Скотт Монтгомери. Керн: увеличение требует хранилищ.
Источник: OGJ. November 15, 1999, p.84-87
Перевод подготовлен Сулеймановой Л.О.
Предлагаем Вашему вниманию перевод статьи Скотта Монтгомери о проблемах хранения керна в Соединенных Штатах, опубликованной в ноябрьском номере OGJ. Автор является консультантом журнала по нефти и ведущим рубрики «Заметки о поисковых работах и добыче» Бюллетеня Ассоциации американских геологов-нефтяников (AAPG Bulletin).
Керн: увеличение требует хранилищ
В наши дни библиотека в Александрии известна как хранилище «памяти мира».
Возведенная и построенная птолемейскими царями Северного Египта, которые пришли после Александра Великого, библиотека стремилась сохранить работы из многих стран и на разных языках. Она превратилась в бесценный источник знаний для школьников, законодателей, военных стратегов и многих других. Потеря коллекции во время пожаров, возможно, одна из самых больших трагедий истории.
Нужда в библиотеках никогда не исчезала. Созданные большие коллекции вмещающих нефть и газ пород остаются той дорогой, которая обеспечивает живучесть знаний в каждой геологической дисциплине. Кому-либо, занятому в технической области, лишение доступа к этим материалам, будет грозить бедствием.
Мы в науках о Земле – сюда включаются нефтяная геология, геофизика и технология – осчастливлены другой формой этого материала – каменной. В процессе бурения керн доставляется наверх, только он может сделать нефтяной пласт видимым и доступным для прямого анализа. Потеря таких «экспозиций» эквивалентна уничтожению книг или документов. Только керн вмещает в себя целый ряд данных, которые можно получить из одного образца, роль которых велика на всех уровнях понимания резервуара – от фациального анализа до моделирования строения резервуара.
Во всех случаях, когда керн терялся, выбрасывался или разрушался, знания, которые он в себе нес, безвозвратно пропадали. Многократное соединение этих неудач эквивалентно разрушению содержимого библиотеки.
Важность керна: приобретение веса
Нефтяные специалисты иногда заявляют, что в современную эру компьютерного трехмерного моделирования значение данных керна снижается. Ничто не может быть дальше от правды, чем это высказывание. Четыре аспекта показывают, насколько важны сегодня данные керна.
Первый — главные изменения, происходящие в тенденции развития промышленности. Как широко известно, это время переобработки и интегрирования характеристик резервуара. Нефтедобытчики столкнулись с необходимостью увеличения нефтеотдачи посредством разных методов. Ни один из них не может быть рационально распланирован и применен без твердого понимания характеристик резервуара, т.е. данных керна.
Второй — данные образцов сейчас пересматриваются, поскольку быстрое развитие геологии, геофизики и инженерных наук сопровождается «компьютерной революцией». Это продвижение требует переосмысления, а иногда переобработки данных по образцам в свете нового понимания. Стратиграфия, сейсмический анализ, геостатистическое моделирование, объемное моделирование – все эти инновации возможны только при использовании новых и существующих данных по керну.
Третий — благодаря упорному внедрению новых методов и технологий нефтеотдача во всем мире значительно увеличилась. Несмотря на это, в большинстве случаев 60-70% потенциально извлекаемых ресурсов остаются в недрах. Что будет в будущем – можно только предполагать. Ожидается, что совершенствование технологий продолжится и будет зависеть так же, как и было в прошлом, от улучшений в понимании строения резервуара. Будет развиваться новая аналитическая техника и аппаратура. Все это превращает керн в незаменимые ресурсы.
Четвертый. В результате развития урбанизации, ограничений в сфере охраны окружающей среды и других причин увеличивается количество площадей, закрытых для бурения. Керн, взятый на этих площадях, еще более ценен со временем.
Увеличивается его значимость как источника данных, расширяющих области аналитических данных, получаемых из него, а также высокая стоимость его извлечения. Если полстолетия назад на отбор керна были потрачены миллиарды долларов, то сколько это будет стоить сейчас, чтобы обновить эти же самые образцы? Это актуальный вопрос, будьте уверены.
Оценка керна: сегодняшняя ситуация
Почему так велика его ценность? Ответ прост: образцы горной породы находятся под еще большей угрозой быть забытыми, чем когда-либо в прошлом.
Видится два фактора, которые скрыто определили эту ситуацию. Во-первых, программное обеспечение и использование нового оборудования в поисковых и разведочных работах отодвинули прямое использование керна, даже в тех видах работ, которые уверенно на него опираются. В анализе резервуаров, который использует рабочие станции, требуется в основном керн, но не сам как таковой. Поэтому используемый образец, однажды «считанный» или использованный в качестве информации, в дальнейшем уже не представляет интереса.
Более серьезный довод в пользу необходимости сохранения керна — финансовые и организационные изменения в промышленности. С одной стороны, это далеко не маленькая часть, которая подлежит хранению: анализ, проведенный Амоко в 1995 году для 11 крупных компаний отрасли и частных предприятий, показал, что затраты на один ящик керна составляют от 0.67 до 1.51 доллара (в среднем 1.16 доллара) в год, учитывая то, что большие компании хранят несколько миллионов ящиков с керном.
С другой стороны, — ускорение процессов продажи компаний, объединения, передачи собственности и разорения создали для многих сделок неопределенную ситуацию в решении проблемы сохранения и поддержания коллекции керна. Объединение компаний создают проблему «переизбытка» данных, тогда как разорение компании приводит к перемене хозяев данных, иногда к неоднократной, в течение нескольких лет. Добавим к этому короткие сроки, хаотические циклы массовых увольнений и новых наймов, плюс исключение многих задач, — это приводит к тому, что часть керна заканчивает свое существование в административном и складском забвении. И наконец, устойчивые перемены в деятельности на международной арене несомненно обесценили образцы керна с площадей США.
Историческая перспектива
Существует ли реальная опасность для сохранения керна в настоящий момент? Ответ : и да и нет.
Еще в 1948 г. Американская ассоциация нефтяных геологов (AAPG) признала, что богатые образцы «важны для фундаментальной науки», но находятся в опасном забвении. Позже AAPG создала Комитет по сохранению керна и образцов, чтобы иметь возможность проверки решений и рекомендаций. Наибольшая трудность, как было установлено комитетом, состоит в недооценке значения каменного материала как в настоящее время, так и на длительную перспективу.
С начала 1980-х годов ситуация изменилась. Была создана громадная, всеохватывающая сеть публичных хранилищ керна, позволяющая принимать и новый материал. Согласно одному печатному источнику, таких хранилищ было 100. Несколько штатов запросили образцы для проведения исследований. Многим штатам возможность была предоставлена без какой-либо пользовательской платы. Не говоря уже о том, что растет число частных хранилищ, которые начали создаваться в конце 1970-х годов. Десятилетний период между 1975-1985 годами представляет собой пик в эре создания коллекций керна и хранилищ. Затем последовало снижение, определяемое, отчасти условиями промышленности. Если в будущем будет сохраняться тенденция к улучшению научного анализа нефтяных месторождений, то наибольший приоритет должен быть отдан сохранению и восстановлению кернового материала.
По этой причине Комитет по сохранению керна и образцов при Ассоциации американских нефтяных геологов были восстановлен и вовлечен в анализ ситуации, которая угрожает сохранности кернового материала. Члены комитета, представляющие как правительство, так и отрасль, работали в сотрудничестве с Американским геологическим институтом (AGI), который сам приложил много усилий, занимаясь этой проблемой.
На сегодня Комитетом американских геологов и Американским геологическим институтом выявлено два основных фактора. Бюллетень Ассоциации американских геологов показывает в своих статьях, что в действительности в течение прошедших двух десятилетий происходит увеличение прямого использования кернового материала. В то же самое время служба Американского геологического института установила, что количество публичных кернохранилищ сократилось до 50, то есть стало вполовину меньше, чем было в 1985 году.
Реальности кернохранилища
Естественно возникает вопрос: Почему компании не могут просто пожертвовать свой керн существующим кернохранилищам, будь они либо частными либо публичными? Проблема здесь связана с затратами и помещением.
Жертвуя керн без какого-либо вложения денег для его сохранения и поддержания –это равносильно перекладыванию финансовой ноши на того, кто его принимает. Большинство штатов имеет скудные ресурсы, не позволяющие принять большие объемы нового керна, для которого потребуется строительство или найм нового оборудования.
Кроме того, компании, которые могли бы заинтересовать керном филантропов, обычно либо сами испытывают финансовые трудности, либо не имеют возможности вкладывать деньги, если затраты покажутся им слишком высокими.
В то же время были и значительные пожертвования. В 1994 году Шелл Ойл передал свою мидланскую, Техас, коллекцию, включающую 2.2 млн. линейных футов (670560 м) керна и шлама, Техасскому университету в Остине вместе с обеспечением (примерно 4 доллара за ящик). Это пример замечательной модели для будущих филантропов. Проблема, однако, в том, что условия промышленности сегодня уже не те, что 6 лет назад. Немногие компании имеют возможности Шелла и не занимают такое финансовое положение, чтобы делать подобные пожертвования.
Вторая проблема — наличие помещений. Даже если они были построены и замечательно сохранились, кернохранилища 70-х и ранних 80-х годов были заполнены в результате скачка буровой активности, связанным с ценовым бумом. Исследования, проведенные Американским институтом нефти и Ассоциацией американских геологов-нефтяников, показали, что оснащение публичных кернохранилищ сейчас находится на пределе мощности.
По оценке AGI по крайней мере 3-4 млн футов (914.4-1219.2 тыс.м) керна находится под угрозой разрушения, если для него не найдется помещения для хранения. Для сравнения, хранилище Геологической службы США в Денвере и Научно-исследовательского центра керна Техасского управления экономической геологии в Остине, два самых больших кернохранилища в США, каждое имеет возможность хранить по 1.4 млн. футов (426.7 тыс.м) керна.
Денверское хранилище не может в настоящее время принимать новые объемы образцов без перестройки старых, а хранилище Научно-исследовательского центра керна заполнено на 85-90%. Что касается частных хранилищ, большое кернохранилище в Шуленбурге, Техас, имеет большой объем и может принять еще, но является в основном региональным и хранит данные по штату и, очевидно, не может принять те объемы керна, которые по оценкам AGI находятся под угрозой разрушения.
Что может быть сделано?
Какие шаги могут быть предприняты, чтобы сохранить огромное количество образцов, находящихся под угрозой разрушения?
Американский институт нефти и Ассоциация геологов-нефтяников подошли к идее, которая кажется и новой, и выполнимой. При поддержке департамента энергетики США и части промышленности AGI закончила исследования по архивации и хранению данных в существующих хранилищах. Как было изложено выше, их объемы недостаточны.
Вместо них Институт нефти и Ассоциация предлагают создать централизованное хранилище, Библиотеку Конгресса для образцов, которая будет содержаться на публичные пожертвования. Такое хранилище могло бы быть сформировано из научных геологических данных, которые включали бы сейсмические данные, данные каротажа, геохимии, разрезы, дневники наблюдений и другие важные материалы, находящиеся под угрозой исчезновения. AGI интенсивно занялся этой идеей. С 1994 года AGI начал изучать возможность создания Национальной системы хранения геологических научных данных.
Обсуждения с нефтяными и горнодобывающими компаниями показали их готовность рассмотреть возможность передачи части действительно огромного количества данных (табл.1). Этот объем в сумме содержит около четверти всех наземных сейсмических данных по США, собранных, начиная с 1950-х годов, и более половины объема керна и шлама, хранимого большинством нефтяных и газовых компаний.
Таблица 1. Анализ затрат на хранение керна в отрасли.
В дальнейшем решающим шагом станет выбор места расположения коллекции Национальной системы хранения данных. Это может потребовать терпения и настойчивости. AGI подсчитал, что для хранения массива керна на площади 250-300 тыс. кв. футов (23.3 – 27.9 тыс. м2) потребуются полки высотой 35 футов (10.7 м). Затраты составят 10 млн. долл. На сегодняшний день возможный выбор AGI пал на неиспользуемый ангар Главного Денверского международного аэропорта площадью 250 тыс. кв. футов. Однако остаточная стоимость (2-3 млн. долл.) и расходы на оснащение делают этот вариант в настоящее время нереальным.
Но должны быть и другие варианты, в частности, рассматривается возможность использования некоторых местных кернохранилищ, которая также потребует больших расходов.
Заключение
Библиотекам и человечеству угрожает много одинаковых неприятностей. Война, пожар, физическое разрушение, запустение: все это силы, ослабляющие уровень жизни и знаний. Мы в геологических науках стабильно теряем огромные части незаменимого интеллектуального наследства.
Керн всегда был связан с огромными затратами на его получение. Продвижения в знаниях и технологии гарантированы тем, что основания для их получения не только устояли, но и становятся интенсивнее. Сейчас существует осознанная необходимость для поиска путей сохранения интеллектуального и экономического капитала, вложенного в наследство недр, которое пришло, чтобы существовать. Разрешать этому капиталу исчезнуть — это значит истощить будущее.
Каждый раз потеря керна означает закапывание в землю и данных, и денег. Мы, ученые-геологи, должны найти решение этой большой проблемы и продолжать распоряжаться по-хозяйски тем материалом, который держим в руках.
