1.1 Історичний огляд розвитку нафтогазопошукових робіт

У розвитку нафтогазопошукових робіт можна виділити декілька основних періодів.

Перший період тривав до середини XIX ст. Єдиним критерієм наявності нафти в надрах слугували поверхневі нафтопрояви. Видобуток нафти, зазвичай, починався там, де спостерігались виходи її на поверхню. Таким чином були відкриті найбільші на той час родовища, як Балахано-Сабунчино-Раманинське і Бібі-Ейбатське на Апшеронському півострові, Старогрозненське і Нафтово-Ширванське на Північному Кавказі, Небітдагське в Закаспію тощо.

Період освоєння нафтових родовищ, розташованих поблизу природних нафтопроявів на поверхні, характеризується кустарною технікою розвідки та видобутку. Розвідка зводилась до риття колодязів і неглибоких свердловин ручного буріння, насамперед, біля виходів нафти на поверхню землі, потім між цими виходами, а дальше на продовженні ліній, що з’єднували виходи.

Історія відкриття нафтових покладів на теренах України, в Росії, США та інших країнах світу на той час була дещо подібною. Нафтопрояви на Керченському п-ві були виявлені в колодязях та на грязьових вулканах ще в ІІІ ст. до н.е. В Україні промисловий видобуток нафти розпочався у 1771–1792 рр., спершу на Коломийщині, а потім – у інших районах Галичини. Одним із найдавніших у західних областях України є нафтопромисел Слобода-Рунгурська. Промисловий видобуток нафти тут почався в 1771 р., коли при поглибленні соляної шахти отримали нафту з глибини 25 м. У 1875 р. на промислі проведено перше ручне буріння на глибину до 75 м. Видобуток нафти з окремих свердловин становив до 200 кг/добу.

Світову славу одержав один з найстаріших карпатських нафтопромислів – Бориславський. Перші нафтові копальні тут виникли в 20-х роках XIX ст. на ділянці “Дучки”. У 60-х роках XIX ст. нафтові промисли знаходились на обох берегах р. Тисмениці. За короткий час було викопано велику кількість (до 500) шахт глибиною 35–40, в окремих випадках до 150 м, які розміщувались дуже близько одна від одної (через 8–10 м).

У 1861 р. Р. Домс організував ударне буріння свердловин глибиною до 150 м. У 1883 р. впроваджувалося ударне канатне буріння, а у 1885 р. глибини свердловин досягали 800 м. Це дозволило одержувати значні обсяги продукції. В 1908 р. свердловина “Ойл-Сіті” (Тустановичі) досягла глибини 1016 м і розкрила потужний нафтоносний горизонт – бориславський пісковик, який приніс згодом м. Бориславу світову славу.

Другий період почався в середині XIX ст. і продовжувався до 40-х років XX ст., тобто, до початку Другої світової війни. Швидкий ріст видобутку нафти у другій половині ХІХ і на початку ХХ ст. зумовлював необхідність пошуків і виявлення нових родовищ та відповідного розгортання робіт з вивчення умов їх поширення. В міру нагромадження нових фактичних геологічних даних вчені встановили приуроченість покладів нафти до пористих порід і до антиклінальних та куполоподібних структур. У цей період виникла “антиклінальна теорія“ пошуків, згідно з якою поклади нафти почали шукати в склепінних частинах антиклінальних складок. Вперше на приуроченість нафтових покладів до антиклінальних структур вказали російські вчені Гернгрос ІІ (1837) і акад. Г.В. Абіх (1847, 1867). Після них гіпотеза про приуроченість покладів нафти до антиклінальних структур одержала подальший розвиток у роботах В.І. Мушкетова (1886), Г.П. Михайловського (1906), М.І. Андрусова (1906, 1908), Д.В. Голубятникова (1904, 1912). У другій половині ХІХ ст. зв’язок покладів нафти з антиклінальними структурами був показаний в роботах Г. Роджерса, Г. Уайта в США; Т. Ханта в Канаді; Г. Гефера, Л. Мразека в Європі та ін.

Поступово отримала широке розповсюдження “антиклінальна теорія”, в основу якої покладено принцип приуроченості покладів нафти переважно до припіднятих локальних структур (антиклінальних і куполоподібних піднять), де розподіл флюїдів (газу-нафти-води) у пласті відбувається за законами гравітації відповідно до їх густини.

Після цього, як був встановлений зв’язок нафтових скупчень з антиклінальними перегинами порід, свердловини почали закладати у склепіннях антикліналей, для чого попередньо складали геологічну карту. При поганому відслоненні площі штучно розкривали пласти, які утворювали досліджувану структурну форму.

З 1859 р., коли американець Едвін Дрейк пробурив першу свердловину на нафту в Пенсільванії, а особливо з 1900-х рр., геологія нафти і газу почала набирати все більше значення. Спочатку геологи пробували розглядати розповсюдження нафти і газу в природі як чисто геологічне явище. Із зростанням потреби в нафті для розвитку промисловості її пошуки стали цілеспрямованими. У зв’язку з цим геологів стали частіше залучати для безпосереднього керівництва цими роботами. Були розроблені нові геологічні підходи до пошуків покладів вуглеводнів. В цей час почала поступати велика кількість нових даних, які дали можливість перевірити, а потім підтвердити або спростувати геологічні концепції, що існували.

З початку ХІХ ст. нафту в Криму (у районі с. Костиріне) добували з шахтних колодязів. В 1864 р. були розпочаті бурові роботи на Керченському півострові і проводились вони американськими, французькими, німецькими та іншими закордонними фірмами. У цьому самому році американський промисловець Гоузен отримав нафту із свердловини глибиною 19 м на сучасній Восходівській площі (біля м. Керч). У 1866 р. він заклав свердловину на Приозерній площі, яка розкрила на глибині 116 м нафтовий поклад з дебітами нафти 70–100 т/добу. Усього до 1917 р. на Керченському п-ві розвідка і видобуток нафти проводились на 13 площах. Після 1917 р. перед геологами були поставлені завдання інтенсифікувати пошуки нафти у перспективних і доступних районах. За оцінкою В.А. Обручева, найперспективнішими на нафту і газ у Криму були неогенові відклади на території Керченського п-ва.

За завданням Геолкому Росії та Нафтосиндикату з 1924 р. почалося систематичне вивчення геологічної будови Керченського нафтоносного району, а в 1930 р. колектив геологів під керівництвом А.Д. Архангельського видає геологічну карту цієї території з нарисом геологічної будови і описом всіх перспективних нафтоносних площ. Ці дослідження були основою для подальших пошукових і розвідувальних робіт на нафту. З метою прискорення реалізації намічених напрямків робіт у 1933 р. в м. Керчі створюються трест “Кримнафтогаз”.

У Росії до націоналізації нафтової промисловості за структурними ознаками було відкрито лише одне родовище – Новогрозненське. Його відкрили в 1912 р. буровими свердловинами, закладеними в склепінні антиклінальної складки, виявленої за результатами геологічної зйомки. Необхідно відзначити, що в районі цієї складки ніяких виходів нафти або газу не спостерігалося.

Другий період пошуків нафтових родовищ характеризується вивченням структурних форм з метою виділення площ, сприятливих для буріння на нафту. Фактично основи структурної теорії пошуків нафтогазових родовищ в Росії стали широко використовуватись лише після націоналізації нафтової промисловості. З 1925–1926 рр. були розпочаті розвідувальні роботи в районах Баку, Грозного та Майкопу. Тоді ж приступили до вдосконалення техніки буріння і експлуатації. Паралельно з широким використанням ударних станків було введено обертово-роторне буріння, яке до 1930 р. стало основним видом буріння. Глибини свердловин швидко ростуть: якщо в 1925 р. вони не перевищували 800–1200 м, то в 30-х рр. значне число свердловин досягло глибин 1500–2000 м. Вдосконалюється технологія буріння свердловин за рахунок впровадження обертово-роторного способу буріння.

Всі розвідувальні та експлуатаційні площі детально досліджували геологи. Геологічне картування супроводжувалось великим обсягом гірничих робіт, що допомагали розкрити розріз. В цей час широке застосування отримало картувальне буріння. Для вивчення тектонічних структур геологи-нафтовики використовували колонкове обертове буріння, яке раніше застосовувалося лише для розвідки рудних родовищ. Рівень наукового пізнання будови надр, що вміщують поклади нафти, безперервно і швидко зростав.

Використовуючи структурну теорію, геологами були відкрито багато родовищ нафти і газу, пов’язаних з відкладами різного віку в багатьох регіонах світу. Для виявлення сприятливих структурних форм почали застосовувати геофізичні методи розвідки.

Поряд із структурною теорією основою для пошуків нафти і газу почали використовувати теоретичні уявлення про регіональне їх поширення в зв’язку з певними фаціально-тектонічними умовами.

У царській Росії геологічна служба в основному була представлена Геологічним Комітетом, створеним в 1882 р. Геологи, які працювали в нафтовій промисловості, були нечисленними. Проте, вони зробили великий внесок у розвиток нафтової геології і створили умови для подальшого її розвитку. До числа таких геологів відноситься Г.П. Михайловський, І.М. Губкін, Д.В. Голубятніков, К.П. Калицький, М.В. Абрамович, А.Д. Архангельський, М.С. Шатський та ін.

У другій половині XIX ст. було створена більшість нафтопромислів на Західній Україні. У XX ст. широко розгортаються пошуково-розвідувальні роботи на всіх відомих нафтопромислах і відкриваються нові родовища нафти. З 1907 р. почали впроваджувати механізований спосіб видобутку нафти за допомогою поршнювання (свабування). Цей спосіб експлуатації свердловин домінував у Бориславі протягом 1907–1947 рр.

Перший газ було отримано 1920 р. на Дашавській площі з свердловини, що бурилася для розвідки солі. Приплив газу отримали з глибини 395 м, дебіт 14 тис.м³ /добу. Отримані в подальшому фонтани сприяли побудові газопроводів до Львова та інших міст.

Нафтогазоносність основного нині нафтогазоносного регіону України – Дніпровсько-Донецької западини встановлена дослідженнями Інституту геологічних наук АН України у 1936 р. При бурінні структурної свердловини 2-с на північному крилі Роменського соляного штоку в товщі брекчії з глибини 246–300 м був піднятий керн з плямами і примазками нафти. У 1936–1937 рр. свердловина 2-с-біс розкрила три горизонти брекчії, що вміщували нафту. При випробуванні свердловини рівень нафти встановився на глибині 307 м і було одержано перші в Дніпровсько-Донецькій западині 2 т нафти при дебіті 320 кг/добу. Це було обгрунтуванням для початку пошуків і розвідки нафти на Роменському куполі і привело до відкриття Роменського нафтового родовища у 1939 р.

Протягом довоєнного етапу пошуково-розвідувальних робіт на нафту і газ в Дніпровсько-Донецькій западині прогнозувалось виявлення стратиграфічно, літологічно і тектонічно екранованих покладів нафти в приштокових відкладах палеозою. За допомогою гравіметричної та магнітної зйомок виявлено понад 20 перспективних локальних структур; деякі з них рекомендувались для глибокого буріння, яке було здійснено в післявоєнний час.

У серпні 1944 р. рішенням Міністерства нафтової промисловості СРСР було організовано Укрнафтокомбінат, який об’єднав видобуток нафти і газу та їхню переробку. У важкий час, коли на території України ще йшла війна, було сформовано групу фахівців з різних нафтових районів СРСР і направлено в західні області України, де в той час були зосереджені видобуток нафти і газу та їхня переробка, для організації відродження промислів та нафтопереробних заводів.

Після жовтневих подій 1917 р. в Росії почалась посилена підготовка кадрів не тільки в Москві, Ленінграді, але і на периферії в Баку, Грозному та інших містах. У 1945 р. в складі нафтового факультету Львівського політехнічного інституту (ЛПІ) було засновано кафедру геології та розвідки нафтових і газових родовищ, метою якої була підготовка гірничих інженерів-геологів з спеціальності “Геологія та розвідка нафтових і газових родовищ”. У цей час на геологорозвідувальному факультеті, який було в 1951/52 навчальному році створено на базі нафтового факультету, працювали всесвітньо відомі вчені, що зробили великий внесок в розвиток нафтової геології та геофізики В.О. Сельський, В.Б. Порфір’єв, С.І. Субботін, а також професори І.М. Кухтін, М.Р. Ладиженський, О.М. Снарський, доцент С.І. Восанчук та інші. У 1963 р. кафедра переведена в Івано-Франківськ структурним підрозділом філіалу ЛПІ, і в подальшому стала підрозділом Івано-Франківського інституту нафти і газу, а з 2000 р. Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. На сьогодні вона є єдиною кафедрою нафтогазогеологічного профілю в Україні. За період існування кафедри випущено близько 3000 гірничих інженерів-геологів, які працювали і сьогодні працюють на теренах колишнього СРСР, зокрема України та Росії.

Комплексне геолого-геофізичне дослідження великих територій з виявленням і детальним вивченням окремих площ, сприятливих для утворення покладів нафти і газу, характеризує вже третій, післявоєнний період пошуково-розвідувальних робіт. Розпочались широкі регіональні дослідження з метою пошуків, виходячи із аналізу геологічної будови і геологічної історії великих територій. Проводиться різносторонній науковий підхід до вирішення проблемних і практичних питань, що є основою сучасних пошуково-розвідувальних робіт.

Третій період характеризується науковим передбаченням, широким підходом до розкриття багатств надр на основі геолого-історичного аналізу умов формування великих ділянок земної кори. Значний розвиток комплексна методика отримала з початком широкого використання при регіональних роботах опорного буріння, яке давало достовірні дані про геологічну будову великих територій. Опорні свердловини закладалися для виявлення геологічної будови надр з метою вивчення основних рис геологічної будови та визначення напрямів пошуків нафти і газу в районах, не досліджених бурінням.

Цей період характеризується також подальшим розвитком методів досліджень покладів нафти та газу і створенням основ вчення про розробку нафтових родовищ, що вимагало його оконтурення, дослідження режимів покладів, визначення колекторських властивостей всього резервуара, підрахування запасів вуглеводнів.

Розвиток методики пошуків і розвідки безпосередньо пов’язаний з кількісним і якісним ростом наукових кадрів виробничників і наукових працівників. Розвиток антиклінальної теорії формування покладів нафти супроводжується поглибленням досліджень походження самої нафти. Еволюція поглядів з походження нафти і природного газу та утворення їх скупчень детально розглядається в численних наукових працях і в спеціальних підручниках. У першій половині ХХ ст. в розвиток теоретичних основ прогнозування нафтогазоносності надр великий вклад внесли дослідження академіків А.Д. Архангельського, В.І. Вернадського та І.М. Губкіна та інших. Пізніше, в другій половині ХХ ст., вказані питання більш детальніше і обгрунтованіше розвиваються у відповідних працях російських вчених А.А. Бакірова, Е.А. Бакірова, І.В. Висоцького, Б.О. Соколова тощо.

Наприкінці 40-х років ХХ ст. у системі АН України були організовані відповідні установи: Інститут геології і геохімії горючих копалин (м. Львів), Інститут геофізики (м. Київ), Інститут геологічних наук (м. Київ). У цих інститутах працювали, керували ними видатні вчені – академіки В.П. Порфір’єв, Г.Н. Доленко, С.І. Субботін, Є.К. Лазаренко; члени-кореспонденти М.Р. Ладиженський, В.І. Кітик, П.Ф. Шпак, В.Б. Соллогуб; лауреат Ленінської премії М.П. Балуховський, Е.Б. Чекалюк та ін.

Після Другої світової війни в зв’язку з відновленням і подальшим розвитком нафтогазодобувної промисловості виникла потреба розширення наукових досліджень, і насамперед геологічних, для визначення напрямів геолого-пошукових робіт на нафту і газ. Використовуються комплексні геолого-геофізичні дослідження територій та локальних площ з вивченням закономірностей формування і розповсюдження скупчень нафти і газу. Геологами було проведено нафтогазогеологічне районування території України з виділенням провінцій та областей.

У Західному регіоні в повоєнний час були відкриті нові великі нафтові і нафтогазоконденсатні родовища: Долинське, Битківське (глибинне), Північнодолинське та ін. Внаслідок значної інтенсифікації пошуково-розвідувальних робіт Передкарпаття стало основним нафтогазодобувним регіоном України, а Долинська спеціалізована контора буріння стала однією із баз випробування нової техніки та технологій буріння і розкриття продуктивних горизонтів в колишньому Радянському Союзі.

У 1947 р. пошуки нафти були відновлені і в Східному регіоні – у Дніпровсько-Донецькій западині. Першим було відкрито Радченківське газонафтове родовище, у 50-х рр. – найбільше з газових родовищ України – Шебелинське – за що були наданi Ленінські премії харківьянам – Н.Балуховський, . . Литвинов, Б.С.Воробьёв, у 60-х рр. – великі за запасами нафти Гнідинцівське, Леляківське, Глинсько-Розбишівське, Анастасіївське та інші родовища, що підтвердило наявність значних запасів нафти та газу в цьому регіоні. В цей період були відкриті і великі газоконденсатні родовища - Кегичівське, Хрестищенське, Ланнівське та ін., за які харківські геологи – С.А.Тхоржевський, А.М. Недзельський, Г. А. Козак були удостоєні Державної премії України (1970р.).

У межах Азово-Чорноморського шельфу геологорозвідувальні роботи почалися в 60-х рр. Приводом для їх проведення стало відкриття низки невеликих родовищ на суходолі Криму. З 1957 р. почалося геофізичне вивчення глибинної будови шельфу Азовського та Чорного морів з метою визначення перспективних пасток для пошуків родовищ нафти і газу. У 1978 р. на базі розрізнених організацій створено виробниче підприємство “Чорноморнафтогазпром”, на яке було покладено продовження геологорозвідувальних робіт на нафту і газ, а також їх видобуток і транспортування по акваторіях Чорного та Азовського морів і територій Кримського півострову; у 1988 р. воно перейменоване в Державне виробниче підприємство (ДВП) “Чорноморнафтогаз”.

Проте, незважаючи на відкриття в межах України трьох нафтогазодобувних регіонів, з середини 70-х рр. спостерігається загальне зниження видобутку нафти і газу, що значною мірою пояснюється зниженням обсягу геологорозвідувальних робіт. Це пов’язано з тим, що в цей час у СРСР основні капіталовкладення та матеріально-технічні ресурси були спрямовані на освоєння родовищ і розвиток видобутку нафти в Сибіру, де були відкриті великі родовища покладів нафти і газу. В освоєнні нафтових і газових родовищ Сибіру брали активну участь вчені, фахівці та виробничники українських нафтових підприємств.

Невпинне зменшення обсягів геологорозвідувальих робіт призвело до того, що за останні 15–20 років на території України не було відкрито родовищ зі значними запасами нафти чи газу. Це спричинило різку диспропорцію між щорічним приростом запасів нафти і газу та їх видобутком в Україні.

У загальному для сучасного стану нафтогазопошукових і розвідувальних робітхарактерні такі особливості:

– широкий розвиток регіональних геолого-геофізичних досліджень та наукових узагальнень з метою прогнозування нафтогазоносності регіонів;

– інтенсивний розвиток і вдосконалення геофізичних та геохімічних методів, як ефективних засобів регіонального та локального вивчення і виявлення нафтогазоперспективних об’єктів та прогнозування геологічного розрізу;

– збільшення глибинності пошуків нафти і газу до 6–7 км і глибше та дослідження давніших осадових нашарувань порід включно з фундаментом;

– широкий вихід пошуково-розвідувальних робіт на акваторії морів та океанів;

– пошуки покладів неантиклінального типу, пов’язаних з літологічними, стратиграфічними та гідродинамічними пастками і рифогенними тілами;

– оптимізація та прискорення пошуків і розвідки за рахунок поєднання різних стадій геологорозвідувального процесу та використання обчислювальної техніки для оброблення та отримання геолого-геофізичної інформації.

Новим етапом організації науково-технічної нафтогазової громади стало створення в 1992 р. Української нафтогазової академії (УНГА). Ця всеукраїнська громадська організація об’єднала видатних вчених та керівників великих підприємств, працівників галузевих інститутів, навчальних закладів, установ і підприємств. Першим президентом УНГА став доктор геолого-мінералогічних наук, професор М.М. Іванюта. УНГА виконує фундаментальні науково-дослідні та конструкторські роботи, забезпечує взаємодію академічної, галузевої та університетської наук з виробництвом.

У складі УНГА працювали і продовжують працювати відомі вчені, що внесли великий вклад в розвиток нафтогазової геології – Ю.О. Арсірій, Г.К.Боднарчук, Г.Ю. Бойко, Г.І. Вакарчук, І.В. Височанський, В.К. Гавриш, М.І. Галабуда, М.Є. Герасимов, В.В. Глушко, І.І. Дем’яненко, М.І. Євдощук, В.Ю. Забігайло, С.М. Захарчук, Т.С. Ізотова, М.О. Істомін, Б.П. Кабишев, В.В. Колодій, С.С. Круглов, Б.Л. Крупський, Ю.З. Крупський, Г.М. Ладиженський, С.О. Лизун, О.Ю. Лукін, О.О. Орлов, В.Г. Осадчий, М.І. Павлюк, Ю.М. Сеньковський, О.С. Ступка, І.І. Чебаненко, П.Ф. Шпак, та ін. Академія встановила контакти з науковими установами Європи і Америки і має постійного представника в Канаді та США.