Чечня – Нефть. История нефтяной промышленности. 1920—1930-е годы

Горизонт IV. Пласты – XV, XVI, XVII, XVIII. Мощность горизонтов в саж. 70—100. Геологический ярус – Спириалисово-Чокракская толща.

Ниже пластов IV горизонта других нефтеносных пластов не имеется и в близком расстоянии залегает т. наз. Майкопская свита, подстилающая спириалисово-чокракские отложения. Имея в виду отмеченный выше непостоянный характер нефтесодержащих пластов, а также недостаточную еще изученность разрезов Старо-Грозненской площади, следует признать вышеприведенное подразделение в части, касающейся установления отдельных пластов, весьма схематическим.

Нефтеносными являются лишь сводовая часть складки и ее юго-западное крыло. Крутое северо-восточное крыло, поскольку можно судить по имеющимся данным, непродуктивно. В сводовой части складки и юго-западном крыле нефтеносность различных пластов непостоянна и на ряду с продуктивными площадями отмечены, такие, где скважины в тех же пластах встречают сухие или же водоносные пески. Если обратиться к оконтуриванию площадей продуктивности по пластам, применительно к установленному для района разрезу, то получим довольно пеструю и нестройную картину. Объясняется это, по-видимому, главным образом, отмеченным выше: непостоянством в условиях залегания пластов и их недостаточной изученностью.

Другое получается, если произведем оконтуривание по тем 5-ти горизонтам, на которые подразделены все пласты в приведенной выше табличке. При этом оконтуривается площадь, где хотя бы один из пластов данного горизонта оказывался продуктивным. Мы увидим тогда, что в общем площадь продуктивности каждого из горизонтов представляет собою неполный эллипс, соответствующий эллипсоидальному характеру Старо-Грозненской антиклинали. Неполность эллипсов объясняется непродуктивностью северо-восточного крыла. Далее, как общее правило, отмечается, что эллипс каждого нижнего горизонта является в общем охватывающим по отношению к эллипсу соответствующего верхнего горизонта.

Все эти взаимоотношения видны на прилагаемой обзорной карточке Старо-Грозненской площади (табл. II). Указанные на этой карточке горизонтали висячего бока спаниодонтовой толщи (точнее – первого песка этой площади, залегающего в нескольких саженях ниже кровли), взяты из пластовой карты Брайнина и Желиховского. В виду уменьшения масштаба прилагаемой карточки горизонтали из карты взяты через одну, т. е. через 200.

Изучая эллипсы продуктивности, изображенные на этой карточке, замечаем следующие особенности:

1) Эллипс продуктивности горизонта о расположен к юго-востоку от района наибольшего поднятия складки на уч. №№975, 976, где пласты, соответствующие горизонту о, значительной своей частью смыты, в остальной же эксплуатировались некогда при помощи колодцев; продуктивных для этого горизонта скважин (а лишь по данным скважин определялись эллипсы продуктивности) в этом районе не оказалось; не оказалось их также и к северо-западу от него.

2) Эллипс продуктивности горизонта распадается на два отдельные эллипса, разделенные небольшим промежутком, совпадающим частично с той же зоной наибольшего поднятия пластов и размытия горизонта о. Отсутствие продуктивных скважин на горизонт I в этом месте объясняется, по моему мнению, истощением горизонта, частью естественным, вследствие смытия предохраняющих от самоистечения вышележащих отложений, частью же искусственным, в виду того, что, по-видимому, находившиеся здесь нефтяные колодцы вовлекали в сферу эксплуатации и верхние пласты горизонта.

3) Эллипс продуктивности горизонта III в восточной части площади и горизонта IV в той же восточной и, кроме того; и южной части площади ограничены пунктиром. Это показывает условность проведения здесь границы, ибо бурением на соответствующие горизонты участки вне эллипсов не захвачены. Таким образом, здесь границы эллипсов являются лишь пределами того пространства, для которого доказана продуктивность соответствующего горизонта; но не доказано, что вне эллипса этот горизонт является непродуктивным.

Прежде чем перейти к дальнейшему изложению, считаю необходимым остановиться несколько на применяемом мною все время термине «продуктивность». Оговариваюсь, что под продуктивностью разумею промышленную эксплуатацию пластов данного горизонта, а не то пробное тартание или признаки нефтеносности, кои бывают отмечены в разрезах скважин, но в статистику добычи не попадают.

Исходя из такого понимания продуктивности, я оставлял без внимания объяснения непродуктивности того или иного горизонта в пределах того или иного участка затоплением района.

Далее необходимо отметить, что в пределы, очерченные эллипсом продуктивности данного горизонта, попали также и отдельные скважины, в которых эксплуатации этого последнего не производилось, вследствие намеренного пропуска горизонта, когда шли непосредственно на более низкий горизонт или какой-либо иной причины. Раз такие скважины были окружены, продуктивными для данного горизонта скважинами, то они не выделялись из соответствующего эллипса.

При выборе метода подсчета приходилось, конечно, основываться на отмеченных выше геологических особенностях Старо-Грозненской, площади. Особенности эти заставляют сразу же отказаться от применения объемного метода, определения запасов.

При том непостоянстве в мощности отдельных песчанистых пород, которое является характерном для Грозного, определение объема нефтесодержащих пород является трудна выполнимым. Главное затруднение все-таки не в этом, а в том прихотливом распределении нефти в отдельных пластах, которое

отмечено выше. Я уже указывал, что в пределах эллипса продуктивности данного горизонта могут оказаться продуктивными не все пласты данного горизонта, а лишь часть их. При таких условиях определить коэффициент насыщения песчанистых пластов нефтью оказывается почти невозможным.

Таким образом, приходится при подсчете запасов обратиться к кривым эксплуатации. Для составления же этих последних надлежит использовать статистику добычи. В этом отношении мы имеем, данные, начиная с первого года эксплуатации площади, т. е. с 1895 г. Данные имеются по годам и скважинам с указанием глубин. Координировав этот материал с данными пластовой карты, можно сравнительно легко распределить добычу по годам, скважинам и горизонтам. Для подсчета использованы лишь данные до 1916 г. включительно. Начиная с 1917 г., с одной стороны, имеем лишь неполные данные, а с другой на ход эксплуатации начинают влиять весьма существенно различные посторонние обстоятельства, и поэтому статистика добычи уже перестала отражать естественный режим месторождения.

Переходя теперь к выбору метода использования кривых эксплуатации должно отметить, что ни один из числа рассмотренных выше методов, выработанных американскими геологами, не является удовлетворительным при наличии Грозненских условий.

Наиболее совершенные из числа этих методов – методы Requa и Расk, применяются, как уже указывалось, для подсчета запасов во всех пластах одновременно. Я уже отмечал, что это допустимо лишь при условии более или менее равномерного, развития добычи по пластам, или же приблизительно одинаковой производительности этих последних. В Грозном мы видим как раз обратное. В первые годы добыча сосредоточивалась в верхних горизонтах и с течением времени центр тяжести эксплуатации постепенно перемещался к более глубоким горизонтам. Производительность самих горизонтов, как видно из таблиц кривых эксплуатации, довольно резко отличается друг от друга. Поэтому от составления кривых, общих для всех горизонтов, приходится отказаться. Самым точным был бы подсчет по отдельным пластам, но это опять таки при местных условиях: непостоянстве пластов и их недостаточной изученности, – является трудно осуществимым. Приходится поэтому остановиться на подсчете по 5-ти горизонтам, в которые группируются, как мы видели, пласты Старо-Грозненской площади.

Далее в методах Requa и Расk фигурирует в качестве одною из основных элементов подсчета максимальное количество скважин, допустимое в пределах данной площади, Определение итого количества должно производиться, по словам авторов, на основании изучения геологического строения площади. Каким образом все-таки получается сама цифра, они не указывают. Можно предположить, что при наличии, по американским условиям, значительного количества эксплуатационных районов и площадей выбирается по аналогии геологического строения площадь из числа более старых, где уже по ходу работ эмпирически определилось допустимое количество скважин, и полученная цифра, измененная соответственно размерам данной площади, применяется для этой последней.

Способ этот оказывается опять таки неприменимым для Грозного, ибо других площадей того же типа, с более развитыми работами мы не имеем. Приходится, следовательно, разрешать эту задачу иным путем, на чем остановимся несколько ниже.

Нет также в Грозном и отмеченных выше двух необходимых условий обусловливающих специально применение метода Расk; а именно: быстро понижающегося дебита скважин и одинаковой приблизительно интенсивности в деле вовлечения в эксплуатацию новых скважин.

Принимая во внимание все вышеприведенные соображения, я и подходил к выработке, метода подсчета запасов Старо-Грозненской площади.

Изучая ход эксплуатации каждой, площади или отдельной ее части, замечаем следующее два явления: 1) общее истощение площади по мере развития эксплуатации, выражающееся в постепенном уменьшении добычи скважин в хронологическом порядке их поступлении в эксплуатацию; 2) истощение части площади, находящейся в сфере непосредственного воздействия каждой эксплуатационной скважины, выражающееся в уменьшении средней годовой добычи скважины с течением времени ее эксплуатации.

Первое явление обыкновенно дает себя чувствовать не сразу, а лишь после некоторого, как увидим ниже, более или менее значительного увеличения числа скважин в пределах данной площади. Что же касается второго явления, то отмеченное понижение годовой добычи начинается обыкновенно со второго года эксплуатации.

В изучении известной законности, которая должна, по моему мнению, регулировать ход обоих упомянутых явлений, я и ищу подхода к поставленной себе задаче.

Изучая ход понижения добычи скважин по мере увеличения их числа и принимая при этом за мерило такой определенный период их жизни, как первый год их эксплуатации, мы находим возможность определить максимальное экономически выгодное количество скважин на единицу площади, и в то же время дать некоторую среднюю цифру добычи со всех этих скважин в первый год их жизни.

Изучая характер изменения средней годовой производительности. скважин с течением времени, можем определить, максимальное экономически выгодное число лет эксплуатации скважин и в то же время выразить общую добычу средней скважины, а следовательно, и всех скважин, приходящихся на единицу площади в процентах добычи первого года.

Итак, определяем предварительно следующие два основные элемента подсчета:

1) Максимальную экономически выгодную добычу с единицы поверхности, за каковую в дальнейшем всюду принимаем 10 десятин, в первый год эксплуатации максимально допустимого количества скважин.

2) Всю экономически выгодную добычу с той же единицы поверхности в процентах от добычи первого года эксплуатации упомянутого максимального количества скважин.

Определение этих двух элементов очевидно достаточно для определения цифры максимальной выгодной добычи с единицы поверхности, а зная эту цифру и общую площадь промышленной продуктивности данного горизонта можем произвести при соблюдении соответствующих условий и подсчет для всего горизонта.

Таким образом задача подсчета распадается на две составные части.

Для решения, первой части нашей задачи строим специальную кривую, характеризующую добычу первого, года эксплуатации скважин по мере их уплотнения в пределах данной площади. В дальнейшем изложении будем называть эту кривую – кривой уплотнения.

Согласно сказанному выше строим отдельно кривую для каждого из 5-ти горизонтов Старо-Грозненской площади. При построении таких кривых приходится прежде всего сталкиваться с вопросом, как подходить к понятию о плотности скважин, считать ли это для всей площади эксплуатации данного горизонта, или же определить кривую уплотнения для отдельных участков или групп участков. Определение сразу одной кривой для всей площади возможно тогда, когда продуктивность данного горизонта носит более или менее постоянный характер по всей площади эксплуатации. Для Старо-Грозненской площади это относится к горизонтам 0 и II.

Для других горизонтов приходится считаться с весьма различной продуктивностью различных частей площади. Если при таких условиях строить непосредственно кривую уплотнения для всей площади, то она будет непоказательной, ибо характер ее будет зависеть от вовлечения в хронологическом порядке в эксплуатацию более или менее продуктивных частей площади.

Построение кривых отдельно для каждого участка, со средней площадью в Старо-Грозненском районе в 10 десятин, оказывается, помимо сложности этой работы, несоответствующим в виду того, что здесь слишком велика зависимость кривой уплотнения от хода работ на соседних участках. При отсутствии работ на данный горизонт в пределах соседних участков кривая уплотнения будет, очевидно, гораздо положе, чем в том случае, если параллельно с разработкой данного участка будет, вестись интенсивная эксплуатации соседних участков.

Поэтому мне пришлось после ряда неудачных попыток построения кривых уплотнения по только что упомянутым двум принципам остановиться на третьем, именно – на построении кривых отдельно для нескольких групп участков, на которые распадается вся площадь эксплуатации данного горизонта. При группировке участков следует руководствоваться, по мере возможности, помимо их территориального положения, одинаковой более или менее продуктивностью и одновременным началом эксплуатации входящих в состав группы участков.

Построив кривые для отдельных групп, легко уже построить по полученным таким образом, данным общую кривую уплотнения для всей площади эксплуатации данного горизонта.

Должно отметить, что для получения соответствующих цифр для общей кривой берутся не просто средние арифметические цифры частных кривых, а принимается во внимание площадь, занимаемая участками каждой данной группы, и вводится соответствующий коэффициент.

Само построение кривых уплотнения производится следующим образом: определяется средняя производительность первого года эксплуатации для того количества первых в хронологическом порядке скважин, которое соответствует для данной площади плотности: 1 скважина на 10 десятин; затем проделываем то же по отношению к следующей, опять таки в хронологическом порядке, группе скважин, соответствующей плотности в 2 скважины на 10 десятин и т. д. Откладывая соответствующие цифры по осям ординат, и получим искомую кривую, характеризующую изменение цифры средней начальной годовой добычи скважин по мере их уплотнения в пределах площади.

Должно оговориться, что получаем, конечно, собственно не кривые, а обыкновенные графики, ограниченные ломаными линиями, по которым уже вычерчиваем согласно сказанному ниже некоторые средние кривые. Называем же эти графики кривыми согласно тому, как это делают американские геологи по отношению к применяемым ими графикам.

Построенные таким образом кривые для всех 5-ти горизонтов помещены на таблице.

Изучая эти кривые, мы видим, что в большинстве случаев; систематическое, падение цифры средней начальной годовой продуктивности скважин начинается не ранее момента уплотнения до 3-х – 4-х скважин на 10 десятин. После же этого начинается довольно постоянное падение этой цифры, что позволяет, построив некоторую среднюю кривую, повинующуюся известным законам; продолжить ее за пределы наших кривых, которые мы в дальнейшем, в отличие от средних, будем называть фактическими кривыми. Средняя кривая строится таким образом, чтобы она совпадала с начальной и с последней точками фактической кривой, в остальной же ее части сумма отрезков, характеризующих ее превышений над фактической кривой, равнялась сумме отрезков, так сказать, отрицательных по отношению к этой последней.

Построив такую кривую, мы можем прежде всего определить максимальное уплотнение скважин, допустимое для данной площади. Именно, мы выбираем на нашей кривой уплотнения точку, которая соответствует той минимальной добыче экономических условиях для данного горизонта. Затем смотрим, какому количеству скважин на 10 десятин соответствует эта точка. Это и есть искомая цифра. Для нас важно определение этой точки, соответствующей минимальной экономически выгодной начальной годовой производительности скважин, ибо, найдя ее, мы определяем по ограниченному ею отрезку кривой искомую общую годовую производительность скважин в первый год их эксплуатации при максимальном их количестве в пределах 10 десятин. Эту цифру получаем, суммируя в ограниченных указанной точкой пределах отрезки ординат, соответствующие, как мы уже знаем, средней продуктивности первого года эксплуатации 1-й, 2-й и т. д. скважин на 10 десятинах.

Покончив таким образом с первой частью задачи, переходим к определению изменения средней годовой производительности скважин с течением времени их эксплуатации. Определяем это изменение в процентах от добычи первого года эксплуатации.

С этой целью строим по имеющимся статистическим данным кривые, которые в дальнейшем будем называть хронологическими кривыми.

Для построения этих кривых, принимаем за 100 среднюю годовую производительность всех скважин данной площади в первый год их эксплуатации, а затем выражаем в процентном отношении цифры годовой производительности тех же скважин во 2-й год эксплуатации, затем в 3-й и т. д. Полученные цифры откладываем по осям ординат.

Кривые эти могут строиться либо для всей площади данного горизонта сразу, либо сначала для отдельных групп участков. Соблюдение этого последнего правила не имеет для хронологических кривых того значения, какое оно имеет для кривых уплотнения.

На таблице II мы имеем хронологические кривые для 5-ти горизонтов Старо-Грозненской площади. Мы видим, что здесь падение добычи начинается с первого года эксплуатации и фактические кривые весьма близко подходят к средним, построенным по тому же принципу, что и средние кривые уплотнения. Это позволяет и здесь продолжать кривые за пределы построения на основании фактических данных.

Построение хронологической кривой для данного горизонта позволяет определить среднюю цифру максимального количества лет эксплуатации скважин, разрабатывающих этот горизонт. Цифра эта получается комбинированием данных хронологической кривой и кривой уплотнения соответствующего горизонта. Имея на второй кривой цифру минимальной добычи первого года эксплуатации при максимальном количестве скважин и определяя на основании экономических соображений минимальную выгодную цифру добычи в последний год эксплуатации скважин, мы можем подсчитать в процентах отношение второй цифры к первой. Определенная согласно с полученным результатом точка на хронологической кривой и укажет нам максимальное экономически выгодное число лет эксплуатации средней скважины. Суммируя в ограниченном определенной только что точкой отрезке кривой ординаты, выражающие, как мы, знаем, процентные соотношения средних цифр производительности скважин в последующие годы эксплуатации к соответствующей цифре первого года, получаем искомое выражение процентного соотношения всей средней добычи скважин за все время их эксплуатации к цифре добычи первого года эксплуатации.

Имея таким образом в руках, во-первых, определенную выше цифру добычи с 10 десятин в первый год эксплуатации максимально допустимого количества скважин и, во-вторых, только что полученную цифру общей производительности скважин за весь период их эксплуатации, выраженную в процентах добычи первого года, мы простым умножением определяем искомую цифру общей максимальной экономически выгодной добычи с 10 десятин.

Помножив полученную цифру на количество десятин площади эксплуатации, разделенное на 10, мы получим искомую цифру запаса нефти в данном горизонте, точнее говоря, – того количества нефти, которое при данных экономических условиях может быть с выгодой получено.

Применяя предлагаемый мною метод подсчета, надлежит обратить внимание на одно важное обстоятельство. Именно, на производство подсчета на основании одной общей кривой уплотнения для всей площади эксплуатации данного горизонта в том случае, если во-первых, продуктивность площади носит непостоянный характер и, во вторых, площадь фактической эксплуатации составляет лишь часть площади возможной эксплуатации, для которой производятся подсчеты запасов. Для Старо-Грозненской площади это относится к III и IV горизонтам. Уже указывалось выше, что в этом случае общая кривая строится по кривым для отдельных групп участков. При этом соответствующие цифры кривой множатся пропорционально числу десятин в данной группе и затем уже берутся средние цифры, которые и служат для построения общей кривой. При таких условиях эта последняя отражает довольно полно условия эксплуатации всей площади, для которой удалось построить частные кривые эксплуатации. Чтобы приложить полученную кривую ко всей возможной площади эксплуатации данного горизонта, включая и слабо эксплуатируемые, и вовсе 4 незатронутые разработкой земли, необходимо, чтобы средняя ценность этих последних, определяемая на оснований общих геологических соображений, соответствовала ценности площади первой категорий. В противном случае придется ввести известный коэффициент.

В заключение настоящей главы следует отметить, что в результате наших подсчетов, конечно, получается; как мы видели, собственно не цифра запасов заключенной в данном районе нефти, а то количество нефти, которое может быть при определенных экономических условиях с выгодой извлечено из недр. Но должно отметить, что и при подсчете запасов твердых полезных ископаемых также почти всегда определяется не полное количество ископаемого в данном месторождении, а лишь запас в той части или частях месторождения, эксплуатации коих представляется в данное время выгодной. Принимаются, как известно, в расчет лишь пласты и вообще залежи известной минимальной мощности; далее в рудных запасах ограничиваются подсчетом запаса руд с определенным минимальным содержанием металла и т. п. Таким образом, существенной разницей с этой точки зрения между подсчетами ресурсов нефтяных и прочих месторождений не имеется.

Результаты подсчета запасов нефти в Старо-Грозненской площади.

Как уже отмечалось, подсчет запасов производится отдельно для каждого из 5-ти горизонтов.

Подсчет запасов горизонта 0. Эксплуатации этого горизонта буровыми скважинами производилась на незначительной площади в 53 десятины в центральной части района, несколько юго-восточнее площади обнажения пластов горизонта О, где разработка этих последних производилась при помощи колодцев. Кривая уплотнения и хронологическая (табл. II) строятся непосредственно для всей площади.

Как видим, обе кривые, особенно же хронологическая, носят довольно постоянный характер и близки к средним, кривым, что позволяет легко пользоваться этими последними, продолжив их за пределы фактических данных, заканчивающихся для первой кривой на плотности 7 скважин на 10 десятин, а для второй 9-м годом эксплуатации.

Определяем максимально допустимое уплотнение скважин в 12 на 10 десятин, задаваясь минимальной добычей первого года эксплуатации в 45 тыс. пудов. Среднее число лет эксплуатации определяем в 12; задаваясь минимальной добычей последнего года эксплуатации в 3.600 пудов или в 8% добычи первого года.

По кривой уплотнения получаем добычу с десяти десятин в первый год эксплуатации 12 скважин в 4.157.000 пуд. При 12 годах эксплуатации получаем по хронологической кривой, что общая добыча составит 436% добычи первого года или: 4.157.000 X 4,36 = 18.124.000 пудов.

Вся площадь в 53 десятины дает:

18.124.000 X 5,3 = ∞96.057.000 пудов.

Добыто до 1916 г. включительно 31.636.000 пуд.

Остаётся: 64.421.000 пудов.

Подсчет запасов горизонта I. Как видно из прилагаемой карты, имеются две площади эксплуатации горизонта I – западная в 64 десятины и восточная в 175 десятин, расположенные по обе стороны от района обнажения пластов горизонта О. Были построены первоначально отдельно обе кривые для каждой из двух площадей, а затем уже построена общая кривая. Производительность обеих площадей носит различный характер. В восточной в первых скважинах она много выше, чем в западной. Зато кривая уплотнения восточной площади понижается значительно быстрее кривой западной площади.

Общие кривые, вычерченные по данным частных кривых, отличаются следующими особенностями:

Кривая уплотнения резко понижается ко второй степени уплотнения (здесь, как и во многих ниже, под 2-й, 3-й и т. д. степенями уплотнения подразумевается точки кривой, соответствующие уплотнению в две, три и т. д. скважины на 10 десятин), затем некоторое время держится приблизительно на одном уровне; более резко понижается к 6-й степени уплотнения и далее приобретает сравнительно постоянный, постепенно понижающийся характер. Хронологическая кривая обнаруживает перелом к 3-му году эксплуатации, где она изменяет резкое падение производительности на значительно более медленное.