Рис. 34. «Шахматки» сетки разбуренных скважин: вид сверху.

После того как месторождение разбурено такой сеткой скважин, оно начинает выдавать нефть в том темпе, который максимально возможен. Это и есть «верхушка» нашего «колокола Хабберта», от которой и начинается падение добычи. Ну а сам временной лаг от начала бурения на месторождении и до его полного покрытия сеткой добычных скважин и формирует первое восходящее плечо колокола.

При этом важно понять главное достижение нефтяников и газовиков: нефть и газ никто не качает!

На идеальном месторождении нефть и газ идут из-под земли сами, без посторонней помощи, за счет собственного давления пласта. Все нефтяные «качалки», которые вы часто видите в кино и на фотографиях, лишь обеспечивают подачу очередной порции нефти в бочку, осуществляя только подъем нефти по стволу скважины с той глубины, где она сочится в ствол. Нефть течет сама, так как ей удобно и в удобном для нее темпе.

При этом падение добычи (дебита) скважины обычно связано с тем, что пластовое давление в том числе создается и самой нефтью или газом, расположенным в порах вмещающей породы. При отборе продукта пластовое давление неизбежно начинает падать и поступление полезного продукта в ствол скважины уменьшается. В итоге, в тот момент, когда внутреннее давление пласта падает до уровня, когда выход газа или нефти в ствол скважины прекращается, скважина «высыхает», то есть перестает давать нефть или газ. Такое падение добычи на конкретном месторождении рисует нам вторую неизбежность — падающее плечо «колокола Хабберта».

С «высыханием» скважин пытаются бороться многими способами. Наиболее известными и применяемыми на практике технологиями являются управление давлением в пласте, горизонтальное бурение и другие методы повышения отдачи пласта, включающие в себя и гидроразрыв (ГРП), столь часто упоминаемый сейчас с экранов телевизоров. Именно за эффекты этих способов улучшения добычи нефти и газа нефтяников часто величают «варварами», но на самом деле люди лишь хорошо делают свою работу, стараясь добыть нам больше нефти, чем вытекло бы из скважины «само по себе».

Задача геолога — найти нефть. Чем больше и лучше качеством будет нефть, тем успешнее работа геолога. Задача нефтяника — максимально эффективно эту нефть из недр поднять. Эффективность работы нефтяника определяется таким параметром, как КИН — коэффициент извлечения нефти, в простонародье еще именуемый нефтеотдачей. По-английски этот термин звучит как oil recovery factor.

Вначале посмотрим на прошлые усилия геологов в поиске новых месторождений «черного золота».

Рис. 35. График корреляции объемов добычи и разведки нефти: ничего утешительного.

Как видите, геологи очень стараются, но открытия месторождений традиционной нефти не покрывают того, что мы добываем из недр.

Помните, как у Рабиновича при его разговоре в ЧК:

Если посмотреть на верхний график, то видно, что тумбочка работает в режиме «Рабинович берет» уже как минимум с середины 1980-х годов, а Сара кладет туда денег все меньше и меньше. И как в такой ситуации быть геологам? Ведь они, как и Сара, не могут «нарисовать» нефтяные месторождения там, где нефти и в помине-то нет. У них тумбочка — это вся планета Земля, и они уже излазили ее вдоль и поперек.

Остаются нефтяники и их пресловутый КИН.

КИН — это отношение величины извлекаемых запасов нефти к величине открытых геологических запасов месторождения. В зависимости от многочисленных факторов КИН варьируется от 0,09 до 0,75 (или от 9 до 75 %). Это обозначает, что мало того, чтобы «нефтяной мед» оказался в «геологической банке» какой-нибудь хорошей вмещающей породы. Надо еще уметь его оттуда выковырять. И желательно бы поменьше оставить «по стеночкам».

Однако, понятным образом, несмотря на постепенное увеличение значения КИН, нефтяники тоже не могут добыть из пласта нефти больше, чем там нашли геологи. Да, сейчас уже никто не эксплуатирует месторождение в виде бьющего фонтана нефти (как это показывают в старых фильмах). Такой способ позволяет получить лишь единицы процентов (от 1 до 5 %) от общих геологических запасов нефти. Это и есть добыча нефти «быстро и дешево». После этого естественное расширение сжатой давлением на глубине нефти прекращается, и фонтан перестает бить. Дальше же в ход идут разные гидравлические хитрости.

За счет различных способов поддержания давления в пласте нефти или газа можно добыть уже от 20 до 40 % от общих запасов нефти, а не 1–5 %, как при фонтанном режиме.

Обычно для повышения давления в пласте вместо добытой нефти приходится закачивать в пласт что-то взамен добываемой нефти. Поскольку клубничный кисель и пот грешников у нас в мире дорог, то обычно для этого используется обыкновенная пресная вода. Морская вода не всегда подходит для закачки в пласт, так как имеет неприятную особенность забивать насосы и ствол скважины отложениями своих минеральных солей, а бурение, да еще и на большую глубину, — это всегда процесс затратный и небыстрый.

Рис. 36. Технологическая схема добычи ископаемых топлив.

Поэтому для закачки воды в пласт обычно используют пресную воду. Вода не смешивается с нефтью и слабо растворяет в себе газ, поэтому, даже если часть закачанной воды попадет в отбор нефтяной или газовой вышки, ее потом можно отделить от добытого продукта более-менее простыми способами.

В жизни такой водонапорный режим эксплуатации скважины может носить естественный или искусственный характер. Хорошо, если вода под давлением уже есть где-то ниже пласта. Плохо, когда ее нет. В этом случае нефтяники качают воду в пласт сами, через систему водонапорных скважин, которые поддерживают пластовое давление. Водонапорный режим в целом очень эффективен и позволяет добыть от 35 до 75 % от содержащейся в породе нефти.

Если же воду не закачивать назад в пласт, а лишь выкачивать оттуда нефть, то, кроме падения КИН на месторождении, можно вообще получить весьма интересные последствия.

Рис. 37. Курортный город Лонг-Бич (Калифорния).

Это снимок побережья курортного (!) города Лонг-Бич в штате Калифорния в 1930-х годах. Нефтяное месторождение Уилмингтон, расположенное возле морского побережья Калифорнии, начали разрабатывать в 1930-е годы, просто выкачивая нефть наружу в самом бешеном темпе. Заодно можете оценить по фотографии, что такое «плотная сетка скважин» на месторождении, и прикинуть масштабы человеческой алчности. Недавно алчностью убили американского странствующего голубя, а тут у нас снова алчность, но уже на нефти. В итоге к концу 1940-х годов территория месторождения и близлежащие районы просели на целых 9 метров вниз на поверхности. Нефть-то из породы ушла, а закачать назад воду никто как-то не подумал. В результате курортный город Лонг-Бич оказался ниже уровня моря. Сюрприз. Пришлось срочным образом качать воду назад в пласт и защищать город Лонг-Бич от океана высокой дамбой.