- •Геологоразведочные работы на нефть и газ
- •Оглавление
- •Введение
- •1. История развития добычи и геологоразведочных работ на нефть и газ
- •Развитие добычи нефти и газа
- •1.1.1. Нефть
- •Динамика добычи газа в ссср и в России в 1940-1995 годах (млрд.М3)
- •1.2. Развитие геологоразведочных работ на нефть и газ
- •2. Современное состояние геологоразведочных работ на нефть и газ
- •2.1. Состояние сырьевой базы ув и перспектив развития нефтяной и газовой промышленности России
- •Состояние мировой базы ув-сырья
- •Показатели основных производителей нефти
- •Вопросы для самопроверки
- •Ориентиры добычи нефти, млн. Т (прогноз)
- •Прогноз добычи нефти (млн.Т) и газа (млрд. М3)
- •2.2. Геологоразведочные работы на нефть и газ в настоящее время
- •Вопросы для самопроверки
- •3. Методологические основы геологоразведочных работ на нефть и газ
- •3.1. Системный подход
- •3.2. Концепция возникновения материального мира
- •3.3. Гипотезы нафтидогенеза
- •3.4. Характеристика геологоразведочного процесса
- •Вопросы для самопроверки
- •Объекты геологоразведочных работ
- •4.1. Залежи углеводородов – основные объекты нефтегазовой геологии
- •4.1.2. Объекты поиска, оценки и разведки
- •4.2. Основные понятия и принципы классификаций запасов и ресурсов
- •4.3. Временная классификация запасов и ресурсов (2001)
- •4.4. Новая классификация запасов и ресурсов (2005)
- •Классификация нефтей по содержанию серы*
- •Классификация нефтей по содержанию парафинов*
- •Минимальные промышленные концентрации попутных компонентов
- •4.4. Классификации запасов и ресурсов за рубежом
- •Классификация запасов и ресурсов npd
- •Вопросы для самопроверки
- •Буровые скважины, применяемые при поиске, разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа
- •История развития буровых работ
- •5.2. Временная классификация скважин нефтегазовой отрасли
- •5.2.1. Опорные скважины
- •5.2.2. Параметрические скважины
- •5.2.3. Сверхглубокие скважины
- •5.2.4. Структурные скважины
- •5.2.5. Поисково-оценочные скважины
- •5.2.7. Эксплуатационные скважины
- •5.2.8. Специальные скважины
- •5.3. Исследовательские работы при бурении скважин
- •5.3.1. Отбор керна, шлама
- •5.3.2. Геофизические исследования и работы в скважинах (гирс)
- •Обязательный комплекс гис в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (коллекторы терригенные с различной степенью глинистости; пж пресная)
- •5.4. Сопутствующие работы на бурении
- •5.4.1. Топогеодезические работы
- •5.4.2. Строительство на буровой
- •Вопросы для самопроверки:
- •Геологоразведочный процесс и стадийность работ
- •6.1. Региональный этап геологоразведочных работ
- •6.1.1. Стадия прогноза нефтегазоносности (объекты исследования – осадочные бассейны и их части)
- •6.1.2. Стадия оценки зон нефтегазонакоплений (объекты исследования – нефтегазоперспективные зоны и зоны нефтегазонакопления)
- •6.1. 3. Основные принципы ведения региональных работ
- •1. Соблюдение последовательности в решении задач
- •2. Преимущественное опережение региональных работ
- •3. Комплексность региональных работ
- •4. Специализация
- •5. Совмещение систем опорных и рядовых наблюдений
- •6.1.4. Пути повышения эффективности региональных работ
- •Вопросы для самопроверки:
- •6.2. Поисково-оценочный этап.
- •6.2.1. Стадия выявления объектов поискового бурения
- •Тематические работы и проведение научно-исследовательских работ по конкретной тематике
- •6.2.2. Стадия подготовки объектов к поисковому бурению
- •6.2.3. Стадия поиска и оценки месторождений (залежей)
- •6.2.4. Опробование и испытание продуктивных пластов
- •6.2.5. Геолого-технологические исследования
- •6.2.6. Исследование продуктивной скважины
- •6.2.7. Подсчет запасов
- •6.3. Разведочный этап
- •6.3.1. Бурение разведочных скважин
- •Рекомендуемые расстояния между разведочными скважинами на месторождениях разного размера (на стадии подготовки к разработке)
- •Количество скважин и эффективность разведочного бурения
- •Дифференциация мелких месторождений нефти по размерам с рекомендуемыми объемами поисково-разведочного бурения
- •Переинтерпретации геолого-геофизических материалов
- •6.3.3. Проведение детализационных геолого-геофизических работ на площади и в скважинах
- •6.3.4. Объемная сейсморазведка
- •6.3.5. Проведение пробной эксплуатации отдельных продуктивных скважин и залежей
- •6.4. Аналитические исследования керна, грунтов, шлама и флюидов
- •Вопросы для самопроверки:
- •7. Охрана недр и окружающей среды при геологоразведочных работах на нефть и газ
- •7.1. Государственная экологическая политика Российской Федерации
- •Экологические проблемы геологоразведочных работ нефтяной отрасли
- •7.2.1. Региональный этап геологоразведочных работ
- •7.2.2. Поисково-оценочный этап
- •Вероятность возникновения аварийных ситуаций на 1000 м бурения
- •Состав и количество газов , выбрасываемых в атмосферу при бурении
- •7.2.3. Разведочные работы
- •Последствия возможных аварийных ситуаций в процессе эксплуатации нефтегазопроводов
- •7.3. Природоохранные мероприятия и рекомендации по предотвращению ущерба окружающей среде
- •Мероприятия по предотвращению ущерба окружающей среде при строительстве и эксплуатации скважин
- •Вопросы для самопроверки
- •Литература
6.2.2. Стадия подготовки объектов к поисковому бурению
Стадия подготовки объектов к поисковому бурению заключается в детализации выявленных перспективных ловушек на нефть и газ, включая АТЗ, и в количественной оценке ресурсов УВ по категории С3. При подготовке объектов к поисковому бурению выполняется следующий комплекс работ:
детальная сейсморазведка масштаба 1:50000, 1:25000;
бурение структурных скважин до первой жесткой границы (в исключительных случаях бурение глубоких параметрических скважин);
детальная электроразведка, высокоточная гравиразведка в масштабах 1:50000, 1:25000;
специализированные работы и исследования по прогнозированию геологического разреза объекта и прямым поискам с целью подготовки АТЗ;
структурное бурение.
Подготовка объектов к поисковому бурению проводится на локальных поднятиях, перегибах и т.п. с помощью МОВ ОГТ, а в ряде случаев и другими геофизическими методами.
При выполнении детальной съемки на локальных антиклинальных
структурах густота профилей МОВ ОГТ зависит от размера и амплитуды структур и, как правило, составляет от 0,7 до 2-3 пог.км профилей на 1 кв.км площади. В старых нефтегазодобывающих регионах, где крупные высокоамплитудные поднятия уже разведаны, детальные работы проводятся на мелких объектах и сеть здесь соответственно сгущается. Еще более густая сеть применяется при подготовке неструктурных ловушек (неантиклинального типа). В сложных в геологическом отношении районах в последнее время все активнее используют данные скважинной сейсморазведки.
Согласно «Положения о порядке приема и учета нефтегазоперспективных структур…», принятого Министерством нефтяной промышленности в 1979 г., фонд выявленных объектов (или фонд нефтегазоперспективных структур), в том числе и аномалии типа залежь (АТЗ), аномалии типа месторождение (АТМ) учитываются как:
- выявленные,
- подготовленные к глубокому бурению,
- находящиеся в поисковом бурении,
- выведенные из поискового бурения,
- выведенные из фонда подготовленных к бурению.
Подготовленные к поисковому бурению объекты следует различать от всей совокупности выявленных на предыдущей стадии. К выявленным относятся объекты представляющие собой любой антиклинальный перегиб слоев, например в присводовой или далекой переклинальной части складки, геофизическую (гравитационную, магнитную, электрическую и т.п.) аномалию. Под подготовленным к поисковому бурению понимается объект, для которого рациональным для данного района комплексом геолого-геофизических методов составлены кондиционные карты изолиний, обеспечивающие возможность выбора точек заложения поисковых скважин и определения их глубины, а также установлены основные черты строения потенциальной ловушки (размеры, амплитуда, характер покрышек, структурные, гидрогеологические особенности и т.п.). Для объекта АТЗ, кроме того, должны быть составлены карты отдельных или комплексных параметров, на основании которых можно прогнозировать пространственное положение залежи или ее ореола.
Так как перспективные на нефть и газ объекты выявляются и подготавливаются к бурению геофизическими методами (до 90% всех объектов), среди которых основную роль играет сейсморазведка, то выявленными и подготовленными объектами являются в большинстве своем локальные тектонические структуры. Эти структуры образуют так называемый фонд выявленных (подготовленных) структур. Итоговым документом для подготовленной структуры является специальный паспорт, в котором обосновываются все необходимые геолого-экономические параметры для ввода объекта в поисковое бурение. Здесь приводятся данные для оценки качества подготовки структуры и оценки перспективных ресурсов УВ в ней. Очередность ввода в бурение определяется путем сравнительного анализа паспортов подготовленных структур. К паспорту обязательно прилагаются следующие документы:
обзорная карта района работ;
карта геолого-геофизической изученности;
схема расположения профилей, физических точек наблюдения и скважин;
сводный геолого-геофизический разрез площади работ;
геологические профили, временные, сейсмогеологические, геоэлектрические и другие разрезы;
геолого-геофизические разрезы структурных скважин с выделением маркирующих , продуктивных, опорных горизонтов;
структурные картыы по целевым горизонтам с выделением первоочередных объектов;
карты неантиклинальных ловушек, совмещенных со структурными картами по продуктивным или близким к ним горизонтам, с контурами предполагаемых залежей;
карты сопоставления результатов всех видов геолого-геофизических исследований;
информационные карты по выявленным нефтегазоперспективным объектам, паспорта по объектам, подготовленным к поисковому бурению.
Качество подготовки объекта определяется величиной вероятности его подтверждаемости и глубиной освещения разреза (по соотношению горизонтов, по которым подготовлен объект с перспективными на нефть и газ горизонтами) По значениям величины вероятности выделяются четыре категории структур – весьма надежные, надежные, вероятные и маловероятные. Последние в фонд структур подготовленных к поисковому бурению не включаются и должны пройти дополнительное исследование более информативными методами. По глубине освещенности разреза выделяется три группы структур. В фонд подготовленных включаются объекты, закартированные по одному или нескольким выше- и/или нижележащим горизонтам относительно перспективных в условиях принципиального сохранения структурных планов. Структуры закартированные по выше- и/или нижележащим горизонтам относительно перспективных при отсутствии совпадения или неизвестном соотношении структурных планов, в фонд подготовленных не включаются и требуют дополнительного изучения.
Ранжирование подготовленных структур по очередности их ввода в поисковое бурение производится не только по качеству их подготовки, но и на основании данных о возможно содержащихся в них ресурсах УВ (категории С3). Объем ловушек зависит, главным образом от их размера и эффективной нефтегазонасыщенной толщины продуктивной толщи. К крупным ловушкам относятся поднятия площадью 50-100 км2 и более, к средним 10-50 км2, к мелким – до 10 км2. В качестве первоочередных выбираются структуры, ресурсы которых при высоком качестве их подготовки превышают запасы среднего в районе (области) месторождения. Структуры плохо подготовленные, но содержащие значительные ресурсы, одновременно с поисковым бурением должны изучаться сейсморазведкой с целью повышения качества их подготовки. На очередность ввода структур в поисковое бурение могут повлиять и другие экономические соображения (коммуникации, близость к базовым поселкам и т.п.).
Эффективность работ на стадиях выявления и подготовки объектов к поисковому бурению определяется их подтверждаемостью последующим бурением.
На антиклинальных объектах в процессе бурения поисковых, а в последующем разведочных и даже эксплуатационных скважин, проверяется степень подтверждаемости структурных планов локальных поднятий, закартированных сейсморазведкой и буровыми работам, и точность картирования геофизическими методами пространственного расположения перспективных в нефтегазоносном отношении горизонтов.
На стадии поиска месторождений УВ для оценки степени подтверждаемости объекта антиклинального типа достаточно пробурить две скважины, одна из которых должна быть расположена в сводовой части складки, а другая – на ее критическом направлении – в пределах закартированной сейсмикой седловины. При оценке пдтверждаемости и дальнейшем развитии буровых работ проводится сравнительный анализ данных полученных в результате бурения по морфологии продуктивного горизонта с данными сейсморазведки. Степень сходимости полученных данных (рассматривается амплитудная и площадная сходимость) позволяет или уверенно проводить в дальнейшем разведочное бурение на объекте или ставить дополнительные методы изучения продуктивного горизонта.
При оценке качества подготовки объектов АТЗ (АТМ) проверяется наличие прогнозируемой залежи (месторождения) и достоверность ее пространственного положения, т.е. глубины нахождения в разрезе осадочного чехла и ее контур.
Достоверность структурных построений, получаемых в результате сейсмических работ, обеспечивается выполнением ряда важнейших требований:
выбор наиболее надежных литолого-стратиграфических (маркирующих) горизонтов;
использование наиболее рационального комплекса геолого-геофизических методов исходя из особенностей геологического строения района;
соблюдение масштабов проведения работ и плотности геолого-геофизических наблюдений. Для детальной сейсморазведки разных масштабов минимальная плотность сети наблюдений составляет 0,33-0,37 км профилей на 1 кв.км площади картирования (1:100000) и 1,25-1,5 км/км2 (1:50000), а предельно допустимая наивысшая плотность – 2,5-3 км/км2 (1:100000) и 5-6 км/км2 (1:50000).
Однако указанные требования не всегда соблюдаются. Статистика показывает, что в среднем примерно 20-25% антиклинальных структур подготовленных геофизическими методами бурением не подтверждаются. Особенно низка эффективность геофизических методов при подготовке ловушек в условиях резкого несоответствия структурных планов. Очень много малоамплитудных ловушек (до 30м) не выявляются. Еще более низки результаты подтверждения объектов АТЗ. Здесь успешность работ составляет не более 0,11, в то время как на других объектах достигает до 0,24. Для повышения экономической эффективности работ применяют ряд приемов. Например, проведение работ на начальном этапе в присводовой части ловушки, после чего, при положительном результате – проведение работ, в том числе детальной сейсмики на периферии объекта.
На стадии подготовки ловушек к нефтегазопоисковым работам проводится оценка ресурсов категории С3. По этой категории, согласно существующему положению подсчитываются ресурсы нефти и газа, расположенных в нефтегазоносных районах перспективных структур, которые подготовлены и оконтурены комплексом геолого-геофизических методов апробированных и широко применяемых в данном районе. Кроме того, оценке по категории С3 подлежат ресурсы невскрытых бурением горизонтов в пределах уже открытого месторождения нефти и газа, но при условии, если они продуктивны на соседних месторождениях, т.е. ресурсы горизонтов с доказанной в данном районе нефтегазоносностью.
Оценка перспективных ресурсов по категории С3 проводится только объемным методом. Самым сложным при пользовании формулами для подсчета объемным методом ресурсов (и запасов) нефти и газа является нахождение коэффициентов приведения объемов газа (и нефти) к нормальным условиям. Для этой цели при подсчете запасов используют результаты анализов проб газа и нефти, отобранных как в пластовых, так и в поверхностных условиях. При оценке перспективных ресурсов используют номограммы, по которым, ориентируясь на ожидаемые параметры пласта (давление, температура), определяют коэффициент сжимаемости.
Особой заботой в последнее время стала проблема выявления малоамплитудных погребенных локальных поднятий, эрозионных и биогермных образований. В этом плане хорошо используется метод уточнения местоположения и размеров малоамплитудных поднятий, который основан на анализе «остаточных аномалий», получаемых в результате снятия влияния регионального наклона верхних горизонтов осадочного чехла и определения амплитуд поднятий на основе эмпирически выведенной закономерности:
А = h - а*tgα, где:
h – расстояние между максимальной отметкой отражающего горизонта и поверхностью регионального наклона пластов;
а – расстояние между наивысшей отметкой отражающего горизонта в пределах локального поднятия и контуром «остаточной аномалии» со стороны регионального восстания пластов;
α – угол регионального наклона геологической граничной поверхности.
