Подсчет геологических запасов и ресурсов нефти, газа, конденсата и товарной продукции
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Геология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 296
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-16-016734-3
ISBN-онлайн: 978-5-16-109315-3
DOI:
10.12737/1225035
Артикул: 742685.01.01
Изложены современные научно обоснованные на международном рынке методы оценки геологических запасов и ресурсов нефти, газа и конденсата, понятия и критерии выделения категорий запасов и ресурсов в соответствии со свойствами нефтей, газов и конденсатов. Впервые приведен подсчет запасов товарной продукции, содержащейся в составе нефти, газа и конденсата. Сопоставлены категории запасов и ресурсов по российской и зарубежной классификациям. Изложено состояние запасов углеводородов по странам и континентам. Уточнены взаимосвязи этапов геологоразведочных работ с технологиями подсчета и категориями запасов и ресурсов. Освещены экологические задачи разведки и освоения углеводородов. Даны основные направления и технологии переработки нефти, газа и конденсата, являющиеся составной стадией подсчета и освоения запасов.
В конце каждой главы приведены контрольные вопросы и задания для оценки уровня знаний и объемов усвоения материалов.
Соответствует требованиям федеральных государственных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначен магистрантам направления «Геология», аспирантам направления «Науки о Земле», студентам и преподавателям вузов, специалистам разведки и переработки нефти, газа и конденсата, работникам топливно-энергетического комплекса.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 05.04.01: Геология
- Аспирантура
- 05.06.01: Науки о земле
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ПОДСЧЕТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ И РЕСУРСОВ НЕФТИ, ГАЗА, КОНДЕНСАТА И ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ О.И. СЕРЕБРЯКОВ Л.Ф. УШИВЦЕВА А.О. СЕРЕБРЯКОВ Москва ИНФРА-М 2022 УЧЕБНИК Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального образования в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 05.04.01 «Геология» (квалификация (степень) «магистр») (протокол № 4 от 13.04.2022)
УДК 665.6/.7(075.8) ББК 33.36я73 C32 А в т о р ы : Серебряков Олег Иванович (1938–2022), доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой «Промысловая геология, гидрогеология и геохимия горючих ископаемых» Астраханского государственного университета (введение, гл. 4, 6, 7, 13); Ушивцева Любовь Франковна, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры «Промысловая геология, гидрогеология и геохимия горючих ископаемых» Астраханского государственного университета (гл. 2–5, 8–12, заключение) Серебряков Андрей Олегович, доцент кафедры «Промысловая геология, гидрогеология и геохимия горючих ископаемых» Астраханского государственного университета (гл. 1, 14) Р е ц е н з е н т ы: В.В. Пыхалов, доктор геолого-минералогических наук, заместитель главного геолога АО «Октопус» (г. Астрахань); Ж.В. Калашник, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии нефти и газа Астраханского государственного технического университета ISBN (print) 978-5-16-016734-3 ISBN (online) 978-5-16-109315-3 © Серебряков О.И., Ушивцева Л.Ф., Серебряков А.О., 2022 Серебряков О.И. C32 Подсчет геологических запасов и ресурсов нефти, газа, конденсата и товарной продукции : учебник / О.И. Серебряков, Л.Ф. Ушивцева, А.О. Серебряков. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 296 с. — (Высшее образование: Магистратура). — DOI 10.12737/1225035. ISBN (print) 978-5-16-016734-3 ISBN (online) 978-5-16-109315-3 Изложены современные научно обоснованные на международном рынке методы оценки геологических запасов и ресурсов нефти, газа и конденсата, понятия и критерии выделения категорий запасов и ресурсов в соответствии со свойствами нефтей, газов и конденсатов. Впервые приведен подсчет запасов товарной продукции, содержащейся в составе нефти, газа и конденсата. Сопоставлены категории запасов и ресурсов по российской и зарубежной классификациям. Изложено состояние запасов углеводородов по странам и континентам. Уточнены взаимосвязи этапов геологоразведочных работ с технологиями подсчета и категориями запасов и ресурсов. Освещены экологические задачи разведки и освоения углеводородов. Даны основные направления и технологии переработки нефти, газа и конденсата, являющиеся составной стадией подсчета и освоения запасов. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы и задания для оценки уровня знаний и объемов усвоения материалов. Соответствует требованиям федеральных государственных стандартов высшего образования последнего поколения. Предназначен магистрантам направления «Геология», аспирантам направления «Науки о Земле», студентам и преподавателям вузов, специалистам разведки и переработки нефти, газа и конденсата, работникам топливно-энергетического комплекса. УДК 665.6/.7(075.8) ББК 33.36я73 Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
Введение Актуальность настоящего учебника заключается в его соответствии современным требованиям федеральных государственных стандартов высшего образования последнего поколения. В учебнике изложены современные материалы и научно обоснованные методы и технологии освоения и оценки нефти, газа и конденсата, позволяющие считать работу новым учебным направлением «Науки о Земле» для магистрантов, аспирантов и студентов, а также преподавателей вузов. Учебник продолжает развитие знаний по направлениям «Общая геология», «Химия горючих ископаемых», «Структурная геология», «Литология», «Геоэкология», «Нефтегазовое дело», «Экономика недропользования» и др. Успешное освоение углеводородных ресурсов, а также ввод в эксплуатацию открытых месторождений невозможны без геологоэкономической и количественной оценки. В условиях рыночной экономики значение такой оценки резко повышается, поскольку она используется при формировании управленческих и принятии компромиссных решений. В условиях рыночной экономики конечной целью геолого-экономической оценки ресурсов является определение их денежной стоимости и эффективности вложения капитала в разведку и добычу при оптимальном использовании ресурсов и соблюдении экологических и социальных требований. Именно количество запасов и ресурсов, а также стоимостная оценка недр определяют целесообразность ввода того или иного месторождения в освоение и эффективность расходования бюджетных средств на восполнение минерально-сырьевой базы. Геолого-экономическая оценка также используется при обосновании условий конкурсов и аукционов, регулировании отношений недропользования. Следовательно, геолого-экономическая оценка и подсчет запасов углеводородного сырья и продуктов их переработки, а также состояние изученности и освоенности территории являются весьма актуальными задачами в любое время. Освоенность запасов и ресурсов должна обеспечивать взаимную заинтересованность инвесторов, недропользователей и общества. С общеэкономической точки зрения разведка и освоение углеводородного сырья служат удовлетворению потребностей общества в энергоносителях, обеспечивают стабильность его существования, а также материальные доходы участников процесса.
Дисциплина входит в профессио нальный цикл общепрофессиональных дисциплин (вариативная часть). Курс «Подсчет геологических запасов нефти, газа и товарной продукции» предназначен для изучения и понимания студентами принципов принятия решений в области освоения запасов и ресурсов углеводородов, необходимых для проведения комплексной геолого-экономической оценки территории, оценки инвестиционной привлекательности планируемых для лицензирования участков нераспределенного фонда недр, что позволит определить последовательность проведения конкурсов, аукционов, размер разовых платежей (бонусов подписания), планировать бюджетную эффективность недропользования. Целью изучения данной дисциплины является ознакомление студентов с состоянием запасов и ресурсов УВ, их значением в экономике страны, основными геологическими и технико-экономическими показателями эффективности освоения, методами количественной оценки запасов и ресурсов. Для достижения поставленных целей выделяются следующие задачи: • анализ существующих подходов к геолого-экономической оценке минеральных ресурсов, обобщение отечественного и зарубежного опыта, выявление методических проблем, связанных с подсчетом запасов и ресурсов углеводородов; • моделирование процесса поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений, их подготовки к освоению; • анализ геологических, экономических, инфраструктурных и других факторов, учитывающих регио нальную специфику объектов исследования; • детальное изучение и обоснование основных геологических параметров подсчета запасов нефти, газа, конденсата и товарной продукции, • рассмотрение ценовых показателей, капитальных вложений, эксплуатационных издержек, налогов, экономических критериев эффективности освоения углеводородных ресурсов; • обоснование и изучение методов подсчета запасов и ресурсов углеводородного сырья на примере конкретной перспективной нефтегазоносной территории (лицензионного участка, месторождения, залежи); • анализ полученных результатов и выработка рекомендаций по освоению перспективных территорий; прогноз уровней добычи нефти и газа, необходимых инвестиций, расчет показателей экономической эффективности проекта.
В результате освоения дисциплины обучающийся будет: знать • категории запасов и ресурсов; • условия отнесения запасов и ресурсов к той или иной категории; • принципы выделения границ запасов и ресурсов; • необходимые геолого-технологические параметры месторождения; • основные геологические и экономические показатели эффективности освоения углеводородного сырья; • классификации месторождений по величине запасов, по углеводородному составу, по сложности геологического строения; • распределение запасов и ресурсов в мире и по России, крупнейшие месторождения нефти и газа; уметь • определять категорийность запасов и ресурсов в зависимости от степени изученности месторождения; • обосновывать подсчетные параметры и определять их; • оценивать экономическую значимость и эффективность освоения месторождения или залежи; • увязывать категории запасов и ресурсов со стадийностью геологоразведочных работ; • подсчитывать в количественном выражении запасы или ресурсы; владеть • знаниями о существующих отечественных и зарубежных классификациях запасов и ресурсов и выделяемых категориях; • навыками пользования специализированным программным обеспечением и принципами работы приборов и оборудования, применяемых при подсчете запасов; • способами определения основных геологических и экономических показателей освоения углеводородного сырья; • методикой ведения и методами подсчета запасов и оценки углеводородных ресурсов; • основными количественными и качественными характеристиками модели геолого-экономической оценки; • методикой определения капитальных и эксплуатационных затрат, налогов, уплачиваемых недропользователем согласно российскому законодательству; • направлениями лицензионной и инвестиционной политики государства и компаний в области освоения недр; • практическими расчетами по обоснованию экономической эффективности освоения углеводородных ресурсов, объемов сейсморазведки, поисково-разведочного бурения, испытания.
В учебнике рассмотрены основные положения «Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов», действующей в России с 01.01.2016; приведены критерии выделения категорий запасов и ресурсов, оценено состояние начальных суммарных ресурсов и запасов России, сопредельных и зарубежных стран и перспективы их освоения. Для оценки освоенности запасов и ресурсов применяются различные коэффициенты, геологические и экономические показатели, представленные в виде математических формул. Детально рассмотрены методы подсчета запасов нефти, газа, конденсата и товарной продукции, а также способы определения основных подсчетных параметров. Во время учебного процесса студенты должны научиться определять основные показатели эффективности геологоразведочных работ, оценивать состояние запасов и ресурсов России или любого другого региона, определять перспективные направления освоения углеводородов и возможность использования нетрадиционных источников углеводородного сырья.
Глава 1. СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ОСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РЕСУРСОВ В настоящее время из недр извлекается более 200 видов полезных ископаемых, из них наиболее высокими темпами ведется добыча нефти и газа. За последние десятилетия добыча нефти увеличилась в 1,1 раза, газа — в 1,4 раза. Количество подтвержденных запасов нефти за последние 10–12 лет возросло в 1,7 раза, газа — в 1,4 раза [18]. Нефть и газ как топливно-энергетические ресурсы активно участвуют в формировании бюджета всех стран, причастных к их использованию, и являются основополагающими в хозяйственной и экономической деятельности. Нефтегазодобывающие компании заинтересованы в объективной оценке ресурсного потенциала недр для определения инвестиционной привлекательности новых площадей или месторождений. Снижение объемов геологоразведочных работ, отсутствие открытий крупных и крупнейших месторождений, низкая обеспеченность добычи разведанными запасами способствуют углубленному изучению углеводородных ресурсов. Причем важно не только качество ресурсов, соотношение объемов разведанных запасов и уровней добычи, но и совершенствование классификаций запасов и ресурсов и увязка их с классификациями зарубежных стран, совершенствование методов подсчета запасов, определение геологоэкономических показателей освоения углеводородов при проектировании разработки месторождений. По всем прогнозам, горючие полезные ископаемые, в особенности природный газ, сохранят лидирующее положение в топливно-энергетическом балансе мира практически на протяжении всего XXI в. К 2030 г. производство природного газа (прогноз 5,6 трлн м 3) будет практически равно производству и потреблению нефти (5,7–6,0 млрд т). Современное регио нальное размещение запасов и ресурсов нефти и газа характеризуется крайне высокой неоднородностью. Добыча углеводородного сырья (углеводородов — УВ) постепенно смещается из районов с развитой инфраструктурой и промышленностью в слабо освоенные районы, на шельф, в его глубоководные зоны, с которыми в последнее время связаны практически все открытия новых месторождений нефти и газа. Почти
половина территории Восточной Сибири и Дальнего Востока и все дальневосточные шельфы являются перспективно нефтегазоносными [18, 72]. Начальные суммарные геологические ресурсы УВ здесь оцениваются в 114 млрд т н.э. (т н.э. — тонна нефтяного эквивалента), открыто 155 месторождений нефти и газа, однако регионы характеризуются слабой изученностью и освоенностью ресурсной базы. Так, по Восточной Сибири разведанность ресурсов составляет по нефти 6%, по газу — 8%. Начальные суммарные ресурсы УВ Дальнего Востока оцениваются в 3,9 млрд на суше и 18,9 млрд т н.э. — по акватории (83%). Разведанность ресурсов несколько выше — 35%. Именно эти регионы будут определять развитие нефтегазопромышленного комплекса в будущем за счет прироста запасов на вновь открываемых месторождениях [72]. Доказанные запасы углеводородного топлива по странам мира, на долю которых приходится 93% мировых запасов и почти 84% производства, приведены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Доказанные запасы углеводородного сырья в 2015 г. [11] Регион/страна Нефть Газ Всего млрд т млрд т н.э. трлн м 3 млрд т н.э. млрд т н.э. Северная Америка 35,9 35,9 12,8 11,6 47,5 Центральная и Южная Америка 51,0 51,0 7,6 6,8 57,8 Европа 1,9 1,9 3,3 3,0 4,9 Россия 14,0 14,0 32,3 29,1 43,1 Страны СНГ (без России) 5,1 5,1 21,2 19,1 24,2 Ближний и Средний Восток 108,7 108,7 80,0 72,1 180,8 Африка 17,1 17,1 14,1 12,7 29,8 Азия 5,7 5,7 15,6 14,0 19,7 Всего 239,4 239,4 186,9 168,4 407,8 Примечание. Данные в табл. 1.1 учитывают только традиционные источники углеводородного сырья. По данным компании British Petroleum (ВР) на 2018 г., из общих доказанных мировых запасов природного газа, составляющих
196,8 трлн м 3, в России сосредоточены 47,8 трлн м 3 (или 24,28% от мировых запасов). Добыча природного газа в России (данные Росстата) в 2019 г. составила 726,0 млрд м 3. Второе место в мировом балансе принадлежит Ирану с доказанными запасами газа 33,72 трлн м 3 (17,09%), добыча составляет 253,8 млрд м 3. Замыкает тройку лидеров Катар с запасами 24,07 трлн м 3. Запасы США оцениваются в 955,1 млрд м 3 (4,42%) с учетом сланцевого газа (данные ВР по состоянию на 2018 г.) [11, 84]. Мировые доказанные запасы нефти оцениваются в 1 779 685 млн барр., добыча составляет 80 622 тыс. барр/сут. Лидерами по доказанным запасам нефти являются Венесуэла — 300 878 млн барр. (или 16,9% от мировых запасов) и Саудовская Аравия — 297 700 млн барр. (16,7% от общемировых запасов). Россия в рейтинге ВР занимает восьмое место с запасами 80,0 млрд барр. Добыча нефти по состоянию на 01.02.2020, по данным Росстата, составила 10 625 тыс. барр/сут (13,4%). В условиях дефицита традиционного углеводородного сырья и необходимости расширения минерально-сырьевой базы (МСБ) все больше внимания привлекают нетрадиционные источники УВ: тяжелые нефти, природные битумы, битуминозные сланцы, газ угольных отложений, газогидраты, залежи УВ в нетрадиционных породах-коллекторах (низкопроницаемые породы, бажениты, хадумиты, доманикиты, породы кристаллического фундамента и др.), трудноизвлекаемые запасы тяжелой и сверхвязкой нефти, природные битумы, запасы которых во многих странах значительны. Общий объем предполагаемых мировых запасов сланцевого газа составляет 715 трлн м 3, из которых, трлн м 3: • 202 сосредоточено в Северной Америке; • 129 — в Южной Америке; • 112 — в Африке; • 160 — в Азии; • 73 — в Европе; • 39 — в Австралии. Запасы метаногидратов оцениваются в 3000 трлн м 3. Один кубометр газового гидрата может содержать до 180 м 3 метана. На суше России газогидратные объекты выделены на Ямбургском и Бованенковском газоконденсатных месторождениях (ГКМ), УланЮряхинской антиклинали, на Чукотке и Колыме. Газогидратные месторождения России занимают площадь 2,4 млн км 2 на суше и 3,5 млн км 2 в морях. Значительная их часть приурочена к шельфу Охотского моря, где площадь гидратосодержащей зоны составляет 100 тыс. км 2, а толщина — 200 м. Единственное разрабатываемое месторождение газогидратов в России — Мессояхское [10].
Суммарные запасы метанового газа в угольных пластах бассейнов оцениваются величиной 45–50 трлн м 3, извлекаемая часть — 50%. В России начались первые экспериментальные работы по извлечению шахтного газа. В настоящее время в мире открыто более 40 месторождений нефти и газа в кристаллических магматических породах фундамента, 70% которых связаны с гранитоидами, 12% — с вулканогенными породами и 18% — с карбонатными и интрузивными породами. Значительная часть месторождений в фундаменте открыта на шельфе Республики Вьетнам (Белый тигр, Дракон, Белый медведь и др.). На шельфе Каспийского моря в породах фундамента открыто месторождение Оймаша. Мировые запасы тяжелой нефти оцениваются величиной 460 млрд т, из которых до 65% приходится на месторождения нефтяного пояса Ориноко в Венесуэле, их запасы оценены величиной 170–300 млрд т, а извлекаемые запасы — 10–135 млрд т. В России трудноизлекаемые нефти (ТИЗ) сосредоточены в основном в Республике Татарстан, где открыто 450 месторождений сверхвязкой нефти (СВН). Их доля в структуре запасов достигает более 70% [69. С. 1–28], для промышленного освоения ТИЗ требуются взаимосвязанный комплекс новых нетрадиционных методов и технологий разработки, добычи, транспортировки и переработки, значительные материальные и энергетические затраты. По данным Института геологии и разработки горючих ископаемых (ИГиРГИ), суммарные ресурсы природных битумов до глубины 500 м оцениваются в 16,06 млрд т, в том числе по категории С1 — 15,7 млрд т, по категории С2 — 0,6 млрд т. Основная доля ресурсов — 82,6% — сосредоточена в породах с низким битумосодержанием (до 5% весовых), 12,2% — в породах с высоким битумосодержанием (5–10%) и 5,2% — в породах с высоким битумосодержанием (более 10%). Первые опытные работы по разработке природных битумов осуществлялись на Оленекском месторождении Восточной Сибири, Мордово-Кармальском и Ашальчинском месторождениях Республики Татарстан. Наибольшие объемы ГРР на битумы выполнены в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции (Южно-Татарский свод) попутно с поисками нефти и газа более чем на 70 площадях [2, 10]. Важным направлением наращивания минерально-сырьевой базы является освоение ресурсов шельфа. В мире на шельфе и в прибрежных акваториях сегодня добывают 35% нефти и около 32% газа. Более 30 лет добычу в Северном море с морских платформ ведут Норвегия и Англия.