Развивалась наука о поиске нефтяных месторождений, наука о ведении геолого-разведочных работ, развивалась техника и технология буровых работ, росли глубины скважин, произведением показателей роста этих двух самостоятельных наук определялся рост добычи нефти в России. Автор считает целесообразным привести динамику добычи нефти в мире и по странам Россия и США (как основного конкурента в отрасли) в период до 1917 года (см. табл. 1).
Таблица 1 Добыча нефти в России и США
| Год | Мировая добыча нефти, тыс.т. в год (период) | Россия | США | ||
| Объем добычи | Объем добычи | ||||
| тыс.т. | % | тыс.т. | % | ||
| 1821-1858 | 175,2 | 175,2 | 100 | - | - |
| 1864 | 276,1 | 9,0 | 3,3 | 267,1 | 96,7 |
| 1900 | 19614,8 | 10352,5 | 52,3 | 7998,0 | 40,9 |
| 1913 | 50514,4 | 10281,0 | 20,0 | 31361,0 | 62,2 |
| 1917 | 64867,2 | 8800,0 | 13,6 | 42326,0 | 65,3 |
Снижение добычи нефти произошедшее после 1900 года вплоть до 1920-х гг. является результатом исторических процессов происходящих в мире и России (революция 1905-1907гг., первая мировая война 1914-1918гг., революции 1917 года, установление Советской власти, гражданская война, национализация капитала), и не является результатом развития науки. Следует сказать, что и нефтегазовая наука утратила темпы своего развития на фоне происходящих событий. И.М.Губкин занимавшийся геолого-поисковыми работами и развивавший именно эту важнейшую науку нефтегазовой отрасли говорил так: «Настоящим ученым я почувствовал себя только после установления Советской власти». Далее автор предлагает обратить взор на вклад именно этого ученого в развитие нефтяной науки и нефтедобычи России в целом. По мнению автора и многих исследователей именно И.М.Губкину принадлежит роль в зарождении науки о разработке нефтяных месторождений, что прослеживается в материалах приводимых в следующем параграфе.
2. Зарождение науки о разработке нефтяных и газовых месторождений
Для осуществления управления развитием всей нефтяной промышленности и, в частности, развитием разведки и разработки нефтяных месторождений Декретом Правительства страны был в мае 1918 г. учрежден Главный нефтяной комитет (Главнефтеком) в отделе топлива Высшего Совета Народного Хозяйства (ВСНХ) [2]. Инициатива в создании такого комитета принадлежала И.М.Губкину, который стал членом коллегии Главнефтекома и осуществлял в течение более 20 лет (до его смерти в 1939г) важнейшие мероприятия по управлению нефтедобычей и разработкой. Поэтому нефтяники имели все основания неофициально считать И.М.Губкина своим «нефтяным комиссаром». Обратим взор на опубликованные И.М.Губкиным работы и доклады, ведь не секрет, что они существенно повлияли на развитие нефтяной науки, нефтяной геологии в частности.
В первой, опубликованной в 1918 г. статье «Роль геологии в нефтяной промышленности», И.М.Губкин утверждал, что «геолог должен быть руководителем при разработке нефтяных месторождений, если хотят, чтобы эта разработка носила правильный, планомерный характер и давала максимум положительных результатов». Этим и последующими выступлениями И.М.Губкин старался показать необходимость научного подхода к разработке нефтяных месторождений, указывал на роль геологии не только в процессе поиска, но и непосредственно в процессе разработки месторождения. Это было, по мнению автора, очень правильным, своевременным высказыванием, которое можно отнести к революционным. Был дан толчок развитию научных основ разработки нефтяных месторождений. Возможно благодаря И.М.Губкину главная наука нефтяного дела «Подземная гидравлика» получила свое зарождение именно в 20-е годы в трудах Л.С.Лейбензона о чем будет сказано ниже.
В следующей, опубликованной в том же году статье «Нефтяная промышленность России», И.М.Губкин провел такой анализ состояния нефтяной промышленности нашей страны, из которого закономерно вырисовывались первейшие задачи ее реконструкции, что и подтверждается самим названием следующей его статьи, опубликованной в 1920 г., «Боевые задачи на нефтяном фронте». Состояние разработки нефтяных месторождений после их национализации было таково, что первейшей задачей И.М.Губкин считал необходимость бороться с технологически необоснованным массовым обводнением нефтяных скважин и продуктивных пластов.
С начала двадцатых годов стал проводить свои исследования в области разработки нефтяных месторождений, подсчета запасов нефти и технологии нефтедобычи проф. Л.С.Лейбензон. Первая его статья в этой области, опубликованная в 1923 г., и последующие послужили Л.С.Лейбензону основанием для создания им впоследствии новой науки – подземной гидравлики; без учета достижений этой науки нельзя проводить рациональную разработку нефтяных месторождений.
В начале же двадцатых годов грозненский геолог И.Н.Стрижов предложил свою систему разработки нефтяных месторождений. Учитывая возможность наличия газовой шапки в своде структуры, И.Н.Стрижов считал недопустимым начинать эксплуатационное бурение со свода и рекомендовал проводить бурение скважин, начиная с периферии структуры, поднимаясь по ее крыльям к своду. Такую систему разработки в опубликованной в то время в США литературе назвали «русской системой». В современной литературе силы приводящие нефть в движение описываются, как сила давления газовой шапки, а режим разработки называется «режимом газовой шапки». Не отрицая обоснованности «русской системы разработки» применительно к нефтяным залежам с газовой шапкой на своде, И.М.Губкин в последующем правильно считал недопустимым ее использование при разработке залежей нефти, в которых весь газ в пласте растворен в нефти, и главной силой, движущей ее к скважинам, является напор воды. Это высказывание также можно отнести к революционным, ведь в современной литературе выбор числа скважин, обоснование режимов их работы при водонапорном режиме определяется именно в зависимости от активности природной водонапорной системы создающей определенный напор на нефтяную залежь снизу.
Впервые в истории мировой нефтедобычи обоснование существования водонапорного режима (тогда его называли просто водяным или гидравлическим) разработки нефтеносных пластов было дано грозненскими геологами во главе с Н.Т.Линдтропом. В статье, опубликованной в 1925 г., Н.Т.Линдтроп привел фактические данные, доказывающие, что, например, в самых продуктивных (XIII, XVI) и других пластах Новогрозненского района (названного потом Октябрьским) весь газ в пласте находится в растворенном состоянии, и поэтому единственной силой, движущей нефть к скважинам, является напор краевой воды. Нефтеносный продуктивный пласт Н.Т.Линдтроп представил как водонапорную систему. начинающуюся с области питания на выходах пласта на более высоких гипсометрических отметках, чем в самой залежи. Н.Т.Линдтроп отметил явное взаимодействие водяных скважин, расположенных за контуром нефтеносности, с нефтяными скважинами, находящимися от них на сравнительно больших расстояниях внутри контура нефтеносности.
Забегая вперед, отмечу, что работа американского геолога С.Герольда, в которой была предложена классификация режимов нефтяных месторождений, в том числе и гидравлического, была проведена позже выполненных грозненскими геологами исследований, т.е. открытие гидравлического (водонапорного) режима принадлежит отечественным специалистам. Губкин в своих докладах и статьях, начиная с конца двадцатых годов, опирался на исследования грозненских геологов. Приведем несколько цитат из его статей, касающихся весьма важных вопросов, возбуждавших много споров.
«Возьмем основной вопрос о количестве скважин на единицу поверхности нефтяного участка. Участок можно разрабатывать, покрывая его более или менее густой сеткой скважин. При менее густой сетке скважин дебит каждой скважины будет выше, а трудовые затраты на добычу весовой единицы нефти будут ниже, чем при более густой сетке скважин. Следовательно, с увеличением густоты скважин себестоимость нефти будет повышаться. С повышением себестоимости нефти происходит уменьшение рентного дохода на тонну нефти. Но до известного предела это повышение себестоимости является выгодным с народнохозяйственной точки зрения, ибо параллельно с увеличением стоимости и падением рентного дохода на единицу нефтедобычи происходит увеличение общей массы нефти, добываемое на единицу поверхности, и увеличение общей массы рентного дохода, получаемого народным хозяйством. Следовательно, до известной степени повышение себестоимости нефти, связанное с изменением системы разработки месторождения, вполне оправдывается с народнохозяйственной точки зрения. Между тем, мы совершенно игнорировали это в нашей практике…»
«Наивыгоднейшей является не такая система разработки месторождения, при которой себестоимость является самой низкой, а такая при которой на единицу поверхности реализуется наибольшая сумма рентного дохода». «Нефтяная промышленность должна провести исследование вопроса о том, какая система разработки месторождения обеспечивает народному хозяйству реализацию наибольшей массы рентного дохода. По-видимому, в результате такого исследования нефтяной промышленности придется пересмотреть и значительно снизить нормы начального и конечного дебита скважин, которыми в настоящее время определяется рентабельность скважин».