Поиск и разведка месторождений нефти и газа

Поисково-разведочные работы ведутся в целях открытия нефтяного или газового месторождения, определения его запасов и составления проекта разработки. При этом поисковые работы делятся на несколько этапов:

1) общая геологическая съемка;

2) детальная геологическая съемка;

3) глубокое бурение поисковых скважин.

На первом этапе, который называется общей геологической съемкой, составляется геологическая карта местности. Горных выработок на этом этапе не делают, проводят лишь работы по расчистке местности для обнажения коренных пород. Общая геологическая съемка позволяет получить некоторое представление о геологическом строении современных отложений на изучаемой площади. Характер залегания пород, покрытых современными отложениями, остается неизученным.

На втором этапе, называемом детальной структурно-геологической съемкой, бурят картировочные и структурные скважины для изучения геологического строения площади. Картировочные скважины бурят глубиной от 20 до 300 м для определения мощности наносов и современных отложений, а также для установления формы залегания слоев, сложенных коренными породами. По результатам общей геологической съемки и картировочного бурения строят геологическую карту, на которой условными обозначениями изображается распространение пород различного возраста. Для более полного представления об изучаемой площади геологическая съемка дополняется сводным стратиграфическим разрезом отложений и геологическими профилями.

коренными породами. По результатам общей геологической съемки и картировочного бурения строят геологическую карту, на которой условными обозначениями изображается распространение пород различного возраста. Для более полного представления об изучаемой площади геологическая съемка дополняется сводным стратиграфическим разрезом отложений и геологическими профилями.

Сводный стратиграфический разрез, вычерчиваемый в виде колонки пород, должен содержать подробную характеристику пород, слагающих изучаемый район [9, 30].

Геологические профили строятся в крест простирания пород для изображения геологического строения участка в вертикальных плоскостях. Для детального выяснения характера залегания пластов или, как говорят, для изучения их структурной формы в дополнение к геологической карте строят структурную карту по данным специально пробуренных структурных скважин. Структурная карта отражает поверхность интересующего геологов пласта и дает представление о форме пласта при помощи горизонталей. Строят структурную карту следующим образом (рис. 1.6). Исследуемую поверхность, отделяющую пласты Аи В, мысленно рассекают горизонтальными плоскостями, расположенными, например, через 100 м друг от друга, начиная от уровня моря. Линии пересечения горизонтальных плоскостей с поверхностью пласта в определенном масштабе откладывают на плане. Перед цифрой, показывающей глубину нахождения секущей горизонтальной поверхности, ставят знак «плюс», если сечение проводится выше уровня моря, и знак «минус», когда оно расположено ниже уровня моря. На втором этапе проводят также геофизические и геохимические методы, позволяющие более детально изучить строение недр и более обоснованно выделить площади, перспективные для глубокого бурения с целью поисков залежей нефти и газа. Из геофизических методов наиболее распространены сейсмо- и электроразведка. Сейсморазведка основана на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре, искусственно создаваемых в ней путем взрывов в неглубоких скважинах. Сейсмические волны распространяется по поверхности Земли и в ее недрах.

Рис. 1.6. Структурная карта: 1— горизонтали; 2 — линия профиля

Некоторая часть энергии этих волн, дойдя до поверхности плотных пород, отразится от нее и возвратится на поверхность Земли. Отраженные волны регистрируются специальными приборами — сейсмографами. По времени прихода отраженной волны к сейсмографу и расстоянию от места взрыва судят об условиях залегания пород.

Электроразведка основана на способности пород пропускать электрический ток, т. е. на их электропроводности. Известно, что некоторые горные породы (граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой) хорошо проводят электрический ток, а другие (глины, песчаники, насыщенные нефтью) практически не обладают электропроводностью. Естественно, что породы, имеющие плохую электропроводность, обладают более высоким сопротивлением. Зная сопротивление различных горных пород, можно по характеру распределения электрического поля определить последовательность и условия их залегания.

Электрические методы изучения недр Земли широко применяются при исследовании разрезов в пробуренных скважинах при электрометрии скважин. Для этого в скважину на специальном каротажном кабеле спускают три электрода, а четвертый заземляют на поверхности у устья. Затем включают электрический ток. С помощью специальных приборов измеряется разность потенциалов по всей скважине, при этом записываются диаграмма кажущегося сопротивления и кривая потенциалов. Против таких пород, как известняки и насыщенные нефтью песчаники, регистрируется значительное кажущееся сопротивление, против глин и водоносных песчаников отмечаются несравненно меньшие сопротивления. Так как жидкость в скважине не изолирована от пластовой, вследствие перепада давления она из скважины может перемещаться в пласт и обратно. В результате движения соленой минерализованной воды через пористые породы происходит поляризация и возникает естественная электродвижущая сила. В более проницаемых породах жидкость перемещается быстрее и, следовательно, возникает большая разность естественных потенциалов. Например, при прохождении жидкости через хорошо проницаемые пески возникает значительно большая естественная разность потенциалов, чем при движении жидкости через плохо проницаемые глины и плотные известняки. Таким образом, в процессе электрометрии скважин при помощи специальных приборов проводится измерение и автоматическая запись кажущихся сопротивлений и естественных разностей потенциалов. Путем сравнения показаний устанавливаются глубина залегания и мощность песчаника, насыщенного нефтью, характеризующегося большими значениями кажущегося сопротивления и естественной разности потенциалов. Среди полевых геофизических методов известны также гравиразведка и магниторазведка, а среди методов исследования скважин — радиометрия и др.

Применение геофизических методов позволяет выявить структуры, благоприятные для образования ловушек нефти и газа. Однако содержать нефть и газ могут далеко не все выявленные структуры. Выделить из общего числа обнаруженных структур наиболее перспективные без бурения скважин помогают геохимические методы исследования недр, основанные на проведении газовой и бактериологической съемок. Газовая съемка основана на диффузии углеводородов, из которых состоит нефть. Каждая нефтяная или газовая залежь выделяет поток углеводородов, проникающих через любые породы. При помощи специальных геохимических приборов определяют содержание углеводородов в воздухе на исследуемой площади. Над залежью нефти и газа приборы показывают повышенное содержание углеводородов. Результаты газовой съемки упрощают выбор участка для детальной разведки бурением.

Бактериологическая съемка основана на поиске бактерий, содержащихся в углеводородах. Анализ почв на изучаемой площади позволяет обнаружить места скопления этих бактерий, а следовательно, и углеводородов. В результате бактериологического анализа почв составляется карта расположения предполагаемых залежей. Таким образом, результаты газовой и бактериологической съемок взаимно дополняют друг друга, что обеспечивает реальность планирования буровых работ на исследуемой площади.

После проведения комплекса геофизических и геохимических исследований приступают к третьему этапу поисковых работ — глубокому бурению поисковых скважин. Успешность поисковых работ на третьем этапе в значительной степени зависит от качества работ, проведенных на втором этапе. В случае получения из поисковой скважины нефти и газа заканчиваются поисковые работы и начинается детальная разведка открытого нефтяного или газового месторождения. На площади одновременно бурятся так называемые оконтуривающие, оценочные и контрольно-исследовательские глубокие скважины для установления размера (или контура) залежи и контроля за ходом разведки месторождения. После бурения необходимого числа глубоких скважин для разведки месторождения период поисково-разведочных работ заканчивается и начинается период бурения эксплуатационных скважин внутри контура нефтеносности (или газоносности), через которые будет осуществляться добыча нефти или газа из недр Земли.

ЗАПАСЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Запасы нефти, горючих газов и содержащихся в них компонентов по народнохозяйственному значению разделяются на две группы, подлежащие отдельному подсчету и учету:

1) балансовые — запасы, удовлетворяющие промышленным кондициям и горно-техническим условиям эксплуатации; разработка их экономически целесообразна (эти запасы называют геологическими);

2) забалансовые — запасы, выработка которых на данном этапе нерентабельна вследствие небольшого их количества, сложности условий эксплуатации, плохого качества нефти и газа или низкой производительности скважин.

По балансовым запасам рассчитывают извлекаемые запасы, т. е. те, которые можно извлечь из недр методами, соответствующими современному уровню техники и технологии.

По степени изученности месторождений запасы нефти, газа и сопутствующих им компонентов разделяются на четыре категории: А, В, С,, С₂.

К категории А относятся запасы, подсчитанные на площади, детально разведанной и оконтуренной скважинами, давшими промышленные притоки нефти и газа. Для подсчета запасов этой категории должны быть хорошо известны параметры продуктивного пласта, его продуктивность, границы залежи, свойства нефти и газа, а также содержания в них сопутствующих компонентов (по геолого-геофизическим результатам и результатам пробной эксплуатации многих скважин). Запасы этой категории определяют при разработке месторождения.

К категории В относятся запасы, подсчитанные на площади, промышленная нефтеносность или газоносность которой доказана при бурении скважин с благоприятными промыслово-геофизическими показателями, при условии, что эти скважины вскрыли пласт на разных гипсометрических отметках и в них получены промышленные притоки нефти. При подсчете запасов категории В должны быть приближенно изучены геолого-промысловая характеристика пласта, его продуктивность, контуры нефтегазоносное™, свойства газожидкостных смесей в степени, достаточной для составления проекта разработки.

К категории С, относятся запасы залежей, нефтегазоносность которых установлена на основании получения промышленных притоков нефти или газа в отдельных скважинах и благоприятных промыслово-геофизических данных в ряде других скважин, а также запасы части залежи (тектонического блока), примыкающей к площадям с запасами более высоких категорий.

К категории С₂ относятся запасы залежей нефти или газа всех типов ловушек (структурных, стратиграфических, литологических), установленных достоверными для данной нефтегазоносной провинции методами геолого-геофизических исследований и характеризующихся на основе структурно-фациального анализа предполагаемым наличием коллекторов, которые перекрыты непроницаемыми породами и могут быть нефте-или газонасыщенными по аналогии с близлежащими хорошо изученными месторождениями. Сюда же относятся запасы нефти или газа в отдельных неразведанных тектонических блоках и пластах нефтяных месторождений, характеризующихся благоприятными геолого-геофизическими показателями.

Кроме запасов нефти, горючих газов и содержащихся в них сопутствующих компонентов категории А, В, С, и С₂, определяемых по отдельным месторождениям и площадям, для оценки потенциальных возможностей нефтегазоносных провинций, областей и районов на основе общих геологических представлений раскрываются и прогнозные запасы, которые апробируются впоследствии соответствующими министерствами и добывающими компаниями.

Проекты разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений и капитальные вложения, выделяемые на строительство объектов нефтегазодобывающих предприятий и промышленных сооружений, утверждаются при наличии по месторождению (залежи) утвержденных запасов нефти и горючих газов категорий Аֽ_ֽ Вֽ С_1.

Глава 2