книги / Морская нефть. Развитие технических средств и технологий

море, поднимаясь под водою вверх изо дна оного...» [25]. Академик Г. В. Абих в 1848 г. писал: «За несколько дней перед сим я открылвбакинскомзаливе обширную группугазовых ис­ точников, освобождающихгорючийгаз стакой силой и втаком количестве, что вблизи них едва может двигаться лодка» [1]. В 1859 ив 1861 гг. Г. В.Абихописалморскоенефтяное месторож­ дение «Нефтяные Камни», приложив.схемурасположения кам­ ней [1, 25]. Академик К. М. Бэр, посетивший южную часть Каспия, описал в 1885 г. «извержение нефти» из моря [19]. В 1898 г. геологН. И. Лебедев представилзапискуидвагеологи­ ческих разреза о нефтеносности площади, покрытой водами Биби-Эйбатской бухты [25]. В 1904 г. геологД. В. Голубятников убедительнодоказалпростирание нефтеносных слоев поддном бухты, опубликовавгеологическую картуБиби-Эйбата [25].

В Калифорнии запирсамиСанта-Барбарывпервые нефтьиз морских скважин добыли в 1894 г. [106]. Бурение в открытом море былоначато с 1897 г. неглубокими скважинами (до 1000 м) вприливнойполосеТихогоокеанав Сомерланде. Буровые выш­ киустанавливалинадеревянных сваяхбез защитных шахт исо­ единяли с берегом посредствомлегких деревянных пристаней. Производительностьскважиннепревышала 1 —2баррелявдень. Во время сильного шторма в 1899 г. во многих скважинах, не имевших защитныхшахт, колонныбыли сломаныиморская водапопалавнутрьскважин [106]. Морскаядобыча нефти втот момент времени не могла соперничать с интенсивнойдобычей на суше, и предприимчивые американские нефтепромышлен­ ники отказалисьотнее.

В1896 г. горный инженер В. К. Згленицкий обратился

вУправлениегосударственнымиимуществами Бакинской губер­ ниииДагестанскойобластиспрошениемоботводеемудвухуча­ стков подразведкунанефть, которую онпредполагалпроводить

свышек, сооружаемых в открытом море. [6] Прошение было отклоненоназваннымуправлением, сославшимсянато, чтоморе и морское дно не состоят в его ведении. Вследствие этого В. К. Згленицкийподалпрошение наимяминистра земледелия и государственного имущества. В своем прошении он указывал, что вопрос открытия новых нефтяных районов весьма важен для бакинскойнефтянойпромышленностиичто, поегомнению, дно Каспийского моря может быть одним из таких районов.

На это прошениетакже последовалотказ натом основании, что «земли, занятые морем, могутбытьпредоставляемы частным ли­ цам неиначекакпоособым привилегиям» (ЦГИАЛ; ф. 37, оп. 70, д. 73, стр.З). Одновременно былоотклоненоаналогичноепроше­ ние горногоинженера Хатисова.

В своем новом прошении наимя министраВ. К. Згленицкий указывал, что с точки зрения современной техники разведка морскогоднане представляетникакихзатруднений, кромеболь­ шей их стоимости по сравнению с разведками, производивши­ мисянасуше.

Горный департамент, на отзыв которому было послано последнее прошение, не смог оценить по достоинству смелую мысльВ. К. Згленицкого и, сославшисьна рядпричин (высокая себестоимостьнефти, добываемойбурением морскогодна, вред для рыболовства и прохода судов, опасность фонтанов и др.), рекомендовалотказатьВ. К Згленицкомувегопросьбе.

Вместе с тем, однако, Горный департамент вынужден был признать, чтотаккакдноКаспийскогоморяблиз Бакупредстав­ ляется по всем вероятиям нефтеносным, то в видах будущего былобы весьмажелательно, соднойстороны, выяснитьстепень нефтеносности морскогодна, асдругой—проверить опытным путемтехническую возможностьдобычи нефти иэкономичес­ киеусловиятакогоспособаэксплуатации. Вследствиеэтогобыло решено, что этот вопроснеобходимо подвергнутьболее подроб­ нойразработке.

Врезультате этогорешения Кавказское горноеуправление

в1897 г. передало вопрос о добыче нефти надне Каспийского

моря на обсуждение технической комиссии по охранению Бакинских нефтяных промыслов, а инженеру управления Н. И.Лебедевубылопорученособратьи доставитьданныео неф­ теносностиднаучастка, прилегающегокАпшеронскойбухте.

10 февраля 1898 г. Н. И. Лебедев представилзаписку и два геологических разреза, на основании которых вопрос о нефте­ носностибылрешенположительно.

Техническая комиссия в 1898 г. признала необходимость использования нефтеносного морскогоднадлядобычинефти, однако потемже причинам, что и Горныйдепартамент, сочла нецелесообразным осуществление морского бурения, указав, что «втехчастях морскогодна, где геологическими исследова­

ниями установлено уже присутствие нефти и где наличность нефтяныхпромысловне причинитвредарыболовствуисудоход­ ству, добычанефтиможет бытьдопущена, ноне непосредствен­ носповерхностиморя, а после засыпки землей» (ЦГИАЛ, ф. 37,

оп. 66, д. 599, с. 4).

Для обращения поддобычунефти прибрежной полосы Кас­ пийского моря в Бакубыла образована специальная комиссия. В. К Згленицкийеще разделает попыткупровести вжизнь свою идею. Ондобиваетсязаслушиванияуказаннойкомиссией своего проекта.

29 июля 1900 г. В. К. Згленицкийна заседаниикомиссии под­ робно доложил о разработанной им методике и технике раз­ ведки морского дна бурением. Проект в общих чертах преду­ сматривал(ЦГИАЛ, ф. 37, оп. 66, д. 599, с. 5, 6):

1) установкубуровыхвышекнасваях;

2)прочную наружную и внутреннюю обшивку вышки

инепроницаемый помост, возвышающийся над уровнем моря не менее 12 футов, с целью получения возможности спускать самотеком добываемую нефть спомоставбаржи.

Дальнейшееоборудованиевышки, согласнодокладуВ. К. Згленицкого, заключалосьвследующем: кругом покраямнепроницае­ могопомоставозвышаетсянепроницаемыйже бортвысотойпри­ близительно4 фута, азабортом имеетсянеширокаяпанельспери­ ламии, крометого, ниже, навысотегоризонтаводы, — другаяспа­ сательнаянеширокаяпанель, скоторой вслучаепожара рабочие

могли бы садиться в лодки или, надев круги, бросаться в море. Обепанелисоединяютсямеждусобойжелезнойилиобшитойже­ лезомлестницей. Непроницаемыйбортсоднойиз сторонвышки делается на известном протяжении на 1фут ниже, снабжается наклоннойплоскостью ввидежелобаипредназначаетсядляспуска нефтивслучаефонтана. Фонтаннаянефтьнакапливаетсянаполу вышкивместеспеском, какбы вбольшом амбаре, изатемперели­ вается в виде каскада через низкую часть борта (порог) прямо вбольшую (200тыс.пудов)баржу. Пол, борта, панели, перилаивыс­ тупающиенадуровнемморясваивцеляхбезопасностиотпожара обшиваютсятолстым листовым железом. Каждая вышка снабжа­ ется спасательными кругами и спасательными нагрудниками и, кроме того, для каждойвышкиили, по крайней мере, каждого промысладолжнабытьпредусмотрена спасательнаялодка.

Устанавливатьвышки В. К. Згленицкий предлагалправиль­ нымирядамисоставлением междунимидляпроходасудовдеся­ тисаженных каналов. На однудесятинуонрассчитывалпоста­ вить 24 вышки. Буровые работы следовало вести при помощи электрической силы. Для предотвращения проникновения вскважинуводы предполагалосьустроитьшахтув видежелезно­ го кессонастампонажем внизу. Нефть, получаемую из скважин, предполагалось принимать на обыкновенные наливные суда

иотвозитьк нефтянымамбарам, устроеннымвудобном месте. На случай фонтанов В. К. Згленицким быласпроектированаже­ лезная баржа, которая могла вместитьдо200 тыс. пудовнефти, снабженная сильныминасосами, подъемным краном иприспо­ соблениями для регулирования фонтанов. Баржа эта должна была служитьпосредникоммеждуфонтанирующейскважиной

иналивнымисудами.

Как видно, проект былпродуман В. К. Згленицким чрезвы­ чайно тщательно. Однако все это настолько противоречило установившейся практике, чтокомиссиятакже, каки предыду­ щие, высказаласьпротив эксплуатацииморскогоднаспомощью надводныхустройств.

Таким образом, В. К. Згленицкому, не получившемунипод­ держки, ни даже разрешения, провести в жизнь свой проект неудалось.

Проблемаиспользованиянефтяныхзалежейподдном моря, однако, продолжала оставаться, и вдальнейшем было сделано еще несколько попыток разрешить ее. Особый интерес пред­ ставляетподанное24 ноября 1905 г. ходатайствоИ. С. Заковенко направоразведокиразработкунефтипоегоспособувКаспий­ ском и другихморях (ЦГИАЛ, ф. 37, оп. 66, д. 728). Им былизоб­ ретен кессон-понтон с собственными машинамидля плавания. И. С. Заковенко были представлены чертежи, изображающие план, продольный и поперечный разрезы кессона, и описание его. С помощью кессона-понтона, свободно передвигавшегося по морю, И. С. Заковенко предполагал осуществить добычу нефти, атакже и всевозможныхзалежей, находящихся в недрах земли, покрытой морем.

Коцовский, нарассмотрениекоторогобылданпроект, доло­ жил, что, по его мнению, добыча жидких ископаемых идраго­ ценныхкамней возможна, и полагалразрешитьИ. С. Заковенко

производство работ. Однако Горный ученый комитет, сослав­ шисьнанедостаточностьсведенийирасчетов, отказал И. С. Заковенковегопросьбе. Вторичноеходатайство, гдеИ. С. Заковенко былиданы ответы по пунктамна вопросы комитета, 7 июля 1906 г. былотакже отклонено.

Авторы умышленно сохранили практически полный текст статьиЮ.А.Анисимова [б], чтобы показать, чтоименновРоссии впервые были созданы проекты об использовании нефтяных залежейподдном моря, новсилуконсервативностичиновников онине были осуществлены. Позднее многие положения из этих проектов были использованы специалистами США, осуществ­ лявшими разработку морских месторождений Калифорнии

иМексиканскогозалива.

В1906 г. фирмой «ТовариществобратьевНобель»пробурена скважина на дне озера, расположенного около селения Кала

вместевыходагазов. Глубинаскважинысоставлялаоколо600м. На глубине около 400 м быливстречены сильные притоки газа

инебольшие притоки белойнефтиудельного веса 0,776—0,781. Заседавшие в 1898—1900 гг. комиссии признали необходимым продолжатьразработкуморскихместорождений путемзасыпки морского дна [25]. Этот вариант предусматривал засыпку мор­ скогоднатакимобразом, чтобы вновьобразуемая площадь сли­ валасьв одноцелое сприбрежной материковой полосой. Такое решение в отношении Биби-Эйбатской бухты мотивировалось тем, что она окружена высотами с большими запасами земли

икамня, которые необходимы для засыпки. Обсуждался вопрос

опостройкедамбы, соединившей бы Баилов-мыс и Шиков-мыс, с последующей откачкойводы из отгороженного пространства. Однако этотвариантбылотклонен.

Для составления проекта засыпки Биби-Эйбатской бухты был объявлен международный конкурс. К концу 1906 г. жюри

конкурсаполучило 16 проектов: изГермании— 5;изФранции— 3; из Баку — 4; из других городов России — 4. Тем не менее техническим отделом конкурса по засыпке бухты был составлен самостоятельный проект. 15 августа 1909 г. подряд­ чикиТамииДойгманначалиработы позасыпке Биби-Эйбатской бухты [25]. Сооружение каменного мола было закончено в 1912 г., послечегоначалисьработы позасыпке. В 1910 г. бакин­ ские нефтепромышленники пригласили руководить работами

по засыпке бухты П. Н. Потоцкого, который вто время руково­ дилстроительством канала Херсон—Очаков. Приняв приглаше­ ние, П. Н. Потоцкийпереехализ ХерсонавБакуипроработална засыпке бухты около 20 лет. В 1910 г. по его предложению Сор­ мовскомузаводубылзаказанкараванземлечерпательныхмашин, которые оказались готовымитолько в 1916 г. Караван состоялиз двухземлесосов мощностью по 1100 л. с., шестибуксирныхпаро­ ходов, десяти баржвместимостью 1100 м3 каждая, двухпонтонов идругихобъектов. Неуспев начатьработать, караван былпере­ правлендлявоенныхцелейнаБалтику. До 1917 г. взасыпкубухты вложили более 5 млн руб. золотом, вссего было засыпано 193 га. Засыпка, осуществленная для разработки нефтеносных горизонтов, которые залегают поддном моря в Биби-Эйбатской бухте, является единственной в мировой практике. Благоприят­ ные гидрометеорологическиеусловия вэтойакватории, атакже наличие богатейшихзалежей нефтизначительноспособствовали успешной организации нефтяного промысла на этом участке. Подтверждениемналичия значительныхзапасов нефтиявляется оценка нефтяных месторождений сточки зрения ихнасыщения нефтью, проведенная Е. Блумером. Результаты его работы показали, что Биби-Эйбат является более всего насыщенным нефтью, имея75 тнефтина 1м2 площади, Спиндле-Тол— 6т/м2, Молени— 8 т/м2, Романо-Сабунчин — только 12 т/м2, Западная Вирджиния —0,05т/м2, Пенсильвания —0,025т/м2, Канада— 0,01 т/м2.

Продолжилась засыпка бухты и после Октябрьской рево­ люции. Большой вклад в проведение работ внесли С. Киров, А. Серебровский, М. Баринов, П. Потоцкий, Ф. Рустамбеков идр. В августе 1919 г. П. Н. Потоцкийослепнаодинглаз, азатемунего стал слепнуть и второй глаз. Тем не менее П. Н. Потоцкого пригласили вернуться к работе и руководить засыпкой бухты. Работы велись круглосуточно, на каждый гектар будущей суши засыпёСш 65тыс. м3 грунта. На засыпанной территории бухты 6 ноября 1922 г. былазаложенаперваябуроваяимениА. Енукидзе. Первые стволы скважин врезались в жерло грязевого вулкана и не дали нефти. Этот факт стал серьезным препятствием на пути дальнейшего освоения бухты. Разгорелись серьезные дискуссии — бытьилине быть морской нефти. Многие специа­ листы требовалипрекращения работ, доказывая, что вулкан есть

«неизлечимый дефектместорождения», ипоэтомунефтине будет. Шли интенсивные дискуссии и на страницах технических журналов. В каждом номере журналов «Азербайджанское нефтяное хозяйство», «Нефтяное и сланцевое хозяйство», в газете «Бакинский рабочий» помещались статьи за и против засыпки. ГеологА. Меликовписал: «С целью уменьшить по воз­ можностиущерб, наносимый непроизводительным бурениемв полосе распространения вулкана, необходимо остановить работы в уже построенных, но еще не пущенных буровых». СмотрительГорногоокруга М. Бродскийтребовал: «Кроме уже остановленных скважин № 13; 12; 19 остановить еще ряд буро­ вых... Не пускать в ход ни одной буровой, расположенной на очерченном намиучастке». Бывший вто время руководите­ лем треста «Азнефть»А. П. Серебровскийиз-за серьезностивоз­ никшихразногласийвконцедекабря 1923 г. вызвал из Москвы К. П. Калицкогодляучастиявобсуждениивопросаодальнейшей

засыпкебухты [25].

Вжурнале «Азербайджанское нефтяное хозяйство» (1924 г.,

№2) былоопубликованоегозаключение: «Мы вынужденысмот­

ретьнаископаемыйвулкан бухты как на прирожденный неуст­ ранимыйдефект самого месторождения». В четвертом номере этого же журнала другой приглашенный из Москвы геолог Н. Смирнов писал: «Нельзя упрекать «Азнефть»... Можно ли былопредсказатьсуществованиеископаемого вулкана на засып­ ке?»Всеэтопривелоктому, что 1мая 1924 г. засыпкубухты при­ остановили. Буровые работы возобновились к осени 1924 г., ивскоре скважины№ 2; 5; 23; 27дали нефть с общей произво­ дительностью 50+100 тыс. пудов в сутки. В 1925 г. на старой площадиБиби-Эйбатадобыли778,8тыс. т нефти, на засыпке — 521,4тыс. т; в 1929 г. — 823,2тыс. и 1622,7 тыс. т, а в 1933 г. — 931,2 и2677,9 тыс. тсоответственно.

В прибрежнойчастиБиби-Эйбатской бухты площадью 350га (освоено300 га) добытос 1923 по 1935 гг. при разработке только одного верхнего отдела продуктивной толщины около 15 млн т нефти. В болеепозднейоценке засыпки бухты H. С. Тимофеевым и В. С. Мелик-Пашаевымуказывалось, что вследствие недоста­ точнойразведкиза оградительныммолом осталасьнефтеносная площадь, а некотораяплощадь (около 90га) засыпана напрасно [92].

1.2. НАЧАЛО ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАЗВЕДКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ВПРИБРЕЖНОЙ ПОЛОСЕ МЕКСИКАНСКОГО ЗАЛИВА

Кконцу 1920-хгг. нефтяные компании, добывающие нефть

вСША, выходят к побережью Тихого (Калифорнийский залив) иАтлантического (Мексиканскийзалив) океанов. В этотже пери­ одпроводят обследование и прибрежных районов в Венесуэле, Австралии, Колумбии, Тринидаде, Камеруне, Новой Гвинее

иНовой Зеландии. Продолжаются исследования в СССР впри­ брежной зонеАпшеронскогоп-ова, о. Сахалина, п-оваКамчатка,

врайоне озера Байкал.

Все нефтяные залежи, образовавшиеся в сравнительно молодых породах (возраст которых до 30 млнлет) [106], нахо­ дятся втропических районах. Но посколькудно океана как бы растягивается, аконтиненты дрейфуют, залежинефтиипороды,

вкоторых она находится, оказываютсядовольнодалеко оттро­ пических зон, где они образовывались: вАрктике, Антарктике или в Северномморе. Такимобразом, породы, образовавшиеся

впозднем каменноугольномпериоде вдалиоттропиков, врядли содержатнефтяные месторождения. Толькостарыепороды, воз­ расткоторыхсвыше 200млнлетиперемещения которыхподну океана поддается вычислению с помощью магнитных измере­ ний, могутбытьбогаты нефтью.

Томас Гэскелл, геолог компании «Бритиш петролеум», отмечал[130]: «... измеряя направления магнитныхполейв поро­ дах различных возрастов, находящихся натерритории Велико­ британии, можно проследить дрейф банки Доггер от экватора, где она находилась 400 млнлет назад, до ее теперешнего место­ положения на55° с. ш. Еслинефть находят, как правило, в поро­ дах, образовавшихся в тропиках, тотолькопороды надне Север­ ного моря, возраст которых составляет боле 200 млнлет, пред­ ставляютвэтом смыслеинтерес».

Геологические образования, которые могут указывать на присутствие нефти в морском ложе, называются соляными куполами; они формировались при испарении мелководных внутреннихморей. Слоиостаточныхпороднаднимиискривле­ ны, и в образовавшихся пустотах скапливается нефть. Такие

купола, располагающиесяподслоем воды толщинойболее3500м и подпластом осадочныхпородтолщиной около 5000 м, то есть на глубине более 8 км, обнаружены в Мексиканском заливе, усеверногопобережьяМарокко иуюжного побережья Порту­ галии. Досихпортакиекуполабылинайдены толькона матери­ ковом шельфе —там, где материки встречаются с океанами. Побережье Мексиканского залива сложено четвертичными (наповерхности) и третичными (глубже) отложениями, почтили­ шеннымируководящихгоризонтов [126]. Отложения эти в от­ дельныхпунктахкакбы проткнуты снизу массивами соли круг­ лого или овального сечения (соляныекупола) [63]. Диаметркупо­ ловколеблетсяотполумили до6 миль, авершина залежейиногда расположенанаглубинедо2—3 тыс. м, а иногда подходит к по­ верхности земли. Поднимаясьснизуи приподнимая пористые осадочные породы, купола создают структуры, благоприятные для скопления нефти. В большинстве случаев купола бывают перекрыты пористымиизвестняками, известными под именем «саг rock» [37], здесь часто встречаются скопления нефти,

аиногдаи залежисеры.

Вредких случаях купола обнаруживают свое присутствие легким поднятием поверхности земли, как было в случае «Spindletop» —первого соляного купола, открытого в 1901 г.

Вобщем случае их расположение не подчиняется какой-либо видимой закономерности, а поисковые работы осложнялись обширными топкими болотами, покрывающими прибрежную полосувЛуизиане. Таким образом, побережье Мексиканского залива представляло значительные трудности для проведения разведкиобычными геологическимиметодами. Началогеофизи­ ческихразведокможноотнестик 1924 г., когдафирмой «Rycade Oil Су» былоткрыткупол«Nach».

В1926 г. разведки в прибрежной полосе соляных куполов, имеющих большое значение для залегания нефти Техаса

иЛуизианы, представляли значительный интерес не столько по результатам, сколько по тому, что здесь широкое применение получили геофизическиеметоды, прочновпоследующемвошед­ шие в обиходпри поиске нефтяных месторождений. Примене­ ние сейсмографа и крутильных весов было впервые предложе­ но в Европе, но США опередили европейские и другие страны в этом отношении. Общее число геофизических инструментов,

применяемых в тот момент времени при разведке на нефть вприбрежнойполосесоляныхкуполовТехасаи Луизианы, насчи­ тывалось около сотни. Геолог компании «Гемфри» С.Джудсон в своем докладе на конференции общества,горных инженеров и металлургов в феврале 1927 г. отмечал, что вся прибрежная полоса Техаса и Луизианы шириной 70 миль и длиной от реки Гваделупы до Миссисипи была пройдена рекогносцировочной разведкой с помощью сейсмографа [10]. Ряд местностей был раз­ ведан с помощью крутильныхвесов. Результатом геофизической разведкив1926г.,комбинированнойсбурением,явилосьоткрытие четырехсоляныхкуполов [126]. КакотмечалС.Джудсон,скорость и точность сейсмографической съемки значительно увеличилась после того, как было применено радиодляизвещения о моменте взрыва. Результаты разведочныхработв 1926 г.вприбрежной по­ лосе Техаса и Луизианы расценивались под углом зрения значи­ мости геофизических методов. По мнению большинстваспециа­ листов, вся совокупность геофизических методов представляла собой наиболее обещающий путьк познанию земныхнедр. И по этойпричине 1926-й и отчасти 1925-й годы вошли в историю аме­ риканскойнефтепромышленностикакгеофизическаяэра.

Ниже показана динамика ввода новых месторождений с указанием метода, при помощи которого они были открыты (табл. 1.1) [128].

Из этойтаблицы видно, чтослучайноеоткрытие новых мес­ торождений достаточно редко происходило (15,8%), в то время как основная часть месторождений (61,6%) была открытанаос­ нове геологических и геофизических разведок. Открытие мес­ торождений методом бурения «на дикую кошку», так же как и открытие месторождений по наружным признакам, отмечает­ ся в первой четверти XX в. С 1925 г. начинаютпреобладатьмес­ торождения, открытые на основе геологических и геофизичес-

. кихметодов.

Количество геофизических партий в разных странах на де­ кабрь 1935 г. представлено [98, 99] втабл. 1.2.

Общие затраты на геофизические разведки для Америки исчислялись приблизительно в 50 млн долл., по всему миру эти расходы равнялись 100 млндолл.

К концу 1936 г. в США работало уже более 124 сейсмичес­ кихпартий, ав СССРтолько 10 [38, 105].