Поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений. Поиск и разведка газовых месторождений

Владимир Хомутко

Время на чтение: 5 минут

А А

Основы геологии нефти и газа

Природная нефть и природный газ являются важнейшими энергоносителями в современном мире. География нефтедобычи весьма обширна, от российской Западной Сибири до Персидского и Мексиканского залива, и каждый нефтеносный регион имеет свои особенности.

Разведка нефтяных месторождений представляет собой целый комплекс работ, целью которого является оценка промышленного значения месторождений нефти и газа, обнаруженных в результате геологических поисковых работ, а также подготовка этого месторождения (в случае, если его дальнейшая эксплуатация целесообразна) к разработке.

Геология нефти и газа изучается с помощью бурения разведочных скважин с целью проведения геологических исследований, позволяющих определить размер продуктивных запасов обнаруженного месторождения и необходимых для дальнейшего проектирования разработки промысла. Запасы месторождения подсчитываются или по каждой отдельной залежи, или по их блокам, а затем полученные результаты суммируются для всего месторождения. Основы геологии нефти и газа подразумевают проведение целого комплекса разведочных работ, поскольку разведка и добыча нефти неразрывно связаны между собой, и грамотное освоение нефтяных скважин без разведывательного этапа невозможно.

Разведка нефтяных и газовых месторождений. Цели и задачи

При проведении разведывательных геологических работ необходимо выявить продуктивность всего месторождения в целом, причем как по площади, так и по достижимой современными средствами глубине.

В ходе таких работ определяются следующие параметры(учебник «Геология и геохимия нефти и газа», Баженова О.К.):

строение и виды имеющихся ловушек;
фазовые состояния имеющихся углеводородов;
границы фазоразделов;
внешние и внутренние контуры нефтегазоносности;
мощность месторождения;
насыщенность его нефтью и газом;
литологические свойства продуктивных пластов;
их коллекторские свойства;
физико-химические характеристики углеводородного сырья и пластовых вод;
будущую производительность скважин и так далее.

Помимо этого, разведка нефти и газа позволяет оценить параметры, которые гарантируют возможность определения способов будущей разработки отдельных залежей и всего месторождения, а также обосновывают коэффициент нефтеотдачи, выявляют существующие закономерности, влияющие на изменение расчётных параметров, и их неоднородность.

Для решения этих задач производится исследование нефтяных и газовых скважин разведочного типа, пробуренных в количестве, оптимальном для конкретных условий, позволяющих с должным уровнем качества проводить:

комплексные геофизические исследования нефтяных скважин;
испытания исследуемых объектов на притоки;
исследования в ходе проведения испытаний режимных параметров;
специальные исследования геофизического, геохимического, гидродинамического и температурного характера с целью определения режимных, резервуарных и структурных расчётных параметров;
отбор кернов в оптимальных объёмах для их последующего комплексного лабораторного исследования;
отбор для этой же цели проб газа, нефти, пластовой воды и конденсата.

Обоснование выбора конкретной разведочной методики исследования месторождения строится на географии нефтедобычи, анализе данных геологических исследований, полученных в процессе проведения поисковых работ, а также данных, полученных в результате разведки других месторождений, находящихся в этом же территориальном районе.

Разведка месторождений углеводородного сырья также должна уточнить модель конкретного месторождения и скорректировать систему его дальнейшей разведки.

Основные требования к проведению геологической разведки

Процесс разведки должен обеспечить примерно одинаковую достоверность получаемых данных на всех участках исследуемой залежи. Несоблюдение этого принципа может привести к повторной разведке отдельных участков месторождения или привести к геологическим случаям недоразведки.

Также большое влияние на проведение разведки оказывает география нефтегазоносного региона.

Такую одинаковую достоверность обеспечивает применение равномерной сети разведочных скважин, которая строится с учётом геологического строения каждой отдельной залежи на месторождении.

При проектировании системы расположения таких разведочных скважин определяется их оптимальное количество, места и порядок их бурения, а также плотность разведочной сети. Как правило, применяется равномерно распределенная по всей площади месторождения разведочная сеть скважин, система размещения которых выбирается с учетом формы структуры и типа залежей, того, в какой фазе находится углеводородное сырье, а также глубины залегания продуктивных пластов, расположения залежей в пространстве и конкретных технологических условий проводимого бурения.

Если на исследуемом месторождении имеются нескольких залежей нефти и/или газа, то разведка проводится поэтажно.

Каждый этаж включает в себя исследуемые объекты, которые отделены друг от друга достаточно большой глубиной. Порядок проведения разведки (снизу вверх или сверху вниз) определяется после выбора так называемой базисной залежи, который производится в процессе бурения самых первых разведочных скважин. При выборе порядка разведки снизу вверх есть возможность возвращать скважины для опробования верхних горизонтов.

Если же первоначальная разведка выявляет, что верхние этажи более значимы, то работы проводятся в порядке «сверху вниз». Строение выбранной базисной залежи определяет оптимальное расположение минимально необходимого количества скважин на исследуемом месторождении.

Эффективность размещения скважин на площади во многом зависит от того, насколько точно определен контур нефте- или газоносности.

Такое определение прежде всего должно выяснить характер поверхности такого контура (горизонтальный, вогнутый или наклонный), а также глубину залегания продуктивного пласта.

Местоположение зон контакта нефти и пластовых вод определяется с помощью комплекса методик промысловой геофизики, а также при помощи исследований, проводимых в перфорированных скважинах. Для определения горизонтальности поверхности зон водонефтяного контакта в залежах массивного типа достаточно двух –трех скважин, а в залежах пластового и линзовидного типа необходимо бурение значительно большего числа скважин.

Вне зависимости от географии проводимых исследований, по критерию охвата площади месторождения, системы разведки классифицируются как сгущающаяся и ползущая.

Сгущающаяся система позволяет значительно ускорить разведывательный процесс, однако при её применении есть риск попадания некоторого числа скважин за границы нефтеносного контура. Применение такой системы разведки предусматривает охват всей предполагаемой площади промысла с дальнейшим уплотнением сети разведочных скважин.

Ползущая система заключается в постепенном изучении площади исследуемого месторождения с помощью скважинной сети. При использовании этой системы отпадает необходимость последующего уплотнения, однако такая система требует гораздо больше времени. С другой стороны, сокращается количество неинформативных разведочных скважин, что, в конце концов, может привести к значительной экономии материальных ресурсов. Ползущая система применяется, как правило, для разведки залежей, контур нефтеносности которых достаточно сложен (включая исследование неструктурных залежей).

По такому критерию, как способы размещения сети разведочных скважин, разведка делится на кольцевую, профильную, секторную и треугольную системы расположения.

Кольцевая система заключается в постепенном наращивании колец скважин, центом которых является первая нефтеносная промышленная скважина.

Профильная система позволяет за короткий срок и с наименьшим количеством скважин изучить залежи практически любого вида. Использование такой системы подразумевает закладку ряда профилей, которые ориентированы в крест расположения исследуемой структуры (в некоторых случаях – под углом к её длинной оси). Как правило, расстояние между такими профилями где-то вдвое превышает расстояние между скважинами.

На пластовых залежах сводового типа зачастую использует крестовое размещение скважин (либо – на крыльях, либо – на периклинальных концах). На месторождениях сложной структуры (например, таких, как Верхнечонское и Ковыктинское месторождение Западной Сибири) для разведки применяются модификации профильной системы, такие как:

Секторная система по сути является разновидностью кольцевой. При ней залежь делят сектора, количество которых определяют с помощью аналитических методик, а сами разведочные скважины в этих секторах размещают на разных абсолютных отметках.

Треугольная система расположения скважин позволяет равномерно изучить площадь месторождения и эффективно наращивать полигоны для определения размеров запасов залежей.

Вне зависимости от географии проводимых исследований, комплексный подход к промысловым геофизическим и геохимическим исследованиям запасов нефти и газа на каждой конкретной скважине позволяет добиться наилучшего эффекта в процессе изучения нефтяного или газового месторождения.

Выбор конкретной комплексной методики производится в зависимости от:

коллекторских свойств горных пород;
их литологического состава;
вида насыщающих эти породы флюидов;
особенностей фильтрации в пласте промывочной жидкости;
её состава;
системы, по которой проводятся разведочные работы и других факторов.

Суть промысловых геофизических исследований заключается в расчленении разреза по породам разного литологического состава, после чего выделяются литолого-стратиграфические реперы, коррелируются пласты, производится выбор интервалов для отбора кернов, перфорационных интервалов, определяется положение зон контакта воды с нефтью и газа с нефтью.

Все это дает возможность получить максимально возможную достоверную информацию по резервуарным, структурным и некоторым режимным расчётным параметрам. Детальная интерпретация таких исследований позволяет определить неоднородность и качество исследуемых коллекторов.

Для того, чтобы изучить резервуарные характеристики исследуемых залежей, из продуктивных пластов, а также из подлежащих и надлежащих над и под ними горных пород производится отбор кернов.

Интервалы керноотбора определяются с учетом степени геологической и геофизической изученности конкретной залежи и всего месторождения в целом, а также мощности, количества и изменчивости коллекторов. При отборах керна применяются нефтяные буровые растворы, которые обеспечивают максимально возможный вынос кернов и позволяют получать достоверные данные, касающиеся продуктивной насыщенности коллекторного пласта. Если разведка проводится на пластовых, массивных или пластово-массивных залежах, то отбор керна производится таким образом, чтобы получить данные о разных по площади и расположенных на разных глубинах частях продуктивных горизонтов.

По результатам исследования кернов определяют:

проницаемость пласта-коллектора;
его пористость;
продуктивную насыщенность;
наличие и состав связанной пластовой воды;
значение коэффициента вытеснения;
минеральный, химический и гранулометрический состав коллектора;
сжимаемость;
пластичность;
плотность;
величину электрического сопротивления;
скорость распространения ультразвука;
набухаемость;
радиоактивность;
карбонатность.

Расчётные параметры газовых и нефтяных коллекторов определяются на основании данных геофизических исследований, результатов исследования кернов и результатов испытания пластов (либо в открытом стволе, либо в обсаженной скважине).

Вне зависимости от вида конкретной залежи, на любом месторождении обязательно бурится хотя бы одна базовая скважина, из которой производится сплошной отбор керна по всей продуктивной части геологического разреза.

В процессе поиска и разведки месторождений нефти и газа разведочные работы – самые капиталоёмкие, поэтому по ним определяются общие сроки и величина материальных затрат на промышленную оценку нефтяных и газовых промыслов. Объем капитальных вложений на проведение геологоразведки зависит от размера месторождения, его геологической сложности, глубин залегания продуктивных пластов, экономического развития территории и многих других внешних факторов.

Эффективность этапа разведки определяется по стоимости одной тонны сырья и по приросту запасов на каждый метр каждой пробуренной разведочной скважины, а также по отношению числа эксплуатационных скважин, дающих продукцию, к общему количеству обустроенных скважин всего месторождения. Методы освоения нефтяных скважин, способы разработки месторождений нефти и газа и системы разработки залежей нефти напрямую зависят по данных, полученных на этапе разведки.

РАЗВЕДКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (а. oil field exploration; н. Erdollagerstattenerkundung, Prospektion von Erdolfeldern; ф. prospection petroliere, exploration des gisements d"huile; и. prospeccion de yacimientos de petroleo, exploracion de depositos de oil) — комплекс работ, позволяющий оценить промышленное значение нефтяного месторождения , выявленного на поисковом этапе, и подготовить его к разработке. Включает разведочных и проведение исследований, необходимых для подсчёта запасов выявленного месторождения и проектирования его разработки. Запасы подсчитывают по каждой залежи или её частям (блокам) с последующим суммированием их по месторождению.

Разведка должна полностью выявить масштабы нефтеносности всего месторождения как по площади, так и на всю технически достижимую глубину. В процессе разведки определяют: типы и строение ловушек, фазовое состояние углеводородов в залежах, границы разделов фаз, внешних и внутренних контуров нефтеносности, мощность, нефтегазонасыщенность, литологические и коллекторские свойства продуктивных горизонтов , физико-химические свойства нефти , воды , продуктивность скважин и др. Кроме этого, оцениваются параметры, гарантирующие определение способов и систем разработки залежей и месторождения в целом, обосновываются коэффициенты нефтеотдачи , выявляются закономерности изменения подсчётных параметров и степень их неоднородности. Эти задачи решаются при бурении оптимального для данных условий количества разведочных скважин, качественном проведении комплексных скважинных геофизических исследований , испытаний продуктивных объектов на притоки и исследований режимных параметров в процессе испытаний, а также специальных геофизических, геохимических, гидродинамического, температурных исследованиях для определения структурных, резервуарных и режимных подсчётных параметров, при отборе керна в рациональных объёмах и проведении комплексных лабораторных исследований керна, нефти, газа, конденсата и воды. Выбор и обоснование методики разведки нефтяных месторождений базируются на анализе геологических данных, накопленных на поисковом этапе и при разведке других месторождений исследуемого района. В процессе разведки нефтяных месторождений уточняется модель месторождения, корректируется система дальнейшей его разведки.

Разведка должна обеспечить во всех участках залежи относительно одинаковую достоверность её параметров. Нарушение этого принципа приводит к переразведке отдельных участков залежи и недоразведке др.

Одинаковая достоверность разведки нефтяных месторождений достигается применением равномерной разведочной сети скважин с учётом строения каждой залежи месторождения. Проектируя систему размещения разведочных скважин, определяют их число, место заложения, порядок бурения и плотность сетки скважин. Наиболее часто используется равномерная по площади месторождения сетка скважин. Система их размещения зависит от формы структуры, типа залежи, фазового состояния углеводородов, глубины залегания, пространственного положения залежей и технических условий бурения.

При наличии на месторождении нескольких нефтегазовых залежей разведку ведут по этажам . В этажи выделяют объекты, отделённые друг от друга значительной глубиной. Порядок разведки залежей (сверху вниз или снизу вверх) зависит от выбора базисной залежи, который уточняется первыми разведочными скважинами. Система разведки снизу вверх даёт возможность возврата скважин на опробование верхних горизонтов . Если верхние этажи разведки оказываются более значительными, месторождение разведуют по системе сверху вниз. Оптимальное размещение минимально необходимого числа скважин на месторождении предопределяется, прежде всего, строением базисной залежи.

Эффективное размещение скважин на площади залежи существенно зависит от точного определения контура нефтеносности, которое сводится к выяснению характера поверхности контура (горизонтальная, наклонная, вогнутая) и глубины залегания. Положение водонефтяного контакта устанавливают по комплексу методов промысловой геофизики и исследованиям в перфорированных скважинах. Горизонтальную поверхность водонефтяного контакта в массивных залежах определяют по 2-3 скважинам, в пластовых и линзовидных — по значительно большему количеству скважин.

По охвату площади месторождения выделяют 2 системы разведки: сгущающуюся и ползущую. Сгущающаяся система способствует ускорению процесса разведки, но при этом возможно попадание части скважин за пределы контура нефтеносности. Она охватывает всю предполагаемую площадь месторождения с последующим уплотнением сетки скважин. Ползущая система предусматривает постепенное изучение площади месторождения сеткой скважин и не требует последующего уплотнения. Применение этой системы приводит к удлинению сроков разведки, но сокращает количество малоинформативных скважин и в конечном итоге может дать большой экономический эффект. Эту систему чаще используют при разведке залежей со сложным контуром нефтеносности, в т.ч. залежей неструктурного типа.

По способу размещения разведочных скважин различают профильную, треугольную, кольцевую и секторную системы. Профильная система даёт возможность изучить в короткие сроки и меньшим числом скважин залежи любого типа. На месторождении закладывают ряд профилей, ориентированных вкрест простирания структуры, иногда под углом к её длинной оси. Расстояние между профилями примерно в 2 раза больше расстояния между скважинами. На пластовых сводовых залежах часто размещают скважины "крестом" (на крыльях и периклинальных окончаниях). Модификации профильной системы применяют на сложно построенных месторождениях: радиальное расположение профилей в области с солянокупольной тектоникой , зигзагопрофильное — в области регионального выклинивания продуктивных горизонтов. Треугольная система размещения скважин обеспечивает равномерное изучение площади и эффективное наращивание полигонов для подсчёта запасов. Кольцевая система предусматривает постепенное наращивание колец вокруг первой промышленной нефтеносной скважины. Секторная система является одним из вариантов кольцевой, когда залежь делится на ряд секторов, число которых определяется аналитическим путём, а скважины в секторах располагаются на различных абсолютных отметках.

В каждой разведочной скважине проводят комплексные промыслово-геофизические и геохимические исследования, дающие наибольший эффект для изучения месторождения. Выбор комплекса методов зависит от литологического состава, коллекторских свойств пород, типа насыщающих флюидов , состава и особенностей фильтрации промывочной жидкости в пласте , порядка проведения разведочных работ и др. С помощью промыслово-геофизических исследований проводят расчленение разреза по литологическим разностям пород, выделяют литолого-стратиграфические реперы , коррелируют пласты, выбирают интервалы отбора керна и интервалы перфорации, определяют положение водонефтяных и нефтегазовых контактов и получают максимальную информацию по структурным, резервуарным и частично режимным подсчётным параметрам. Неоднородность строения, качество коллекторов выявляет детальная интерпретация промыслово-геофизических исследований. Для изучения резервуарных параметров залежей из продуктивных пластов и из покрывающих и подстилающих его пород отбирают керн. Интервалы отбора керна определяют исходя из степени геолого-геофизической изученности месторождения (залежи), количества, мощности и изменчивости пластов-коллекторов. В интервале отбора керна используют буровые растворы на нефтяной основе, чтобы обеспечить максимальный вынос керна и получить надёжные данные по нефтенасыщенности пласта-коллектора. При разведке массивных, пластовых и массивно-пластовых залежей отбирают керн так, чтобы охарактеризовать разные по площади и глубине части залежи. На каждом крупном или уникальном месторождении нефти обязательно бурят скважину с отбором керна на безводной или нефильтрующейся промывочной жидкости для получения опорной информации о коэффициенте . В керне определяют , проницаемость , нефтенасыщенность, содержание связанной воды , коэффициент вытеснения, минерального, гранулометрического, химического состава, пластичности , сжимаемости , электрического сопротивления, плотности, скоростей распространения ультразвука, радиоактивности, карбонатности, набухаемости.

Определение подсчётных параметров нефтегазонасыщенных коллекторов производится по материалам геофизических исследований скважин (ГИС), результатам изучения образцов керна, опробования пластов и испытания их в открытом стволе или в обсаженной скважине. На каждом месторождении независимо от типа залежи бурят, по крайней мере, одну базовую скважину со сплошным отбором керна по продуктивной части разреза, поинтервальными испытаниями и широким комплексом стандартных и специальные ГИС. Материалы ГИС служат основной информацией для определения объёмным методом балансовых и извлекаемых запасов нефти по промышленным категориям А, В, С1 и С2. Результаты лабораторных исследований керна используют для разработки петрофизической основы интерпретации данных ГИС и обоснования достоверности подсчётных параметров (о разведке в шельфовой части морей см. в ст. ).

В общем цикле поисково-разведочных работ разведочный этап является наиболее капиталоёмким и определяет общие сроки и стоимость работ по промышленной оценке нефтяных месторождений. Размеры затрат на разведку нефтяных месторождений зависят от масштабов месторождений, степени их геологической сложности, глубины залегания, экономической освоенности района и других факторов. Основные показатели эффективности разведочного этапа — стоимость 1 т нефти и прирост запасов на 1 м пробуренных разведочных скважин или на одну скважину, а также отношение количества продуктивных к общему числу законченных строительством скважин.

работ применяются геологические, геофизические, методы, а также бурение скважин и их исследование.

Геологические методы. Проведение геологической съёмки предшествует всем остальным видам поисковых работ . Для этого геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так называемые полевые работы. В ходе них они изучают пласты горных пород, выходящие на дневную поверхность, их состав и углы наклонов. Для анализа коренных пород, укрытых современными наносами, роются шурфы (вертикальная, реже наклонная, неглубокая горная выработка, обычно с площадью сечения прямоугольной формы, пройденная с поверхности) глубиной до 3 м. А с тем, чтобы получить представление о более глубоко залегающих породах, бурят картировочные скважины глубиной до 600 м.

По возвращении домой выполняются камеральные работы, т. е. обработка материалов, собранных в ходе предыдущего этапа. Итогом камеральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности.

Геологическая карта – это проекция выходов горных пород на дневную поверхность. Антиклиналь (изгиб пласта, направленный выпуклостью вверх) на геологической карте имеет вид овального пятна, в центре которого располагаются более древние породы, а на периферии – более молодые.

Однако как бы тщательно не производилась геологическая съемка, она дает возможность судить о строении лишь верхней части горных пород. Чтобы "прощупать" глубокие недра используют геофизические методы. Геофизические методы. К геофизическим методам относятся сейсморазведка, электроразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка (рис. 3.6) основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн.

Рис. 3.6.

Волны создаются одним из следующих способов:

взрывом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м;
вибраторами;
преобразователями взрывной энергии в механическую.

Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, а частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливаются сейсмоприемниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний.

Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

Принципиальная схема электроразведки с поверхности земли приведена на рис. 3.7 . Через металлические стержни и сквозь грунт пропускается электрический ток, а с помощью стержней и и специальной аппаратуры исследуется искусственно созданное электрическое поле . На основании выполненных замеров определяют электрическое сопротивление горных пород. Высокое электросопротивление является косвенным признаком наличия нефти или газа.

Рис. 3.7.

Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Задачей гравиразведки является определение мест с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. Наша планета – это огромный магнит, вокруг которого расположено магнитное поле . В зависимости от состава горных пород, наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определенной высоте совершают облеты исследуемой территории. Аэромагнитная съемка позволяет выявить антиклинали на глубине до 7 км, даже если их высота составляет не более 200 300 м.

Геологическими и геофизическими методами, главным образом, выявляют строение толщи осадочных пород и возможные ловушки для нефти и газа. Однако наличие ловушки ещё не означает присутствия нефтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженных структур те, которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидрогеохимические методы исследования недр.

Гидрогеохимические методы. К гидрохимическим относят газовую, люминесцентно-битумонологическую, радиоактивную съёмки и гидрохимический метод.

Газовая съёмка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовых вод, отобранных с глубины от 2 до 50 метров. Вокруг любой нефтяной и газовой залежи образуется ореол рассеяния углеводородных газов за счет их фильтрации и диффузии по порам и трещинам пород. С помощью газоанализаторов, имеющих чувствительность 10 -5 10 -6 %, фиксируется повышенное содержание углеводородных газов в пробах, отобранных непосредственно над залежью. Недостаток метода заключается в том, что аномалия может быть смещена относительно залежи (за счет наклонного залегания покрывающих пластов) или же быть связана с непромышленными залежами.

Применение люминесцентно-битумонологической съемки основано на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в породе, с одной стороны, и на явлении свечения битумов в ультрафиолетовом свете, с другой. По характеру свечения отобранные пробы пород делают вывод о наличии нефти в предполагаемой залежи.

Известно, что в любом месте нашей планеты имеется, так называемый, радиационный фон, обусловленный наличием в её недрах радиоактивных трансурановых элементов, а также воздействием космического излучения. Специалистам удалось установить, что над нефтяными и газовыми залежами радиационный фон понижен. Радиоактивная съемка выполняется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона. Недостатком метода является то, что радиоактивные аномалии в приповерхностных слоях могут быть обусловлены рядом других естественных причин. Поэтому данный метод пока применяется ограниченно.

В рациональном комплексе геологоразведочных работ на нефть и газ разведочный этап, как видно из таблицы рациональной последовательности этих работ, является естественным продолжением поискового. Разведочные работы имеют целью промышленную оценку открытых на поисковом этапе залежей и месторождений и подготовку их к разработке. При этом полученные в результате поискового бурения запасы углеводородов промышленной категории С1 и предварительно оцененные запасы категории С2 должны быть переведены в промышленные по всей площади открытого месторождения или залежи.

Основными видами разведочных работ являются: бурение и испытание разведочных скважин, анализ всей необходимой геолого-геохимической информации для уточнения параметров залежи (месторождения) и подготовки его к пробной эксплуатации. При необходимости могут предусматриваться скважинная сейсморазведка методом ОГТ и в небольшом объеме полевые геофизические методы.

Основным методологическим принципом разведки, сформулированным Г.А. Габриэлянцем и В.И. Пороскуном еще в 1974 году, является принцип равномерности бурения, который реализуется путем равномерного размещения разведочных скважин по объему залежи. Согласно этому принципу предусматривается детальное изучение прежде всего тех частей залежи (месторождений), которые содержат основные запасы углеводородов. При этом повышается точность оценки запасов, а следовательно, и качество подготовки месторождения к пробной эксплуатации и последующей разработке. Одновременно предусматривается дифференцированное размещение разведочного бурения, учитывающее морфогенетические особенности строения залежи или месторождения.

Современная разведка нефтяных и газовых месторождений учитывает принципы оптимизации и универсальности процесса разведочного бурения, впервые предложенные В.М. Крейтером и В.И. Бирюковым (1976). Эти принципы формулируются следующим образом:

Принцип рациональной системы и полноты исследований отдельной залежи или месторождения.
Принцип последовательных приближений в изучении месторождения или отдельной залежи.
Принцип относительной равномерности изучения объекта разведки.
Принцип наименьших трудовых, научно-прикладных и материально-технических затрат.
Принцип наименьших затрат времени и достижения наибольшей экономии при соблюдении энергосберегающих технологий.

Рациональная система разведки нефтяных и газовых месторождений предполагает бурение некоторого, как правило минимального, количества разведочных скважин, закладываемых в определенной последовательности для получения информации, необходимой и достаточной для промышленной оценки открытого месторождения и подготовки его к разработке. При этом система размещения разведочных скважин должна соответствовать особенностям геологического строения изучаемого объекта.

Разрез открытой залежи (месторождения) разбивается на этажи разведки. Под этажом разведки понимается часть разреза осадочного чехла, включающая один или несколько продуктивных пластов, расположенных на близких гипсометрических уровнях и характеризующихся сходством по геологическому строению вмещающих пород и физическим свойствам углеводородных флюидов. Их разведку можно проводить одной сеткой скважин.

Выделяются три системы и соответствующие методики разведочного бурения: треугольная, кольцевая и профильная с системой параллельных поперечных и продольных профилей разведочных скважин.

Треугольная система размещения разведочного бурения. Эта методика является наиболее старой и использовалась на заре развития нефтяной промышленности. При этом, как видно из рис. 65, первая поисковая скважина расположена в наиболее оптимальных структурно-гипсометрических условиях, остальные закладываются как разведочные в виде равносторонних треугольников со стороной, длина которой не должна превышать 500 метров при углах наклона крыльев локального поднятия до 10 градусов. При 20 градусах наклона она уменьшается до 400 метров, далее сокращаясь примерно на 50 метров с ростом угла наклона крыльев на каждые 5-6 градусов.

Нерациональность принятой треугольной системы размещения разведочных скважин даже при принятых максимальных расстояниях между ними 500 метров состоит в бурении для соблюдения указанного принципа равномерности излишне большого их числа. Это приводит к существенному удорожанию буровых работ. Процесс в известной мере оправдан с достижением весьма скромной геологической эффективности (до 80-100 усл. тонн на 1 метр поисково-разведочного бурения) лишь при площади ловушки и прогнозируемой залежи не более 2-2,5 км2. Опыт разведки выявленных литологических и стратиграфических углеводородных скоплений размерами до 1-1,5 км2 также свидетельствует о рентабельности реализации треугольной системы разведочного бурения.

В США широким распространением, наряду с крупными заливообразными литолого-стратиграфическими залежами, пользуются небольшие литологически ограниченные, или »шнурковые», или линзообразные, скопления нефти и газа с извлекаемыми запасами до 1,5 млн. усл. т размерами до 1,5-2 км2. Для разведки подобных месторождений также применяется треугольная сетка скважин с количеством их от 12 до 15, что находится в пределах рентабельности с получением средней эффективности до 120 усл. т/м. В России подобная система размещения разведочного бурения в качестве рациональной успешно использовалась в 1912 году на начальном этапе разведки открытой впервые в мировой практике И.М. Губкиным »рукавообразной» залежи нефти с переходом с 1916 года на профильное бурение. В настоящее время данная методика разведочных работ применяется при разведке небольших нефтяных залежей, связанных с эрозионными “врезами” довизийского и дотурнейского возраста в пределах Волго-Уральской и соседних с юга нефтегазоносных областей.

Кольцевая система размещения разведочного бурения. Рациональный характер кольцевой системы разведки открытых залежей и месторождений, успешно сочетающейся с освоением отдельных разведываемых этажей, подтвержден на примере уникального Заполярного газоконденсатного месторождения общей площадью свыше 2000 км2 и величиной извлекаемых запасов газа 1,5 трлн. м3. Поиски в целом осуществлены по системе “крест поискового бурения” 12 поисковыми скважинами, а разведка – 27 разведочными скважинами, размещенными по кольцевой методике, показанной на рис. 66.

Специфика кольцевой системы определяется на Заполярном месторождении следующим положением скважин на структурных межизогипсовых полях. В пределах первого поля первооткрывательницы от скважины 1 закладываются 4 буровых. После оконтуривания внутренней площади месторождения в следующем более внешнем поле по отношению к уже оконтуренной центральной зоне проектируются 5 буровых, помеченных квадратами. Завершив оконтуривание и этой части залежи, предусматривается освоение внешней зоны газоконденсатного месторождения с заложением сначала 7 разведочных скважин в предпоследнем поле, а затем 9 – в последнем межизогипсовом контуре, обрамляющем месторождение.

Рациональный характер кольцевой системы разведочного бурения в освоении уникального Заполярного ГКМ подтверждается достигнутой величины геологической эффективности, превышающей здесь 1000 усл. т на 1 м поисково-разведочного бурения.

Следовательно, высокая эффективность применения кольцевой системы достигается наличием крупных (до гигантских и более) запасов углеводородного сырья и относительно простым строением месторождения с залежью пластового или массивного строения сводового типа. На это следует, прежде всего, ориентироваться при выборе рациональной методики разведочных работ, что, как видно на примере уникального Заполярного месторождения, вполне оправдано полученными результатами. Кольцевая система была применена при разведке ряда крупных газоконденсатных месторождений Ейско-Березанской газоносной области, в частности Каневского и Ленинградского. В США на этой методике была разведана основная сводовая залежь в известняках свиты арбокл на крупнейшем нефтяном месторождении Оклахома-Сити Западной внутренней провинции.

Профильная система размещения разведочных скважин

В современ-
ных условиях для разведки нефтегазовых залежей и месторождений антиклинального и неантиклинального типов любой сложности строения, кроме случаев, отмеченных выше в первых методиках, наиболее эффективной и повсеместно рациональной является профильная система разведочного бурения. Сущность ее состоит в проектировании определенного числа разведочных скважин, закладываемых каждой в точках пересечения поперечных и продольных профилей. Причем в зависимости от величины разведуемого месторождения строго регламентируются расстояние между поперечными и продольными профилями и площадь, приходящаяся на одну проектируемую бурением скважину. По сравнению с предыдущими методиками, профильная методика является наиболее “гибкой”, допуская текущие изменения рациональной сетки скважин и, тем самым, площади охвата разведуемой части месторождения.

Рассмотрим типичные примеры размещения разведочных скважин по профильной системе. На рис. 67 дано расположение скважин на газоконденсатном месторождении. В разведку по профильной методике введен более крупный восточный блок, причем рациональная площадь на каждую скважину достигает 26 км2. Положение скважин на профиле показано на примере центральной части разведуемого блока. Общее количество скважин для восточного блока месторождения составляет 38. При тех же выбранных параметрах рациональное число разведочных скважин для меньшей по величине западной газоконденсатной залежи с той же отметкой ГВК составит 26. Однако, учитывая газоконденсатный тип углеводородного флюида и возможность полуторного увеличения расстояний между профилями и площади, приходящейся на одну скважину, общее число скважин в восточном блоке без нарушения принципа рациональности может составить 25, а для западной залежи – 18.

На рис. 68 показана рациональная методика для антиклинального блока
размерами 30х70 км, осложненного сбросами и включающего нефтяную залежь
с отметкой ВНК минус 1590 м. Здесь наиболее рационально размещение разве-
дочных скважин по системе параллельных взаимоперпендикулярных профилей
с площадью каждого квадрата 18 км2.

Положение профилей и скважин показано на примере центральной части западного купола антиклинали.

На примере центральной части залежи дано рациональное размещение разведочных скважин для западного более крупного блока антиклинальной ловушки с прогнозируемой нефтяной залежью при отметке ВНК минус 3200 метров. В качестве наиболее рациональной принята методика, аналогичная отмеченной выше, с площадью отдельных квадратов сетки скважин 10 км2 и количеством скважин 12, начиная с поисковой скважины-первооткрывательницы месторождения. Для разведки показанных на рис. 69 и 70 соответственно прогнозируемых газоконденсатного и нефтяного месторождений рациональная система размещения скважин рассматривается для продуктивных блоков.

От поисковой скважины 1, давшей промышленные притоки газоконденсата и нефти, предусматривается развитие рациональной сетки проектируемых буровых с сохранением “квадратичного” принципа размещения. Для разведуемого газоконденсатного месторождения площадь, приходящаяся на одну скважину, составляет с учетом газоконденсатного типа УВ флюида 12 км2 вместо 8 км2 для нефти, а рациональный комплекс разведки включает 24 скважины.

Освоение разведкой других блоков месторождения не должно предусматривать увеличение числа буровых. В качестве рациональной для более крупной прогнозируемой нефтяной залежи (рис. 70) с отметкой ВНК минус 2400 м также предусматривается в центральной части структуры от поисковой скважины 1 по схеме, показанной на рисунках выше; в качестве более эффективной принята площадь 28 км2 на одну буровую, а общее количество разведочных скважин – 32. Далее по той же схеме выполняется разведка 16 скважинами меньшего, центрального структурного блока.

На рис. 71 приведена газоконденсатная залежь сводового типа с отметкой ГВК минус 1050 м, осложненная в центральной части горстом, ограниченным поверхностями сместителей в виде двух лучей.

Наиболее рациональным для разведки данного месторождения будет последовательное разбуривание по профильно-квадратной схеме сначала центральной части залежи при площади 8 км2 на одну скважину, начиная с горста. За пределами горста расстояние между скважинами может быть увеличено до 3 км, а площадь на одну буровую – до 10 км2. Рациональное число скважин для разведки месторождения не должно превышать 20. Для западного меньшего блока – 12 скважин.

Для разведки нефтяной залежи сводового типа в антиклинальной ловушке, осложненной с юга сбросом (рис. 72), с отметкой ВНК минус 2810 метров площадью 18х6 км используется та же квадратная рациональная сетка скважин площадью 5 км2. Исходной для начала разведки является поисковая скважина 1. Минимальное количество скважин для полного охвата залежи с переводом ресурсов в категорию С1 составит 20.

Разведка сводовых нефтяных залежей, изображенных на рис. 73 и 74, осуществляется по аналогичной профильной системе с площадью 4 км2 на одну разведочную скважину. Общая площадь месторождения, как и морфоструктурные условия в целом, тождественны залежам (рис. 70 и 71) с использованием также в качестве основы для размещения рациональной схемы буровых в центральной части залежи с поисковой скважиной 1.

На рис. 75 изображена газоконденсатная залежь сложного строения сводового тектонически-экранированного типа с отметкой ГВК минус 775 метров. Рациональное размещение разведочного бурения предусматривает заложение разведочных скважин в центральном блоке от скважины 1 по сетке площадью 8 км2 (до ГВК) десяти скважин, что позволяет рассчитывать на наиболее эффективную разведку месторождения с показателем не менее 500 усл. т на метр разведочного бурения.

Пример рациональной разведки нефтяной залежи приконтактного типа, приуроченной к диапировой брахиантиклинали показан на рис. 76.

В пределах залежи проектируется рациональная сетка буровых по указанной профильной схеме с величиной площади, приходящейся на скважину, 6 км2. Проектом предусматривается, как видно из рисунка, бурение 30 разведочных скважин вплоть до ВНК на отметке минус 3300 м, начиная от поисковой скважины 1 – первооткрывательницы месторождения.

Для рассмотренных выше залежей структурно-литологического и структурно-стратиграфического типов рациональной сохраняется та же профильная система размещения разведочных скважин с указанной квадратной сеткой. При этом площадь на одну скважину изменяется от 5 км2 для средних по размеру залежей до 18 км2 – у крупных.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Разведка нефтяных месторождений

(a. oil field exploration; н. Erdollagerstattenerkundung, Prospektion von Erdolfeldern; ф. prospection petroliere, exploration des gisements d"huile; и. prospeccion de yacimientos de petroleo, exploracion de depositos de oil ) - работ, позволяющий оценить пром. значение нефт. м-ния, выявленного на поисковом этапе, и подготовить его к разработке. Bключает разведочных скважин и проведение исследований, необходимых для подсчёта запасов выявленного м-ния и проектирования его разработки. Запасы подсчитывают по каждой залежи или её частям (блокам) c последующим суммированием их по м-нию.
Pазведка должна полностью выявить масштабы нефтеносности всего м-ния как по площади, так и на всю технически достижимую глубину. B процессе разведки определяют: типы и строение ловушек, фазовое состояние углеводородов в залежах, границы разделов фаз, внеш. и внутр. контуров нефтеносности, нефтегазонасыщенность, литологич. и коллекторские свойства продуктивных горизонтов, физ.-хим. свойства нефти, газа, воды, и др. Kроме этого, оцениваются параметры, гарантирующие определение способов и систем разработки залежей и м-ния в целом, обосновываются коэфф. нефтеотдачи, выявляются закономерности изменения подсчётных параметров и степень их неоднородности. Эти задачи решаются при бурении оптимального для данных условий кол-ва разведочных скважин, качественном проведении комплексных скважинных геофиз. исследований, испытаний продуктивных объектов на притоки и исследований режимных параметров в процессе испытаний, a также спец. геофиз., геохим., гидродинамич., температурных исследований для определения структурных, резервуарных и режимных подсчётных параметров, при отборе керна в рациональных объёмах и проведении комплексных лабораторных исследований керна, нефти, газа, конденсата и воды. Bыбор и обоснование методики P. н. м. базируются на анализе геол. данных, накопленных на поисковом этапе и при разведке др. м-ний исследуемого p-на. B процессе P. н. м. уточняется м-ния, корректируется дальнейшей его разведки.
Pазведка должна обеспечить во всех участках залежи относительно одинаковую достоверность её параметров. Hарушение этого принципа приводит к переразведке отд. участков залежи и недоразведке др.
Oдинаковая достоверность P. н. м. достигается применением равномерной разведочной сети скважин c учётом строения каждой залежи м-ния. Проектируя систему размещения разведочных скважин, определяют их число, место заложения, порядок бурения и сетки скважин. Hаиболее часто используется равномерная по площади м-ния сетка скважин. Cистема их размещения зависит от формы структуры, типа залежи, фазового состояния углеводородов, глубины залегания, пространств. положения залежей и техн. условий бурения.
При наличии на м-нии неск. нефтегазовых залежей разведку ведут по этажам. B этажи выделяют объекты, отделённые друг от друга значит. глубиной. Порядок разведки залежей (сверху вниз или снизу вверх) зависит от выбора базисной залежи, к-рый уточняется первыми разведочными скважинами. Cистема разведки снизу вверх даёт возможность возврата скважин на верх. горизонтов. Eсли верх. этажи разведки оказываются более значительными, м-ние разведуют по системе сверху вниз. Oптимальное размещение минимально необходимого числа скважин на м-нии предопределяется прежде всего строением базисной залежи.
Эффективное размещение скважин на площади залежи существенно зависит от точного определения контура нефтеносности, к-poe сводится к выяснению характера поверхности контура (горизонтальная, наклонная, вогнутая) и глубины залегания. Положение BHK устанавливают по комплексу методов Промысловой геофизики и исследованиям в перфорированных скважинах. Горизонтальную поверхность BHK в массивных залежах определяют по 2-3 скважинам, в пластовых и линзовидных - по значит. большему кол-ву скважин.
Пo охвату площади м-ния выделяют 2 системы разведки: сгущающуюся и ползущую. Cгущающаяся системa способствует ускорению процесса разведки, но при этом возможно попадание части скважин за пределы контура нефтеносности. Oна охватывает всю предполагаемую площадь м-ния c последующим уплотнением сетки скважин. Ползущая системa предусматривает постепенное изучение площади м-ния сеткой скважин и не требует последующего уплотнения. Применение этой системы приводит к удлинению сроков разведки, но сокращает кол-во малоинформативных скважин и в конечном итоге может дать большой экономич. эффект. Эту систему чаще используют при разведке залежей co сложным контуром нефтеносности, в т.ч. залежей неструктурного типа.
Пo способу размещения разведочных скважин различают профильную, треугольную, кольцевую и секторную системы. Профильная системa даёт возможность изучить в короткие сроки и меньшим числом скважин залежи любого типа. Ha м-нии закладывают ряд профилей, ориентированных вкрест простирания структуры, иногда под углом к её длинной оси. Pасстояние между профилями примерно в 2 раза больше расстояния между скважинами. Ha пластовых сводовых залежах часто размещают скважины "крестом" (на крыльях и периклинальных окончаниях). Mодификации профильной системы применяют на сложно построенных м-ниях: радиальное расположение профилей в области c солянокупольной тектоникой, зигзагопрофильное - в области регионального выклинивания продуктивных горизонтов. Tреугольная система размещения скважин обеспечивает равномерное изучение площади и эффективное наращивание полигонов для подсчёта запасов. Kольцевая система предусматривает постепенное наращивание колец вокруг первой пром. нефтеносной скважины. Cекторная система является одним из вариантов кольцевой, когда залежь делится на ряд секторов, число к-рых определяется аналитич. путём, a скважины в секторах располагаются на различных абс. отметках.
B каждой разведочной скважине проводят комплексные промыслово-геофиз. и геохим. исследования, дающие наибольший эффект для изучения м-ния. Bыбор комплекса методов зависит от литологич. состава, коллекторских свойств пород, типа насыщающих флюидов, состава и особенностей фильтрации промывочной жидкости в пласте, порядка проведения разведочных работ и др. C помощью промыслово-геофиз. исследований проводят расчленение разреза по литологич. разностям пород, выделяют литолого-стратиграфич. реперы, коррелируют пласты, выбирают интервалы отбора керна и интервалы перфорации, определяют положение водонефт. и нефтегазовых контактов и получают макс. информацию по структурным, резервуарным и частично режимным подсчётным параметрам. Hеоднородность строения, качество коллекторов выявляет детальная интерпретация промыслово-геофиз. исследований. Для изучения резервуарных параметров залежей из продуктивных пластов и из покрывающих и подстилающих его пород отбирают . Интервалы отбора керна определяют исходя из степени геол.-геофиз. изученности м-ния (залежи), кол-ва, мощности и изменчивости пластов-коллекторов. B интервале отбора керна используют буровые растворы на нефт. основе, чтобы обеспечить макс. вынос керна и получить надёжные данные по нефтенасыщенности пласта-коллектора. При разведке массивных, Пластовых и массивно-пластовых залежей отбирают керн так, чтобы охарактеризовать разные по площади и глубине части залежи. Ha каждом крупном или уникальном м-нии нефти обязательно бурят скважину c отбором керна на безводной или нефильтрующейся промывочной жидкости для получения опорной информации o коэфф. нефте-газонасыщенности коллекторов. B керне определяют , проницаемость, содержание связанной воды, коэфф. вытеснения, минерального, гранулометрич., хим. состава, пластичности, сжимаемости, электрич. сопротивления, плотности, скоростей распространения ультразвука, радиоактивности, карбонатности, набухаемости.
Oпределение подсчётных параметров нефтегазонасыщенных коллекторов производится по материалам Геофизических исследований скважин (ГИС), результатам изучения образцов керна, опробования пластов и испытания их в открытом стволе или в обсаженной скважине. Ha каждом м-нии независимо от типа залежи бурят по крайней мере одну базовую скважину co сплошным отбором керна по продуктивной части разреза, поинтервальными испытаниями и широким комплексом стандартных и спец. ГИС. Mатериалы ГИС служат осн. информацией для определения объёмным методом балансовых и извлекаемых запасов нефти по пром. категориям A, B, C 1 и C 2 . Pезультаты лабораторных исследований керна используют для разработки петрофизич. основы интерпретации данных ГИС и обоснования достоверности подсчётных параметров (o разведке нефт. м-ний в шельфовой части морей см. в ст. Морская месторождений).
B общем цикле поисково-разведочных работ разведочный этап является наиболее капиталоёмким и определяет общие сроки и стоимость работ по пром. оценке нефт. м-ний. Pазмеры затрат на P. н. м. зависят от масштабов м-ний, степени их геол. сложности, глубины залегания, экономич. освоенности p-на и др. факторов. Oсн. показатели эффективности разведочного этапа - стоимость 1 т нефти и прирост запасов на 1 м пробуренных разведочных скважин или на одну скважину, a также отношение кол-ва продуктивных к общему числу законченных стр-вом скважин. Литература : Габриэлянц Г. A., Пороскун B. И., Cорокин Ю. B., Mетодика поисков и разведки залежей нефти и газа, M., 1985; Tеория и практика разведки месторождений нефти и газа, M., 1985. C. П. Mаксимов.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Разведка нефтяных месторождений" в других словарях:

- (a. gas field exploration; н. Erdgasfelderkundung, Prospektion von Erdgaslagerstatten; ф. prospection des gisements de gaz, exploration des gisements de gaz; и. prospeccion de yacimientos de gas, exploracion de depositos de gas) комплекс… … Геологическая энциклопедия

Разведка и добыча

Разведка и добыча - нефти Знакомый силуэт станка качалки стал своеобразным символом нефтедобывающей отрасли. Но до того, как наступает его черед, геологи и нефтяники проходят долгий и трудный путь. А начинается он с разведки месторождений. В природе нефть… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

АО «Разведка Добыча «КазМунайГаз» («РД КМГ») Тип Акционерное общество Листинг на бирже КФБ: RDGZ, LSE … Википедия

Карточка компании название = АО «Разведка Добыча «КазМунайГаз» логотип = тип = Акционерное общество листинг на бирже = КФБ|RDGZ, lse|KMG, fWB|Q9H1 основана = 2004 расположение = флаг Казахстана Астана, Казахстан ключевые фигуры … Википедия

ГОСТ Р 53554-2009: Поиск, разведка и разработка месторождений углеводородного сырья. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 53554 2009: Поиск, разведка и разработка месторождений углеводородного сырья. Термины и определения оригинал документа: 16 ловушка углеводородов Примечание Рассматриваются залежи, по количеству, качеству и условиям залегания… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Исследование земных недр физическими методами. Геофизическая разведка проводится прежде всего при поисках нефти и газа, рудных полезных ископаемых и подземных вод. Она отличается от геологической разведки тем, что вся информация о поисковых… … Географическая энциклопедия