Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»
И. В. Кислухин, В. И. Кислухин
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ПОИСКАХ И РАЗВЕДКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА Учебное пособие
Тюмень ТюмГНГУ 2012
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 553.982.23(551.3) ББК 74.58я73 К44 Рецензенты: доктор геолого-минералогических наук, профессор В. Н. Бородкин кандидат геолого-минералогических наук В. С. Бочкарев Кислухин, И. В. К44 Исследования при поисках и разведке месторождений нефти и газа : учебное пособие / И. В. Кислухин, В. И. Кислухин. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2012. – 32 с. ISBN 978-5-9961-0562-5 В учебном пособии изложены различные методики и новые методические приемы, используемые в практике поисков и разведки месторождений нефти и газа. Особое внимание уделяется их комплексированию, анализу успешности каждого метода, а также определению возможностей проводимых исследований в районах с отличительными особенностями геологического строения территории. Изучение студентами материалов, изложенных в пособии, будет способствовать более быстрой адаптации на производстве и при участии в исследованиях научных организаций. Учебное пособие предназначено для студентов геологических специальностей очного и заочного обучения.
УДК 553.982.23(551.3) ББК 74.58я73
ISBN 978-5-9961-0562-5
© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2012
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 3. 4. 5. 6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 8.
Введение………………………………………………………………… Поисково-разведочный процесс. Цели и задачи……………………... Этапы поисково-разведочного процесса………………………………. Поиски скоплений нефти и газа……………………………………....... Региональные исследования при поисках……………………………... Детальные поисковые работы……………………………………….…. Разведка нефтяных и газовых месторождений……………………...… Предварительная разведка…………………………………………….... Детальная разведка…………………………………………………….... Исследования и документация при бурении скважин…………….….. Методы сопоставления разрезов глубоких скважин………………….. Полевые геофизические методы исследований……………………..… Прямые геофизические и геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений ……………………………………………… Геофизические методы исследований……………………………….… Геохимические методы исследований………………………………..... Гидрогеологические и гидрогеохимические методы исследований…. Буровые работы………………………………………………………..… Методы прогноза нефтегазоносности при поисковых работах………. Прогноз нефтегазоносности земель по космической фотоинформации Геотермические критерии прогноза нефтегазоносности…………..…. Гидрогеохимические методы оценки нефтегазоносности осадочного чехла…………………………………………………………………….... Использование метода СБС-петля электроразведки для прямых поисков нефти и газа……………………………………………………….. Геотектонические критерии локального прогноза коллекторских свойств горных пород………………………………………………..….. Применение структурно-геоморфологических методов……………… Оптимизация поисково-разведочных работ в районах с высокой степенью освоения ресурсов……………………………………………….. Вопросы для 1 аттестации………………………………………………. Вопросы для 2 аттестации………………………………………………. Основная литература………………………………………………….…. Дополнительная литература…………………………………………..…
3
4 5 5 5 5 6 7 8 8 8 9 10 13 13 14 14 15 15 15 16 17 19 21 23 24 28 28 30 30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение Настоящее учебное пособие можно использовать в качестве основной литературы для изучения дисциплины «Методы исследований при поисках и разведке месторождений нефти и газа» студентами старших курсов геологических специальностей. Оно позволяет в доступной форме ознакомиться с основными методиками, используемыми при поисках и разведке месторождений нефти и газа. До середины XIX столетия в промышленных масштабах нефть не добывалась, поскольку не было технических средств для еѐ извлечения на поверхность. Нефть самым примитивным способом вычерпывалась из колодцев, вырытых вблизи еѐ естественных выходов. Первый нефтеперегонный завод в России построен на Кавказе в 1821 году. Главным образом, он производил керосин. Первоначально нефть добывалась лишь в районе Баку и на Северном Кавказе. Решающую роль в развитии нефтедобывающей промышленности сыграло бурение скважин. Первая скважина была пробурена на Кавказе в 1848 году. Но промышленная нефть стала добываться только с 1871 года. 1872 год – получен первый промышленный приток нефти в районе Ухты. Впервые советские пятилетки была открыта Волго-Уральская нефтегазоносная провинция. На территории Западной Сибири промышленный приток природного газа был получен в 1953 году (Березовское месторождение). Он ознаменовал открытие новой нефтегазоносной провинции, как впоследствии оказалось, одной из крупнейших в мире[3]. Пособие рассчитано на курс, включающий 17 часов лекций. Практические занятия в объѐме 34 часов будут представлены в отдельном методическом указании. Вопросы для закрепления материалов описываемой дисциплины и проведения аттестаций даются после основного текста.
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Поисково-разведочный процесс. Цели и задачи Нефтяная промышленность – основная отрасль народного хозяйства. Трудно переоценить значение нефти в экономике страны: это бензин, керосин, различные масла, пластмассы и другие материалы без которых мы не мыслим современную жизнь. Главная цель – изучение существующих методик поисковоразведочного процесса промышленных скоплений углеводородного сырья, установление закономерностей в размещении нефти и газа в земных недрах, районирование нефтегазоносных территорий по перспективам с обоснованием прогноза гидрогеохимических, электрометрических и других методов исследования земных недр. 2. Этапы поисково-разведочного процесса Поисково-разведочный процесс на нефть и газ является сложным и длительным. Он объединяет различные взаимосвязанные виды работ, которые должны обеспечить выявление и геолого-экономическую оценку, а также подготовку промышленных запасов к разработке. Весь поисково-разведочный процесс подразделяется на 2 этапа: поисковый и разведочный. 2.1. Поиски скоплений нефти и газа Рассматриваемый этап подразделяется на 2 стадии: региональные (предварительные) и детальные поиски. 2.1.1. Региональные исследования при поисках На стадии региональных работ проводятся обширные геологические, геофизические, геохимические, гидрогеологические, буровые, научнотематические исследования. Задачи, решаемые вышеназванными работами, заключаются в изучении общих черт геологического строения, стратиграфии и тектоники территории. Совместно с геохимическими и гидрогеологическими исследованиями определяются возможные нефтегазосодержащие комплексы и горизонты по изучению состава и типа подземных вод, исследованию всех нефте-, газо-, битумопроявлений. Применение геофизические исследования.КМПВ, МОГТ позволяют детально изучить строение структурных форм фундамента и глубины его залегания, определить мощности и параметры отдельных структурных этажей осадочного чехла.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для регионального изучения нефтегазоносных территорий в ряде случаев успешно применяется электроразведка, магниторазведка. Они позволяют более детально изучить особенности строения исследуемой территории, служат основой для обоснования заложения опорных и параметрических скважин, которые бурятся на региональном поисковом этапе. Эффективность региональных работ в значительной степени зависит от качества приведенных научных исследований по анализу и обобщению полученных результатов. При стратиграфических исследованиях производятся расчленение разреза по ярусам, свитам, горизонтам, устанавливаются угловые несогласия, определяются перерывы и размывы, выделяются структурные этажи, проводится корреляция разрезов различных районов изучаемой территории. В процессе тектонических и палеотектонических исследований выполняется тектоническое районирование территории, строятся структурные, палеоструктурные и тектонические схемы, а также литологофациальные и палеографические карты. Определяются условия образования осадков, развитие коллекторов и покрышек. Геологические и гидрогеологические исследования помогают нам выделить нефтегазопродуцирующие толщи и проследить их развитие по разрезу и площади. И, наконец, научные исследования должны обосновать оценку перспектив нефтегазоносности как по площади, так и по разрезу с указанием высокоперспективных территорий и отдельных локальных участков[1]. 2.1.2. Детальные поисковые работы Детальные поисковые работы проводятся в районах, где в результате региональных работ определены перспективы нефтегазоносности разреза осадочного чехла. Поиски отдельных локальных поднятий осуществляются с помощью структурного бурения и геофизических исследований. Основными задачами этих работ являются подготовка отдельных ловушек и локальных поднятий, бурение в их пределах поисковых скважин, открытие и геолого-экономическая оценка месторождений. На подготовленных к глубокому бурению структурах и отдельных структурно-стратиграфических, структурно-литологических и других барьерных ловушках проектируется бурение глубоких поисковых скважин. Для их размещения необходимо иметь структурную карту по кровле продуктивного пласта с нанесѐнным на неѐ внешним контуром нефтеносности, а также оценку ресурсов углеводородов по категории С3. Как правило, контур нефтегазоносности проводится по аналогии с соседними месторождениями (например, по схеме изоконтактов или по степени заполнения ловушек). 6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рассматриваемой стадии поисково-разведочных работ проводятся геофизические, геохимические и гидрогеологические исследования в более крупных масштабах с целью обоснования заложения глубоких поисковых скважин. Проектный горизонт поисковых скважин обосновывается на основании геолого-геофизических и других исследований с учетом положения продуктивных пластов на соседних месторождениях[2]. Если в изучаемом регионе не проводилось глубокое опорное бурение, то одна из скважин проектируется со вскрытием пород доюрского фундамента. Общее количество поисковых скважин зависит от степени сложности структуры. Оно обычно колеблется от 1 до 5 (в среднем бурится 3 поисковые скважины). Как правило, одна из проектных скважин размещается в присводовой части структуры, две (или более) другие на участках, где они дают максимально возможную информацию о будущей залежи. Кроме того, эти скважины должны буриться на различных гипсометрических отметках. Поисковые скважины не закладываются вблизи контура нефтегазоносности (на контуре, за контуром) и на крутых крыльях и периклиналях. Заложение каждой из поисковых скважин должно быть детально и обстоятельно обосновано. Бурением и испытанием скважин открывается месторождение, даѐтся характеристика коллекторских свойств вмещающих залежи пород, проводятся гидрогеологические и геохимические исследования. Изучается геологическое строение месторождения и определяется оценка запасов нефти и газа по категориям С2, частично С1. Производится оценка экономической эффективности, и даются обоснования и рекомендации по проведению дальнейших поисково-разведочных работ. И последнее: если на площади, где открыты многочисленные залежи, а скважины закладываются на более глубокие, ещѐ не опробованные горизонты – категорийность еѐ должна определяться как поисковая. 2.2. Разведка нефтяных и газовых месторождений Целью разведочных работ является изучение выявленных поисковыми работами месторождений нефти и газа для определения их промышленного значения, подсчета запасов по промышленным категориям и подготовка их к разработке. Разведочные работы проводятся только в том случае, если анализ поискового этапа геологоразведочного процесса показал экономическую эффективность дальнейшего проведения работ. Разведочные работы подразделяются на два этапа: предварительная разведка и детальная разведка (иногда последняя называется доразведкой).
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2.1. Предварительная разведка Проводится непосредственно после поискового этапа и заключается в бурении ограниченного числа скважин, размещенных в тех точках, которые помогают нам достаточно уверенно произвести все геологические построения: геологические разрезы и профили, структурные карты по подошве и кровле пласта, карты подсчетных параметров, изучить литологию, коллекторские свойства вмещающих пород. Обеспечить прирост запасов по промышленным категориям не менее 30% от суммарных запасов. Завершением этапа является геолого-экономический анализ выполнения работ и оценка экономической эффективности дальнейшего проведения поисково-разведочного процесса. 2.2.2. Детальная разведка Основными задачами рассматриваемого этапа являются: А) выяснение деталей геологического строения месторождения и закономерностей изменения литологического состава, мощностей, коллекторских свойств вмещающих пород; Б) изучение продуктивности различных участков залежи и изменения их дебитов в процессе пробной эксплуатации; В) уточнение фазового состояния, положения контуров и контактов флюидов; Г) изучение гидрогеологической и гидрогеохимической характеристики продуктивной части разреза; Д) подсчет запасов нефти и газа по промышленным категориям не менее 80%. Одним из главнейших принципов проведение разведочных работ должно быть обеспечение максимальной их эффективности, то есть проведение работ с максимальной эффективностью и минимальными затратами. Отсюда понятно - какое значение приобретает рациональное размещение разведочных скважин на месторождении с учетом их геологического строения и характера нефтегазоносности[5]. 3. Исследования и документация при бурении скважин При бурении и испытании скважин должен быть проведен комплекс геолого-геофизических и гидрогеологических исследований, обеспечивающий изучение нефтегазоносности, геологического строения, подсчета запасов и проектирования системы разработки. Отбор керна производится колонковым долотом для изучения литологии, физических свойств коллекторов, определения нефтегазонасыщенных толщин, положений ГНК и ВНК, пористости, проницаемости и других 8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
параметров. Производится также отбор шлама и образцов боковым грунтоносом. Геофизические исследования: электрометрия: это стандартный каротаж и боковое каротажное зондирование, которые позволяют дифференцировать разрез, выделить продуктивные горизонты, определить уровень ВНК и т.д. Микрозондирование используется для детального расчленение разреза, выделения коллекторов. Кроме этого большое значение имеют индукционный, боковой, радиоактивный каротажи. Инклинометрия – устанавливается отклонения ствола скважины от вертикали. Электротермометрия служит для определения величин геометрического градиента. Кавернометрия фиксирует измерение диаметра скважины. Используется для корреляции и определения проницаемых разностей пород. Газовый каротаж (разновидность ОПН) для определения продуктивности в скважине. Отбор глубинных проб на различные виды анализов. Измеряются пластовые давления и температуры. Производится опробование пласта для определения его продуктивности. Горная выработка или скважина обсаживается колонной (это металлические трубы, чуть меньше диаметра скважины). Пространство между колонной и стенкой скважины заполняется цементом. Вскрытие производится с использованием кумулятивной или гидропескоструйной перфорации. Для интенсификации притока из скважины применяют: торпедирование, гидроразрыв, салянокислотную обработку и т.д. После обобщения всех данных строятся структурные карты: по кровле и подошве пласта, эффективных нефтенасыщенных мощностей, пористости, проницаемости, уточняется положение ВНК и ГНК. Геологом ведется буровой журнал, где фиксируется весь процесс бурения, осложнения при проводке скважин, параметры бурового раствора (удельный вес, водоотдача). 4. Методы сопоставления разрезов глубоких скважин Сопоставления разрезов глубоких скважин это основополагающий момент во всей нефтяной геологии. Если корреляция выполнена неверно, то все дальнейшие построения будут заведомо несостоятельными. Существуют следующие основные методы корреляций разрезов: 1. Палеонтологический (по фауне, микрофауне, споре и пыльце). 2. Литологический (по элементному составу). 3. Геофизический (по данным промысловой геофизики).
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Профилеметрический (по диаметру скважины). 5. Механический (по скорости проходки). 6. Геохимический (по углеродному коэффициенту, по карбонатности, по РО (рассеянному органическому веществу), соотношение редких элементов, спектральный анализ). Комплексное использование этих методов во многом повышает достоверность корреляционных схем. 5. Полевые геофизические методы исследований На всех стадиях поисково-разведочных работ важнейшее значение имеют полевые геофизические исследования, задача которых - изучение геоструктурных особенностей крупных территорий, выявление тектонических элементов различного порядка, детализация строения. К региональным геофизическим исследованиям относятся мелкомасштабные магнитометрические и гравиметрические исследования, электроразведка и сейсморазведка[6]. Магниторазведка. Метод основан на изучении особенностей магнитного поля, связанного с магнитными свойствами горных парод. Различие этих магнитных свойств и формах залегания магнитных тел создает различные формы аномалий, т.е. отклонение его от геомагнитного поля, данного района. Магниторазведка широко применяется при региональных исследованиях для изучения тектоники, определения толщины осадочного чехла, для выявления и трассирования зон региональных разрывных нарушений, в отдельных районах для поисков локальных структур и соляных куполов. Магнитное поле древних платформ обуславливается рельефом и составом кристаллического фундамента. Большое влияние на магнитное поле оказывает петрографическая неоднородность фундамента. Четкими магнитными аномалиями обособляются интрузии изверженных пород основного состава (габбро-диабазы, амфиболиты и другие). Характер магнитных аномалий дает возможность проследить погребенные продолжения структур складчатого обрамления платформенных областей, выделить блоки консолидации. Горизонтальные сдвиги на участках погребенного фундамента можно определить по смещению полос магнитных аномалий в плане. В настоящее время аэромагнитные исследования нашли широкое применение при проведении геофизических исследований в морских условиях, в частности для изучения геомагнитного поля в Каспийском, Аральском, Охотском и других морях. В некоторых платформенных районах при благоприятных геологических условиях магниторазведка используется для поисков зон поднятий. Конечно, наиболее успешно магниторазведка применяется в области развития соляной тектоники для поисков соляных куполов (Днепрово10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Донецкая впадина). Это должно быть понятно исходя из диамагнитных свойств соли, однако в отдельных регионах (в той же Днепрово-Донецкой впадине) соляные купола выносят с собой множественные обломки диабазов, породы высоко магнитной, что фиксируются положительными аномалиями. Наибольший эффект достигается в комплексировании магниторазведки с гравиразведкой. Гравиразведка. Метод основан на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности, что позволяет выявлять аномалии гравитационного поля обусловленного изменением плотности. Гравиразведка применяется при региональных и детальных нефтегазопоисковых работах. Она используется для изучения регионального геологического строения недр, геотектонического районирования строения складчатого фундамента и изучение его крупных структурных элементов, поисков крупных структур, рифов, солянокупольных структур, выявления и трассирования региональных разрывных нарушений. Высокоточная гравиразведка может быть использована для поисков локальных структур, иногда для прямых поисков скоплений нефти и газа. Особенно широко описываемый вид геофизических исследований используется в настоящее время в пределах акваторий морей и океанов: замеры производятся с борта корабля или донными гравиметрами. Гравитационное поле, как правило, отражает глубинную тектонику: крупным положительным структурам соответствуют относительные максимумы (иногда наоборот). Это объясняется различием петрографического состава и глубинного строения фундамента. Отрицательные гравитационные аномалии соответствуют гранитным интрузиям. Положительные значения ∆q связаны с породами фундамента, представленными гнейсами, габброидами, амфиболитами и другими плотными пародами. Как видно из вышеизложенного интерпретацию гравиметрической съемки нужно проводить в комплексе с сейсморазведкой, параметрическим и опорным бурением. Геологическая эффективность гравиметрических работ в районах с различным геологическим строением неодинакова. Для обработки гравиметрических аномалий применяют методические приемы, которые снимают региональный фон, после чего аномалии, выраженные в сгущении линий, либо разряжении изаномал принимают более выраженный понятный для использования вид. Большое практическое значение имеет выделение на платформах по гравитационным аномалиям зон развития флексур, в которые обычно трансформируются глубинные разломы и ограничивают отдельные его блоки. Лучшие результаты описываемый метод геофизических исследований зафиксированы в складчатых областях. Краевые прогибы характеризуются
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
глубоким залеганием фундамента, выделяются обычно большими отрицательными аномалиями силы тяжести. Крупные региональные минимумы характерны так же для межгорных впадин (например, Ферганской) в этих областях гравиразведка применяется для выявления различных структурных зон. Большинство поднятий выражается максимумами ∆q. Высокая эффективность гравиразведки при поисках солянокупольных структур (Днепрово-Донецкая впадина, Прикаспийская и др.) Соляные купола определяются аномальными минимумами силы тяжести. В комплексе с электроразведкой успешно ведутся поиски рифовых массивов[7]. Электроразведка. Метод основан на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей возникающих в земле под действием электрического тока. Электроразведка применяется для решения задач структурной геологии при поисках месторождений нефти и газа. Используется электроразведка и при региональных исследованиях для изучения общих черт изучаемой территории. Проводятся съемки методами ТТ – теллурических токов; ВЭЗ – вертикально электрического зондирования; ЭП – электрического профилирования. Метод ТТ – основан на изучении естественных электрических полей, может применяться в исследуемом районе достаточно интенсивных вариаций теллурических токов. Этот метод используется тектонического районирования, иногда для поисков локальных поднятий, по относительно повышенным напряжением. Методы зондирования и профилирования основаны на изучении искусственно создаваемых электрических полей в породах с помощью постоянного тока. Метод ВЭЗ позволяет изучать геологический разрез в различных точках исследуемой территории и определять глубины залегания выбранного опорного электрического горизонта, что достигается измерением на поверхности земли кажущихся удельных сопротивлений пород при помощи установки последовательно изменяющейся длины, т.е. при постепенном увеличении расстояния между питающими электродами. Этот метод дает наилучшие результаты в районах развития пологой складчатости при наличии в разрезе опорных электрических горизонтов. Метод ВЭЗ показал высокую эффективность при структурном картировании в районах Русской платформы, Предкавказья, Средней Азии, Сибири, в Предуральском прогибе. Метод профилирования применяется при более крутых углах падения пластов и наличия разрывной тектоники. С его помощью производится измерение на некоторой средней глубине кажущихся сопротивлений. Исследования производятся с постоянной установки, при постоянном разносе электродов. В результате строится карта равных сопротивлений, которая
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
позволяет судить об особенностях геологического строения района на определенной глубине, соответствующей размерам установки. На электропрофилях и картах удельных сопротивлений над антиклинальными складками наблюдается увеличение кажущихся сопротивлений, если структура сложена породами высокого сопротивления. Метод электропрофилирования применяется как в платформенных, так и в складчатых областях. Для Западной Сибири наиболее эффективный способ полевых геофизических исследований – это сейсморазведка (не называйте сейсмика – гравика это вульгарно, так же не говорите никогда баженовка, ачимовка (о баженовской свите и ачимовской толще), правильное произношение этих слов будет говорить о вашей культуре – культуре специалиста). 6. Прямые геофизические и геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений 6.1. Геофизические методы исследований Радиоактивные методы: измерение гамма – активности почв или образцов пород. Зона пониженного естественного γ – поля в общих чертах совпадают с конфигурацией и размерами залежей. Разница контурной и законтурной частей составляет обычно до 15%. Сейсмический метод: Обычно залежи нефти поглощают сейсмические волны, а граница раздела нефть – вода является отражающей границей. Однако необходимо отметить, что нужны достаточно высокоточные исследования для определения залежей нефти в разрезе. В Западной Сибири хорошие результаты получены при картировании сеноманских газовых залежей на Харасавэйском, Крузенштернском (полуостров Ямал) и ряде структур в Карском море (Ленинградская, Русановская). Гравиметрический метод: Породы, насыщенные нефтью и водой имеют разные плотности. Эти разности картируются высокоточной гравиметрической съѐмкой. Однако необходимо отметить, что для этого нужно иметь мощную толщу нефтегазонасыщенных пород (не менее 200 м.). Электрометрический метод: используется только в условиях постоянного состава нефти и вод, и минерализации пластовых вод. В настоящие время используются разработки некоторых других методов прямых поисков нефти и газа, однако, ввиду дороговизны и низкой эффективности широкого внедрения они не получают.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.2. Геохимические методы исследований Они основаны на регистрации и изучении факторов миграции углеводородов из залежи к поверхности, которая может происходить по разрывным нарушениям в свободном виде, растворѐнном в воде, путем фильтрации (эффузия) через пористые и трещиноватые породы, а также диффузии. Косвенные методы: Присутствие сернистых соединений и обнаружение бактерий разрушающих углеводородов. Используются следующие методы: А). Газовая съѐмка: Суть еѐ в определении самыми различными способами микроконцентраций углеводородов (в том числе исследовании керна). Б). Битумно – люминисцентная съѐмка: Определяет содержание и состав битумов в породах. Суть метода в том, что различные битумы имеют различные спектры люминисценции, которые фиксируются при исследовании пород ультрафиолетовым облучением. Над залежами обычно формируются повышенные значения битумосодержания. Чаще этот метод используется и при региональных исследованиях для поисков нефтегазоносных толщ и пород, но иногда и при детальных исследованиях. В). Бактериальная съѐмка. Обнаружение бактерий разрушающих углеводороды. Используются грунтово – бактериальные и водно – бактериальные съѐмки. Г). Газовый каротаж: выполняется в скважине и в лаборатории по керну. Фиксируется наличие даже микроконцентрации углеводородов. 6.3. Гидрогеологические и гидрогеохимические методы исследований Опробуются водоносные скважины, водные источники, колодцы и т.д. При этом изучается: Химический состав вод; Давление насыщения и состав растворенных газов; Гидродинамика, геотермия и палеогидрогеологические условия. Природные воды (по Сулину) подразделяются по типу: А) на хлоркальциевый; Б) хлормагниевый; В) гидрокарбонатно-натриевый; Г) сульфатно-натриевый. Первый и третий типы – это воды нефтяных месторождений, второй тип – месторождения могут быть, присутствие же сульфатов в пластовых водах – отрицательный фактор.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.4. Буровые работы Бурение скважин является основным и наиболее трудоѐмким способом изучения недр, но без бурения нельзя открыть скопления нефти и газа. Скважина это горная выработка, диаметр которой несравнимо меньше ее глубины (длины). Ниже приводятся типы скважин, бурение которых осуществляется в следующей последовательности. Колонковые скважины: это не глубокие (до 300м) горные выработки, которые изучают геологическое строение, геоморфологию, тектонику приповерхностной части осадочного чехла. Опорные скважины: бурятся для изучения геологического разреза крупных регионов и оценки перспектив их нефтегазоносности. Выделяются все перспективные в нефтегазоносном отношении комплексы. Здесь отбирается большое количество керна 80% - 100%. Бурятся они до максимально технически возможных глубин. Сейчас в Западной Сибири на пробурено две сверхглубокие опорные скважины СГ6 (Тюменская) и СГ7 (ЕнЯхинская). Параметрические скважины: бурятся для изучения глубинного строения разреза, изучения строения комплексов и для сравнительной оценки нефтегазоносности различных областей. Керн отбирается 20% от глубины скважины, которая проектируется до вскрытия всех перспективных горизонтов, определенным опорным бурением. Структурно-картировочные скважины: это не глубокие скважины, которые вскрывают первый маркирующий горизонт. Они используются для поисков структур и подготовки их к глубокому бурению. В Западной Сибири не применяются, так как хорошие результаты даѐт сейсморазведка, а структурные скважины достаточно дорогие. Поисковые скважины: это глубокие горные выработки. Бурятся на структурах и ловушках, подготовленных к глубокому бурению. Задача этих скважин – открытие месторождений и их предварительная гелогоэкономическая оценка. Разведочные скважины: бурятся в большом количестве. Они должны обеспечить детальное изучение строения месторождения, обоснование всех подсчетных параметров и подготовку запасов углеводородного сырья к разработке. 7. Методы прогноза нефтегазоносности при поисковых работах 7.1. Прогноз нефтегазоносности земель по космической фотоинформации Над залежью нефти и газа в зоне потока углеводородов на дневную поверхность происходят изменения состава и свойств горных пород, эле15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ментарный состав в почвах, подземных водах, а также в приземной атмосфере. А за счет микробиологического и химического окисления мигрирующих углеводородов генерируется тепло. Все это приводит к образованию ландшафтных и своеобразных геоботанических ореолов, отображаемых фототоновыми различиями на космических снимках. 1. Аномалии тепловых потоков и термоаномалии картируются в тепловом и ближнем к нему оптико-фотографическом диапазонах спектра электромагнитных колебаний. 2. Аномалиями электрического, акустического и магнитного полей определяются по спектральным характеристикам собственного и отраженного электромагнитного излучения природных объектов. 3. Физико-химические изменения определяются плотностью тона на снимке. Интерпретация полученных материалов проводится в лабораторных условиях опытными специалистами. Все выявленные аномалии выносятся на структурную карту. Они могут охватывать отдельные площади и участки, а также характеризовать перспективы нефтегазоносности больших территорий[5]. Чаще всего рассмотренная выше методика используется в комплексе с другими исследованиями оценки перспектив нефтегазоносности различных по площади и сложности геологического строения территорий. Более детально с изложенной методикой можно ознакомиться в многочисленных публикациях А.Л.Клопова. 7.2. Геотермические критерии прогноза нефтегазоносности При детальном изучении теплового поля Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции А.Р.Курчиков установил закономерность, выраженную в усилении теплового потока над положительными структурами первого и второго порядков и уменьшение его над седловинами и впадинами. Несмотря на небольшую разность - 1-2 градуса, эта закономерность четко прослеживается. Его неоднородность связывается, обычно, связывается с неустановившимся тепловым полем (например, в результате интенсивных тектонических движений, или неравномерным остыванием и других процессов). Безусловно, большое влияние на описываемые процессы оказывает вещественный состав пород фундамента, глубинные разломы, интрузивные тела и т. д. На фоне увеличения теплового потока над залежами отмечаются еще более высокие аномалии на 3-5 градусов превышающие фоновые значения[9]. Как правило, это явление объясняется разуплотнением пород над залежами и проникновением теплового потока из нижележащих отложений. Совмещение описываемых аномалий со
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
структурной картой наряду с другими критериями нефтегазоносности может служить надежными признаками продуктивности зональных и локальных объектов. 7.3. Гидрогеохимические методики оценки нефтегазоносности осадочного чехла С использованием широкого комплекса геохимических исследований в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне выявлен процесс рассеивания газообразной и жидкой фаз, составляющих залежь, во вмещающие породы и пластовые воды как в вертикальном, так и латеральном направлениях и образующих ореолы восстановления пород, характеризующихся разложением алюмосиликатов, аутогенным образованием новых минералов и наличием углеводородных соединений, присутствующих ранее в залежи. Гидрогеологический метод поисков скоплений нефти и газа основан на изучении ореолов рассеивания и концентрации в них микроэлементов, ароматических и алифатических углеводородов (бензол, толуол, пара-, мета-, ортоксилолы, гексан, этилбензол, октан. нонан, декан, легкие углеводороды и др.). а также органических кислот и комплекса микроэлементов (титан, марганец, цинк, вольфрам, никель, кобальт, хром, медь, селен, кадмий, алюминий и другие). Результаты анализов однозначно свидетельствуют о генетическом единстве углеводородов залежи и подземных вод, так как для моноароматических и алифатических соединений отсутствуют фоновые концентрации в подземных водах. Количество моноароматических соединений в нефти и конденсате увеличивается с глубиной и в северном направлении. Эта же закономерность отмечается и в составе углеводородов пластовых вод. Это позволяет прогнозировать скопления углеводородного сырья в пласте на определенном расстоянии от места взятия пробы, а также дает возможность предопределить состав и удельный вес нефти в залежи. Достоверность и точность метода возрастают при наличии двух проб из пласта по двум поисковым скважинам. Это обеспечивает высокая степень корреляции ароматических углеводородов в ореоле рассеивания. Как правило, одно или несколько углеводородных соединений в малых количествах говорят о наличии залежи не ближе 1-2 км от места взятия пробы. Если концентрация хотя бы одного компонента достаточно велика, то скопления углеводородов могу находиться на расстоянии 100-200 м. Широкий спектр углеводородных компонентов в подземных водах, а также их значительное содержание интерпретируются как зона ВНК или ГВК.
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для полной характеристики подземных вод, отобранных из поисковых объектов, автором методики Прокопьевой Р.Г. , проводились определения кислородосодержащих органических соединений (кислоты, спирты). Исследовался также спектр микроэлементов (титан, марганец, цинк, вольфрам, никель, кобальт, хром, медь, селен, кадмий, алюминий и др.), которыми обогащены асфальто-смолистые соединения нефти. Это позволяет прогнозировать нефтяные или газоконденсатные залежи как по комплексам, так и по поисковым объектам. Воды газоконденсатных залежей содержат максимальное количество ароматических и алифатических углеводородов (до 8 мг/л), органических кислот (300-1600 мг/л) и минимальное количество микроэлементов (титан, марганец, цинк, вольфрам, никель, кобальт, хром, медь, селен, кадмий, алюминий и др.). В водах нефтяных месторождений снижено количество органических кислот и углеводородных соединений, но увеличивается концентрация микроэлементов. Причем залежи тяжелой нефти сопровождаются более контрастными ореолами. Использование гидрогеохимических показателей позволяет осуществлять не только прогноз, но и нефтегеологическое районирование территории, так как распределение микроэлементов в подземных водах согласуется с зональностью нефтегазоносности и изменением качества нефти. Максимальные концентрации в неокомском комплексе титана (более 5000 мкг/л) и марганца (более 1500 мкг/л) отмечены в пластовых водах Сургутского района. На север и юго-восток происходит их уменьшение, одновременно снижается плотность и сернистость нефтей. Органические кислоты уменьшаются с запада на восток от 1000 мг/л до 10 мг/л, на севере их содержание колеблется от 300 до 1067 мг/л. Это достаточно высокое содержание. Для опоискования газоносных территорий вышеописанные методы малоэффективны из-за слабой контрастности ореолов рассеивания. Здесь более эффективными оказываются вариации состава водорастворенного газа. Обращает на себя внимание и тот факт, что вблизи многих скоплений углеводородов происходит аномальное увеличение ртутных полей. Повышенные концентрации ртутных полей в приконтурных водах газоконденсатных месторождений (от 37 мкг/л) существенно отличается от анализов вод, отобранных в непосредственной близости от границы нефтяных месторождений нефтяных (не более 28 мкг/л). Необходимо также отметить, что вышеописанная методика имеет очень высокую степень достоверности (более 90 %). Зафиксировано также, что в каждом из районов ореолы рассеивания щелочных и редкоземельных элементов также имеют свои особенности. Однако, для более точного дифференцированного прогноза нефтегазоносности локальных поднятий, ловушек и отдельных интервалов оса18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
дочного чехла нужно иметь всю совокупность гидрогеохимических показателей. Из всего изложенного выше становится очевидным значимость описанной методики прогноза нефтегазоносности малоизученных районов на основе гидрогеохимических исследований. Ведь результат можно получить при небольших затратах, но скважина должна быть расположена не более чем в 3 км от контура нефтегазоносности. Становится также понятной важность изучения водоносных горизонтов в разрезах скважин. 7.4. Использование метода СБС-петля электроразведки для прямых поисков нефти и газа Электрические поля возникают в земной коре при следующих процессах: 1. Окислительно-восстановительных; 2. Фильтрации флюидов сквозь породы; 3. На границах контактов ионов адсорбции и флюидов, а также химических, биологических и термоэлектрических процессов. Переменное во времени естественное электрическое поле является частью электромагнитного поля земли и называется полем теллурических токов (ТТ). Величина вектора напряженности определяет приращение потенциала между двумя точками, удаленными друг от друга на единицу длины и измеряется в милливольтах на км. Принцип применения поля ТТ зависит от строения территории: токи концентрируются в хорошо проводящих объектах, а плохопроводящие – обтекают. Нефтяные скопления, как известно, диэлектрики и картируются именно по этому признаку. ИСКУССТВЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ Наиболее важным показателей электрических свойств горных пород является удельное электрическое сопротивление. Оно слагается из сопротивления пород. Оно слагается из сопротивления пород (их состава, кристаллической решетки, пористости и состава заполняющих их флюидов). Существует много методов поисков полезных ископаемых с использованием искусственных электрических полей. Наиболее эффективный в районах Западной Сибири разработан А.Н.Дмитриев. Этот метод запатентован и успешно внедрился в практику поисково-разведочных работ. Он получил название: метод зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ). Сущность его основана на фиксировании эффекта, связанного непосредственно с залежами нефти. Геологическая эффективность метода ЗСБ значительно повышается за счет поляризации залежей углеводородов. Для этого линия АВ погружа19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ется в проводящую среду с активным сопротивлением и индуктивностью. В зависимости от размеров замкнутых через АВ контуров токовых линий на Lо (катушки индуктивности) накапливается энергия магнитного поля (Wн). В режиме выключения часть энергии электромагнитного поля уходит в воздушное пространство, а часть просачивается в проводящую среду в виде плоской волны. В то же время накопленная энергия не может исчезнуть мгновенно. Она исчезает постепенно по всему контуру области напряженности. Над нефтяными залежами, расположенными в хорошо проводящих породах наблюдаются значительные аномалии естественных и вызванных электрических потенциалов, что указывает на их поляризованное состояние. Также известна высокая поляризация нефтенасыщенных пород на контакте с водонасыщенными коллекторами. Поэтому рассматриваемая методика позволяет также определять площади залежей. Исследования показывают, что каждый из параметров разреза и залежи углеводородного сырья по особому влияет на форму и амплитуду сигнала Е (t). При этом разность сигналов разреза без залежи весьма существенно отличается от разрезов с залежью, при этом имеется возможность вычленять индукционный и поляризационный эффекты суммарного сигнала, регистрируемого установкой АВ-петля. (Необходимо отметить, что демонстрационная графика для всех разделов учебного пособия сосредоточена в специальном альбоме). Как правило, обработка полученных данных проводится на ЭВМ, где по величине поляризационного эффекта прогнозируется присутствие или отсутствие скоплений углеводородного сырья в разрезе. По оценкам специалистов процент удачи рассмотренной методики – 80%. При этом интерпретация эталонных участков показала, что интенсивность аномалий прямопропорционально связана с продуктивностью скважин, пробуренных на этих аномалиях. Более слабые аномалии дают низкие притоки нефти (до 10м3/сут.), средние (10-50м3/сут.) и яркие аномалии – более 50м3/сут. Размеры аномалий, их четкость и совпадение с залежами во многом зависят от силы источника тока. В конце прошлого века в одном из районов Широтного Приобья проведен эксперимент, когда в качестве источника тока использовалась мощная генераторная установка, которая была разработана для создания помех для нейтрализации американкой СОИ. По устному сообщению автора методики эффект был потрясающим, а степень поляризации залежи нефти была настолько велика, что являлась одним из главных сигналов. Она была закартирована и сопоставлена с залежью, контуры которых полностью совпали. К сожалению, из-за высокой стоимости проведение таких работ признано экономически не целесообразно. 20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рассмотренная выше методика может быть применена как в комплексе с другими, а, в ряде случаев, как самостоятельная для прямых поисков месторождений углеводородного сырья. 7.5. Геотектонические критерии локального прогноза коллекторских свойств горных пород В данном разделе рассматривается разработки Трифона Филипповича Колмакова, которые охватывают седиментационные процессы и вопросы формирования антиклинальных поднятий, выделение зон развития улучшенных коллекторов по данным сейсморазведки. Применение его научных разработок на практике показало высокую эффективность и дало большой экономический эффект. Характерно, что его взгляды не разделяли многие ученые, а в настоящее время его исследования не только принимают, но и говорят о них как о само собой разумеющихся вещах, к сожалению, не вспоминая при этом автора. Колмаков считает, что в течение триас-неогенового времени Западная Сибирь испытывала только погружение, с некоторой стабилизацией в отдельные периоды. Но заметного тектонического влияния на осадочный чехол не оказывалось. Уплотнение осадков с глубиной постепенно росло. С неогенового времени происходил подъем территории Западной Сибири с нарастающей активностью этого процесса. Отсутствие части третичных и четвертичных осадков говорят о преимущественном подъеме меридионального центра бассейна. До подъема не существовало ни ярко выраженных структур, ни коллекторов ниже глубины 1000 метров. Подъем территории сопровождался преимущественным сжатием периферийных частей и формирование положительных структур различного порядка. Жесткое ограничение Западно-Сибирского бассейна Уральской складчатой системой с запада и Сибирским нагорьем с востока обусловило преимущественно субмеридиональное простирание структур. При росте локальных структур наибольший подъем проявлялся в центральных частях поднятий (условно этот процесс автор сравнивает с диапиризмом). Описываемый процесс приводит к эффекту Y-образного проседания слоев горных пород в сводовых частях структур и некоторое вдавливание к сводам близ лежащих склоновых частей структур (демонстрируются сейсмопрофили). Графические приложения наглядно демонстрируют, что корни структур находятся в различных по возрасту отложениях. Это происходит потому, что различные участки земной коры не выдерживают встречных напряжений и рвутся по латерали, выжимаясь вверх. По рассмотренному принципу диапиризма или под его воздействием идут все горообразовательные процессы, обеспечивающие относительную стабильность земной коре. Обобщая все вышеизложенное можно рассматривать Западную Сибирь как территорию неоген-четвертичного тектогенеза. 21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Еще к одному из неясных вопросов можно отнести привязку сейсмоотражающих горизонтов. Среди исследователей нет единого мнения по этому вопросу. Так у одних авторов опорные сейсмоотражающие горизонты приурочены к кровле какой-либо толщи, у других – к подошве, что характерно в основном для нижних горизонтов осадочного чехла. Т.Ф.Колмаков считает, что все отражения идут от поверхностей скольжения, которые образуются при сжатии и горизонтальном, а также вертикальном движении толщь горных пород. При изучении каменного материала отмечается большое количество зеркал скольжения в кровельной части баженовской свиты, где определяется опорный сейсмогоризонт «Б». Основоположники сейсморазведки вышли из теоретической механики. Они доказывали, что отраженные волны образуются на скоростных или плоских границах, а введение понятия «жесткость» и «жесткие границы» усугубило это классическое заблуждение своей немыслимой размерностью «как масса, разделенная на время и площадь» Тем не менее, этой размерностью широко пользуются при прогнозировании геологического разреза. Появление многих методик, определяющих «АТЗ-аномалии типа залежи, которые не имеют под собой достоверной основы и, естественно, не нашли своего практического подтверждения. Впервые И.И.Гурович подошел к мысли о возможности получения колебаний от сверхтонких слоев. Но дальнейшего развития его мысли не получили и эта идея не была подтверждена экспериментальными и практическими исследованиями. Необходимо также отметить: так как отражающей поверхностью является плоскость (которая не имеет толщины) то говорить о сейсмофациях и связывать отражения с литологией чаще всего не является обоснованным. Скорее всего, на отражения оказывает влияние физическое состояние этих поверхностей (чаще всего поверхностей скольжения). В практике нефтегазопоисковых работ существуют такие понятия, как «яркие и темные пятна», «напряженная зона» и другие. Чаще всего их физический смысл не ясен, а уж связывать их с наличием залежей вообще не корректно, так как практикой нефтегазопоисковых работ это не подтверждается. Т.Ф.Колмаков первым высказал положение о том, что коллектора должны поглощать энергию сейсмических волн. Совершенно непонятно как такая абсолютно логичная и здравая мысль не была поддержана другими исследователями. Практика подтвердила правильность, высказанного Т.Ф.Колмаковым положения о развитии коллекторов в разрезе осадочного чехла. Руководством Главтюменьгеологии он был награжден крупной денежной премией за получение большого экономического эффекта от внедрения научных разработок.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.6. Применение структурно-геоморфологических методов Применение геоморфологических методов основано на поисках локальных поднятий, отраженных в рельефе, так как многие структурные формы носят унаследованный характер. Иногда недифференцированный рельеф в Западной Сибири, наличие вечной мерзлоты затрудняют геоморфологические исследования, что вызывает необходимость использовать более тонкие методы. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ А). Анализ фаций и мощностей аллювиальных отложений. Основу его составляет анализ аллювиальных отложений пойменных террас. Над поднятиями отмечается уменьшение аллювия или (при условии Затруднительного изучения этих отложений) показателем дефицита мощностей аллювиальных отложений приподнятое положение контакта русловых и пойменных фаций над уровнем реки, а также выходом цоколя аллювия на дневную поверхность. Б). Анализ процентного содержания тяжелой фракции минералов русловых отложений. Над поднятиями происходит усиление процессов эрозии, что приводит к выносу тонкодисперсных фракции и аккумуляции грубозернистого материала (до 12-15%). ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ А. Анализ топографических карт Он включает в себя изучение гипсометрии, орографии и ланшавта всей исследуемой территории. Используются крупномасштабные топографические карты с сечением не более 20 метров. Снимается фон мелких эрозионных врезов. Строятся карты морфоизогипс, что позволяет исключить процессы эрозии поднятий. Б. Изучение гидросети Гидрогеологическая сеть-это индикатор тектонических движений. Прямолинейные участки рек часто совпадают с крупными разломами, огибают поднятия, сильно меандрируют в зонах опусканий. На основании изучения всех вышеперечисленных параметров строят карты интенсивности эрозионной расчлененности исследуемого района. Анализ аэрофотоматериалов сводится к их дешифрированию. Например, изменение меандрирования на спрямленный участок и сужение долины реки говорит о воздымании со времени формирования долины до нашего времени. Бифур23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
кация водотока (раздваивание на несколько рукавов, иногда с отмиранием некоторых из них) наблюдается над поднятиями. Интерпретация материалов при геоморфологических исследованиях позволяет выделять приподнятые участки и определить площади для подготовки структур к глубокому бурению. Большой вклад в изучение изложенных в данном разделе вопросов внес коллектив исследователей под руководством Ю.Н.Никитина (ЗапСибНИГНИ). 8. Оптимизация поисково-разведочных работ в районах с высокой степенью освоения ресурсов В районах нефтедобычи, где высокий уровень освоения начальных потенциальных ресурсов углеводородов отмечается значительное сокращение фонда крупных и средних по размеру ловушек. Оставшиеся объекты поисков – это малоамплитудные структуры и ловушки, в том числе и неантиклинальные. В этих условиях основные вопросы оптимизации поисково-разведочного процесса небольших месторождений нефти заключаются в следующем. На поисковом этапе они связаны с повышением качества подготовки объекта к поисковому бурению, сокращением числа поисковых скважин, чаще всего до одной. А на разведочном этапе скважины должны использоваться как для подсчета запасов, так и для извлечения углеводородов на дневную поверхность. При этом задачи второго этапа можно решать в процессе пробной эксплуатации залежи. ПОИСКОВЫЙ ЭТАП С целью повышения качества подготовки объекта под глубокое бурение следует использовать следующие критерии подготовки структур сейсморазведкой. 1). Амплитуды временных аномалий должны быть не менее чем вдвое превышены вероятными величинами систематических погрешностей статистических поправок, и составлять не менее 10 мс. 2). Значение амплитуды критического крыла должно превышать предел точности метода подготовки. 3). Необходима надежная прослеживаемость отражений, в том числе поправочного отражения от верхнего опорного горизонта (отдельные ухудшения прослеживаемости допустимы при условии корреляционной увязки по замкнутым полигонам). 4). Отсутствие в толще, перекрывающей структуру ( ловушку) неучтенных неоднородностей, выделяющихся по особенностям записи на временных разрезах ,которые могли бы обусловить наличие ложного антиклинального перегиба по картируемому горизонту. 5). Плотность профилей должна быть не ниже 2-2,5 км/км 2.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6). Необходимо также иметь экспертное заключение о кондиционности и подтверждаемости объекта под глубокое бурение. Решение о передаче объекта под поисковое бурение можно принимать лишь после того, как получены следующие данные. А). Параметры структуры и оценка перспективных ресурсов по категории С3. Б). Заключение о достоверности структурных построений по каждому целевому горизонту с использованием материалов детальной сейсморазведки. В). Данные о глубине освещенности сейсморазведкой. Г). Соотношение структурных планов по пластам, содержащим залежи углеводородов и отражающих сейсмических горизонтов. Д). Сведения о географо-экономическом положении района. При этом для каждого района следует установить минимальные параметры рентабельности объекта, вероятность наличия структуры и положения ее свода, а также положение ее свода, вероятность присутствия промышленных скоплений углеводородного сырья (по пакету оценки достоверности построения карт), оценку ресурсов по категории С3. Если один из этих параметров на реальном объекте будет меньше установленного для данного района, то этот объект не может быть признан очередным. Параллельно с этим необходимо определить максимальную площадь и ресурсы объекта, чтобы установить необходимое количество независимых скважин. При бурении на структуре трех скважин обычно возникает затруднений в оценке ее подтверждаемости. При бурении двух независимых скважин, первая должна закладываться в своде, вторая на критическом направлении (пологом раскрытом крыле). Главная цель закладки второй скважины - прирост и подтверждение запасов углеводородного сырья, а не проверка гипсометрии структуры, как нередко отвечают студенты. В обеих скважинах обязательно проводится глубинное сейсмическое торпедирование. Структура считается подтвержденной, если по изучаемому горизонту первая скважина является продуктивной или находится гипсометрически выше ранее пробуренной, которая подтвердила или не подтвердила наличие поднятия. На каждом объекте с ресурсами не более 0,5 млн. т. нужно бурить только одну поисковую скважину. Соответственно резко возрастают требования к выбору места ее заложения. Оптимальный вариант следует выбирать на основании данных о кинематическом сейсмическом разрезе, динамических аномалиях волнового поля и поля вероятностей. Смещение скважины не допустимо, исключен также снос ее относительно сейсмического профиля – она должна закладываться и буриться только там, где имеется геологическая информация о разрезе. Для повышения точности сейсмических построений в области свода структуры необходимо отработать как минимум два ортогональных сейсмических профиля, максимально приближенных к своду структуры. Только при высоком качестве подготовки поднятий в случае отрицатель25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ных результатов бурения первой скважины можно обоснованно принять решения о дальнейших работах на этом объекте. Необходимо отметить, что в первой пробуренной скважине необходимо провести глубинное сейсмическое торпедирование (ГСТ). Подтверждаемость объекта основывается на данных сейсморазведки, бурения скважины и ГСТ. В случае блокового строения объекта обоснование проводится для каждого блока или свода отдельно. Та же работа проводится для каждого горизонта в случае смещения по ним сводовых частей поднятий. Часто небольшие структуры выводятся из глубокого бурения после проводки одной скважины. Это не верно, так как в данном случае мы имеем дело с недоразведкой объекта. Во избежание указанных ошибочных решений, и, как следствие, сокращения числа поисковых объектов с неопределенными результатами бурения предлагаются следующие критерии подтверждаемости структуры при бурении одной скважины: 1. Структура считается подтвержденной, (если в скважине получен отрицательный результат) в случае если вероятность наличия структуры и положение ее свода определено по пакету программ достоверности построения карт. При этом следует считать, что поднятие существует, но не содержит скоплений углеводородов. Дальнейшие работы здесь прекращаются. Такой же вывод делается, если скважина вскрыла маркирующий горизонт на более высоких гипсометрических отметках по сравнению с ранее пробуренными скважинами, находящимися в непосредственной близости от структуры и сдвинутой в сторону регионального восстания слоев. 2. При отсутствии в скважине притоков углеводородов поднятие считается не подтвердившимся, если данные ВСП, ГСТ или АК сейсмический репер, по которому подготовлено поднятие, не установлен, либо вероятность его по пакету программ менее 0,5. Опыт работ проведенные исследования в районах Западной Сибири и Волго-Уральской нефтегазоносной провинции показывают, что небольшие по размерам объекты с малыми ресурсами располагаются группами. Поэтому необходима концентрация сейсморазведочных работ на достаточно крупных массивах и их опережающее проведение по отношению к глубокому бурению. Проводить глубокое бурение в зоне развития небольших объектов является вполне обоснованным. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТ НА РАЗВЕДОЧНОМ ЭТАПЕ Анализ разведки месторождений, связанных с малоамплитудными поднятиями с небольшими запасами, показывает, что они в ряде случаев характеризуются переразведкой. Часть скважин, которые бурятся после скважины первооткрывательницы, оказываются за контуром залежи или в водонефтяной зоне, которая содержит незначительную часть залежи запасов всей залежи. При снижении величины общих запасов залежи абсо26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лютное значение запасов нефти остается небольшим, хотя для приконтурных зон возрастает. Например, для месторождений или залежей с извлекаемыми запасами 0,5 млн. тонн в интервалах толщин запасы составляют: до 1м-2,5; 1-2м-8,5; 2-3м-10,5; и 3-4м-14,5%. Так как запасы нефти в приконтурных зонах мадоамплитудных поднятий незначительны, то эти зоны должны считаться самостоятельным объектом разведки и изучаться эксплуатационным бурением[10]. Анализ материалов по различным районам России показывает, что объекты с небольшими запасами, на которых осуществляются поиски и разведка месторождений не единичны. Они располагаются группами в пределах определенных структурных зон, нефтегазоносность которых связана с единым литолого-стратиграфическим комплексом. Общие условия формирования залежей, близкие по значению коллекторские свойства продуктивных горизонтов и физико-химической характеристике нефтей позволяют использовать усредненные параметры при подсчете запасов углеводородов по категории С1 новых месторождений. При разведке малоамплитудных поднятий с небольшими запасами задачей первой стадии разведочного этапа является оценка выявленной залежи. Она может быть решена с использованием указанных выше данных, а также сведений о соседних продуктивных площадях. При решении второй стадии этапа – подготовки залежи к разработке – можно использовать результаты опытной эксплуатации, которая благодаря обустройству старых районов не вызовет трудностей. Положительную роль в повышении эффективности поисковых и разведочных работ могут сыграть старые добывающие скважины, использование которых для открытия и разведки мелких залежей связано с их углублением, или возврата на пропущенные горизонты. В методическом плане использование добывающих скважин для разведки залежей, находящихся ниже основного объекта эксплуатации должно базироваться на анализе сетки добывающих скважин основного объекта и выбор из нее скважин, расположенных в оптимальных условиях по отношению к предполагаемому нижележащему продуктивному объекту. Выбранные скважины можно в процессе их проводки углубить до нового объекта и получить необходимую информацию. Разведку основного объекта добывающими скважинами (опережающими и оценочными) чтобы уменьшить риск бурения непродуктивных скважин, необходимо проводить изучение залежи последовательно от зоны с максимальной концентрацией запасов углеводородного сырья к периферийным частям залежи. При необходимости ознакомиться более подробно с некоторыми темами, изложенными в учебном пособии, необходимо воспользоваться указанной фамилией авторов рассмотренной методики. В библиотечном каталоге Вы легко найдете всю имеющуюся литературу по интересующему Вас вопросу.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вопросы для 1 аттестации 1. В чем заключаются цели и задачи поисково-разведочного процесса. 2. Как оценить рентабельности методик на стадии поисков скоплений нефти и газа. 3. Обосновать достоверности выполненных исследований поискового этапа. 4. Как планировать проведение предварительных поисковых работ. 5. Как планировать проведение детальных поисковых работ. 6. Оцените рентабельность предварительной стадии разведки скоплений нефти и газа. 7. Обосновать достоверности выполненных исследований разведочного этапа. 8. Как планировать проведение предварительных разведочных работ. 9. Как планировать проведение детальных разведочных работ. 10. Охарактеризовать опорные и параметрические скважины 11. Обосновать комплексирование исследований и документации при бурении скважин. 12. Методические основы сопоставления разрезов скважин. 13. Интерпретация полевых геофизических методов исследований. 14. В чем заключаются прямые геофизические и геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений. 15. Какие буровые работы проводятся при поисково-разведочном процессе. Максимальная сумма баллов первой аттестации-35. Вопросы для 2 аттестации 1.Как прогнозировать нефтегазоносности земель по космическим фотоснимкам. 2. В чем заключается использование геотермических критериев прогноза нефтегазоносности. 3. Гидрогеохимические методы оценки нефтегазоносности осадочного чехла. 4. Использование электроразведки (метод СБС-петля) для прямых поисков нефти и газа. 5. Определение геотектонических критериев коллекторов в разрезе. 6. Анализ выявленных признаков нефтегазоносности разреза. 7. Анализ структурно-геоморфологических методов. 8. Что включает в себя оптимизация поисково-раведочных работ в районах с высокой степенью освоения ресурсов. 9. Какова оценка критериев подготовки структур сейсморазведкой.
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10. Обоснуйте критерии повышения эффективности работ на разведочном этапе. 11. Как использовать искусственные электрические поля. 12. Оценить критерии позволяющие прогнозировать нефтяные скопления. 13. Оценить критерии позволяющие прогнозировать газовые скопления. 14. Оценить критерии позволяющие прогнозировать газоконденсатные скопления. 14. Определение расстояния от места взятия проб до продуктивного горизонта. Максимальная сумма баллов второй аттестации-35. Третья аттестация, как правило, проводится по выполненным лабораторным работам. Используется комплекс лабораторных работ, разработанный ведущими сотрудниками кафедры геологии месторождений нефти и газа. Максимальная сумма баллов третьей аттестации - 30.
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная литература 1. Бородкин В.Н., Кислухин В.И. Сейсмогеофизическое моделирование ачимовского нефтегазоносного комплекса Западной Сибири. ТГНГУ. 2009. Тюмень. 88 С. 2. Бочкарев В.С., Брехунцов А.М., Кислухин В.И. Будущее геологии Западной Сибири – за погребенными структурами и ловушками. //Горные ведомости. №9.2005.С 18-24. 3. Кислухин И.В., Кислухин В.И., Бородкин В.Н. Геология нефти и газа. ТГНГУ. 2009. Тюмень. 48 С. 4. Кислухин И.В., Кислухин В.И., Бородкин В.Н. Методы поисков месторождений углеводородного сырья. ТГНГУ. 2011. Тюмень. 52 С. Дополнительная литература 5. .Бакиров А.А., Бакиров В.А., Мелик-Пашаев В.С. Теоретические основы и методы поисков и разведки месторождений нефти и газа. Высшая школа. 1968. 427 С. 6. Габриэлянц Г.А., Проскурин В.И., Сорокин Ю.В. Методика поисков и разведки залежей нефти и газа. М. Недра. 1985. 304 С. 7. Нестеров И.И., Шпильман В.И. Теория нефтегазонакопления. М.Недра. 1987. 316С. 8. Проничева М.В., Саввинова Г.Н. Палеогеоморфологический анализ нефтегазоносных областей СССР. М. Недра. 1980. 135С. 9. Нестеров И.И. Критерии прогноза нефтегазоносности. М. Недра. 1969. 34о С. . 10. Жданов М.А. Нефтепромысловая геология и подсчет запасов нефти и газа. М. Недра. 1981. 488 С.
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для заметок
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учебное пособие Кислухин Иван Владимирович Кислухин Владимир Иванович
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ПОИСКАХ И РАЗВЕДКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА В авторской редакции
Подписано в печать 11.10.2012. Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2219. Библиотечно-издательский комплекс федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38. Типография библиотечно-издательского комплекса. 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52. 32
