ВведениеЗа последние 20 лет средние российские запасы новых нефтяных и газовых месторождений уменьшились в 4 раза, доля крупных месторождений среди вновь открытых снизилась с 15 до 10 %, значительно ухудшились коллекторские свойства продуктивных горизонтов и качественный состав насыщающих их флюидов. В большинстве регионов ресурсы нефти и газа до глубины 2 500–3 000 м уже разведаны, многие из них давно эксплуатируются. Ввиду этого применение традиционных буровых методов в процессах поиска, разведки и разработки месторождений углеводородного сырья теряет свою значимость и продуктивность. Новейшие достижения в технике и технологии бурения, высокоэффективные технические и технологические решения – ключ к преодолению проблем в сфере поиска и к добыче нефти и газа.Целью работы является рассмотрение комплекса буровых работ, применяемого в морских условиях, который направлен на усиление точности и детальности получаемых геологических сведений, повышение безопасности буровых работ и оптимизацию капиталовложений.  Буровые методы старого образцаБазовым способом геологического изучения и разработки новых регионов нефти и газа является применение буровых методов. Скважины подземные – это горные выработки цилиндрического сечения длиной, намного превышающей диаметр. Существуют многочисленные разновидности скважин, отличающиеся по решаемым задачам, глубинам, направлениям, разрушающему инструменту и многим другим характеристикам. Разведка бурением требует рабочей силы, энергии и оборудования. Разнообразные буровые работы – самые дорогостоящие и времяемкие в комплексе нефтегазогеологических исследований [1]. Буровые скважины делятся по своему назначению на опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, специальные и технические (табл. 1).  Таблица 1Table 1Классификация скважин и их характеристикаClassification of wells and their characteristicsВид буровых скважинНазначениеХарактеристикаОпорныеИзучение литолого-стратиграфических характеристик разреза и перспектив нефтегазоносности до фундамента или на максимально возможную глубинуЗакладывается на участках максимально полного разреза. Работы ведутся с максимально возможным отбором керна и шлама и полным комплексом ГИС и опробованием перспективных на нефтьи газ горизонтов. Самый дорогой вид скважин, бурятся очень редко, не более, чем 1 на тыс. км2  Окончание табл. 1Ending of table 1Вид буровых скважинНазначениеХарактеристикаПараметрическиеИзучение литолого-стратиграфических характеристик разреза нефтегазоперспективных зон или ранее невскрытых частей разреза, взаимоотношений стратиграфических комплексов, изучение геофизических параметров разреза, его гидрогеологических, термобарических характеристик, оценка перспектив неф­тегазоносностиЗакладываются в точках предположительно максимально информативных для выявления локальных структур, или профилями. Данные увязываются с региональными геофизическими работами. Бурятся с максимально возможным отбором керна и шлама в перспективных частях разреза, полным комплексом геофизических исследований. Бурятся до фундамента или на технически доступную часть разреза (реально – потенциально нефтегазоносную часть разреза)СтруктурныеПостроение структурной карты. Выявление и детализация строения перспективных объектов, прослеживание тектонических нарушений и т. д.Закладываются по сетке на перспективных структурах. Неглубокие и многочисленные скважины, бурятся до определенного маркирующего горизонта, дают косвенные данные о структуре. Отбор керна и шлама только по достижении проектного горизонтаПоисковыеВыявление новых промышленных месторождений, залежей в обособленных блоках и частях разрезаЗакладываются в точке с максимальной вероятностью обнаружения залежи. Проводится поинтервальный отбор керна по части разреза, не изученному бурением и сплошной отбор в предполагаемых продуктивных интервалах. Проводится полный комплекс промыслово-геологических исследований, отбор шлама, опробование пластоиспытателем в процессе буренияРазведочныеОценка запасов по промышленным категориям и сбор данных для составления проекта разработкиБурятся на площадях с установленной нефтегазоносностью, в точках, предположительно максимально информативных для характеристики залежи. Отбор керна в интервалах залегания продуктивных горизонтов, промыслово-геофизические исследования, опробование в процессе бурения пластоиспытателями и испытание продуктивных горизонтов после окончания бурения, пробная эксплуатацияЭксплуатационныеОпытно-промышленная эксплуатация разведываемых залежей, доразведка разрабатываемых объектов, скважины, предназначенные для обеспечения оптимальных режимов эксплуатации и контроля за разработкойБурятся для разработки месторождения, иногда используются уже существующие разведочные скважиныСпециальныеОбеспечение процесса разработки и ее контроляНагнетательные, наблюдательные и т. д. По возможности для специальных целей используются уже пробуренные скважиныТехническиеОбеспечение жизнедеятельности месторожденияСкважины, поставляющие воду, служащие для захоронения отходов и т. д.   В современных условиях бурение скважин, в соответствии с вышеприведенной классификацией, уже не реализуется. Запасы легкой нефти и газа ежегодно сокращаются, ускоренными темпами растут объемы трудноизвлекаемых запасов, в связи с чем коэффициент извлечения продукции месторождений значительно падает и процесс добычи становится нерентабельным [2]. Эта негативная динамика требует изменения сложившихся методов поиска, разведки и разработки месторождений с учетом обеспечения технологической и экологической безопасности и новых требований по эффективности.Комплекс работ, выполняемых на морском шельфе, в суровых природно-климатических условиях с соблюдением ледового режима позволяет получить детальные данные о строении недр в пределах исследуемого лицензионного участка, повысить вероятность правильной оценки нефтегазоносного потенциала, создать с большой точностью геологические, геомеханические и гидродинамические модели изучаемых участков, продуктивно осваивать и разрабатывать нефтяные и газовые объекты. Программа работ по геологоразведке и разработке в морской акватории проводится в строгом соответствии с требованиями природоохранного законодательства Российской Федерации с выполнением всех норм экологической и промышленной безопасности. В рамках программы исследований на постоянной основе также производится тщательный мониторинг за морской флорой и фауной. Такой подход аналогичен для всех современных оффшорных проектов, поэтому его можно эффективно применить для стимулирования геологоразведки и разработки запасов углеводородов на сухопутных территориях, отличающихся сравнительно неблагоприятными природными условиями и удаленным географическим положением. На примере шельфовых месторождений, расположенных в акватории Каспийского моря, можно сформировать новую классификацию технологий и методов, которые заменят неактуальные виды буровых скважин.  Актуальность опорных и параметрических скважин и потребность в структурном буренииНа текущий момент региональная стадия геологического изучения недр практически завершена. Крупные региональные структуры и значимые геологические зоны с промышленной нефтегазоносностью уже полностью охарактеризованы с применением опорных и параметрических скважин. Данные скважины бурились за счет бюджетных средств с целью поднятия инвестиционной привлекательности участков, т. к. нефтегазовые компании, как правило, берут лицензии по таким территориям намного охотнее. Материалы по результатам бурения общедоступны: они сдаются в фонды – недропользователь может прийти и взять кусочек керна на исследование [3]. Исходя из его анализа, решить, брать ему сопредельные участки или нет, насколько там хорошие перспективы. Кроме того, в современных реалиях вблизи исследуемой площади всегда имеется ряд скважин, изучение результатов бурения которых позволяет их использовать как опорные и параметрические. Поэтому бурение скважин с таким назначением не производится, в т. ч. и в силу высоких затрат на реализацию таких проектов.Структурное бурение тоже редкость в современных условиях, но в ряде районов иногда используется для выявления и подготовки к поисковому бурению перспективных площадей, например, на Центрально-Астраханском газоконденсатном месторождении. Месторождение находится в центральной части Астраханского свода на территории Астраханской области, в междуречье Волги и Ахтубы, в 60 км к северу от областного центра города Астрахани. Астраханский свод – это крупный тектонический элемент юго-западной части Прикаспийской впадины, расположенный между Сарпинским (на северо-западе), Заволжском (на востоке) прогибами и Каракульско-Смушковской зоной поднятий на юге. В осадочном чехле Астраханского свода выделяется 2 крупных структурных этажа (мегакомплекса): подсолевой и надсолевой, разделенные соленосной толщей кунгура. На месторождении были пробурены четыре структурные скважины с целью снижения риска и роста эффективности проводки разведочных скважин, за счет повышения обоснованности и точности прогноза кровли кунгурской соли [4]. Как наглядный пример результативности структурного бурения, можно рассмотреть одну из пробуренных структурных скважин на данном месторождении. Скважина № 5 Структурная была заложена для уточнения строения отложений надсолевого комплекса и проверки положений опорных горизонтов. Скважина вскрыла солевые отложения иреньского горизонта кунгурского яруса на глубине 1 500 м. В связи со вскрытием проектных отложений иреньского горизонта скважина остановлена бурением на глубине 1 500 м (табл. 2), при проектном забое – 2 000 м.  Таблица 2Table 2Конструкция скважиныWell designКолоннаДиаметр, ммПроектнаяпо вертикали /по стволу, мФактическаяпо вертикали /по стволу, мВысота подъемацемента (ВСП)Направление3245053,5До устьяКондуктор245640638До устьяОткрытый ствол215,92 0001 500–  Комплекс геофизических исследований (ГИС), геолого-технологических исследований (ГТИ) выполнен в объеме:– газовый каротаж в интервале 0–1 500 м (через 1 м);– отбор шлама в интервале 10–1 500 м (через 10 м).Заключительный комплекс ГИС, ГТИ выполнен в полном объеме при забое 1 500 м (табл. 3). Таблица 3Table 3Выполненный объем геофизических исследований в скважине № 5 СтруктурнаяCompleted volume of geophysical studies in well No. 5 Structural№ п/пИнтервал, мМетод ГИС154–640Боковой каротаж; диаметр скважины; гамма-гамма каротаж + гамма-каротаж54–640Стандартный каротаж5–640Нейтрон-нейтронный каротаж + гамма-каротаж0–640Инклинометр54–640Акустический каротаж54–640Резистивиметр2638–1 500Стандартный каротаж; боковой каротаж; акустический каротаж;диаметр скважины; нейтрон-нейтронный каротаж + гамма-каротаж;инклинометр; резистивиметр; литоплотностной;кросс-дипольная акустика; наклономер0–638Акустический каротаж цемента30–1 500Акустический каротаж широкополостный;вертикальное сейсмопрофилирование;гамма-гамма каротаж-плотностной   Заключение по ГИС:1) обработка профилеметрии выполнена в интервале 639–1 491 м: коэффициент кавернозности – 1,37; 2) глубина забоя по данным ГИС отмечается на глубине 1 490 м;3) максимальный угол отклонения скважины от вертикали составляет 7,3 градуса на глубине 1 490 м;4) температура на забое – 49 °С.  В связи со вскрытием проектного горизонта – солевых отложений иреньского горизонта кунгурского яруса и завершением ГИС и ВСП было принято решение ликвидировать скважину по 1 категории, пункт «а», как выполнившую свое назначение. На скважине № 5 Структурная Центрально-Астраханской площади была произведена установка изоляционного моста в интервале 590–660 м, 1 380–1 500 м.  В условиях морского шельфа проведение структурного бурения является дорогим мероприятием. На море и на шельфе применяются альтернативные методики изучения геологического разреза в виде инженерно-геологических изысканий, которые позволяют решать широкий спектр задач. Примером может стать работы, провиденные на площадке № 8 структуры «Ракушечная» в Каспийском море. Изыскания включали стандартный комплекс инженерно-гидрографических, инженерно-геофизических и геотехнических работ, обеспечивающих изучение глубин моря, поверхности дна, геологического строения грунтовой толщи, состава и физико-механических свойств грунтов: промер глубин, двухчастотное сейсмоакустическое профилирование, статическое зондирование, опробование донных грунтов, сейсмическое микрорайонирование площади работ. На основе анализа материалов, полученных в ходе изысканий, была назначена точка заложения поисково-разведочной скважины № 8 Ракушечная и курс постановки самоподъемной буровой установки «Астра», что обеспечило безопасность ее эксплуатации при бурении скважины. Реализация поисково-разведочных работПоисковое бурение активно применяется для поиска новых перспективных объектов, но интенсивно используются новые методы исследованияв поисковых скважинах, например, гидродинамический каротаж и опробования пластов (ГДК-ОПК) для детальной оценки свойств различных типов коллекторов и пластовых флюидов.Для решения поставленных задач в поисково-оценочной скважине на шельфе Каспийского моря был опробован модульный пластоиспытатель Reservoir Characterization Instrument (RCI) [5]. Цель исследований прибором RCI: – измерение пластового давления, построение градиентов пластового давления (рис. 1);– оценка подвижности пластового флюида (рис. 2);– оценка флюидонасыщения, отбор репрезентативных проб пластового флюида;– определение контакта флюидов.   Рис. 1. Градиент давления по результатам ГДК в поисково-оценочной скважинеFig. 1. Pressure gradient based on the results of the GDK in the exploration and evaluation well Рис. 2. Профиль подвижности по результатам ГДК в поисково-оценочной скважинеFig. 2. Mobility profile based on the results of the GDK in the exploration and evaluation well Анализ данных, полученных со скважины, был проведен в программном обеспечении «Анализатор испытаний на каротажном кабеле». Эта программа основана на методе «Анализ дебита пласта», который одновременно рассчитывает пластовое давление, подвижность и сжимаемость флюида. Для контроля качества измерения производилось комбинирование стадий падения и восстановления давления с одновременным расчетом данных замеров, которые подтверждали, что измеряемое давление действительно пластовое. Степень достоверности данных выражалась коэффициентом корреляции. В итоге, основываясь на измеренных пластовых давлениях, были определены значения градиентов давлений, которые соответствовали определенному типу флюидонасыщения (табл. 4).  Таблица 4Table 4Интерпретация записи пластовых давленийInterpretation of reservoir pressure recordingПластИнтервал глубинОпределенный тип флюидаГрадиентдавления, атм/мПлотность флюида, г/см3Количество точек для построения градиента / коэффициенткорреляцииК1al1 265–1 318,5Газ0,01050,115 / 0,97К1a1 340–1 366Нефть0,04090,425 / 0,95К1a1 370–1 390,8Вода0,11481,156 / 0,99K1nc1 444–1 466,2Нефть0,0680,79 / 1K1nc1 467,5–1 490,6Вода0,10031,0411 / 1J21 566–1 644Вода0,10141,056 / 1  В последнее время в качестве подготовки объектов к поисковому бурению применяется сейсморазведка 3D, что отличается от ранее принятых подходов [6]. Сейсморазведка 3D предоставляет существенно большие возможности по созданию детальных моделей строения залежей различного типа, нежели чем сейсморазведка 2D.Морские сейсморазведочные работы методом общей глубинной точки (МОГТ) 3D были проведены на поисковой площади, расположенной в акватории Каспийского моря. Технология работ заключалась в применение двухкомпонентного приемного датчика GH-203 на донном геофизическом кабеле, группы из 15 пневматических излучателей SLEEVE GUN и кабельной телеметрической системы сбора сейсмической информации ARAM ARIES II. Была использована ортогональная система наблюдений, расположение взрывных и приемных линий – взаимно перпендикулярное. Расстояние между линиями приема составляло 300 м, между линиями возбуждения – 150 м. В результате работ был получен первичный сейсмический материал высокого качества в объеме 475 км2, обеспечивающий решение следующих задач: детальное изучение геологического строения, построение структурных карт по опорным и целевым отражающим горизонтам,а также карт эффективных и нетенасыщенных толщин (рис. 3).  Рис. 3 Временной разрез через структуру поисковой площади в акватории КаспияFig. 3. Time section through the structure of the search area in the Caspian Sea Таким образом, использование сейсморазведки 3D с применением современных технологий обработки и интерпретации данных при изучении залежей в сложно построенных ловушках на большой глубине позволяет не только уточнить их строение, но и расширяет возможности по картированию ловушек различных типов.Разведочное и эксплуатационное бурение на нефть и газ является завершающим этапом исследовательского, поискового, разведочного и эксплуатационного циклов. Бурение разведочных скважин призвано максимально детализировать и приблизить к реальности обобщенную картину, дополняя ограниченные исходные данные, в связи с этим данный вид бурения активно используется в настоящее время. При разведочном бурении также применяется ГДК-ОПК, поэтому при наличии в пределах месторождения углеводородов скважин, на которых необходимо провести испытания в колонне, результаты ГДК-ОПК можно успешно использовать с целью их замены [7]. Это не приведет к снижению информативности исследований, но существенно сократит затраты за счет отмены спуска колонны и проведения дорогостоящих испытаний. Эксплуатационное бурение на шельфеЭксплуатационное бурение направлено на непосредственное извлечение углеводородов, и одной скважиной в таком случае не обойтись. Строительство и обустройство площадки для каждой скважины – дело не только трудоемкое, но и затратное. Наибольшее распространение сегодня получил метод наклонно-направленного или горизонтального бурения с одной площадки [8]. В этом случае ствол скважины отклоняется от устья. Отклонение может достигать нескольких километров. Горизонтальная или наклонно-направленная скважина, проходя через пласт, имеет наибольшую площадь соприкосновения с нефтеносными породами. Создание новых технологий и техники для бурения горизонтальных скважин позволяет широко использовать такие скважины при освоении низкопродуктивных, маломощных и шельфовых нефтяных и газовых месторождений. Разработка месторождений, расположенных на шельфе, имеющих небольшую толщину и низкие фильтрационные свойства, с использованием вертикальных скважин в большинстве случаев становится нерентабельной из-за высокой себестоимости добычи нефти и газа и низкой продуктивности скважин. Конструктивные особенности горизонтальных скважин в отличие от вертикальных позволяют получить более высокие дебиты.На шельфовых месторождениях Каспийского моря накоплен немалый опыт применения горизонтальных скважин, в т. ч. разветвленно-гори­зонтальных, многоствольных и т. п. [9]. На морском месторождении им. Ю. Корчагина с 2010 г. пробурены и эксплуатируются горизонтальные (в т. ч. сверхдлинные, более 8 км) скважины для разработки не столь мощного неокомско-волж­ского нефтяного пласта с обширной газовой шапкой и с 2019 г. среднеюрской залежи, которая является менее мощной по начальным нефтенасыщенным толщинам. На месторождении им. В. Филановского с 2016 г. разрабатывается западная неокомская залежь, и в 2019 г. начаты опытно-промышленные работы на аптской залежи. На начало 2022 г. западная неокомская залежь эксплуатируется 19 горизонтальными добывающими скважинами.Для проведения исследований во время строительства эксплуатационных скважин на море применяют технологии ГИС-бурения (LWD), которые позволяют: – контролировать пространственное положение скважины относительно геологических объектов;– определять качественные и количественные характеристики пласта с целью бурения по наиболее эффективной части коллектора (пласта);– получить наиболее объективные данные для оценки свойств пласта за счет минимизации времени от вскрытия пласта до ГИС вследствие того, что фильтрат не успевает насытить прискважинную зону; – отказаться от проведения окончательного каротажа на кабеле или на буровом инструменте, что существенно снижает затраты недропользователей за счет уменьшения срока строительства скважины.Когда буровики и геологи получают данные ГИС-бурения в онлайн-режиме, они имеют возможность мгновенно принимать решения [10]. При этом не только сокращается непроизводительное время, но и технология строительства скважин для конкретного месторождения развивается более динамично. Технологии ГИС-бурения были эффективно применены при бурении эксплуатационных скважин на месторождениях им. Ю. Корчагина и В. Филановского, расположенных в Каспийском море (рис. 4).  Рис. 4. Технология проведения ГИС на эксплуатационных скважинах:АКЦ – акустический каротаж цементирования; ОК – обсадная колонна; СПО – спуско-подъемная операция Fig. 4. GIS technology at production wells:ALC – acoustic logging of cementing; CS – casing string; DLO – descent and lifting operation Остальные типы скважин, такие как специальные и технические, бурятся по мере необходимости. Конструкции таких скважин требуют меньших трудовых и финансовых затрат. Здесь не действуют какие-то специфичные или особенные подходы, которые необходимо было бы рассмотреть в особых рамках.  ЗаключениеТиповая классификация буровых скважин по целевому назначению существует и применяется. Однако, с учетом новой реальности, которая естьв нефтегазовом секторе, данная классификация модифицируется, и формируется новый алгоритм целеполагания, исходя из вышеперечисленных факторов. Благодаря новым методам и инновациям (бурение скважин на шельфе, сейсмические исследования и их визуализация, система измерений во время бурения (MWD), бурение горизонтальных скважин) буровые методы, как неотъемлемая часть геолого-разведочных работ, развиваются стремительными темпами. С развитием технологий в деле бурения скважин растет добыча нефти и газа, увеличивается ее эффективность, вводятся в эксплуатацию остаточные запасы, облегчается и удешевляется сам процесс поиска и разведки нефтяных и газовых залежей, обеспечивается экологическая безопасность.