Углеводородный потенциал планеты и перспективы удовлетворения потребностей мира в нефти и газе

Хотя современная история нефти ведет начало с 1859 года, именно ушедший двадцатый век обеспечил бурный рост ее добычи и сам он изменился благодаря добыче нефти. Нефть обеспечила подъем и развитие капитализма и современного бизнеса. Нефть стала определять национальную стратегию развитых стран и мировую политику. Нефть стала символом и атрибутом власти в мире. Нефть так внедрилась во все сферы нашей жизни, что мы даже не осознаем ее широкое значение. Известный американский геолог Х. Хедберг назвал наш век нефтяным. «Мы имеем – утверждает он – каменный век, бронзовый век, железный век и грядущие историки, возможно, оглянутся на наш короткий период развития человечества, размером в 200 – 300 лет и нарекут его нефтяным веком». Или будет более правильным сказать, как Д. Ергин «мир стал «Обществом углеводородов», а, мы на языке антропологов «людьми углеводородов».

Каковы же возможности удовлетворения потребностей в нефти и газе?

В начале речь поведем о традиционных объектах разработки – нефтяных, газовых и нефтегазовых залежей, сформированных в недрах при решающем влиянии гравитационного и гидродинамического факторов. Мировые ресурсы нефти обычных месторождений по последним данным оценивались различными исследованиями от 230 до 510 млрд. т. и даже до 700млрд.т. Причем, если в конце 40-х годов прогнозы ученых о потенциальных ресурсах нефти планеты значительно (до 20-25 раз) отличались друг от друга, то в настоящее время это различие весьма не велико и, видимо, свидетельствует о том, что ресурсы обычной жидкой нефти в осадочных бассейнах в общем-то оценены достаточно достоверно. Если учесть степень разведанности осадочных бассейнов земного шара и непрерывный рост во времени оценки потенциальных ресурсов планеты, то более вероятной окажется максимальная оценка ресурсов нефти 700 млрд. т.

Если взять максимальную оценку, то к настоящему времени добыто более 182 млрд.т нефти, доказанные запасы составляют 203 млрд.т. Следовательно, по имеющимся оценкам осталось разведать более 315 млрд.т кондиционной нефти (45% НПР – начальных потенциальных ресурсов).(рис. 3.1, табл. 3.1).

Рис. 3.1. Мировые извлекаемые запасы кондиционной нефти, млрд. баррелей.

Таблица 3.1.

Мировая нефтедобыча (1990-2011гг.)

Годы	Добыча нефти в мире, млн.т
	19,8
	94,3
	193,0
	194,0
	521,0
	1051,0
	2290,0
	2975,0
	3000,0
	3562,0
	3589,0
	3632,0
	3618,0

Доказанные запасы нефти с запасами сверхтяжелых нефтей Канады и Венесуэлы, с учетом максимальных по РФ, показаны в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Первая десятка стран по запасам нефти.

На сколько же лет хватит этих запасов? Это зависит от потребления. Оно возрастало до 70-х годов, то есть до развившегося в середине 70-х годов энергетического кризиса. Украинский ученый В. Созанский даже вывел две закономерности развития мировой нефтедобычи, а именно: первая – мировая добыча нефти удваивается через каждое десятилетие и вторая – в каждом отдельно взятом десятилетии количество извлеченной нефти равно сумме всей добытой раньше с начала зарождения нефтяной промышленности. Так было до 1970 года. Этот столетний период развития нефтедобычи со второй половины XIX века и до 1970 года профессор В.Н. Щелкачев назвал первым этапом. Второй этап начался с 1970 г., когда наметилось замедление темпов роста мировой добычи. Ее объем достиг в 1979 г. максимума в 3,109 млрд. т., а добыча всех жидких УВ (т.е. нефти, конденсата из попутного газа и жидких продуктов из природного газа) – 3,280 млрд. т. Вначале это объяснялось уменьшением воспроизводства запасов, а затем энергетическим кризисом начала 80-х годов прошлого столетия, когда цена нефти поднялась до 240-250 долларов за тонну и Запад начал внедрять энергосберегающие технологии, в результате чего рост кривой добычи нефти резко изменился. Если В. Созанский прогнозировал добычу в1990 году – 8,4 млрд.т. и в 2000 году – 16 млрд.т, то фактическая добыча нефти в 2000 году составила – 3,455 млрд.т. (с ЖУВ), в 2010г. – 3945 (с ЖУВ).

Мировая нефтедобыча показана в таблице 3.3. и рис. 3.2, обеспеченность запасами – табл. 3.4.

Таблица 3.3.

Мировой спрос на нефть в 2007-2010гг., млн. барр/сут.

ОЭСР	49,4	47,6	45,4	46,0
Северная Америка	25,5	24,2	23,3	23,9
Европа	15,5	15,4	14,5	14,4
АТР	8,4	8,0	7,7	7,7
Не-ОЭСР	37,3	38,5	39,5	41,4
Бывший СССР	4,1	4,2	4,0	4,2
Китай	7,6	7,7	8,4	9,2
Ближний Восток	6,6	7,0	7,2	7,5
Мир, всего	86,7	86,1	85,0	87,4

Рис. 3.2. Мировая нефтедобыча.

Следуя принятой на XXVII Мировом геологическом конгрессе в Москве в августе 1984г. рекомендации, при пересчетах общемировой добычи нефти из баррелей в тонны, считаем, что величина среднего «пересчетного коэффициента» равна 7,3 барреля. Добыча 1 барреля нефти в сутки равна ее добыче 50 тонн/год. Пересчетный коэффициент при пересчетах барр/сут в м³/год равен 58,04.

Для нефтей США средний коэффициент пересчета принимается равным 7,42, в б.СССР и в Китае обычно он принимается равным 7,35.

В 1956г. главный специалист американской нефтяной компании Shell с запоминающимся именем Кинг Хуберт (King Hubert) представил группе геологов свое научное исследование, в котором предсказывал, что пик производства нефти в США придется на 1970-е гг.

Без добычи газового конденсата (ГК) и жидкостей, добываемых из природного газа (ЖГ), объединяемых термином: жидкие углеводороды (ЖУВ).

Кинг Хуберт предложил в середине 60-х XXв. годов кривую зависимости ежегодной добычи нефти от извлекаемых ее запасов для 48 южных штатов США. Полученная кривая по форме представляет собой колокол с симметричным ростом добычи нефти с начала ее промышленной добычи в 60-е годы прошлого столетия с последующим ее падением, причем пик добычи пришелся на 1970г. Он говорил, что упадок добычи нефти произойдет непременно, несмотря на совершенствование методов бурения и применение новой техники добычи нефти. По его мысли, после «пика», или максимальной точки добычи, во всех американских нефтяных месторождениях начнется процесс постоянного и бесповоротного истощения нефтяных скважин.

Но большинство экспертов не согласны с расчетами по кривой Хуберта.

Наш анализ разработки отдельных месторождений показывает справедливость кривых Хуберта по отдельным месторождениям, но в масштабах регионов и стран динамика добычи нефти не всегда подчиняется кривым Хуберта. Она зависит от открытия новых месторождений со значительными запасами в новых геологических условиях (более глубокие горизонты) и связанных с этим ростом объемов инвестиций.

Разногласия между сторонниками и противниками Кинга Хуберта, очевидно, объясняются рассмотрением авторами проблем добычи нефти, находящейся в различных геологических условиях. Первые говорят о так называемой легкодоступной (кондиционной, по нашему – активной) нефти, вторые – о нефти, которую называют нерентабельной, ограниченно рентабельной (некондиционной, по нашему – трудноизвлекаемой) нефти.

Это звучит в следующем утверждении Джими Роджерса предпринимателя и руководителя сырьевого индексного фонда: «Они не утверждают, что нефть скоро исчезнет. Нефть останется на планете еще долго после того, как человечество завершит свою деятельность. Они лишь говорят, что количество легкодоступной нефти – той, что бьет фонтаном, как только вы проделаете отверстие в почве – сокращается. Другую нефть, которую называют нерентабельной, сложно находить, добывать и дорого превращать в годную к употреблению энергию. Шумно приветствуемая «техническая революция» в добыче нефти не стала результатом важных открытий или успехов в добыче. Фактически развитие новых технологий бурения способствовало более быстрой добыче «легкой» нефти».

Однако, согласно прогнозам подавляющего большинства специалистов, в обозримом будущем спрос на нефть будет расти и в 2035 году мировое потребление нефти достигнет 4,7 млрд.т. в год [4]. Очевидно, этот прогноз более близок к реальности. Главный вопрос – будет ли обеспечен такой рост добычи и ее стабилизация ресурсами нефти (табл. 3.4).

Таблица 3.4.

Среднесрочный прогноз мирового запаса нефти, млн барр/сут.

Сценарий рост мирового ВВП	2009г.	2010г.	2011г.	2012г.	2013г.	2014г.	2015г
	факт	прогноз
3,7%/год	85,0	87,4	88,8	90,0	91,2	92,3	93,4
2,7%/год	85,0	87,4	88,2	88,7	89,3	90,3	91,5

Во - первых, обеспеченность мировой текущей добычи разведанными и оцененными прогнозными ресурсами обычной нефти составляет около 43 лет.

Во – вторых, практика показывает, что прогнозные ресурсы и оценки по мере изучения осадочных бассейнов, из которых сегодня изучена только половина, непрерывно возрастают. Оценки потенциальных ресурсов в мире увеличились с 5 млрд.т. в начале 20 века до 700 млрд.т. в настоящее время. Американцы ошибки в оценке прогнозных ресурсов назвали «драматической историей ошибок».

В 1970 г. запасы нефти составляли 87,45 млрд.т. С тех пор было добыто 126 млрд.т. и, несмотря на это мировые разведанные запасы составляли 203 млрд.т., что в 23 раз превышает запасы 1970г. Поэтому можно сказать, что с точки зрения нехватки мы перешли к состоянию изобилия.

Многолетний опыт Республики Татарстан (РТ) свидетельствует о том, что совершенствование техники и технологии нефтепоисковых работ, оптимизация всего процесса разведки, применение прогрессивной методики доразведки, накопление и обобщение всех данных геологических исследований позволили за последние 25 лет прошлого столетия прирастить разведанные запасы в 1,5 раза превышающие подсчитанные ранее прогнозные ресурсы.

В мире выделено около 1300 осадочных бассейнов, из которых более половины перспективны и доступны на поиски УВ. Из последних достаточно изучена половина. Остальные требуют дальнейшего изучения. Большие перспективы имеют шельфы, а в последнее время и континентальный склон (глубины до 2500м) морей и океанов. Весьма мало мы знаем о недрах Арктики, а их высокие перспективы, исходя из общегеологических критериев для многих исследователей, бесспорны.

По оценкам, арктические районы содержат около 25% оставшихся в мире неразведанных кондиционных запасов углеводородов (рис. 1.6.).

Затраты на разработку месторождений углеводородов в Арктике остаются высокими, примерно в 3 – 5 раза больше, чем при реализации аналогичных проектов в нормальных температурных условиях.

Большая часть новых месторождений, которые могут быть открыты в ближайшие 25 лет, по всей вероятности, будут находиться в «экстремальных» зонах. Предполагается, что примерно одна пятая часть неоткрытых запасов кондиционной нефти вне стран Ближнего востока расположена в глубоководных областях, а одна треть – в регионе Арктики. Именно поэтому в нефтегазовой отрасли наблюдается особый интерес к этим двум областям.

Термин «глубоководные» запасы относится к месторождениям, расположенным на значительных глубинах. До сих пор нет четкого определения, начиная с каких глубин месторождение классифицируется как глубоководное. В основном традиционно используемые на шельфе технологии считаются кондиционными, а современные технологии, позволяющие расширить возможности добычи, на больших глубинах рассматриваются как глубоководные. В некоторых случаях употребляется термин «сверхглубоководные» технологии в отношении глубин, на которых в настоящее время осуществляется добыча, но при этом используются традиционные технологии.

В настоящее время в Мексиканском заливе США, на шельфе Западной Африки и в Бразилии разрабатываются месторождения на глубинах в 2000 м, а максимальная глубина достигает 3000м.

Сверхглубокие резервуары. Существующая оценка запасов говорит о том, что на глубинах свыше 4000м запасы незначительны (как на шельфе, так и в континентальной части). Вполне может быть, что это является следствием недостаточной изученности. Анализ осадочных отложений говорит о том, что во многих регионах толщина осадочных пород достигает 10 км (Мексиканский залив, бассейн реки Конго, Западная Сибирь). Отложения, находящиеся на значительных глубинах, вполне могут содержать углеводороды.

Из всех возможных оценок запасов выпадают недра Антарктиды, которые по современным представлениям могут содержать огромные запасы УВ. Для этого утверждения у нас есть веские геологические аргументы.

В третьих, при оценке запасов и ресурсов нефти принимаются коэффициенты нефтеизвлечения 30-35%. Предполагается, что при освоенных технологиях в недрах, после выработки извлекаемых запасов, останется в 2 раза больше запасов, чем будет извлечено из месторождений к концу разработки. Современные методы разработки нефтяных месторождений с дополнением обработанных методов увеличения нефтеотдачи (МУН) позволяют существенно увеличить извлекаемые запасы, доведя коэффициент извлечения нефти (КИН) до 0,5. Работы по созданию новых МУН никогда не прекращались и до тех пор, пока будет существовать нефтяная промышленность, нефтяники будут решать проблему повышения нефтеизвлечения. Американские специалисты считают возможным достижение нефтеизвлечения 45%, а теоретически мыслимым 60%.

Опыт США позволяет надеяться, что все эти прогнозы сбудутся. Ведь в США средний КИН за последние 40 лет увеличился с 0,29 до 0,41. Замечательный результат!

Нетрадиционные источники энергии

К этой категории большинство исследователей относят тяжелую нефть, природные битумы, битумоносные пески, нефтеносные сланцы. Однако, к этой категории следует отнести и нетрадиционные ресурсы газа: угольных месторождений, водорастворенные, газы сланцевых и плотных формаций. Все эти газовые ресурсы на порядки больше традиционных и нетрадиционных ресурсов нефти (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Геологические ресурсы, млрд.т условного топлива (по Белонину М.Д.)

На рис. 3.4 приведены нетрадиционные и альтернативные природные источники энергии. Из них в XXI в. нефтяная и газовая промышленность начала освоение тяжелых нефтей, природных битумов (ПБ), углеводородов в сланцевых отложениях, геологические запасы которых в мире оцениваются в триллионы тонн.

В современных условиях к нетрадиционным источникам углеводородного сырья, очевидно, настало время относить и остаточные нефти длительно эксплуатируемых месторождений. Почему то об этом мало говорят, но в мировом масштабе этих ресурсов в среднем в 2 раза больше отобранных и извлекаемых в перспективе традиционных нефтей. Это вроде бы и обычные нефти, но условия их залегания и возможные пути извлечения требуют нетрадиционных подходов и естественно больших средств (финансовых и материальных) для их добычи. Наши теоретические и практические исследования использования возможности этого потенциала.

Рис. 3.4. Основные природные источники энергии.

Так нашими исследованиями показаны возможности увеличения извлекаемых запасов на длительно эксплуатируемых месторождениях в количестве 1млрд.т, а на мелких и средних месторождениях около 400 млрд.т. Эти извлекаемые ресурсы могут быть приращены за счет совершенствования геологических исследований, с использованием современных геолого-геофизических и лабораторных методов, применения современных технологий разработки и методов увеличения нефтеотдачи (МУН), адекватных конкретным геологическим условиям.

К настоящему времени структура мировых запасов нефти распределяется в сторону уменьшения обычных нефтей с вязкостью в пластовых условиях до 30 СП3 с и роста высоковязких и сверхвязких нефтей (ВВН и СВН) от 30 до 10000 СП3, и битумов (свыше 10000 СП3).

Мировые ресурсы нетрадиционных нефтей оцениваются в 1,3-1.4 трлн. т и из них при существующих технологиях добычи может быть рентабельно извлечено до 171,5 млрд. т при коэффициенте извлечения порядка 12 %. Из этих колоссальных ресурсов нетрадиционных нефтей значительная доля приходится на битумы. Основные ресурсы тяжелых нефтей приходится на Канаду и Венесуэлу.

В отличие от традиционных или обычных сортов нефти, к
которым относятся легкие и средние сорта нефти плотностью менее
0,922 т/м³ и вязкостью менее 100 сПз нет общепринятого согласованного определения какие сорта нефти относятся к нетрадиционным. Грубо говоря, любой сорт нефти считается нетрадиционным, если при его добыче есть необходимость прибегать к технологиям, резко отличающимся от технологии добычи легких и средних сортов нефти.

В настоящее время наиболее общепризнанное определение традиционных и нетрадиционных нефтей на базе их плотности и вязкости предложено Американским нефтяным институтом (American Petroleum Institute - API).

По определению API к традиционным или обычным нефтям относятся легкие и средние сорта нефти, имеющие следующие характеристики: легкие нефти имеют плотность менее 0870 т/м³ (более 31,1° API) и вязкость до 10 сПз средние нефти имеют соответственно плотность от 0,870 до 0,922 t/m^j (от 31,1° API до 22° API) и вязкость от
10 до 100 сПз.

К нетрадиционным нефтям относятся тяжелые нефти,
сверхтяжелые и природные битумы.

Тяжелые нефти характеризуются плотностью более 0,922 т/м³ (или менее 22⁰ API) и вязкостью более 100 сПз они характеризуются значительным содержанием асфальтенов и связанных с ними серы и металлов.

Сверхтяжелые нефти представлены той частью тяжелых нефтей, которые имеют плотность выше 1 т/м³ (или менее 10° API) и вязкость до

10000 сПз. Во всех сортах нефти прослеживается следующая
закономерность: по мере роста плотности нефти возрастает ее вязкость.

Природные битумы, называемые еще битуминозными
песчаниками или нефтяными песками. Тоже относятся к сверхтяжелым
нефтям, но имеют еще большую плотность и вязкость. Плотность
битумов колеблется от 0,960 до 1,030 т/м³, вязкость превышает 10000.
В отличие от обычных нефтей битумы содержат меньше водорода.
Его содержание в битумах колеблется в пределах 10,2-10,6 % по массе, в
то время как в обычных нефтях оно достигает 13,0-13,5 %. Содержание
серы в битумах достигает 5,5 % по массе. Ряд битумов содержит
тяжелые металлы, такие как ванадий и никель. Содержание ванадия на
отдельных месторождениях может достигать 900 мг/л, никеля до 100-150
мг/л.

Дата добавления: 2014-01-11