Ближний Восток более всего знаменит своими традиционными запасами нефти и газа, которые на протяжении почти столетия являются важнейшей частью мировых поставок. Может ли американская сланцевая революция быть перенесена на Ближний Восток? Возможно, но геология не единственный фактор в сланцевой революции.

Сланцевые месторождения Ближнего Востока
Сланцевая революция в США феноменальна. Благодаря технологиям горизонтального бурения и гидроразрыва пласта сланецевые запасы удвоили добычу нефти в США с почти 5 млн. баррелей в сутки в 2008 году до 11 млн. баррелей в сутки в 2018 году. В том же десятилетии годовая добыча природного газа в США увеличилась с 21,1 млрд. куб. футов в сутки до 32,7 млрд. куб. футов в сутки. До сих пор сланцевая революция ограничивалась несколькими бассейнами и залежами в США: пермским, бассейном Барнетт и Игл Форд в Техасе, бассейном Баккен в Северной Дакоте и Марцелл на востоке гор Аппалачей. Тем не менее, все традиционные нефтяные бассейны по всему миру также содержат большие объемы богатых органическими породами сланцев. Поскольку на Ближнем Востоке сосредоточено наибольшее количество гигантских месторождений нефти и газа, его богатые материнские породы должны открывать огромные возможности для интенсификации и добычи. Отложения от палеозоя до кайнозоя представлены 12-километровым в толщину объемом отложений на Аравийской платформе и в краевом прогибе Загрос, и почти каждый стратиграфический период содержит по меньшей мере одну сланцевую формацию толщиной более ста метров, которая либо распределена регионально, либо сосредоточена в конкретных странах. Эти сланцевые месторождения остаются неисследованными.
Термин «сланец» в геологии конкретно относится к слоистой (сланцеватой), уплотненной, мелкозернистой осадочной породе, в которой преобладают минералы, частицы которых подобны по размерам частицам глины. Сланцы по существу являются аргиллитами, но со слоистой текстурой. Однако в современной нефтяной промышленности термин «сланец» использовался в слишком широком смысле, включая определение его как любых мелкозернистых осадочных пород с низкой проницаемостью - аргиллитов, сланцев, алевролитов, мергеля и мела - для добычи нефти и газа из которых требуется использовать гидроразрыв пласта. Здесь я неохотно принимаю это текущее промышленное использование термина, но исключаю чисто известняковые и доломитовые образования, которые так часто встречаются в стратиграфии Ближнего Востока. Далее следует общий обзор сланцевых горизонтов Ближнего Востока: локальные варианты условий осадконакопления, несогласное напластование, термическая зрелость и органическое богатство присутствуют в изобилии. В целом, формации становятся глубже начиная с западной части Аравийской платформы по направлению к краевому прогибу Загрос.

Геологическое строение бассейнов Ближнего Востока

На Ближнем Востоке находятся богатые нефтяные месторождения, потому что он унаследовал уникальный набор геологических условий, которые способствуют образованию и накоплению крупных запасов нефти на афро-арабской платформе Гондваны (см. GEO ExPro, Vol. 7, No. 1: Why So Much Oil in the Middle East). В палеозойско-мезозойские времена на протяжении почти 500 миллионов лет Ближний Восток представлял собой обширный стабильный континентальный шельф, обращенный к протекающему с востока на запад океану Тетис. Континентальный шельф имел ширину 2000–3000 км и длину не менее 6000 км. В кайнозойские времена краевые прогибы, сформированные в результате столкновения арабо-азиатских плит, а также поднятия гор Загрос-Тавр и заполненные отложениями толщиной 3000 м, наложились на шельфовые отложения. Схожим образом, шельфовые отложения, в том числе богатые органикой, были глубоко погребены и сохранились.
Регионально распределенные сланцевые формации в ближневосточном кластере делятся на три стратиграфические группы: ордовик-силур, юрско-меловая и палеоцен-эоценовая. Ранние палеозойские периоды характеризовались быстрым появлением форм жизни, а также глобальным повышением уровня моря. В теплые юрско-меловые времена океан Тетис находился на самом высоком уровне и располагался в богатых планктоном экваториальных широтах, что способствовало отложению органически богатых, бескислородных глубоководных сланцевых отложений. Третья группа сланцевых образований, относящихся к палеоцен-эоценовым периодам, отложилась в краевых прогибах поверх шельфовых отложений.

Инфракембрийские и глубоко залегающие палеозойские сланцы Ближнего Востока
Группа Huqf в Омане содержит самые известные инфракэмбрийские нефтематеринские породы, из которых добывалась нефть, хранящаяся не только в пермокарбоновых резервуарах, но и в самой группе Huqf (резервуар «Q», встречающийся на месторождении Руниб в южной части Омана). Группа состоит из чередующихся карбонатов, кремнисто-обломочных пород и испарений, отложившихся в глубоком, ограниченном и бескислородном бассейне. Известняковые аргиллиты Шурамской свиты (толщиной до 600 м) и доломитовые и сланцевые отложения свиты Ара (до 1700 м) являются основными богатыми органикой нефтематеринскими породами. На многих месторождениях сланцы Ара (с керогеном типа II, возможно, цианобактериального происхождения) все еще находятся в пределах нефтяных и газовых окон; он ограничен солью Ара, эквивалентной региональной соли Хормуз (под кембрийскими отложениями) в Персидском заливе.
Нижнепалеозойские образования на Ближнем Востоке сильно различаются по термической зрелости в зависимости от глубины их залегания; например, в краевом прогибе реки Загрос они часто превращались в слюдяные кварциты. Верхнепалеозойские нефтематеринские породы не являются непрерывными на всем Ближнем Востоке из-за падения уровня моря и тектонических нарушений ближе к концу Палеозоя.
Известные кембрийские сланцевые пласты, отложившиеся во флювиальных и краевых морских средах на Ближнем Востоке, включают в себя формацию Pre-Saq (Нижний Кембрий) в Саудовской Аравии, Нижнюю Хайму (Miqrat) в южном Омане, которая подпитывала нефтью и газом обломочные отложения Верхней Хаймы, и среднекамбрийский сланец Сосник толщиной 1000 м в юго-восточной Турции.
Ордовикские сланцевые отложения простираются от континентальной до окраинной морской среды и имеют разные стратиграфические названия: Hiswa (Иордания), Bedinan (Турция), Sawab (Сирия), Hanadir (Саудовская Аравия) и Safiq Shale в Омане (который простирается до Нижнего Силурия).
Силурий отмечен крупной нефтяной породой, которая широко залегала в открытой морской среде на Ближнем Востоке и в Северной Африке. Этот морской «горячий сланец» (характеризующийся высоким гамма-каротажем) также называют по-разному в разных странах: Tanezzuft (Ливия), Kohla (Египет), Qusaiba (Саудовская Аравия), Mudawwara (Иордания), Tanf (Сирия), Akkas ( пустыня западного Ирака) и т.д. Силурийский сланец хорошо изучен, так как в нем образуется как газ, так и легкая нефть, залегающая в средне-верхнепалеозойских коллекторах. Толщина «горячего» сланца Qusaiba в Саудовской Аравии варьируется по толщине от 250 м в обнажении до более 1000 м в бассейне и имеет среднее содержание ООУ 4–5% (Cole и др., 1994).
В местном масштабе существует несколько богатых органикой девонских сланцев, таких как Koprulu на юго-востоке Турции, Jauf в Саудовской Аравии и Misfar в Омане. Хуфское образование пермского периода (и ее эквиваленты), состоящая из известняка, доломита, сланца и ангидрита, активно накапливала отложения в условиях приливной и мелководной морской среды на Ближнем Востоке. Это образование часто выступает как в качестве коллектора, так и в роли нефтематеринской породы.

Мезозойские сланцы: нефтематеринские породы юрского и мелового периодов Ближнего Востока

Триасовые нефтематеринские горные породы, в частности Kurra Chine в Сирии и Ираке и Jilh в Саудовской Аравии и ОАЭ, состоят из доломита, сланца и ангидрита и были отложились на мелководье.
Самые богатые и мощные нефтематеринские породы на Ближнем Востоке относятся к юрскому и меловому периодам. На некоторых месторождениях присутствуют многочисленные глубоководные сланцевые горизонты юры и мела, богатые органикой, с керогеном типа II. Эти мезозойские образования могут быть наиболее подходящими для разработки сланцевых месторождений, хотя они преимущественно представляют собой мергель и битумный известняк, а их известковая природа может по-разному реагировать на образование трещин, в отличие от таких кремнистых сланцев как Barnet. Юрские отложения покрыты эвапоритовыми покрышками.
Химические исследования юрской свиты Sargelu в северном Ираке, проведенные Роджером Абдулой (2010), показывают, что Sargelu имеет довольно однородную литологию с переменной толщиной от 25 до 485 м, и что его богатейший горизонт имеет значения ООУ 11%. Та же формация в Иране дала значения ООУ 3–4% (Bordenave и Bruwood, 1990). Над самыми верхними эвапоритовыми покрышками юры присутствуют на региональном уровне несколько нефтематеринских пород мелового возраста, они известны под различными стратиграфическими названиями. В этих нефтематеринских породах, представленных в основном черным сланцем и глинистым известняком, образовалась легкая нефть, хранящуюся в множественных меловых карбонатных коллекторах. Стратиграфическая толщина и органическое богатство этих меловых пород замечательны: например, черный сланец Kazhdumi в бассейне Загроса в Иране достигает 450 м и имеет значения ООУ 3–12%.

Сланцы палеогенового предгорья
С субдукцией Океана Тетис под азиатским континентом тектонический режим на Аравийской платформе изменился на континентальное столкновение, поднятие и осаждение на переднем крае, которое характеризовало ближневосточную геологию в течение последних 50 миллионов лет. Мелкие морские сланцевые образования палеоценового возраста в приморских бассейнах оказались эффективными источниками нефти. Они известны под разными стратиграфическими названиями: Taqiya (Иордания), Aaliji (Сирия и север Ирака), Pabdeh (Иран) и Um Er Radhuma (южный Ирак, ОАЭ и Катар). Синанская формация маастрихтско-палеоценового периода на юго-востоке Турции состоит из темно-серого известняка и мергеля и оказалась нефтематеринской породой/коллектором как на месторождениях Selmo, так и на западных месторождениях Selmo.
Некоторые горизонты эоценовых сланцев также потенциально являются нефтематеринскими породами, такие как формация Jaddala в Сирии и северном Ираке, Andhur в Омане и Jeza в Йемене. Во многих частях Ближнего Востока палеоцен-эоценовые породы перекрыты эвапоритами, сохраняя, таким образом, эти нефтяные системы.

Сланцевый газ на Ближнем Востоке
Для Ирана и Катара, соответственно второго и третьего по величине хранилищ природного газа в мире (Россия - номер один), сланцевый газ может не иметь высокого приоритета. Однако для некоторых стран Ближнего Востока, особенно Саудовской Аравии и ОАЭ, которые остро нуждаются в природном газе для выработки электроэнергии и бытовых нужд, перспектива добычи сланцевого газа на их собственных месторождениях чрезвычайно привлекательна. Ахмад Кенави, вице-президент Halliburton на Ближнем Востоке и Северной Африке, недавно сообщил, что национальные нефтяные компании Саудовской Аравии, Омана, Бахрейна и Кувейта всерьез изучают возможности освоения своих ресурсов сланцевого газа. Саудовская Аравия начала свою первую коммерческую добычу сланцевого газа с месторождения в Северной Аравии в мае 2018 года и поставила 55 тыс. куб. футов газа в день на электростанцию в Wa’adi Al Shamal на севере страны.
Запасы сланцевого газа в Саудовской Аравии оцениваются в более чем 600 млрд. куб. футов – что дважды превышает запасы обычного природного газа в стране. Компания Saudi Aramco сосредоточилась на трех конкретных областях для разработки сланцевого газа. Это месторождение Ghawar, которое является крупнейшим в мире нефтяным месторождением; бассейн Jafurah, расположенный недалеко от Ghawar и, как ожидается, будет игл фордом Саудовской Аравии; и обширный бассейн Rub al-Kahli на юге страны.

Сложности разработки нетрадиционных ресурсов на Ближнем Востоке
Несмотря на частую встречаемость сланцевых образований на Ближнем Востоке, существует несколько важных препятствий на пути разработки этих месторождений. В настоящее время добыча из традиционных карбонатных коллекторов является более экономичной для ближневосточных нефтяных компаний. Десятилетия бурения и добычи предоставили достаточно информации об этих коллекторах, в то время как добыча из сланцевых формаций потребует новых данных о коллекторах и качестве нефти, а также глубокого бурения и необходимой инфраструктуры и стратегий, и все это потребует крупных финансовых вложений. Пока цены на нефть остаются на текущем уровне, у ближневосточных компаний будет мало коммерческих стимулов для развития своих сланцевых месторождений; действительно, добыча из этих новых месторождений может даже снизить цены на нефть в дальнейшем.
Кроме того, для разработки сланцевых месторождений требуется огромное количество пресной воды для гидроразрыва пласта (несколько миллионов галлонов воды на горизонтальную скважину, как в США), но на Ближнем Востоке существует острая нехватка пресной воды, учитывая небольшое количество осадков и в основном засушливый климат. Это климатическое ограничение сохранится еще долго. Сухое (газовое) фракционирование, при полном его развертывании, может оказаться осуществимым решением. Сейсмичность гидродинамического происхождения, связанная со стимуляцией сланцев, является еще одним серьезным препятствием в тех частях Ближнего Востока, где встречаются активные разломы различных размеров.
В то время как сланцевая геология весьма перспективна на Ближнем Востоке, регион сталкивается с экономическими и технологическими проблемами при разработке этих ресурсов. Как и в США, сланцевая революция на Ближнем Востоке может быть спровоцирована сланцевым газом на некоторых месторождениях.

Список литературы:
• Cole et al., Saudi Arabia Journal of Technology, 1994.
• Roger Abdula (MS thesis, Colorado School of Mines, 2010).
• (Bordenave and Bruwood, Advances in Organic Geochemistry, 1990).
• (Carla Sertin, Arabian Business, 15 February 2019).
https://www.geoexpro.com/articles/2019/11/shale-plays-of-the-middle-east

Эта статья вышла в номере Vol. 16, No. 5 - 2019