Поиск и разведка нефтяных и газовый месторождений
месторождений аппаратура еще далека от совершенства, а ее показания не
всегда могут быть интерпретированы однозначно.
3 Классификация залежей нефти и газа
Под залежью нефти и газа мы понимаем любое естественное их скопление,
приуроченное к природной ловушке. Залежи подразделяются на промышленные и
непромышленные.
Под месторождением понимают одну залежь или группу залежей, полностью
или частично совпадающих в плане и контролируемых структурой или ее частью.
Большое практическое и теоретическое значение имеет создание единой
классификации залежей и месторождений, в числе других параметров включающей
также размеры запасов. -
При классификации залежей нефти и газа учитываются такие параметры, как
углеводородный состав, форма рельефа ловушки, тип ловушки, тип экрана,
значения рабочих дебитов и тип коллектора.
По углеводородному составу залежи подразделяются на 10 классов:
нефтяные, газовые, газоконденсатные, эмульсионные, нефтяные с газовой
шапкой, нефтяные с газоконденсатной шапкой, газовые с нефтяной оторочкой,
газоконденсатные с нефтяной оторочкой, эмульсионные с казовой шапкой,
эмульсионные с газоконденсатной шапкой. Описанные классы относятся к
категории однородных по составу залежей, в пределах которых в любой точке
нефтегазосодержащего пласта физико-химические свойства углеводородов
примерно одинаковы. В залежах остальных шести классов углеводороды в
пластовых условиях находятся одновременно в жидком и газообразном
состояниях. Эти классы залежей имеют двойное наименование. При этом на
первое место ставится название комплекса углеводородных соединений,
геологические запасы которых составляют более 50 % от общих запасов
углеводородов в залежи.
Форма рельефа ловушки является вторым параметром, который необходимо
учитывать при комплексной классификации залежей. Практически она совпадает
с поверхностью подошвы экранирующих залежь пород. Форма ловушек может быть
антиклинальной, моноклинальной, синклинальной и сложной.
По типу ловушки залежи подразделяются на пять классов: биогенног
выступа, массивные, пластовые, пластово-сводовые, массивно-пластовые. К
пластовым залежам можно отнести только те, которые приурочены к
моноклиналям, синклиналям и склонам локальных поднятий. Пластово-сводовыми
называются залежи, приуроченные к положительным локальным подятиям, в
пределах которых высота залежи больше мощности зона. К массивно-пластовым
относятся залежи, приуроченные к локальным поднятиям, моноклиналям или
синклиналям, в пределах которых высота залежи меньше мощности пласта.
Классификация залежей по типу экрана приведена в табл. 2. В данной
классификации кроме типа экрана предлагается учитывать положение этого
экрана относительно залежи углеводородов. Для этого в ловушке выделяются
четыре основные зоны и их сочетания, и там, где нормальное гравитационное
положение водонефтяного или газоводяного контактов нарушается зонами
выклинивания и другими факторами, специальным термином определяется
положение экрана относительно этих зон.
В данной классификации не учтены факторы, обусловливающие наклонное или
выпукло-вогнутое положение поверхности водонефтяного или газоводяного
контактов. Такие случаи объединены в графе «сложное положение экрана».
| | | | | | | |Таблица 2 |
|Классификация залежей по типу экрана |
|Тип экрана |Положение залежей по типу экрана |
| |по |по |по |со |по |по |по |сложно|
| |прост|паден|восст|всех |прост|прост|паден|е |
| |ирани|ию |анию |сторо|ирани|ирани|ию и | |
| |ю | | |н |ю и |ю и |восст| |
| | | | | |паден|восст|анию | |
| | | | | |ию |анию | | |
|Литологический |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|Литолого-стратигра|+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|фический | | | | | | | | |
|Тектонический |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|(разрывные наруш.)| | | | | | | | |
|Литолого-денудацио|+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|нный | | | | | | | | |
|Соляной шток |- |- |+ |- |- |- |- |+ |
|Глинистый шток |- |- |+ |- |- |- |- |+ |
|Экранированные |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|водой залежи | | | | | | | | |
|Смешанный |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
По значениям рабочих дебитов выделяется четыре класса залежей:
высокодебитная, среднедебитная, малодебитная, непромышленная. В данной
классификации пределы значений дебитов нефтяных и газовых залежей разнятся
на одни порядок. Это обусловлено тем, что газовые залежи обычно
разведываются и эксплуатируются более редкой сеткой скважин.
По типу коллектора выделяется семь классов залежей: трещинный,
кавернозный, поровый, трещинно-поровый, трещинно-кавернозный, кавернозно-
поровый и трещинно-кавернозно-поровый. Для некоторых газовых и
газоконденсатных шапок, нефтяных залежей, газовых и газоконденсатных
залежей следует учитывать наличие в порах, кавернах и трещинах
неизвлекаемой нефти, которая уменьшает объем пустот залежи и должна
учитываться при подсчете запасов нефти и газа.
Данная классификация является неполной, но она учитывает наиболее
важные параметры, необходимые для выбора методики разведки и оптимальной
технологической схемы эксплуатации.
4 Проблемы при поисках и разведке нефти и газа, бурении скважин
С древнейших времен люди использовали нефть и газ там, где наблюдались
их естественные выходы на поверхность земли. Такие выходы встречаются и
сейчас. В нашей стране – на Кавказе, в Поволжье, Приуралье, на острове
Сахалин. За рубежом – в Северной и Южной Америке, в Индонезии и на Ближнем
Востоке.
Все поверхности проявления нефти и газа приурочены к горным районам и
межгорным впадинам. Это объясняется тем, что в результате сложных
горообразовательных процессов нефтегазоносные пласты, залегавшие ранее на
большой глубине, оказались близко к поверхности или даже на поверхности
земли. Кроме того, в горных породах возникают многочисленные разрывы и
трещины, уходящие на большую глубину. По ним также выходят на поверхность
нефть и природный газ.
Наиболее часто встречаются выходы природного газа – от едва заметных
пузырьков до мощных фонтанов. На влажной почве и на поверхности воды
небольшие газовые выходы фиксируются по появляющимся на них пузырькам. При
фонтанных же выбросах, когда вместе с газом извергаются вода и горная
порода, на поверхности остаются грязевые конусы высотой от нескольких до
сотен метров. Представителями таких конусов на Апшеронском полуострове
являются грязевые «вулканы» Тоурагай (высота 300 м) и Кянизадаг (490 м).
Конусы из грязи, образовавшиеся при периодических выбросах газа,
встречаются также на севере Ирана, в Мексике, Румынии, США и других
странах.
Естественные выходы нефти на дневную поверхность происходят со дна
различных водоемов, через трещины в породах, через пропитанные нефтью
конусы (подобные грязевым) и в виде пород, пропитанных нефтью.
На реке Ухте со дна через небольшие промежутки времени наблюдается
всплытие небольших капель нефти. Нефть постоянно выделяется со дна
Каспийского моря недалеко от острова Жилого.
В Дагестане, Чечне, на Апшеронском и Таманском полуостровах, а также во
многих других местах земного шара имеются многочисленные нефтяные
источники. Такие поверхностные нефтепроявления характерны для горных
регионов с сильно изрезанным рельефом, где балки и овраги врезаются в
нефтеносные пласты, расположенные вблизи поверхности земли.
Иногда выходы нефти происходят через конические бугры с кратерами. Тело
конуса состоим из загустевшей окисленной нефти и породы. Подобные конусы
встречаются на Небит-Даге (Туркмения), в Мексике и других местах. На о.
Тринидат высота нефтяных конусов достигает 20 м, а площадь «нефтяных озер»
состоит из загустевшей и окисленной нефти. Поэтому даже в жаркую погоду
человек не только не проваливается, но даже не оставляет следов на их
поверхности.
Породы, пропитанные окисленной и затвердевшей нефтью, именуются
«кирами». Они широко распространены на Кавказе, в Туркмении и Азербайджане.
Встречаются они на равнинах: на Волге, например, имеются выходы
известняков, пропитанных нефтью.
В течение длительного времени естественные выходы нефти и газа
полностью удовлетворяли потребности человечества. Однако развитие
хозяйственной деятельности человека требовало все больше источников
энергии.
Стремясь увеличить количество потребляемой нефти, люди стали рыть
колодцы в местах поверхностных нефтепроявлений, а затем бурить скважины.
Сначала их закладывали там, где нефть выхолила на поверхность земли. На
количество таких мест ограничено. В конце прошлого века был разработан
новый перспективный способ поиска. Бурение стали вести на прямой,
соединяющий две скважины, уже дающие нефть.
В новых районах поиск месторождений нефти и газа велся практически
вслепую, шарахаясь из стороны в сторону. Понятно, что так не могло долго
продолжаться, ведь бурение каждой скважины стоит тысяч долларов. Поэтому
остро встал вопрос о том, где бурить скважины, чтобы безошибочно находить
нефть и газ.
Это потребовало объяснить происхождение нефти и газа, дало мощный
толчок развитию геологии – науки о составе, строении и истории Земли, а
также методов поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений.
Поисковые работы на нефть и газ осуществляются последовательно от
регионального этапа к поисковому и далее – разведочному. Каждый этап
подразделяется на две стадии, на которых осуществляют большой комплекс
работ, выполняемых специалистами разног профиля: геологами, буровиками,
геофизиками, гидродинамиками и др.
Среди геологических исследований и работ большое место занимает бурение
скважин, их опробование, отбор керна и его изучение, отбор проб нефти, газа
и воды и их изучении и др.
Назначение буровых скважин при поисково-разведочных работах на нефть и
газ различно. На региональном этапе бурят опорные и параметрические
скважины.
Опорные скважины бурятся в слабоизученных территориях для изучения
геологического строения и перспектив нефтегазоносности. По данным опорных
скважин выявляются крупные структурные элементы и разрез земной коры,
изучаются геологическая история и условия возможного нефтегазообразования и
нефтегазонакопления. Опорные скважины закладываются, как правило, до
фундамента или до технически возможной глубины и в благоприятных
сткруктурных условиях (на сводах и других поднятиях). В опорных скважинах
отбирается керн и шлам по всему разрезу отложений, проводится полный
комплекс промыслово-геофизических исследований скважин (ГИС), опробование
перспективных горизонтов и др.
Параметрические скважины бурятся в целях изучения геологического
строения, перспектив нефтегазоносности и определения параметров физических
свойств пластов для боле эффективной интерпретации геофизических
исследований. Они закладываются на локальных поднятиях по профилям для
регионального изучения крупных структурных элементов. Глубина скважин, как
и для опорных выбирается до фундамента или, в случае невозможности его
достижения (как, например, в Прикаспии), до технически возможной.
Поисковые скважины бурятся с целью открытия скоплений нефти и газа на
подготовленной геологическими и геофизическими методами площади. Поисковыми
считаются все скважины, пробуренные на поисковой площади до получения
промышленного притока нефти или газа. Разрезы поисковых скважин детально
изучаются (отбор керна, ГИС, опробование, отбор проб флюидов и др.)
Глубина поисковых скважин соответствует глубине залегания самого
нижнего перспективного горизонта и в зависимости от геологического строения
разных регионов и с учетом технических условий бурения колеблется от 1,5-2
до 4,5-5,5 км и более.
Разведочные скважины бурятся с целью оценки запасов открытых залежей и
местоскоплений. По данным разведочных скважин определяется конфигурация
залежей нефти и газа, и рассчитываются параметры продуктивных пластов и
залежей, определяется положение ВНК, ГНК, ГВК. На основании разведочных
скважин делается подсчет запасов нефти и газа на открытых местоскоплениях.
В разведочных скважинах проводится большой комплекс исследований, включая
отбор и исследование керна, отбор проб флюидов и исследование их в
лабораториях, опробование пластов в процессе бурения и испытание их после
окончания бурения, ГИС и др.
Бурение скважин на нефть и газ, осуществляемое на этапах региональных
работ, поисков; разведки, а также разработки, является самым трудоемким и
дорогостоящим процессом. Большие затраты при бурении скважин на нефть и газ
обусловлены: сложностью бурения на большую глубину, огромным объемом
бурового оборудования и инструментов, а также различных материалов,
которые требуются для осуществления этого процесса, включая глинистый
раствор, цемент, химреагенты и др. кроме этого, затраты возрастают за счет
обеспечения природоохранных мероприятий.
Основные проблемы, возникающие в современных условиях при бурении
скважин, поисках и разведке нефти и газа, сводятся к следующему.
1. Необходимость бурения во многих регионах на большую глубину, превышающую
4-4,5 км, связана с поисками УВ в неизученных низких частях разреза
отложений. В связи с этим, требуется применение более сложных, но
надежных конструкций скважин для обеспечения эффективности и
безопасности работ. При этом, бурение на глубину свыше 4,8 км сопряжено
со значительно большими затратами, чем при бурении на меньшую глубину.
2. В последние годы возникли более сложные условия для проведения буровых
работ и поисков нефти и газа. Геологоразведочные работы на современном
этапе все больше продвигаются в регионы и районы, характеризующиеся
сложными географическими и геологическими условиями. Прежде всего, это
труднодоступные районы, неосвоенные и необустроенные, включая Западную
Сибирь, европейский север, тундру, тайгу, вечную мерзлоту и др. Кроме
этого, бурение и поиски нефти и газа ведутся в сложных геологических
условиях, включая мощные толщи каменной соли (например, в Прикаспии),
наличие в залежах сероводорода и других агрессивных компонентов,
аномально высокого пластового давления и др.
Указанные факторы создают большие проблемы при бурении, поисках и
разведке нефти и газа.
3. Выход с бурением и поисками УВ в акватории северных и восточных морей,
омывающих Россию, создает огромные проблемы, которые связаны как со
сложной технологией бурения, поисков и разведки нефти и газа, так и с
охраной окружающей среды. Выход на морские территории диктуется
необходимостью прироста запасов УВ, тем более что перспективы там
имеются. Однако, это значительно сложнее и дороже, чем бурение, поиски и
разведка, а также разработка скоплений нефти и газа на суше.
При бурении скважин на море по сравнению с сушей при одних и тех же
глубинах бурения по зарубежным данным затраты возрастают в 9-10 раз.
Кроме того, при работе на море затраты возрастают за счет большего
обеспечения безопасности работ, т.к. самые страшные последствия и аварии
происходят на море, где масштабы загрязнения акваторий и побережья могут
быть огромными.
4. Бурение на большую глубину (свыше 4,5 км) и безаварийная проводка
скважин во многих регионах невозможны. Это связано с отсталостью буровой
базы, изношенностью оборудования и отсутствием эффективных технологий
проводки скважин на большую глубину. Поэтому стоит проблема – в
ближайшие годы модернизировать буровую базу и освоить технологию
сверхглубокого бурения (т.е. бурения свыше 4,5 км – вплоть до 5,6 км и
более).
5. Проблемы возникают при бурении горизонтальных скважин и поведения в них
геофизических исследований (ГИС). Как правило, несовершенство бурового
оборудования приводит к неудачам при строительстве горизонтальных
скважин.
Ошибки при бурении нередко обусловлены отсутствием точной информации о
текущих координатах скважины в их связи с геологическими реперами. Такая
информация нужна в особенности при приближении к продуктивному пласту.
6. Актуальной проблемой является поиск ловушек и открытие скоплений
нефти и газа неантиклинального типа. Много примеров по зарубежным объектам
свидетельствует о том, что в литологических и стратиграфических, а также
литолого-стратиграфических ловушках может содержаться огромное количество
нефти и газа.
В нашей стране в большей степени задействованы структурные ловушки, в
которых обнаружены крупные скопления нефти и газа. Практически в каждой
нефтегазоносной провинции (НГП) выявлено большое количество новых
региональных и локальных поднятий, составляющих потенциальный резерв для
Страницы: 1, 2, 3
|