Як інноваційно збільшити видобуток вуглеводнів

У найближчому майбутньому України виникає практична необхідність у прямопошукових напрямах подальших пошуково-розвідувальних робіт на основі картувальних ознак, об'єднання фундаментальних і практичних досліджень щодо нафти і газу, які ґрунтуються на аналізі газогеохімічних відбиваючих сигналів вуглеводневих покладів-накопичень.

Цікаво, як це відбувається і може відбуватися?

З метою підвищення ефективності пошуків під час сейсморозвідувальних робіт, а інколи і перед ними необхідно здійснювати прямі газогеохімічні дослідження. Розрізнені окремі види цих досліджень не можуть якісно замінити сейсморозвідку в нових модифікаціях і параметричне буріння. Увесь цей обсяг робіт має бути комплексним.

За результатами створеної нами прямопошукової комплексної структурно-термо-атмо-гідрогеохімічної технології (СТАГГТ) було розроблено та впроваджено рекомендації щодо оцінки пошуків традиційних і нетрадиційних нафтогазоперспективних об'єктів.

Принципова схема технології СТАГГД на пошуки вуглеводнів

Технологія СТАГГТ є експресною та високоефективною, що дає можливість її швидкої адаптації при вирішенні відповідного конкретного завдання комплексного вивчення нафтогазових об'єктів.

Метою структурно-термо-атмо-гідрогеохімічних досліджень є виявлення та картування прямопошукових вуглеводневих сигналів від покладу.

Успішність технології забезпечується спеціально розробленими технічними засобами, що дають можливість виконувати на високому рівні експедиційні роботи як на суходолі, так і в морських акваторіях. Новизну, оригінальність розробок захищено численними патентами, підтверджено актами впровадження.

Патент на корисну модель - Спосіб прогнозування родовищ корисних копалин

Результати прогнозно-пошукових робіт на вуглеводні на більш як 150 обстежених об'єктах України (суходіл, море) підтвердили правомірність концепції та ефективність досліджень на традиційних і нетрадиційних родовищах континентальних прогинів, астроблемах морських акваторій, а також вуглепородних масивів з коефіцієнтом успішності майже 100%.

Як сказано вище, у процесі впровадження СТАГГТ починаючи з 2000 р. у рамках фундаментальних і прикладних розробок виконано понад 150 договірних робіт, проведено 14 морських експедицій, видано рекомендацій по 36 структурах морських акваторій. Уперше в Україні здійснено дослідження на глибоководних Британських структурах (український сектор Чорного моря) з глибинами понад 800 м. На всі без винятку роботи є позитивні акти впровадження. За ініціативою Інституту газу для Кабміну було підготовлено варіанти інтенсифікації нарощування енергетичного потенціалу України.

Морські роботи в акваторії Чорного моря

Такі дослідження ми плануємо здійснювати на нових неопошукованих об'єктах - науково-методичних полігонах на шельфі та морських акваторіях:

- північно-західна частина Волино-Подільської плити - Ковельський виступ;

- північно-західна частина Дніпровсько-Донецької западини - Чернігівська область;

- південь України - Передбужжя, Причорноморська западина, шельфові зони річкових дельт-каньйонів.

Крім того, в рамках фундаментально-прикладних досліджень уперше в Україні надійно обґрунтований комплекс критеріальних ознак на видобуток вуглеводнів у кристалічних породах астроблем - імпактних структурах.

Аналіз результатів проведених комплексних досліджень будови та перспектив нафтогазоносності імпактних структур (астроблем) України, а також врахований міжнародний досвід розвідки й експлуатації нафтогазоносних структур США і Канади, де всі опошуковані на вуглеводні астроблеми нафтогазоносні не тільки в осадових відкладах, а й у кристалічних породах (Еймс, Ньюпорт), дали надійне підґрунтя пошукових досліджень на вуглеводні.

Багрій Ігор Дмитрович на міжнародному форумі по інноваціям Київ 2019 рік

Головними об'єктами були такі імпактні структури: Бовтиська, Оболонська та Ротмистрівська. А також Олешківська кільцева структура, яку згідно з проведеними нами дослідженнями (Причорноморський схил) також є підстави розглядати як можливу нафтогазоносну імпактну структуру.

Як першочерговий об'єкт для виконання цілеспрямованого пошукового буріння пропонується Бовтиська структура, де розвідане родовище горючих сланців із затвердженими запасами близько 4 млрд т. Сланці можуть бути використані як паливо для електростанцій і промислового вилучення вуглеводнів (майже 800 млн т сирої нафти або 2,7 трлн кубометрів горючого газу). Також там можуть бути виявлені значні запаси нафти.

Підраховані прогнозні ресурси сланцевого газу Ротмистрівської астроблеми становлять 3,2 млрд кубометрів. Середня потужність сланцевого горизонту перевищує 100 м.

Одержаний значний картографічний і фактографічний матеріал за дослідженнями СТАГГТ, згідно з критеріальними ознаками, дав можливість виокремити у межах імпактних структур та їх обрамлення вірогідні ділянки, перспективні для пошуки нафти і газу з подальшою промисловою розробкою.

Імпактні структури (астроблеми) потрібно розглядати як нетрадиційні джерела енергетичної сировини - нафти і газу. Розвідка та експлуатація таких джерел дасть змогу в найкоротші строки значно наростити енергетичний потенціал і, відповідно, зміцнити національну безпеку країни.

Найбільш перспективними на виявлення покладів вуглеводнів промислового значення за результатами прямопошукових досліджень вважаємо такі імпактні структури України: Бовтиська, Ротмистрівська та Оболонська.

З урахуванням великого світового і напрацьованого власного досвіду щодо нафтогазоносності імпактних структур на основі впровадження новітніх технологій група провідних фахівців нафтогазової галузі підготовила та направила звернення до владних структур України: президенту В.Зеленському, прем'єр-міністру О.Гончаруку, міністру енергетики О.Оржелю, президенту НАН України Б.Патону щодо впровадження на астроблемах України цілеспрямованих комплексних досліджень, ефективність яких було доведено на традиційних і нетрадиційних об'єктах України. Це дасть можливість за 3–5 років довести видобуток вуглеводнів до 30–40 млрд кубометрів і зміцнити енергетичну незалежність України.

Крім вищезгаданих напрацювань, з використанням значного обсягу наукових фундаментальних і прикладних досліджень уперше в рамках розробленої та виконаної технології СТАГГТ була обґрунтована "Нова пошукова технологія водневих скупчень і прогнозу геодинамічних явищ".

Однією з провідних проблем сучасності, перш за все розвитку наукового прогресу, є зміна парадигми щодо використання існуючих енергетичних джерел, які спричиняють незворотні руйнівні процеси в навколишньому середовищі і призводять до глобальних, майже незворотних техногенних явищ і природних катаклізмів, незважаючи на досить витратні природоохоронні заходи. Потрібні новітні підходи до пошуків екологічно чистих енергетичних джерел.

Практично всі перелічені процеси тісно пов'язані з наростаючим використанням, яке не відповідає сьогоднішнім запитам розвитку прогресу, морально застарілих енергетичних джерел, їх видобутком та експлуатацією.

Таким чином, очевидно, що воднево-енергетична революція може докорінно змінити основи світової енергетики й екологічну ситуацію майбутнього. У зв'язку з цим обґрунтування і постановка робіт з оцінки перспектив виявлення промислових скупчень ендогенного водню в літосфері мають здійснюватися в рамках наукових досліджень при сприятливих інноваційних умовах.

У процесі виконаних багаторічних фундаментальних і прикладних досліджень на пошуки вуглеводнів за технологією СТАГГТ, де складовими були гелій і водень, нами вперше було розроблено нову високоефективну прямопошукову технологію на основну складову вуглеводнів - водень, картувальні ознаки промислових концентрацій традиційних і нетрадиційних об'єктів суходолу, морських акваторій, вуглеводнів шахтних полів.

Отримані в процесі досліджень результати на майже 200 нафтогазоносних об'єктах, а також залучення результатів буріння промислових свердловин дали змогу здійснити перші випробувальні експерименти по картувальних ознаках водневих скупчень у рамках генерації енергетичної сировини.

Однією з найважливіших проблем при вирішенні поставленого нами завдання на основі створеної технології була така: де знайти та закартувати доступні промислові концентрації вуглеводнів, а також їх головну складову - водень? Детальні площові атмо-газогеохімічні зйомки в рамках нової пошукової технології СТАГГТ дозволили закартувати наявність аномальних ділянок водневих і гелієвих концентрацій, які у сотні і більше разів перевищують фонові значення.

Крім того, був зібраний унікальний фактичний матеріал і закартовані нафтогазоносні свердловини з промисловими концентраціями водню і гелію (від 1 до 30%). Сьогодні нами розробляються апаратурні комплекси, що дадуть можливість шляхом сепарації видобувати водень для його накопичення, що дозволить зрештою запропонувати його як альтернативне екологічне джерело ХХІ ст.

Такі ділянки за їх ураганними концентраціями становлять безсумнівний пошуковий інтерес не тільки як феномени енергетичного джерела, а і з погляду унеможливлення небезпечних процесів для прийняття оперативних рішень про безпеку в зонах розвитку бурових робіт і діючих шахтних полів.

У контексті воднево-енергетичної тематики нами були розглянуті небезпечні геодинамічні явища (ГДЯ) у місцях можливого скупчення-генерації водневих і метанових газів як детонаторів геодинамічних явищ у шахтних виробках (у зонах розвитку шахтних полів і безпосередньо виробничих лав), які нині традиційно служать маркерами вибухонебезпечності і викликають значні руйнування в замкнутих шахтних просторах, що призводять до матеріальних втрат, зупиняючи на тривалий період виробничі цикли, а головне, до значних людських жертв.

Здебільшого газовий контроль у шахтних виробках України, а також у світовій практиці пов'язаний із фіксацією метану. У разі підвищення до критичних позначок концентрації метану спеціальні фіксатори - датчики мають сповіщати сигналами про вибухонебезпечні процеси і відключати шахтне обладнання від енергетичних джерел, що унеможливлює катастрофічні викиди.

Виконаний аналіз вибухонебезпечних процесів ГДЯ на шахтах України, Росії, Польщі і Чехії свідчить про те, що аварійні вибухонебезпечні процеси виникали за повної відсутності попереджувальних сигналів про метанову небезпеку.

Проведені нами протягом останніх років дослідження в зонах розвитку аварійних процесів шахтних полів (Томашівська площа, Лисичанські куполи, що включали шахти ім. Капустіна, "Привільнянська", "Новодружівська", "Томашівська Північна", "Томашівська Південна", діючі шахти ім. Засядька, "Краснолиманська" в Донецькому басейні, а також шахти "Степова", "Лісова" у Львівсько-Волинському басейні) допомогли встановити, що можливими причинами геодинамічних явищ стали не раптове розкриття метаноносних резервуарів і надходження значних обсягів метану в шахтні виробки, а проходження виробками аномальних ділянок підвищеного вмісту водню, що надходить у вуглепородний масив як вуглеводнева складова. Такі висновки отримано нами при опрацюванні значного фактичного матеріалу за результатами площових і детальних профільних газо-геохімічних зйомок як у робочих просторах, так і на проекційних територіях поверхні шахтних полів.

Картування вибухонебезпечних зон і прийняття рішень щодо дегазаційного буріння пропонується здійснювати за результатами випереджаючих детальних площових і профільних геохімічних зйомок приповерхневих проекцій виробничих лав згідно із запропонованою пошуковою технологією.

Отже, дослідження за прямопошуковою технологією СТАГГТ актуальні і мають чітко виражену інноваційну складову, важливу для модернізації української економіки та її сталого розвитку.