Мексиканского залива нефтегазоносный бассейн. Мексиканского залива нефтегазоносный бассейн
 Скачать 213.8 Kb.
|
|
Мексиканского залива нефтегазоносный бассейн, располагается в пределах одной из крупнейших впадин земной коры, наиболее прогнутая часть которой занята водами Мексиканского залива. Впадина имеет почти изометрическую форму диаметром около 1800 км и выполнена кайнозойскими и мезозойскими отложениями мощностью до 15 км. Наземная часть бассейна занимает Примексиканскую низменность и расположена на территории южных штатов США (Техаса, Луизианы, Арканзаса, Миссисипи, частично Алабамы, Джорджии и Флориды) и Мексики (штаты Тамаулипас, Веракрус, Табаско). На Ю.-В. он ограничен разломом, отделяющим его от Антильской геосинклинальной системы. На С. бассейн обрамляется выходами палеозойских отложений в складчатых системах Аппалачей и Уошито или выступами докембрийского фундамента (своды Нашвилл и Паскола); на С.-З. соединяется с Пермским бассейном, на В. его граница проходит через свод Окала Флориды; западное и южное обрамление бассейна образовано ларамийским горным сооружением Восточной Сьерра-Мадре. Наземная часть осложнена рядом крупных впадин и поднятий. Субаквальная часть бассейна включает шельф, континентальный склон и абиссальную равнину с глубиной дна до 4 км. Для всего бассейна в целом характерно проявление соляной тектоники с солью раннеюрского или пермского возраста. Здесь выявлено свыше 2000 нефтяных и газовых месторождений, в том числе более 200 в субаквальной части. Нефтегазоносность связана с миоценовыми, палеогеновыми и меловыми, в меньшей степени плиоценовыми и юрскими отложениями. Коллекторами являются преимущественно песчаники для кайнозойских и известняки для меловых пород. На С.-З. нефтегазоносны также песчаники и известняки карбона и ордовика. Большая часть месторождений нефти и газа связана с локальными поднятиями платформенного типа, солянокупольными структурами и зонами выклинивания песчаных отложений. В мексиканской части известны также нефтяные месторождения, приуроченные к антиклиналям линейной складчатости и протяжённым рифогенным зонам. В М. з. н. б. известно несколько месторождений-гигантов (нефти — Ист-Техас, газа — Монро, Картидж и др.). Добыча нефти в бассейне на территории Мексики ведётся с начала 20 в. (район Тампико), на территории США — с 20-х гг. 20 в. Быстрому росту её благоприятствовала возможность использовать морской транспорт для перевозки нефти. Природный газ добывается интенсивно со времени 2-й мировой войны. В 60—70-х гг. 20 в. в бассейне ведётся подводное бурение на получение нефти и газа на береговой отмели штатов США — Техас и Луизиана; запасы нефти в шельфе оцениваются в 374 млн. т (1969). Развивается добыча нефти со дна моря также в Мексике (на Ю.-В.). Запасы природного газа на территории США рассеяны по небольшим месторождениям, что затрудняет их эксплуатацию. Бассейн даёт 30% добываемой в США нефти (свыше 140 млн. т в 1971; в 60—70-х гг. сильно возрастает добыча в штате Луизиана) и 100% нефти (21,9 млн. т в 1971) и газа (18,2 млн. м3)в Мексике. На территории бассейна возникла крупная нефтеперерабатывающая промышленность, использующая нефть местных месторождений и из др. нефтеносных провинций. Здесь размещается около 1/3 мощности нефтеперерабатывающих заводов США (на заводах бассейна в 1971 переработано около 200 млн. т) и около 3/4 мощности в Мексике (22 млн. т в 1971); крупные центры по переработке нефти в США: Хьюстон, Бомонт, Порт-Артур, в Мексике — Тампико, Сьюдад-Мадеро, Минатитлан. Большого развития на территории М. з. н. б. достигла нефтехимическая промышленность. Из бассейна по трубопроводам нефть, природный газ и нефтепродукты передаются в др. районы США и Мексики. Мексиканском заливе находятся огромные нетронутые морские нефтяные месторождения,которые могли бы помочь США в течение десятилетий. Долголетие энергетического супербассейна, чьи гигантские морские месторождения надежно снабжали потребителей нефтью и газом с 1960—х годов, является результатом замечательного геологического прошлого-истории, которая началась 200 миллионов лет назад среди фрагментов Пангеи, когда узкое мелководное море превратилось в океанский бассейн, а вокруг него поднялись горы, а затем разрушились. Процессы, которые сформировали бассейн, также отложили и сохранили огромные запасы нефти и газа, из которых была извлечена только часть. Большая часть оставшейся нефти погребена под древними соляными слоями, только недавно освещенными современной сейсмической визуализацией. Такова оценка исследователей из Техасского университета в Остине, которые проанализировали десятилетия геологических исследований и текущие показатели добычи, пытаясь понять секрет успеха бассейна. Благодаря своей геологической истории Мексиканский залив остается одним из богатейших нефтяных бассейнов в мире. Несмотря на 60 лет непрерывной разведки и разработки, способность бассейна продолжать доставлять новые запасы углеводородов означает, что он будет оставаться значительным энергетическим и экономическим ресурсом для Техаса и страны в течение многих последующих лет, сказал ведущий автор Джон Снедден, старший научный сотрудник Института геофизики Техасского университета (UTIG). "Когда мы посмотрели на геологические элементы, которые питают супербассейн—его резервуары, исходные породы, тюлени и ловушки,—оказалось, что в Мексиканском заливе многие из них довольно уникальны", - сказал он. Это исследование было опубликовано в специальном выпуске бюллетеня Американской Ассоциации геологов-нефтяников за декабрь 2020 года, посвященном мировым супербассейнам: небольшому числу плодородных бассейнов, поставляющих основную часть мировой нефти и газа. Согласно статье, геологические элементы, которые сделали Мексиканский залив таким грозным нефтяным ресурсом, включают в себя постоянный запас мелкозернистых и крупнозернистых отложений и соли: толстые слои ее погребены в земле, отмечая время, когда большая часть древнего моря в бассейне испарилась. С геологической точки зрения Соль важна, потому что она может радикально изменить эволюцию нефтяных бассейнов. По сравнению с другими осадочными породами он легко мигрирует через Землю, создавая пространство для сбора нефти и газа. Он помогает умерить тепло и сохраняет источники углеводородов жизнеспособными дольше и глубже. И это плотно упакованный минерал, который запечатывает нефть и газ в большие колонны, создавая гигантские месторождения. "Мексиканский залив имеет толстый соляной покров, который покрывает большую часть бассейна и в течение многих лет не позволял нам увидеть то, что находится под ним", - сказал Снедден. "То, что поддерживало прогресс, - это улучшенная способность промышленности видеть ниже соли." Согласно статье, основная часть потенциала Северного морского бассейна остается в гигантских глубоководных нефтяных месторождениях под соляным покровом. Хотя их достижение дорого и чрезвычайно сложно, Снедден считает, что они представляют собой лучшее будущее для ископаемого топлива. Это потому, что шельф, где расположены многие гигантские месторождения, предлагает промышленности способ снабжения мировой энергии меньшим количеством скважин, что означает меньшие затраты энергии на баррель добываемой нефти. Снедден сказал, что еще многое предстоит узнать об углеводородах под Мексиканским заливом, о том, как они туда попали и как к ним можно безопасно добраться. Особенно это касается Южного Мексиканского залива, который до 2014 года был закрыт для международных исследований. Один из немногих публично доступных наборов данных была серия УТИГ сейсмических наблюдений, проведенных в 1970-х годах. В настоящее время новые сейсмические снимки глубоководного района Южного бассейна открывают широкие перспективы. "Когда вы смотрите на недавние продажи в аренду нефти и газа в США, пятилетний план Мексики и относительно небольшой углеродный след морской нефтегазовой промышленности, я думаю, что ясно, что морское бурение имеет важное будущее в Мексиканском заливе",-сказал Снедден. Мексиканский залив Первая скважина в Мексиканском заливе была пробурена компанией Kerr-McGee в 1947 г. на глубине воды 6,1 м. Через 60 лет западная часть Мексиканского залива превратилась в один из крупных нефтегазовых ре- гионов мира, обеспечивающих до 25 % добычи нефти и сжиженных угле- водородов США. В мелководной части Мексиканского залива в разработку введено 936 месторождений, из которых в эксплуатации находится 770 (рис. 2.1). Из этих месторождений за 56 лет извлечено более 1 440 млн т нефти и бо- лее 3 884 млрд м3 газа. В 2003 г. добыча нефти составила 35,5 млн т, газа – 101,9 млрд м3.  Рис. 2.1. Обзорная карта месторождений Мексиканского залива С проявлением большой заинтересованности независимых нефтяных компаний к разработке нефтяных месторождений в мелководной части за- лива большая часть лицензионных участков приобреталась этими компа- ниями. В 1990-е гг. здесь ежегодно бурилось до 300 разведочных скважин, в то время как в глубоководной части залива число скважин не превышало 65–70. За счет активизации разведочных работ и ввода в разработку мелких месторождений в эти годы удалось стабилизировать добычу нефти в мел- ководной части залива на уровне более 40 млн т/год. Однако к 2000 г. был пройден пик добычи и началось ее быстрое снижение, зато в глубоковод- ной части добыча резко возросла (табл. 2.1) Таблица 2.1 Объемы добычи нефти в Мексиканском заливе в 1992–2003 гг.
Представители нефтяных компаний, работающих в мелководной части залива, заявляют, что ежегодное снижение дебита старых добывающих скважин составляет до 33 % в год, новых скважин – до 47 %. По их мне- нию, ускоренное уменьшение добычи из введенных в разработку месторо- ждений не столь негативно, поскольку: заставляет нефтяные компании работать более целеустремленно, что- бы поддерживать добычу нефти при ее снижающихся остаточных запасах; стимулирует более эффективную разработку небольших месторожде- ний, что повышает ресурсную базу извлекаемой нефти; вынуждает нефтяные компании возмещать истощающиеся запасы за счет бурения соответствующего числа разведочных и добывающих сква- жин, обеспечивающих более плавное снижение остаточных запасов; одна- ко некоторые компании считают основной задачей обеспечение ускорен- ного истощения запасов. Что же касается добычи газа в мелководной части Мексиканского зали- ва, то в результате совершенствования технологии заканчивания газовых скважин удалось увеличить дебиты вводимых в разработку новых скважин от 138 тыс. м3/сут в начале 1990-х гг. до 173 тыс. м3/сут к началу 2000 г. Не- смотря на снижение запасов, на вновь открываемых газовых месторожде- ниях удалось сохранить довольно стабильную добычу газа, и только с кон- ца 1990-х гг. наметилась тенденция ее медленного уменьшения. Возмещение запасов в мелководной части Мексиканского залива являет- ся наиболее острой проблемой, от решения которой зависит поддержание добычи нефти и газа. Для предотвращения снижения добычи необходимо наращивать запасы. С этой точки зрения 1993–2000 гг. были довольно бла- гоприятными: при добыче нефти с газовым конденсатом, равной 338 млн т, пополне- ние новых запасов составило 335 млн т, т. е. 99 % добычи; объем вновь открытых запасов газа составил 790 млрд м3 при его до- быче 951 млрд м3, т. е. 83 % добычи; основной объем вновь наращиваемых запасов получен за счет дораз- ведки открытых месторождений; в 1991–1998 гг. 90 % новых запасов нефти и конденсата было доразведано на старых месторождениях; около 24 % за- пасов газа получено на вновь разведанных месторождениях и 76 % – в ре- зультате доразведки запасов на разрабатываемых месторождениях. Таким образом, основной объем наращивания запасов нефти и газа обеспечивается за счет интенсивной разработки и доразведки месторожде- ний, в том числе крупных, открытых еще в 1960–1970-е гг. На крупных месторождениях, осложненных сбросами и сдвигами, могут находиться отдельные изолированные блоки, не охваченные разработкой. Их можно ввести в разработку в результате зарезки вторых наклонных стволов в скважинах эксплуатационного фонда. В качестве примера можно привести наращивание запасов на семи крупных старых месторождениях, расположенных в Южном Проходе (South Pass) Мексиканского залива. Их начальные доказанные запасы составляли 123 млн т нефти и 72 млрд м3 газа. Через девять лет в результате внедрения интенсивных методов разра- ботки дополнительно было разведано 18 млн т нефти и 30,4 млрд м3 газа. Фактически запасы нефти и газа возросли на 23 % (в нефтяном эквивален- те) по сравнению с начальными. Интенсивная разработка месторождений может оказаться экономически привлекательной за счет использования существующих платформ и инфраструктуры, зарезки вторых и третьих стволов в существующих скважинах. Стоимость зарезки второго ствола со- ставляет примерно 2 млн долл. (при глубине скважины около 3 000 м), бу- рения новой скважины – 6 млн долл. Замедление темпов падения добычи связывают с разведкой и разработ- кой мелких меторождений с использованием передовых технологий. Пе- редовые технологии в области разведки позволяют на порядок снижать число бесприточных скважин, что важно для рентабельной разработки не- больших месторождений. В связи с незагруженностью оборудования по обработке продукции на многочисленных морских платформах, число которых в мелководной час- ти залива достигает около 4 000, создаются благоприятные условия для рентабельной эксплуатации вновь вводимых в разработку небольших ме- сторождений и даже отдельных скважин. Продукция последних по под- водным трубопроводам поступает на незагруженные платформы и после обработки по существующим трубопроводам транспортируется на берег для дальнейшей переработки. Общая протяженность таких трубопроводов превышает 46 400 км. Исходя из создавшихся условий рентабельной эксплуатации мелких ме- сторождений, эксперты США из года в год увеличивают число открываемых мелких месторождений в мелководной части залива, содержащих значитель- ные ресурсы нефти (по оценке 1,055 млрд т) и газа (по оценке 2,762 трлн м3). Особое внимание должно быть обращено на повышение эффективности эксплуатации небольших месторождений на основе широкого внедрения подводного заканчивания устья скважин и использования существующей инфраструктуры для обработки продукции и дальнейшего ее транспорта до берега. Несмотря на все перечисленные меры и ускоренный ввод в раз- работку многочисленных мелких месторождений в западной мелководной части Мексиканского залива, в будущем вряд ли можно предотвратить снижение добычи нефти и газа. Более долговременные перспективы добычи нефти в мелководной час- ти Мексиканского залива будут связаны со следующими факторами: темпами и масштабами внедрения новых прогрессивных технологий в области разведки и разработки месторождений; отменой существующих ограничений на разведку и разработку место- рождений в восточной мелководной части залива; предоставлением определенных льгот, направленных на стимулиро- вание ведения работ в мелководных частях залива. Кроме того, на добычу нефти не только в мелководной части, но и во всем Мексиканском заливе значительное влияние будут оказывать работы по освоению глубокозалегающих структур, подсолевых отложений, осо- бенно глубоководных и сверхглубоководных месторождений. Прежде все- го, часть новых запасов нефти и газа в мелководной части залива может быть открыта в результате разведки глубокозалегающих структур, на глу- бине более 4 500 м от морского дна. Глубокозалегающие структуры, по всей вероятности, распространены на всех участках залива. До настоящего времени они слабо разведаны: из общего числа пробуренных в заливе 35 000 скважин только 1 842 пробурены на глубину более 4 500 м. По оценке Службы управления минеральными ресурсами MMS (Mineral Ma- nagement Service), в трех глубокозалегающих структурах может содержать- ся от 141 до 566 млрд м3 неразведанных ресурсов газа, или в среднем около 300 млрд м3. Большая часть глубоких скважин в заливе пробурена в 1980-х гг. с исполь- зованием данных сейсморазведки 2D. Было открыто 508 месторождений с общими извлекаемыми запасами газа 283 млрд м3, или около 557 млн м3 на одно месторождение. Наиболее успешные результаты получены в северо- восточной части залива, где открыто 24 месторождения с извлекаемыми запасами газа 71, 4 млрд м3, или почти 2,97 млрд м3 на одно месторожде- ние; на 479 месторождениях сосредоточено около 212,4 млрд м3 извлекае- мых запасов газа, или в среднем 443 млн м3 на одно месторождение. При использовании методов сейсморазведки 3D возможно открытие крупных месторождений с высокодебитными скважинами. На открытых в последнее время месторождениях в глубокозалегающих структурах при использовании новых технологий заканчивания скважин дебиты газа могут составить 500–2 250 тыс. м3 / сут. Рентабельная добыча из таких скважин может быть обеспечена только при высоких дебитах, так как расходы на бурение и заканчивание скважины составляют 10–20 млн долл. Эти дорогостоящие скважины характеризуются высокими пластовыми дав- лением и температурой, а также большим содержанием в продукции СО2 и H2S. Высокие затраты на бурение таких скважин и использование специ- ально созданных тяжелых дорогостоящих самоподъемных буровых устано- вок могут быть снижены в результате использования для обработки и транспорта продукции существующей незагруженной инфраструктуры в мелководной части залива. Кроме того, имеются перспективы открытия продуктивных структур в подсолевых отложениях, которые охватывают до 60 % территории северной части Мексиканского залива. Осадочные отло- жения большой толщины, залегающие под этими солевыми отложениями, могут содержать значительные объемы углеводородов. В 1980-х гг. уже были пробурены скважины на подсолевые отложения, но результаты тогда не оправдали ожидания. Однако по мере совершенствования сейсмической разведки и обработки ее данных стало возможным открытие крупных ме- сторождений. В 1993 г. группой компаний Phillips-Anadarko-Amoco впервые в подсо- левых отложениях было открыто месторождение Mahogany с промышлен- ными запасами нефти и газа. Скважина была пробурена на глубину 5 032 м и введена в эксплуатацию в 1996 г. с начальным дебитом нефти 959 т/сут, газа – 283 тыс. м3/сут. Совершенствование технологий сейсморазведки 3D и проходки соляных толщ способствовало выявлению подсолевых структур. Особенно хорошие результаты были получены компанией Anadarko, которая только в 1998 г. открыла три крупных месторождения. Одно из них – месторождение Hick- ery – открыто разведочной скважиной, пробуренной до глубины 6 588 м, при этом успешно пройден самый мощный в заливе пласт соли толщиной 2 440 м. Скважиной вскрыт продуктивный пласт толщиной 92 м, состоя- щий из многих прослоев песчаника. Запасы месторождения оцениваются в 5,5 млн т. Несмотря на успехи отдельных компаний в разведке и разработ- ке глубокозалегающих структур, находящихся в подсолевых отложениях, на ближайшую перспективу трудно ожидать быстрого наращивания тем- пов разработки аналогичных структур. Перспективы наращивания добычи нефти и газа в Мексиканском заливе связаны, прежде всего, с возрастающим числом вводимых в разработку глубоководных и сверхглубоководных месторождений. Первые шаги пере- хода от мелководных к глубоководным месторождениям (т. е. при глубине моря более 200 м) предприняты в конце 1970-х – начале 1980-х гг. Если в начальный период освоение мелководной части Мексиканского залива в основном осуществлялось с использованием самоподъемных стальных платформ, то по мере перехода к освоению более глубоких участков стали широко применяться стационарные стальные платформы. Для глубин мо- ря более 300 м начали использоваться тяжелые конструкции стационарных стальных платформ, состоящих из верхней и нижней конструкций, перево- зимых на место установки раздельно на баржах. Стыковка конструкций осуществлялась непосредственно на отметке, выбранной согласно проекту разработки месторождения. Первая глубоководная платформа была установлена в 1979 г. на место- рождении Cognac, открытом компанией Shell в блоке 194 Mississippi Can- yon, где глубина моря составляет 309 м. Здесь впервые был преодолен 300- метровый барьер глубины установки стационарных платформ. Располо- женное на платформе оборудование обеспечивало суточную добычу газа 3,68 млн м3 в период выхода месторождения на максимальную добычу. Тем самым было показано, что глубоководные продуктивные пласты обладают большими добычными возможностями. В 1984 г. корпорацией Exxon нача- лась эксплуатация месторождения Lena с использованием стационарной платформы, установленной на глубине моря 310 м. В 1989 г., через 10 лет после установки глубоководной платформы на месторождении Cognac, компания Shell установила на месторождении Bullwinkle стационарную платформу на глубине моря 405 м. Впоследствии для освоения более глу- боководных месторождений стали применяться платформы, надводная часть которых удерживалась несколькими связками, состоящими из пред- варительно напряженных труб. При разработке сверхглубоких месторож- дений (при глубине моря более 1 500 м) предпочтение отдается использо- ванию технологии подводного заканчивания скважин с подачей продукции на плавающие платформы различных конструкций, удержи- ваемых на оттяжках, или на плавающие суда, оборудованные для приема, обработки, хранения и последующего транспорта продукции насосами и компрессорами. После достигнутых успехов в области открытия крупных глубоковод- ных месторождений в конце 1970-х и начале 1980-х гг. в следующее деся- тилетие было разведано только 15 крупных месторождений с запасами ка- ждого более 13,7 млн т (по американской классификации к категории крупных относятся месторождения с запасами более 13 млн т). Эти резуль- таты поставили под сомнение наличие в глубоководной части залива крупных запасов нефти и газа. Ведущие организации США, занятые оцен- кой ресурсов континентального шельфа, такие как Служба управления ми- неральными ресурсами в 1995 г. и Национальный совет по нефти (National Petroleum Council) в 1992 г. объявили о низкой ресурсной базе глубоковод- ной части Мексиканского залива. Однако в 1995–1999 гг. была достигнута наибольшая эффективность разведочных работ, обеспечивших открытие 14 крупных глубоководных месторождений. В 2000–2001 гг. было открыто еще девять крупных месторождений. Наиболее примечательно, что в 1998–2001 гг. открыто четыре крупнейших месторождения (Mad Dog, Thunder Horse, Thunder Horse North, Trident) с запасами каждого, более 55 млн т. Всего в 1985–2001 гг. открыто 218 ме- сторождений, из которых 45 относятся к крупным, запасы каждого превы- шают 13,7 млн т в нефтяном эквиваленте. Эти крупные месторождения, в основном, были открыты на глубине моря от 800 до 1 600 м. Около 80 % открытых на глубоководных участках Мексиканского залива месторожде- ний со значительными запасами были нефтяными, содержащими значи- тельные объемы нефтяного газа. Однако Служба управления минеральны- ми ресурсами до сих пор считает, что около 2/3 остаточных ресурсов газа сосредоточено на газовых месторождениях. Высокие дебиты вводимых в эксплуатацию новых скважин являются важным фактором, положительно влияющим на рентабельность разработки глубоководных месторождений в заливе. Об этом свидетельствуют сле- дующие примеры: скважина, пробуренная компанией Shell на месторождении Ursa в блоке 854 Mississippi Canyon, работала с дебитом 4 110 т / сут нефти и кон- денсата; скважина, пробуренная компанией ВР на месторождении Troika (на- ходится в Green Canyon Block 244), работала с дебитами нефти 4 245 т / сут и газа 1,87 млн м3/сут. Этот положительный опыт оказал огромное влияние на пересмотр всей стратегии разработки месторождений. Так, на газовом месторождении Mensa компании Shell с запасами газа 28 млрд м3 дебит единственной про- буренной скважины составляет 28,3 млн м3/сут. Данное месторождение может разрабатываться всего тремя скважинами с подводным расположе- нием устья, хотя Национальный нефтяной совет США в 1992 г. указывал, что для разработки месторождения газа с аналогичными запасами необхо- димо пробурить 30–40 скважин. Достигнутые успехи в разведке и разработке месторождений позволяют более оптимистически оценивать потенциальные ресурсы нефти и газа по всему Мексиканскому заливу, особенно по его глубоководным участкам. В настоящее время по данным Службы управления минеральными ре- сурсами, доказанные запасы на открытых месторождениях, а также пред- полагаемые в результате будущих открытий запасы оцениваются по нефти в 6,7 млрд т, по газу в 8,375 трлн м3. Из известных потенциальных ресурсов нефти и газа в Мексиканском заливе рентабельно может быть извлечена только их часть. Степень извлечения этих ресурсов зависит от размеров ме- сторождений и глубины моря, стоимости платформ, скважин и оборудова- ния для подводного заканчивания устья скважин, коэффициента успешно- сти разведки, совершенствования технологии. Немаловажную роль будут играть и такие факторы, как рост спроса, це- ны на нефть и газ, а также предоставление компаниям финансовых ини- циатив, включая освобождение от платежей роялти, которые могут стиму- лировать их заинтересованность в разработке труднодоступных месторождений Мексиканского залива. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||