Методика изучения транзитных зон (на примере Пермского края)

Пермский край является одним из старейших нефтедобывающих регионов России. В 1929 году была найдена нефть в ар-тинских отложениях на месторождении Верхнечусовские городки, а в 1945 году в девонских отложениях на Северокамском месторождении.

В современных условиях поддержание нефтедобычи связано с разведкой новых месторождений в районах, которые ранее считались труднодоступными из-за сложных геологических условий, а также с постоянным развитием новых и совершенствованием существующих технологий.

В Пермском крае новые месторождения могут быть ассоциированы как с высокоперспективными тектоническими структурам (Фрик, 2007), так и с другими районами (Пятунина, 2007). Современные направления технологий связаны со строительством боковых стволов (Варушкин, Хакимова, 2018), внедрением новых методов акустического каротажа (Адиев и др., 2022), опробования пластов в поисковоразведочных скважинах (Савич и др., 2025), бескабельных сейсморегистрирую- щих систем (Лаптев, Спешилов и др., 2024), облачных технологий (Шестакова, 2023), сейсмоакустических методов повышения нефтеотдачи пластов (Данилова, 2023), новых методов работы в транзитных зонах (Лаптев, Хакимова, 2024; Хакимова, Шумилов, 2025; Хакимова, Геник и др., 2025).

Транзитные зоны:

проблемы и перспективы освоения

Транзитная зона (Хакимова, Шумилов, 2025) – мелководье (глубины менее 10–15 м) вдоль береговой линии морей, рек, озер, водохранилищ. Иногда к транзитным зонам (ТЗ) относят болота вдоль берегов и зоны с непостоянным уровнем вод. В ТЗ затруднено использование обычной методики мор-ской/речной сейсморазведки и де-факто происходит переход к технологиям сухопутной сейсморазведки.

В России интерес к исследованию транзитных зон стал возрастать по следующим причинам.

Во-первых, геологические причины. По мере исчерпания перспективных объектов на суше (Хакимова, Шумилов, 2025), внимание

Работа лицензирована в соответствии с CC BY 4.0. Чтобы просмотреть копию

этой лицензии, посетите

начинает смещаться на сопредельные акватории, поскольку нефтегазоносные районы суши часто имеют там продолжение. В России имеются нефтяные месторождения, которые частично расположены под дном рек и водохранилищ: Приобское и Самотлорское (ХМАО), Осинское и месторождение имени В.П. Сухарева (Пермский край) и др. Перспективные объекты такого рода наиболее вероятны в пределах Волго-Уральского и Западно-Сибирского НГБ.

Во-вторых, технологические причины. Как в России, так и в Пермском крае рост добычи нефти, начиная со второй половины 1990-х гг., был обеспечен с технологической стороны массовым применением следующих инноваций: сейсморазведка 3D, наклонное и горизонтальное бурение (НиГБ), гидроразрыв пластов. При этом эффективность НиГБ и гидроразрыва обеспечивается на основе сейсморазведки 3D. В отличие от сейсморазведки 2D, где профили располагаются по нерегулярной сети, для 3D-сейсморазведки важно выдерживать расстояния между профилями приема и возбуждения, поскольку пропуски приводят к существенной потере кратности наблюдений и снижению качества сейсмических данных. Таким образом, возникала необходимость в закрытии разрывов в расположении профилей, связанных с транзитными зонами. Успехи НиГБ также способствовали росту интереса к ТЗ, т.к. позволяли эффективно осуществлять добычу на месторождениях полностью или частично расположенных под дном водоемов.

Этапы развития сейсмических технологий изучения транзитных зон

Пермский край имеет большую речную систему: более 29 тыс. рек с общей длиной около 90 тыс. км при площади края более 160 тыс. км2. Рекам присущ долгий ледостав. В крае расположены два крупных водохранилища, которые пересекают с севера на юг практически всю центральную часть Пермского края: Камское (1910 км²) с максимальной глубиной 30 м и Воткинское (1100 км²) с максимальной глубиной 28 м и средней глубиной около 8 м. 16 % площади края занимают болота и заболоченные леса (Хакимова, Шумилов, 2025).

Как указано выше, толчком к изучению транзитных зон стало начало использования сейсморазведки 3D. В Пермском крае и Удмуртии это произошло в 1994 г.

Сначала, естественно, начались работы на месторождениях на суше, но уже тогда возникали проблемы (Череповский и др., 2022), связанные с использованием тяжелых автомобилей и тракторов: многочисленные реки, ручьи, овраги, заболоченность, значительная залесенность. На болотах из-за недостаточного промерзания тяжелая техника не может передвигаться даже после укатки снежного покрова в морозную зиму.

Для сейсморазведки 3D даже при стандартной плотности наблюдений исследование площади, залесенной на 60 %, с использованием традиционных источников возбуждения (вибраторы/взрывы в скважинах, пробуренных крупногабаритными буровыми станками) для профилей возбуждения требуется вырубка свыше 80 га леса/100 км2, что приводит к большими финансовым затратам.

Уже в 2006 г. был подан первый патент на транспортабельный комплекс оборудования для проведения сейсморазведки 3D в труднодоступных районах, включающий: транспортное средство (малогабаритная низкорамная техника на колесном или гусеничном ходу – мотоблоки «Нева» или снегоходы «Буран»), буровая установка (УБ ШМ-1-13М на базе малогабаритного шасси шириной до 1 м для бурения одиночных или групповых скважин диаметра до 60 мм и глубиной 3– 12 м), источник сейсмических колебаний (заряды сверхмалого веса до 0,1 кг). Патент в целом ориентирован на экологосберегающие задачи.

Изучение в транзитных зонах как таковое первоначально (2008) началось на Камском водохранилище (Зырянское поднятие, Кондасский лицензионный участок) – сейсморазведка 2D, где велись донная сейсморазведка и сейсморазведка в транзитной зоне по описанной в патенте технологии. На основании работ был создан новый патент (2009) специально для транзитных зон – заряды до 0,1 кг размещаются в скважинах глубиной на 3–10 м ниже дна водоема и доставляются через полые шнеки. В 2012 г. на месте проведения работ было открыто месторождение им. Сухарева, а в 2013 г. на месторождении проведена уже сейсморазведка 3D по технологии, изложенной в новом патенте.

После такого успеха в Пермском крае сейсморазведка 3D стала широко применяться на месторождениях (2015, 2020, 2021, 2023). По состоянию на 2025 г. (Хакимова, Шумилов, 2025), из отработанных сейсморазведкой 3D 16196 км2 в Пермском крае на площади в той или иной степени (3–60 %) включающие транзитные зоны приходилось 1716,5 км2.

Несмотря на успехи в использовании взрывных источников, было выполнено тестирование (Захаров, Путилов, 2020) импульсного источника сейсмических колебаний «Геотон», базируясь на опыте применения в ОАО «НГК “Славнефть”». В результате выяснено, что у временных разрезов, полученных с взрывным источником, большая детальность и разрешенность, чем с импульсным, т.е., несмотря на свою значительную технологичность, применение импульсных источников до сих пор нецелесообразно.

Обобщение опыта предыдущих работ позволило разработать еще один патент (Лаптев, Хакимова, 2024), уточняющий и расширяющий патент 2009 г. Во-первых, если в предыдущем патенте предлагалось использовать сверхмалые (до 0,1 кг) заряды, то также было предложено применять заряды массой не менее 0,17 кг. В некоторых случаях применяются заряды массой 0,3 кг (Хакимова, Шумилов, 2025). Во-вторых, патент ориентирован на возбуждения колебаний взрывным источником для проведения сейсмической разведки на покрытом льдом водоеме. В-третьих, увеличение глубин водоемов, для которых возможна сейсморазведка: не только транзитные зоны, но и глубоководные участки.

Таким образом, можно отметить эволюцию экологосберегающих подходов к сейсморазведке 3D за более чем 30 лет ее применения в Пермском крае: от чисто наземного варианта, первоначально нацеленного на исключение рубки просек шириной 4–6 м и корчевки пней для тяжелой техники, до практически универсального подхода, который выполняется и на суше, и в транзитных зонах, и даже на глубоководье со льда.

Главные особенности сейсмических технологий изучения транзитных зон

Разработанные новые сейсмические технологии используются для сейсморазведки 3D. Применение для сейсморазведки 2D было только в самом начале, когда исследовалась работоспособность предложенных новых подходов к сейсморазведке.

Представленное описание эволюции сейсмических технологий позволяет выделить главные особенности изучения транзитных зон (Хакимова, Геник и др., 2025).

Во-первых, исключение рубки просек шириной 4–6 м, сейсмические работы проводятся по визирам шириной 1 м с минимальным ущербом для природы.

Во-вторых, опытные исследования для различных условий возбуждения в транзитной зоне и на суше (возвышенность, склон, низина) перед выполнением основного объема сейсморазведочных работ с целью выбора: глубины заложения и величины заряда, числа взрывных скважин.

В-третьих, использование взрывных источников малой массы в диапазоне от менее 0,085 кг до 0,4/0,6/0,9 кг в зависимости от условий возбуждения.

В-четвертых, зимние работы на льду с использованием технологий донного бурения, когда заряды размещаются в скважинах глубиной не менее 4,5–6 м (Лаптев, Хакимова, 2024) ниже дна водоема.

В-пятых, использование малогабаритного бурового оборудования (масса буровой установки УБШМ-1-13 вместе с санями ~ 300 кг) и транспорта (снегоходы массой ~ 300 кг). Для работы техники необходима толщина льда не менее 20–30 см.

В-шестых, применение шнековой колонны (Лаптев, Хакимова, 2024) длиной 20 м. Через открывающуюся крышку клапана долота помещают в донную скважину заряд взрывчатого вещества, поднимают шнековую колонну, производят взрыв заряда взрывчатого вещества.

Заключение

В работе детально проанализированы транзитные зоны и выделены причины интереса к ним, связанные с поиском новых пер- спективных объектов и внедрением сейсморазведки 3D. Рассмотрены основные этапы развития сейсмических технологий изучения транзитных зон в Пермском крае. Выделены главные особенности сейсмических технологий изучения транзитных зон.