Залежи нефти

Несмотря на то что далеко не все считают нефть "минеральным" ресурсом, тем не менее под морем найдены такие запасы этого полезного ископаемого, что ценность их колоссальна, а перспективы их добычи грандиозны. Очевидно, что ни перед одной отраслью горнодобывающей промышленности не возникало столь серьезных проблем, связанных с разработкой морских месторождений, какие встали перед нефтяной промышленностью. В связи с этим вопросам добычи морской нефти в этой книге уделяется особое внимание.

Эксплуатация морских нефтяных скважин впервые была начата вблизи Калифорнийского побережья еще в 1899 г. (Thomasson, 1958). Нефтеносные участки в море были открыты как продолжение месторождений суши. Бурение скважин на эти залежи производилось с пирсов и искусственных островов. Некоторое время спустя серьезные усовершенствования буровой техники позволили осуществлять бурение направленных или наклонных скважин, причем буровые установки располагались на берегу. В результате оказалось возможным разбуривание морских залежей, находящихся более чем в 2 милях от берега. И тем не менее все эти методы: бурение с искусственных островов или пирсов, направленное бурение - были ограничены тем расстоянием, которое они могли эффективно проходить с берега до нефтяной залежи.

Перед началом второй мировой войны в территориальных водах Мексиканского залива Соединенные Штаты произвели бурение нефтяных скважин с плавучих установок, работающих в защищенных затонах. После войны эти методы бурения были усовершенствованы, что позволило осуществлять бурение с особых судов, работающих в незащищенных участках моря. Однако в основном все еще сохраняется зависимость от условий крепления буровой платформы на морском дне, иными словами, применение плавучих оснований в известной мере ограничено глубиной моря. И хотя, согласно предварительным проектам, намечается бурение нефтяных скважин с платформ, опирающихся на морское дно при глубинах до 600 футов, пока все еще нет серьезной уверенности в том, что эти установки будут эффективно использоваться на глубинах более 300 футов. В настоящее время подобные буровые установки эксплуатируются в водах Калифорнийского побережья на глубинах почти 200 футов, а одна установка, спроектированная для морского бурения на глубине 250 футов, находится в стадии заводского изготовления (Anonymous, 1963a).

Начиная с конца 1940 г. и в начале 1950 г. 4 нефтяные компании приняли участие в разработке усовершенствованных методов бурения нефтяных скважин со свободно плавающих установок.

Рис. 31. Первая плавучая буровая установка CUSS-I, предназначенная для бурения разведочных либо эксплуатационных нефтяных скважин. Это судно использовалось для экспериментального бурения скважин в соответствии с проектом Мохол на глубине 12 000 футов; примечательно, что некоторые из этих скважин прошли 600-футовую толщу донных морских осадков.

В результате была создана серия судов типа CUSS (рис. 31). Судно типа CUSS-I может осуществлять бурение донных морских осадков на глубинах порядка 15000 футов. Для решения одной из подготовительных фаз проекта Мохол такое судно было использовано для разбуривания 600-футовой толщи донных морских осадков на глубине 12000 футов. На рис. 32 показана более поздняя модификация подобного судна CUSS-III, при помощи которого можно разбуривать океанское дно на глубине свыше 20000 футов. Во время бурения скважин эти суда точно фиксируют свое положение в море при помощи нескольких якорей и тросов, проходящих крест-накрест от носовой и кормовой частей корабля; кроме того, для этих целей применяется система гребных винтов, соединенная с очень точным позиционным устройством, посредством которого положение судна фиксируется около осевой линии бурящейся скважины. Такая динамическая позиционная система применялась во время подготовительного бурения согласно проекту Мохол. В целом минеральные богатства глубоких частей континентального шельфа залегают в тех же условиях, что и полезные ископаемые смежных регионов континента. В тех случаях, когда в прибрежных областях встречаются нефтяные и газовые месторождения, можно ожидать, что продолжение этих месторождений будет найдено в сходных породах и структурах прилегающих участков морского дна. Например, в области открытого моря с глубинами около 100 футов близ побережья Луизианы частота нахождения продуктивных нефтеносных структур оказалась почти точно такой же, что и на смежной суше (Atwater, 1956).

Рис. 32. Буровое судно CUSS-III, представляющее собой последнюю модификацию судна CUSS-I. Это судно является самоходным; с него возможно бурение скважин при глубинах моря более 20000 футов. На корме судна имеется взлетно-посадочная площадка для вертолетов, осуществляющих перевозки людей и оборудования.

Трудно найти настолько хорошо изученную и разведанную область моря, которая могла бы сравниться в этом отношении с районом Мексиканского залива в США. Установлено, что нарушения пластов, сопровождающие образование соляных куполов, наиболее часто оказываются в этом районе той структурой, где происходит аккумуляция нефти. Пеппер полагает, что соленосные осадки, из которых слагаются купола, выстилают огромную площадь дна Мексиканского залива, простирающуюся от побережья Луизианы - Техаса до перешейка Теуантепек в Мексике (Pepper, 1958). В южной Флориде нефть была найдена в отложениях, залегающих на глубине 12000 футов. Считают, что эти слои продолжаются и в область моря, к западу от Флориды. Признаки высачивания нефти отмечались в различных участках за пределами континентального шельфа (см. рис. 27), и это дало основание многим специалистам предположить, что большая часть площади дна Мексиканского залива перспективна на нефть.

Ежегодная добыча жидких углеводородов в области Мексиканского залива возросла с 3500 баррелей в 1947 г. до более чем 40 млн. баррелей в 1956 г. В том же 1956 г. темпы бурения увеличились до 550 скважин в год, причем более 70% этих скважин оказались нефте- и газопродуктивными (Thomasson, 1958). К середине 1963 г. темпы бурения достигли 750 скважин в год, что объясняется острой необходимостью опробовать большое количество лицензий на разработку этих районов, недавно полученных от штата Луизиана. В 1962 г. нефтяная промышленность вложила более 2,5 млрд. долл. в лицензии, разведку, бурение и эксплуатационные расходы, связанные с освоением морских площадей Мексиканского залива. Лишь на оплату лицензий от штата Луизиана нефтяная промышленность израсходовала почти 500 млн. долл. При этом следует указать, что со дна Мексиканского залива уже добыто около 500 млн. баррелей нефти, а современные темпы эксплуатации превышают 150 млн. баррелей в год.

На морских площадях близ Калифорнии к 1957 г. было добыто примерно 550 млн. баррелей нефти, а в 1957 г. годовая добыча нефти составляла около 32 млн. баррелей, или примерно 10% общего количества добываемой в Калифорнии нефти (Emery, 1960).

Несмотря на то что разработка месторождений нефти в приморских районах в Южной Калифорнии ведется уже в течение почти 70 лет, лишь в недавнее время были проведены достаточно фундаментальные поисковые работы вдоль побережья Северной Калифорнии. Кроме того, подготавливаются нефтепоисковые исследования вдоль берегов штатов Орегон и Вашингтон.

Континентальный шельф Аляски является одним из грандиознейших на земном шаре. Занимаемая им площадь равна площади самой Аляски, включая более 460 тыс. кв. миль под водами Тихого океана. Большая часть континентального шельфа Аляски является потенциально нефтеносной.

За пределами США добыча морской нефти в 1963 г. составила примерно 190 млн. баррелей, причем темпы добычи быстро растут. Наибольшая часть этих количеств извлекается со дна Персидского залива, где в 1963 г. работало 10 морских буровых установок (Swain, 1963).

Помимо территории Персидского залива, разведочные работы и морское бурение ведутся вдоль побережий Ливии, Западной Африки, Нигерии, Египта, Тринидада, Британского Борнео, Суматры и Японии. Весьма перспективна на нефть и газ территория Северного моря; почти каждое государство, имеющее выход к этому бассейну, проводит широкие поисковые работы (Swain, 1963). Большое число морских нефтяных скважин пробурено также близ берегов Перу, Эквадора и Венесуэлы.

Потенциальные запасы нефти континентальных шельфов мира оцениваются в 1000 млрд. баррелей, что примерно равно нефтяным запасам прибрежных областей суши (Pratt, 1951).