносных бассейнах, их обоснованию, первым 
опытам использования компьютерных технологий при прогнозе нефтегазоносности и выделении разрывных нарушений. В 2010 году была опубликована монография по методике применения дистанционных данных при прогнозировании 
структурных ловушек углеводородов, в том числе с помощью 
специальных программ.  [3].

Следующей задачей перед авторами на основе многоспек
тральных радиолокационных и тепловых инфракрасных съемок являлась разработка методов и программ для локального 
прогноза нефтегазоносности ловушек углеводородов и их локализованных ресурсов с определением геологических рисков, 

Решение современных проблем нефтегазовой геологии дистанционными методами

рентабельности их освоения, особенно в условиях трудно доступных и слабо изученных регионов на досейсмическом этапе 
поисковых работ [4]. 

Решение этих задач стало возможным в результате уста
новления возможностей регистрации и измерения микрогеологических эндогенных процессов дистанционными методами на 
земной поверхности, ранее слабо изученными на качественном 
уровне. Разработанные методы изучения этих процессов обеспечивают выявление указателей наличия скоплений нефти и 
газа в осадочном чехле до проведения поисковых работ. Они 
способствуют их оптимизации с сокращением сроков и объемов работ, а также повышению вероятности открытия месторождений углеводородов, результаты чего показаны в данной 
работе на примерах Волго-Уральского, Тимано-Печорского, 
Западно-Сибирского и других нефтегазоносных бассейнов [4].

Наработанный многолетний опыт и апробация приме
нения дистанционных методов и технологий при решении 
разнообразных задач нефтегазовой геологии в различных геолого-ландшафтных условиях послужили основой для оценки возможности их использования при разведке, разработке и эксплуатации подземных хранилищ газа [5]. Большой 
вклад в решении этих вопросов принадлежит Л.Б. Берману  
и М.Д. Каргеру [6,7]. Публикация по данной тематике вышла  
в 2016 г., завершив полный цикл исследований по обоснованию целесообразности практического использования комплекса дистанционных методов при поисках, разведке и разработке месторождений нефти и газа, в том числе на морских 
акваториях [8]. Проделанная работа, объединившая коллектив 
авторов из разных организаций, докторов и кандидатов геолого-минералогических, технических и физико-математических 
наук при активном содействии и участии Г.Г. Райкунова, построена по монографическому типу и ставила цель внедрения 
новых инновационных технологий в нефтегазовую отрасль.

Опыт работ по основным нефтегазоносным бассейнам 

России и ряду зарубежных стран позволил внести вклад по 
трем основным направлениям:

- совершенствованию методики и методов специальной те
матической обработки материалов аэро- и космических съемок; 

- реализации практического использования дистанционно
го зондирования в нефтегазовой геологии;

- разработке теоретических вопросов оценки геологиче
ской информации, получаемой аэро- и космическими съемками 
и их специализированной интерпретации. 

Данная публикация подготовлена коллективом специали
стов, объединенных компанией «Ресенойл». Оформление работы выполнено И.Н. Поташовой и А.В. Емельяновой.

Авторы благодарны за плодотворное сотрудничество 

коллегам по совместной долголетней работе: Э.А. Абле,  
В.Н.  Башилову,  Н.П. Ковалевскому, В.Е. Тавризову, О.В. Крылову,  
В.Ф. Куприну, С.В. Фролову и В.Б. Константинову.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. 
Современные геологические
проблемы нефтегазовой отрасли России

В нефтегазовой отрасли России, несмотря на ведущие 

показатели по добыче нефти и газа, остаются нерешенными 
ряд серьезных задач. Специфика нефтегазопоисковых работ 
изначально определяется дефицитом или недостаточной плотностью геологической информации вследствие ее сбора по 
профильно-точечной системе сейсмопрофилей и скважин с 
дальнейшей не лишенной субъективности интер- и экстраполяции. При этом необходимо подчеркнуть, что компьютеризация построения геологических моделей переходит от геологов 
к геофизикам, не всегда владеющим необходимым объемом 
знаний для объективной интерпретации исходных данных. 
Эта ситуация развивается на фоне недостатка опытных специалистов и общей деградации подготовки студентов, часто лишенных практических навыков работы в связи с отсутствием 
практики.

Важнейшей задачей нефтегазовой отрасли является сво
евременное обеспечение необходимого уровня добычи доказанными запасами, так как по данным Минприроды их 
может хватить на 20 лет. Эта ситуация связана с отсутствием серьезной государственной политики в области развития 
нефтегазовой отрасли, постепенным сокращением объемов 
геолого-разведочных работ по подготовке перспективных ресурсов и перекладывание этой задачи на частные компании, 
имеющих собственные интересы. Основным результатом подобного положения является невысокая извлекаемость нефти, 
иногда зависящая не только от рентабельности разработки месторождений, неограниченной интенсификации добычи, но и 

ГЛАВА 1 

других факторов. Дальнейшее использование таким образом 
отработанных месторождений в дальнейшем является технически сложным и высоко затратным.

В настоящее время реализуемыми для добычи запасы яв
ляются трудно извлекаемыми, величина которых от общей суммы составляет около 70%, а часть из них приходится на старые, 
давно эксплуатируемые месторождения. Для более полного извлечения нефти необходимо привлекать новые технологии, что 
требует повышенных затрат в условиях кризиса, или альтернативой является снижение КИН (коэффициент извлекаемости 
нефти). Последний вариант является более предпочтительным 
для частных компаний, что приводит к существенному нарушению режима разработки и ускоренной добыче.

Парадокс нынешней ситуации заключается в том, что Рос
сия обладает колоссальными потенциальными ресурсами на 
геологически слабо изученной территории Восточной Сибири, Дальнего Востока и шельфа. Только величина последнего 
составляет 20-25% от общемировых начальных извлекаемых 
ресурсов. Их освоение по всем слабо изученным регионам 
России площадью миллионы квадратных километров возможно и при вложении минимума необходимых средств, модернизации устаревшей методики и технологии поисковых работ и внедрении современных малозатратных, оперативных, 
геологически и экономически эффективных дистанционных 
методов, широко используемых зарубежными компаниями. 
Именно с их помощью начаты и повсеместно проводятся поиски сланцевой нефти и газа, огромными ресурсами которых 
обладает Россия. Значительным резервом в повышении геолого-экономической эффективности геолого-разведочных работ 
и надежности подготовки запасов нефти и газа, а также сокращении количества пустых дорогостоящих скважин, является 
переход от внедрения дистанционных методов к комплексной 
интерпретации при построении геологических моделей месторождений.

Таким образом, особую остроту и актуальность приоб
ретает необходимость совершенствования, модернизации 

Решение современных проблем нефтегазовой геологии дистанционными методами

методов и технологий нефтегазопоисковых исследований, 
особенно по морским акваториям, где используются только 
дорогостоящие сейсморазведка и бурение. Естественно при 
таком подходе геолого-разведочные работы на шельфе России 
в настоящее время приостановлены.

Необходимо подчеркнуть, что технически и технологиче
ски дистанционные методы являются доступными для крупных и небольших нефтегазовых компаний вследствие наличия 
широкого выбора снимков на все регионы и отечественных 
методических разработок. Кроме того, использование снимков не ограничено существующими положениями.

ГЛАВА 2. 
Пути решения задач нефтегазовой геологии
современными дистанционными
технологиями XXI века

2.1. Основные виды аэро- и космических съемок, 

используемых при поисках нефти и газа

В начальный период развития нефтегазовой промышлен
ности СССР для поисков структурных ловушек углеводородов преимущественно в южных районах широко использовалась одноканальная, черно-белая аэрофотосъемка. По мере 
совершенствования геофизических методов и в первую очередь сейсморазведки потребность в ней отпала. С появлением 
многоканальных фотосъемок из космоса в начале 1970-х гг. 
они привлекли к себе внимание геологов, но в связи с низким 
пространственным разрешением, мелким масштабом и слабо 
отличающимися изображениями по четырем каналам практической пользы от них не было. Эти снимки больше использовались для оценки их возможностей при разных видах геолого- 
съемочных работ, чем для решения поисковых задач.

Новый этап развития дистанционных исследований на
чался в 1980-1990 гг. с переходом от фото- к цифровым видам 
съемок, что определило необходимость использования компьютерной техники для обработки и интерпретации получаемой информации.

В нефтегазовой отрасли используются следующие виды 

съемок: ультрафиолетовая (в аэроварианте), много- и гиперспектральная с тепловыми каналами в дальнем инфракрасном 
диапазоне спектра, радиолокационная (в активном и пассивном вариантах) и лазерная [9]. Они проводятся с аэро- и космических носителей, а последняя и в наземном варианте.

Решение современных проблем нефтегазовой геологии дистанционными методами

Ультрафиолетовая съемка предназначена для обнаруже
ния следов нефти на поверхности Земли в почвах, растительности и на водных поверхностях. Она особенно эффективна 
на морских акваториях, так как способна регистрировать нефтяные пленки на воде. Этот вид съемки ограничен по высоте применения в несколько сот метров над земной поверхностью, так как на больших высотах наблюдается рассеяние 
и поглощение атмосферой излучения данного диапазона. 
Выделенные аэросъемкой аномалии для большей надежности могут быть проверены лазерными или геохимическими исследованиями с точечным отбором ограниченного 
количества проб. Ультрафиолетовая съемка с самолетов со 
специальной аппаратурой лазерного сканирования в данном диапазоне повсеместно используется для поисков нефти 
на шельфе зарубежными компаниями: Бритиш Петролеум,  
Статойл и др.

Много- и гиперспектральные съемки проводятся в ши
роком диапазоне спектра от видимого до инфракрасного. Различие между ними заключается в количестве используемых 
каналов, для первых – это 8-14 со спектральным разрешением 
в микрометрах, а для вторых – сотни с чувствительностью до 
нанометров. Соответственно гиперспектральные съемки являются более эффективным инструментом, но более сложны при 
обработке результатов. Целесообразность их использования в 
нефтегазопоисковых работах основана на ряде фактов регистрации просачивания нефти и газа к земной поверхности, 
установленных при экспериментальных и опытно-методических исследованиях, как применительно к работам на суше, 
так и особенно в пределах морских акваторий. Аномальные 
проявления фиксируются в определенных диапазонах спектра 
и картируются в необходимом масштабе, то есть отражают 
углеводородную геохимическую составляющую. Это обусловлено тем, что нефть и газ действуют угнетающе на растительный покров, изменяя его спектральные характеристики, а 
также на почвенный слой – преобразуя минеральный состав с 
увеличением железистых минералов под воздействием мигрирующего к земной поверхности широкого спектра выносимых