Теоретические исследования в области закономерностей размещения и условий формирования скоплений нефти и газа, прогнозная оценка суши и акваторий, планирование и проектирование геологоразведочных работ немыслимы без нефтегеологического или структурного районирования и расчленения разреза осадочных толщ на нефтегазоносные этажи, комплексы, подкомплексы и т. д.

Нефтегеологическое районирование базируется на структурном районировании, в нем сосуществуют два основных принципа - “бассейновый” (И.О. Брод, Н.Б. Вассоевич, И.В. Высоцкий и др.) и “провинциальный” (И.М. Губкин, М.Ф. Мирчинк, Н.Ю. Успенская, А.А. Бакиров, С.П. Максимов, В.В. Семенович и др.). Иногда оно заменяется просто тектоническим или структурно-фациальным районированием.

Расчленение вертикального разреза нефтегазоносных и перспективных регионов основывается на различных условиях площадного распространения залежей, разном фазовом их составе в стратиграфических комплексах, на разделении региональных и зональных проницаемых комплексов соответственно региональными и зональными флюидоупорами или на анализе цикличности строения осадочной толщи (А.А. Трофимук, Ю.Н. Карогодин).

Нефтегеологическое районирование хотя и учитывает строение и особенности нефтегазоносности всего перспективного объема пород, в законченной форме представляет собой деление двухмерного пространства, а расчленение разреза - одномерного, в то время как скопления нефти и газа находятся в реальном трехмерном пространстве.

Наряду с категориями нефтегеологического районирования и расчленения разреза на нефтегазоносные комплексы в последние годы появилось понятие о направлении геологоразведочных работ, также связанное с разделением перспективного на нефть и газ пространства. Термин “направление работ” получил широкое распространение и неоднозначное толкование, что объясняется особенностями нефтегазоносности районов и условиями ведения работ. Так, например, для Терско-Сунженской области определение направлений связано, прежде всего, с расчленением вертикального разреза. Здесь в качестве основных направлений выделяют миоценовое (почти полностью реализованное), меловое (реализованное в значительной мере) и юрское (реализация только начинается). В ряде районов Урало-Поволжья, Западной Туркмении и в других регионах, говоря о направлениях работ, имеют в виду в первую очередь разные структурные элементы и зоны или элементы нефтегеологического районирования, например Прибалханская и Гограньдаг-Окаремская зоны поднятий в Западно-Туркменской впадине. Эти примеры отражают частные случаи доминирующей роли расчленения по вертикали или по площади всего перспективного объема осадочной толщи.

Более общий подход к определению направления связан с одновременной разбивкой нефтегазоносного (перспективного) пространства и по площади, и по разрезу. Методическое указание по комплексному проектированию геологоразведочных работ на нефть и газ под направлением работ рекомендует понимать “ориентирование их на определенный продуктивный или перспективный литолого-стратиграфический комплекс, горизонт в пределах одного тектонического элемента (обычно второго порядка) или обособленной структурной (структурно-фациальной) зоны” [5, с. 3].С добавлением о независимости границ направления от административных границ это определение перешло в более поздние редакции методических руководств по комплексным проектам. Однако такое понятие о направлении работ является исходным для расчленения реального трехмерного перспективного пространства (“трехмерного районирования”), но не отражает особенностей ведения геологоразведочных работ, абстрагируется от реального процесса поисков.

Поисковые работы могут одновременно и по одной методике проводиться на нескольких смежных структурах- элементах второго порядка (среднего масштаба) -и быть направлены на два (и более) смежных стратиграфических комплекса. С другой стороны, в пределах одной и той же структурной зоны, в одном и том же стратиграфическом интервале поиски разных по типу скоплений УВ могут вестись с разрывом во времени и по различной методике (хотя таких примеров немного). Простая замена элементов структурного и стратиграфического разделения на элементы нефтегеологические не позволит существенно учесть особенности проведения работ. Вместе с тем изучение специфики геологоразведочного процесса и прогноз его показателей (удельных приростов запасов, размеров вновь открываемых месторождений и др.) на перспективу требуют введения понятия, ограничивающего перспективное пространство и учитывающего особенности проведения работ, в первую очередь их возможную неодновременность, разную методику и различные технические средства.

Подход к такой трактовке направления работ содержится в понятии об “однородной геологической зоне”, “геологически однородной группе” (месторождений) или “объекте поисково-разведочных работ” Exploration play, получившем распространение в американской литературе [2 и др.], или в понятии о нефтегазоносном полигоне (НГП). Последний трактуется Ю.Н. Швембергером как “одновозрастная по основному этапу формирования чехла территория со сходными типами месторождений нефти и газа и фазовым состоянием УВ в залежах, расположенная в пределах одного или нескольких средних и реже крупного тектонических элементов или их частей в объеме структурного этажа одного и более нефтегазоносных комплексов” [6, с. 59]. НГП отличается от нефтегазоносного района, прежде всего тем, что включает только часть осадочного чехла. Ю.Н. Швембергер подчеркивает два важных свойства НГП: однородность с точки зрения условий формирования месторождений и закономерный характер открытия сначала относительно крупных, а затем более мелких месторождений.

Упомянутое в работах Г.М. Кауфмана, И. Балкера, Д. Круита, Ю.Н. Швембергера и др. требование “однородности” представляется очень важным. Неучет того, что в районе, особенно крупном, может быть несколько отличных друг от друга геологически однородных зон Exploration play (или НГП), может привести к созданию неадекватных статистических моделей геологоразведочного процесса или прогнозирования ресурсов нефти и газа.

Примером может служить предложенная К.С. Баймухаметовым и М.М. Саттаровым [1] методика определения достоверной части начальных потенциальных ресурсов нефти в районе с помощью кривых “начальные разведанные запасы - накопленный объем поисково-разведочного бурения”. Этими авторами отмечено, что кривая запасов в районах с высокой изученностью выполаживается. Экстраполяция кривой, по их мнению, позволяет графически найти асимптоту, к которой стремится кривая запасов, - прямую, параллельную оси накопленного объема бурения. Изменяющийся угол наклона кривой запасов характеризует текущую эффективность, а асимптоте соответствует на оси начальных запасов величина начальных потенциальных ресурсов.

Эта модель принципиально верно характеризует ход геологоразведочных работ на нефть и с определенными оговорками может использоваться для оценки общих ресурсов в районе, где имеется только одно направление работ, но она неправомерна для района, где их несколько, особенно когда работа по ним по тем или иным причинам ведется не параллельно, а последовательно во времени. В таком районе кривая запасов после выполаживания будет испытывать новый подъем и новое выполаживание, она будет состоять из стольких ветвей параболы, сколько направлений работ осуществляется в районе.

При обосновании методики прогноза эффективности по кривым зависимости удельных приростов запасов от степени разведанности начальных потенциальных ресурсов в районе была специально оговорена корректность методики только для случая одного направления работ [4]. На материалах поисково-разведочных работ на газ в Средней Азии [3] показано, что в крупном регионе, включающем несколько различных направлений, кривые изменения удельных приростов запасов и среднего запаса открываемых месторождений в зависимости от степени разведанности начальных потенциальных ресурсов имеют по нескольку максимумов и не могут быть практически использованы для прогноза эффективности работ на перспективу. Определение понятия “направление” при этом сформулировано не было.

Под направлением геологоразведочных работ на нефть (и газ) следует понимать совокупность однотипных месторождений (открытых и неоткрытых или предполагаемых), поиски и разведка которых ведутся по одной методике (и одинаковым комплексом технических средств), которые сосредоточены в одном нефтегазоносном этаже и в пределах одной тектонической зоны, включающей один или несколько смежных структурных элементов.

Направление как совокупность месторождений или залежей не следует противопоставлять трехмерному пространству, заключающему эти скопления. Геологическое пространство, объем стратисферы, содержащей месторождения, также следует именовать направлением работ. Важно подчеркнуть, что направление геологоразведочных работ должно предусматривать не только пространственную близость открытых и неоткрытых месторождений (залежей), нахождение их внутри определенных границ трехмерного пространства, но и характеризоваться принципиальной однотипностью месторождений, обеспечивающей возможность их поиска и разведки по одной методике и техническими средствами одного поколения. При этом единство типа строения залежей или месторождений (о типе строения всегда можно судить более определенно, чем об условиях образования скоплений) и единство методики и средств ведения поисково-разведочных работ следует поставить на первое место в определении границ направления: эти признаки контролируют объединение в одном направлении ряда смежных структурных элементов или диктуют разделение одного более крупного элемента на части, эти признаки определяют и стратиграфический объем направления.

Примерами направлений могут служить: комплекс миоценовых отложений Грозненского нефтеносного района, включающего Терскую и Сунженскую антиклинальные зоны, а также погребенные антиклинали Притеречной полосы; юрские и меловые образования (вместе) Бухарской ступени Амударьинской синеклизы; подсолевые породы северо-западной части Чарджоуской ступени и (отдельно) юго-восточной части ступени - Култакский выступ и Бешкентский прогиб (Узбекистан и Туркмения); девонские терригенные отложения в пределах грабенообразных прогибов на так называемом “юго-восточном склоне Русской платформы” (Башкирия), верхнедевонско-каменноугольные отложения биогермных структур Камско-Кинельской системы прогибов (Пермская, Куйбышевская, Оренбургская области, Удмуртская, Татарская, Башкирская АССР).

Направления как части трехмерного пространства, содержащие совокупности месторождений, могут сменять друг друга по вертикали или по латерали. Их границами при этом являются стратиграфические поверхности и границы тектонических зон. В отдельных случаях направления могут перемежаться внутри некоторого объема осадочного комплекса, например при наличии литологически ограниченных залежей, чередующихся в одном объеме с пластовыми сводовыми, требующих иной методики поисков, выявляемых и разведуемых на более поздней стадии.

Наконец, следует отметить, что помимо естественных геологических границ (простых или сложных) направления могут иметь ограничения, связанные с использованием различных технических средств. Эти ограничения могут определяться, например, глубиной размещения залежей и представлять собой горизонтальную поверхность (-4,5, -5 или -7 тыс. м) или глубинами дна моря и другими гидрографическими параметрами акваторий и иметь вид сложной вертикальной поверхности. Такое разделение естественных геологических совокупностей скоплений УВ на части “техническими” границами оправдано в тех случаях, когда проведение поисково-разведочных работ было обособлено той или иной “технической” границей и за ее пределами работы были (или будут) начаты со значительным смещением во времени.

Направление геологоразведочных работ характеризуется объемом осадочных пород, величинами разведанных, перспективных запасов и прогнозных ресурсов, объемом и другими показателями поисково-разведочного процесса.

Предложенные выше принципы разделения направлений геологоразведочных работ на нефть (и газ) весьма просты. Для контроля можно предложить статистические критерии правильности определения объема направления.

1. Зависимость начальных разведанных запасов направления от накопленного объема поисково-разведочного бурения должна аппроксимироваться функцией вида

и характеризоваться графиком, имеющим в первом приближении вид одной ветви параболы ( рис. 1 , А), где у - начальные разведанные запасы, х - накопленный объем бурения, а - объем работ, затраченный от получения первого прироста запасов до достижения максимальной эффективности; b - объем, затраченный до получения первого прироста; с - начальные потенциальные ресурсы. Появление после выполаживания кривой нового подъема указывает на несоблюдение требований, предъявляемых к одному направлению (см. рис. 1 , Б).

2. Зависимость удельных приростов запасов (эффективности бурения) от накопленного объема должна аппроксимироваться функцией вида

,

а зависимость эффективности от степени разведанности начальных потенциальных ресурсов (отношения начальных разведанных запасов к начальным потенциальным ресурсам) - функцией вида или и характеризоваться графиком с одним максимумом ( рис. 2 ). В случае последней из упомянутых зависимостей максимум эффективности соответствует обычно 15-25 % разведанности начальных потенциальных ресурсов [3, 4]. Если сглаженная (например, по пятилетним периодам) кривая эффективности имеет два и более максимума, требования, предъявляемые к одному направлению работ, не соблюдены ( рис. 3 ).

3. Для направления статистически закономерно также открытие крупных месторождений в первый период поисково-разведочных работ и более мелких в последующий [6], при этом средние запасы открываемых по периодам месторождений в пределах одного направления в зависимости от степени разведанности характеризуются функцией, близкой к зависимости удельных приростов от разведанности, и соответственно сходным графиком.

Направление может включать в себя от нескольких десятков до многих сотен месторождений. В редких, нетипичных случаях направление исчерпывается единицами месторождений.

Помимо обычных направлений иногда могут быть выделены генерализованные. Под последним и следует понимать совокупность направлений, поисково-разведочный процесс в которых развивается аналогично. Иначе говоря, генерализованные направления, охватывая крупные объемы нефтегазоносных пород, например нефтегазоносные провинции в целом, включая в себя тысячи месторождений, удовлетворяют изложенным выше статистическим критериям. Возможность рассматривать нефтегазоносную провинцию или бассейн как единое генерализованное направление возникает при оптимальном проведении геологоразведочных работ в крупном районе: при одновременности поисков на всех частных направлениях или при переходе от одного направления к другому в последовательности и в сроки, обеспечивающие максимальную общую эффективность; с другой стороны, это позволяет моделировать поисково-разведочный процесс для крупного района в целом. Примерами таких генерализованных направлений могут служить палеозойские отложения Волго-Уральской провинции в целом, мезозойские породы Среднеобской нефтегазоносной области.

Внедрение понятия о направлении важно, прежде всего, при использовании математического моделирования поисково-разведочного процесса с целью прогноза показателей геологоразведочных работ на перспективу. Моделирование геологоразведочного процесса не в объеме направления, а в пределах административной области или единицы нефтегеологического районирования, как указывалось, может оказаться некорректным и привести к крупным просчетам. Направление геологоразведочных работ - также оптимальный объект для количественной прогнозной оценки при использовании любой из модификаций метода геологических аналогий или историко-статистических методов, связанных с моделированием геологоразведочного процесса. Только для применения генетических (геохимических) методов количественного прогноза нефте- и газоносности направление работ не может быть использовано в качестве объекта подсчета. Обособление направлений работ чрезвычайно важно, наконец, для рационального планирования и комплексного проектирования геологоразведочных работ на нефть и газ.

Появление и внедрение понятия о направлении геологоразведочных работ ставит задачу внесения корректив в нефтегеологическое районирование (как районирование двухмерного пространства) с целью приближения его к нуждам планирования и проектирования поисковых работ. В частности, целесообразно рассматривать нефтегазоносный район как проекцию на поверхность направления работ.

1. Баймухаметов К.С., Саттаров М.М. Об одной вероятностно-статистической модели прогнозирования прироста запасов нефти. - Геология нефти и газа, 1975, № 3 , с. 27-32.
2. Кауфман Г.М., Балкер И., Крут Д. Вероятностная модель поисково-разведочного процесса. - В кн.: Методы оценки прогнозных запасов нефти и газа. М., 1978, с. 137-162.
3. Крылов Н.А., Михайлова М. П. Анализ эффективности поисково-разведочного бурения на газ в платформенной части Туркмении и Узбекистана. - Нефтегаз. геол. и геофиз., 1978, № 12, с. 9-13.
4. Методика прогнозирования эффективности поисково-разведочных работ на нефть и газ /Н.А. Еременко, Н.А. Крылов, Ю.С. Кувыкин, В.В. Стасенков. - Геология нефти и газа, 1979, № 1 ,с. 17-13.
5. Методическое указание по составлению комплексных проектов геологоразведочных работ на нефть и газ по крупным районам и регионам. Миннефтепром, М., 1978.
6. Швембергер Ю.Н. Прогнозирование размеров месторождений нефти и газа. - Геология нефти и газа, 1978, № 3 , с. 58-62.

Рис. 1. Графики зависимости начальных промышленных запасов (у) от накопленного объема поисково-разведочного бурения (х).

A - для одного направления работ; Б - для двух (или более?) самостоятельных направлений работ

Рис. 2. График зависимости удельных приростов запасов или эффективности поисково-разведочного бурения (у) от степени разведанности начальных потенциальных ресурсов (х). Случай соответствия требованиям, предъявляемым к одному направлению работ.

Рис. 3. График зависимости эффективности поисково-разведочного бурения от степени разведанности начальных потенциальных ресурсов. Случай наличия двух (или более?) самостоятельных направлений работ