Модуль 3. Разведка местоскоплений нефти и газа

 

 

ПОИСКИ И РАЗВЕДКА СКОПЛЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

I. ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ПРОЦЕСС

ЗАДАЧИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ НЕДР

Геологоразведочный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных, применяемых в определенной последователь­ности научных исследований, проектных и производственных работ, которые должны обеспечить открытие скопления углеводородов, геолого-экономическую оценку и подготовку к разработке полезного ископаемого.

В процессе гео­логоразведочных работ специалисты получают и обрабатывают информацию о геологическом строении недр. При этом необходимо оптимально использовать средства, затрачиваемые на ведение геологоразведоч­ных работ.

Рациональное изучение и недр и добыча полезных ископаемых имеют большое общегосударственное значение, поскольку от результатов использование минеральных ресурсов зависит безопасность страны и благосостояние народа. В связи с этим Верховным советом Украины утвержден закон о недрах, который регламентирует порядок действий хозяйствующих объектов, занимающихся геологоразведочными работами и добычей полезных ископаемых на Украине.

 

жением об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть, и газ» [22].

Геологоразведочный процесс представляется как совокупность-взаимосвязанных последовательно проводимых на различных; этапах и стадиях видов работ, обеспечивающих народное хозяйст­во страны разведанными запасами нефти, конденсата и газа в» соответствии с применяемыми для промышленного освоения мес­торождений (залежей) кондициями. Деление геологоразведочного-процесса на этапы и стадии направлено на установление наиболее-рациональной последовательности выполнения разных видов ра­бот и общих принципов оценки их результатов на единой методи­ческой основе для повышения эффективности прогнозирования нефтегазоносности, поисков и разведки месторождений (залежей)* нефти и газа. Геологоразведочные работы проводятся по проек­там, составляемым в соответствии с действующими инструкциями.

Виды и объемы работ, а также методы исследований, приме­няемые на каждом этапе и каждой стадии геологоразведочных работ и в процессе разработки залежей, определяются рацио­нальными их комплексами, обеспечивающими необходимую и со­ответствующую данному этапу и данной стадии детальность, что» в конечном счете способствует повышению эффективности про­водимых работ.

Геологоразведочные работы на нефть и газ подразделяются на три этапа — региональный, поисковый и разведочный. На каж­дом из них выделяется по две стадии. В пределах одной террито­рии возможно совмещение во времени различных этапов и ста­дий.

Региональный этап

На этом этапе проводятся региональные геолого-геофизические работы. В соответствии с задачами региональный этап разде­ляется на две стадии: прогнозирования нефтегазоносности из оценки зон нефтегазонакопления.

Стадия прогнозирования нефтегазоносности. Основным объ­ектом исследований на этой стадии служат нефтегазоносные про­винции и их части. В процессе исследований решаются следую­щие задачи:

выявление литолого-стратиграфических комплексов, структур­ных этажей, ярусов;

выявление фациальных зон, определение основных этапов гео­тектонического развития; тектоническое районирование;

выделение нефтегазоперспективных комплексов и зон; нефте-газогеологическое районирование;

качественная и количественная оценка перспектив нефтегазо­носности;

выбор основных направлений и первоочередных объектов* дальнейших исследований.

 

Этим законом предприятия, организации и учреждения, осуществляющие геологическое изучение недр, обязываются обеспечивать:

1) рациональное, научно обоснованное направление и эффективность работ по геологическому изучению недр;

2) полноту изучения геологического строения недр, горнотехнических, гидрогеологических и других условий разработки
разведанных месторождений, строительства и эксплуатации подземных подразделений, не связанных с добычей полезных ископаемых;

3) достоверность определения количества и качества запасов основных и совместно с ними, залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов, геолого-экономическую оценку месторождений полезных ископаемых;

4) ведение работ по геологическому изучению недр методами
и способами, исключающими неоправданные потери полезных
ископаемых и снижение их качества;

5) размещение извлекаемых из недр горных пород и полезных ископаемых, исключающее их вредное влияние на окру­жающую среду;

6)сохранность разведочных горных выработок и буровых

7)скважин, которые могут быть использованы при разработке ме­сторождений и в иных народнохозяйственных целях, и ликвида­цию в установленном порядке выработок и скважин, не подле­жащих использованию;

8)сохранность геологической и исполнительно-технической
документации, образцов горных пород и руд, керна, дубликатов
проб полезных ископаемых, которые могут быть использованы
при/дальнейшем изучении недр, разведке и разработке месторо­ждений полезных ископаемых, а также при пользовании недрами
в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых.

Выполнение этих законодательных положений должно ле­жать в основе дальнейшего совершенствования геологического изучения недр и геологоразведочного процесса, в том числе осу­ществляемого в нефтяной и газовой промышленности. В значи­тельной мере оно будет обеспечено благодаря использованию' новейших достижений науки и техники. Этому будет способст­вовать также и проведение технико-экономического анализа с помощью ЭВМ, основанного на тщательном изучении всех эта­пов геологоразведочного процесса в нефтяной и газовой отраслях.

 

§ 2. СТАДИЙНОСТЬ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ И ИХ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

 

Обнаружение, разведка и подготовка к разработке скопле­ний нефти и газа занимает значительный период времени, в те­чение которого проводятся различные работы. Поисково-разведочный процесс начинается с изучения общей геологической характеристики крупных территорий. На следующем этапе вы­бираются районы с благоприятными для образования и сохране­ния залежей нефти и газа геологическими условиями, в которых проводится поиск различного рода ловушек. После установле­ния таких ловушек и получения промышленных притоков нефти и газа начинается разведка залежи.

В практике геологоразведочных работ на нефть и газ уста­новилась определенная последовательность их проведения (табл. 14), которая закреплена в «Положении об этапах и ста­диях геологоразведочных работ на нефть и газ», утвержденном Министерством геологии СССР, Министерством нефтяной про­мышленности СССР и Министерством газовой промышлен­ности СССР.

Поисково-разведочные работы на нефть и газ согласно По­ложению выполняются в два этапа — поисковый и разведочный. Поисковый этап подразделяется на три стадии. Он начинается проведением региональных геолого-геофизическнх работ, после чего на выделенных перспективных участках осуществляют подготовку площадей к глубокому бурению. Завершающей стадией поискового этапа является бурение поисковых скважин. Разведочный этап непосредственно продолжает поисковый – это четвертая стадия поисково-разведочных работ на нефть и газ. В этот этап (стадию) проводят бурение разведочных скважин.

Стадийность геологоразведочных работ на нефть и газ – это оптимальная, отраженная в планировании и осуществлении последовательность процесса геологического изучения недр какого-либо района от начала изучения его до обнаружения местоскоплений и решения вопроса об экономической целесообразности пере­дачи их в разработку. Каждый этап или стадия преследует определенные цели и предусматривает проведение определен­ного объема работ. На всех этапах и стадиях геологоразведочного процесса на нефть и газ дается их геолого-экономическая оценка, основой которой является подсчет запасов нефти и газа.

Различают прогнозную оценку перспектив нефтегазоносности крупных территорий и оценку обнаруженных скоплений нефти.

Под прогнозной оценкой нефти и газа понимается количе­ственная оценка перспектив нефтегазоносности литолого-страти­графических комплексов или отдельных горизонтов, которая проводится на основе анализа общих геологических критериев нефтегазоносности.

По степени геолого-геофизической изученности перспектив­ных территорий количественная оценка прогнозных запасов нефти и газа разделяется на две подгруппы: Д ₁ и Д ₂.

Прогнозную оценку запасов нефти и газа в литолого-стратиграфических комплексах крупного тектонического элемента (свода, впадины, вала, прогиба и т. д.) относят к подгруппе Д_1, если нефтегазоносность их доказана хотя бы на одной разведоч­ной площади этого элемента. В подгруппу Д₂ выделяют прогноз­ную оценку запасов нефти и газа в литолого-стратиграфических комплексах, нефтегазоносность которых установлена на сход­ных по геологическому строению крупных тектонических струк­турах, а также в отдельных свитах в пределах территорий с до­казанной нефтегазоносностью, которые по степени изученности не могут быть отнесены к подгруппе

Для подсчета прогнозных запасов применяются методы срав­нительного геологического анализа, объемно-генетический и др.

Запасы обнаруженных скоплений нефти и газа по степени их разведанности и изученности подразделяются на четыре ка­тегории - А В, C₁ и С₂. К этим категориям относят запасы в пределах выявленных ловушек, нефтегазоносность которых установлена на основании получения промышленных притоков нефти или газа. Степень разведанности залежей для отнесения их запасов к категории С ₂ меньше, чем залежей с запасами ка­тегорий C₁, В и А.

По категории С ₂ можно подсчитать запасы нефти или газа в продуктивном пласте, давшем притоки в процессе бурения первой скважины, а параметры залежи (залежей) еще досто­верно не изучены. Выявленные запасы будут отнесены к катего­рии C ₁ после испытания продуктивного пласта в этой скважине и определения различных параметров залежи с достаточной сте­пенью достоверности. По мере разбуривания площади количест­венная оценка нефтегазоносности будет даваться по более вы­соким категориям. Сначала по категории В, если притоки нефти и газа получены не менее чем в трех скважинах, расположен­ных в разных частях залежи, а затем в процессе разработки залежи и по категории А.

Важно отметить, что по одной и той же выявленной залежи производят подсчет запасов по различным категориям, так как различные ее части (блоки) в процессе разведки могут быть освещены бурением в различной степени, т. е. изучены неодина­ково. Степень изученности залежи по данным бурения учиты­вается не только в классификации запасов. Она позволяет также решить вопрос о передаче обнаруженного скопления (залежи, месторождения) в разработку. Таким образом, в основе геолого-экономической оценки геологоразведочного процесса на различ­ных его стадиях лежит степень геологической изученности недр региона, отдельной площади или выявленной залежи, выражающаяся, в конечном счете, количественной оценкой нефтегазонос­ности (подсчетом запасов) по прогнозным и разведанным кате­гориям.

 

 

Глава II

 

МЕТОДЫ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ

 

В геологоразведочном процессе на нефть и газ применяются геологические, геохимические, геофизические и другие методы. Они позволяют картировать крупные территории и выделять на них перспективные участки. На этих участках для выявления залежей нефти и газа бурятся поисковые и разведочные сква­жины.

§ 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

К геологическим методам относят геологическую и структур­но-геологическую съемку, геолого-геоморфологические исследо­вания и др.

В задачу геологической съемки или картирования входит составление геологической карты, разреза и стратиграфической колонки, а также оценка перспектив нефтегазо­носности.

Эта задача решается следующим образом. На территории, подлежащей картированию, проводятся визуальные наблюдения. Пункты, в которых горные породы, обнажаются на земной по­верхности, наносят на топографический план (карту) местности, отмечая особым знаком элементы залегания слоев, замеренные горным компасом. В пунктах наблюдения измеряют мощность слоев, отбирают из них образцы горных пород и остатки иско­паемых организмов, по которым делаются заключения о литологическом составе пород и их возрасте. Эти наблюдения позво­ляют составить геологическую карту, стратиграфическую ко­лонку и геологические разрезы изучаемой территории.

В процессе геологического картирования осуществляются и, нефтегеологические исследования, в том числе изучение состава и условий залегания горных пород, наблюдения за естествен­ными нефте- и газопроявлениями, отбор проб горючих ископае­мых, отбор проб воды и образцов из предполагаемых нефтематеринских (газоматеринских) толщ и проницаемых песчаных пластов для последующих специальных лабораторных анализов.

При структурно-геологической съемке, с по­мощью геодезических инструментов осуществляется высотная привязка маркирующих, т. е. хорошо выдержанных по площади горизонтов, что позволяет выявить на глубине структуры, благо­приятные для скоплений нефти и газа. Структурно-геологическая съемка производится, как правило, в закрытых районах, на платформах и обычно входит в комплекс детального (крупно­масштабного) картирования, но может выполняться и самостоя­тельно на уже заснятых в масштабе 1: 200000 и крупнее пло­щадях.

Геологическая и структурно-геологическая съемки прово­дятся с обязательным использованием и дешифрированием аэро­фотоснимков.

Геологическое картирование и структурно-геологи­ческая съемка как методы изучения могут применяться для ре­шения задач на региональной и детальной поисковых стадиях геологоразведочного процесса. В результате составляются гео­логические и структурные карты и разрезы

Геоморфологическое картирование входит как обязательный элемент в комплексную геологическую съемку. Основное внимание уделяется формам рельефа, особенностям развития овражно-балочной сети и др. Этот метод по­зволяет решать задачу поиска антиклинальных структур, скры­тых под молодыми отложениями.

В последние годы в комплекс регионально-геологических ис­следований включают изучение космических снимков, полученных с искусственных спутников Земли. По этим сним­кам достаточно уверенно опознаются осадочные, метаморфиче­ские и магматические породы. Особенно четко на них прослежи­ваются глубинные разломы. Космическая геология в настоящее время приобрела значение самостоятельной дисциплины.

 

§ 2. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

 

Геохимические исследования, осуществляемые при поисках нефти и газа, по своему содержанию и назначению могут быть разделены на две группы.

Первую составляют региональные геохимические исследования, в результате которых оценивается степень перспективности отдельных литолого-стратиграфических комп­лексов в пределах крупных территорий. При регионально геохи­мических исследованиях изучается рассеянное органическое вещество пород во всех литолого-стратиграфических комплексах, солевой состав пластовых вод и состав растворенных в них га­зов и органических соединений. На основе определения количе­ства и типа захороненного органического вещества, степени его превращения, дается количественная оценка возможных ресурсов нефти и газа в недрах изучаемого региона.

Вторую группу образуют исследования, задачей которых яв­ляются поиски залежей нефти и газа путем выявления и изу­чения ореолов рассеивания углеводородов из залежей. В эту группу входят различные поисковые геохимические методы — газовая, газобиохимическая, битумно-люминесцентная съемки, газовый каротаж, а также изучение некоторых газо-гидрохимических показателей пластовых вод, указывающих на присутствие залежей нефти и газа. Перечисленные методы ос­нованы на регистрации и изучении явлений рассеивания углево­дородов из залежи нефти или газа в покрывающие отложения в результате диффузии или по разрывным нарушениям.

Газовая и битумно-люминесцентная съемки заключаются в отборе проб пород под почвенным слоем или в скважинах, в последующей их дегазации и изучении на битумосодержание. Данные о концентрации газа или битума, главным образом ме­тана, наносятся на карту. Аномальные участки могут соответст­вовать залежам на глубине.

В качестве примера можно сослаться на результаты комплексной гидрогазобиохими­ческой съемки, проведенной на Леляковской площади Диепровско-Донецкой впадины. Леляковское нефтяное местоскопление четко фиксируется кольцевой аномалией вблизи поверхности по растворенному в грунтовых водах метану и тяжелым углево­дородам. Средняя концентрация метана в аномальной зоне - 0,20460 см³/л, а за ее пределами 0,01696 см³/л. Контрастность аномалии составляет 12,1. Интенсивность развития метаноокисляющих бактерий достигает 170—200 усл. ед., тогда как за пре­делами аномалии она равна 7,5 усл. ед. Контрастность анома­лии ~ составляет 6,6. Отмеченная контрастность аномалия вызвана повышенным углеводородным потоком из залежей местоскопления.

Поисковые геохимические методы, основанные на регистра­ции явлений рассеивания залежей (за счет диффузия, движу­щимися водами т. п.), относят к прямым геохимическим методам обнаружения нефтяных и газовых залежей. Разра­ботка этих методов продолжается, чему способствуют широкие научные исследования и опытно-производственные работы по этой проблеме.

 

3. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

 

Геофизические методы поисков и разведки объединяют раз­ные по физическим основам методы, используемые для изучения геологического строения земной коры или отдельных ее уча­стков. В том случае, когда предусматривается выполнение наземных, воздушных или морских измерений геофизических по­лей, эти работы называются, также «полевыми геофизическими разведками», в отличие от геофизических исследований в сква­жинах, непосредственно в которых производят измерения геофи­зических полей.

В зависимости от типа используемых геофизических полей различают несколько видов разведки: гравиразведку, магнито­разведку, электроразведку и сейсморазведку.

При гравиметрической разведке с помощью спе­циальных измерений на поверхности Земли изучают очень малые возмущения (аномалии) поля силы тяжести. Эти аномалии обу­словлены различием в плотности горных пород, слагающих гео­логические структуры.

Аномалии силы тяжести определяются как разность наблюденного g_n (приведенного к уровню моря) и нормального g_o (теоретически рассчитанного в предположении, что Земля пред­ставляет собой геометрически правильное тело, состоящее из од­нородных по плотности концентрических слоев) значений, силы тяжести, т. е. Ag=g_n-g_o

Гравитационные аномалий обычно отвечают участкам разви­тия интрузий в осадочной толще, рифовых массивов, соляных диапиров, сбросов и т. д.

Гравиметрическая съёмка проводится с помощью специаль­ных приборов (гравиметров, маятниковых приборов и гравитационных вариометров) при региональных поисковых работах, а в отдельных случаях и при подготовке площадей к глубокому бурению, В соответствии с этим гравиметрическая съемка под­разделяется на профильную (пункты наблюдений расположены вдоль линии) и площадную.

По результатам гравиразведки строят карты и графики аномалий силы тяжести. При благоприятных условиях гравиразведка позволяет обнаружить структуры, благоприятные для скоплений нефти и газа. Большое значение имеет и разработка методики обнаружения участков пластов-коллекторов, заполненных нефтью или газом (прямые методы), с помощью высокоточной гравиметриче­ской съемки. Наряду с наблюдаемы­ми гравитационными аномалиями в гравиразведке часто используются различные преобразования (транс­формации) гравитационных аномалий. На преобразованных (трансформированных) гравитационных полях можно четче выделить аномалии, обусловленные определенными геологическими структурами.

Магнитная разведка основана на различии магнитных свойств горных пород. Магниторазведка включает измерения полного вектора напряженности геомагнитного поля или его эле­ментов (вертикальной, реже горизонтальной составляющих), построение карт магнитных аномалий и геологическое истолкование результатов измерения. Как и при гравиразведке, при магниторазведке изучают возмущения магнитного поля, обусловленные неодинаковой намагниченностью различных горных пород.

Карты, на которых при помощи изолиний показано распре­деление элементов геомагнитного поля, носят название магнит­ных карт. Карты аномального магнитного поля отражают мест­ные отклонения геомагнитного поля от главного, изображенного на мировых картах масштаба 1: 10 000 000.

Магнитные карты аномаль­ного поля имеют более крупный масштаб (например, 1:200 000). Эти карты обычно составляют по результатам аэромагнитной съемки. Особенно интенсивные магнитные аномалии создают магматические породы основного и ультраосновного состава, магнетитовые железные руды и др. Для измерения напряженности магнитного поля применяют маг­нитометры. Чаще всего измеряют­ся относительные значения (при­ращения) вертикальной соста­вляющей напряженности магнит­ного поля Земли ΔZ (наземная съемка), реже горизонтальной составляющей, а при аэромагнит­ных и морских съемках — модуль вектора полной напряженности геомагнитного поля Т или его приращения ΔΤ.

Наземные съемки, как правило, производятся по прямолиней­ным профилям при соотношении расстояний между профилями и точками наблюдений на них от 10: 1 до 1: 1. При аэромагнит­ных и гидромагнитных съемках измерения производятся непре­рывно или дискретно в процессе движения вдоль прямолиней­ных, а иногда криволинейных профилей.

По данным магниторазведки определяют глубину залегания геологических тел в земной коре, которые служат источниками аномального магнитного поля. Осадочные породы практически не магнитны. Источниками аномалий являются магматические и метаморфические породы. Поэтому магниторазведка самостоя­тельно, а также в комплексе с другими геофизическими и геоло­гическими методами применяется для изучения регионального глубинного строения, главным образом глубины залегания и петрографического состава фундамента. По морфологии анома­лий (по «рисунку» изолиний карт магнитных аномалий) удается оценить, каким типом магнитоактивного тела они вызваны, каковы площадь этого тела и глубина залегания. Полосовидные, линейные аномалии, протягивающиеся на десятки и сотни кило­метров, отражают, как правило, глубинные разломы (рис. 71), к которым часто приурочены приразломные структуры (напри­мер, антиклинальные складки) в осадочной толще.

Электрическая разведка широко используется в за­крытых районах при поисково-разведочных работах на нефть и газ. Электроразведка объединяет большое число методов изучения геологического строения земной коры путем наблюдения особенностей распределения в ней естественно или искусст­венно создаваемых электромагнитных полей. Применение элект­рических методов разведки основано на дифференциации горных пород (а также нефти и газа) по электрическим и магнитным свойствам. Электрическое сопротивление горных пород неодина­ково. У магматических и метаморфических пород оно очень вы­сокое и измеряется сотнями и тысячами Ом-м. Высокими сопро­тивлениями характеризуются некоторые осадочные горные по­роды (каменная соль, гипс, ангидрит). Низкие сопротивления — у терригенных пород.

Электроразведка постоянным электрическим током (методы вертикальных и дипольных электрических зондирований) приме­няется для картирования опорного электрического горизонта при небольшой (до 2—2,5 км) глубине его залегания. Часто та­ким опорным горизонтом служит кристаллический фундамент, перекрытый проводящими породами осадочного чехла, или высокоомый (соль, известняк) мощный горизонт в осадочной толще.

Сущность вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ) заключается в измерении кажущегося сопротив­ления, когда расстояние между питающими электродами А и В в процессе зондирования последовательно увеличивается (до не­скольких километров и более).

В процессе зондирования дипольными установками (ДЭЗ) изменяют расстояние между центрами питающего и измеритель­ного диполей.

Недостатком электроразведки постоянным током является ее сравнительно небольшая глубинность, которая определяется глубиной залегания первого (от поверхности) мощного высокоомного горизонта.

В районах с очень большой мощностью осадочного покрова (более 2,5 км) или в регионах, разрезы которых содержат высокоомные экраны, применяются методы, основанные на ис­пользовании естественных и искусственных электромагнитных полей. Наиболее широко при нефтегазопоисковых работах при­меняются магнитотеллурические методы — метод теллуриче­ских токов (ТТ), магнитотеллурическое профилирование (МТП) и точечное зондирование (МТЗ). Эти методы исполь­зуются главным образом для выяснения особенностей регио­нального строения территорий и, прежде всего, для оценки глу­бин залегания фундамента и общей мощности осадочных толщ.

Разработаны и применяются при поисках нефтяных и га­зовых скоплений методы электроразведки, использующие искусственные электромагнитные поля – метод частотных зондирований, метод зондирования становлением электромагнит­ного поля и другие.

Сейсмическая разведка основана на изучении рас­пространения упругих (сейсмических) волн в земной коре. При­меняют методы отраженных и преломленных волн, которые яв­ляются основными в сейсморазведке. В основе этих методов лежит различие волновых сопротивлений или скоростей распро­странения упругих колебаний в горных породах. В сейсмораз­ведке изучают преимуществен­но продольные волны, скорость которых в горных породах от 1,5—2 до 7—8 км/с. Наряду с этим внедряется метод попе­речных волн, которые облада­ют меньшей скоростью распро­странения упругих колебаний. Сейсморазведка с помощью измерения поперечных волн по­зволяет повысить эффектив­ность изучения малоамплитуд­ных структур.

В методе отраженных волн (MOB) возбужденная взрывом или механическим воздействи­ем сейсмическая волна, рас­пространяясь во все стороны от него, последовательно до­стигает нескольких отражающих границ в земной коре - поверхностей раздела волновых сопротивлений. На каждой из них возникает отраженная волна, которая возвращается к поверхности Земли, где регистрируется приборами.

MOB позволяет изучать геологическое строение на глубинах от 0,1— 0,2 до 7—10 км и определять глубины сейсмических гра­ниц с точностью до 1—2 %. Этим методом изучают формы гео­логических тел, образованных осадочными породами, прежде всего антиклинальные складки, а также обнаруживают угловые несо­гласия, зоны выклинивания и участки смены фаций.

Метод преломленных волн (МПВ) основан на регистрации волн, образующихся на границах слоев, отличающихся повышен­ной скоростью распространения по сравнению с вышележа­щими слоями. Волна, упав на такую границу под углом пол­ного внутреннего отражения, скользит вдоль этой границы и ге­нерирует волну, которая возвращается к поверхности Земли. Пользуясь МПВ, можно определить глубину и форму поверх­ности одного или нескольких таких слоев и скорости распрост­ранения в них волн на глубинах до десятков километров. МПВ применяется преимущественно при региональных работах.

Сейсмическую разведку проводят вдоль профилей, на кото­рых через определенные интервалы располагают источники и приемники колебаний. В качестве источников колебаний ис­пользуют взрывы зарядов в неглубоких (первые десятки мет­ров) скважинах; применяют также вибрационные или ударные передвижные установки. Регистрацию колебаний производят сейсмоприемннками, в которых механические колебания почвы преобразуются в электрические. Последние передаются (по сое­динительным линиям или по радио) в передвижную сейсморазведочную станцию. На ней колебания, приходящие от каждого приемника, усиливаются, преобразовываются и записываются на магнитную ленту. Геологическую информацию из этой записи (сейсмограммы) извлекают обработкой на ЭВМ, в результате которой получают так называемые временные сейсмические разрезы, которые используют при составлении гео­логических разрезов и структурных карт.

В последние годы получили развитие новые высокоэффек­тивные методы сейсморазведки — метод регулируемого направ­ленного приема (МРНП), метод общей глубинной точки (МОГТ), вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) и др.

Сейсморазведка отраженными волнами является ведущим геофизическим методом при поисках и разведке нефти и газа. Она позволяет картировать антиклинальные складки в осадоч­ных толщах, благоприятные для скоплений нефти и газа структурные формы, на которых затем осуществляется поиско­вое бурение.

Прямые геофизические методы поисков залежей нефти и газа основаны на изучении таких свойств геофизиче­ских полей, которые обусловлены самими залежами. Исследо­ваниями было установлено, что продук­тивная часть пласта по сравнению с водонасыщенной дает пониженное значение скорости распространения продольных уп­ругих волн (на 15—20 %), а также увеличенное их поглощение. Водонефтяные, газоводяные и газонефтяные контакты в пла­стах имеют субгоризонтальное положение, тогда как геологи­ческие границы наклонные. Применяя сейсморазведку в каче­стве прямого метода, можно выделить нефтегазоносные терригенные толщи по повышенному поглощению сейсмических волн в залежах и над ними, а также установить отражения от ВНК, ГНК и ГВК.

Установлено, что нефтегазонасыщенные толщи по сравне­нию с водонасыщенными создают гравитационную аномалию из-за дефекта их плотности. С помощью высокоточной гравиразведки можно обнаружить и эти гравитационные аномалии, а значит и залежи, их обусловившие. Особенно хорошие ре­зультаты можно получить в районах развития крупных газовых залежей, высота которых достигает нескольких сотен метров. Хорошей иллюстрацией к сказанному может служить геолого- геофизический разрез местоскопления Хасси - Р´Мейль в Алжире, газоконденсатная залежь которого зафиксирована по отрицательной гравитационной аномалии.

В качестве прямого метода может применяться и электроразведка, фиксирующая при ВЭЗ увеличение кажущегося сопротивления над нефтяными и газовыми залежами. Уверенные результаты получаются при съемках повышенной детальности.

Радиометрия (аэрогамма-спектрометрическая и автогамма-спектрометрическая съемки, химико-аналитические определения радиоактивных элементов почв) обнаруживает над нефтегазовыми местоскоплениями понижение значений уран-радиевой составляющей гамма-излучений почв и повышенное — ториевой. На этом основано применение радиометрии в качестве прямого метода поисков залежей нефти и газа.

Наибольший эффект при прямых поисках можно получить в результате комплексирования разных геофизических методов.

 

§ 4. БУРОВЫЕ РАБОТЫ

Бурение скважин является основным и наиболее трудоем­ким способом изучения недр. Выявление скоплений нефти и газа невозможно без бурения скважин. В соответствии с дейст­вующей классификацией все скважины подразделяются на опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведоч­ные, эксплуатационные и специальные.

Опорные скважины бурятся для изучения геологического разреза крупных регионов и оценки перспектив их нефтегазо­носности. Бурение опорных скважин производится с большим отбором керна и сопровождается опробованием тех коллекторов, с которыми может быть связана нефтегазоносность. Опорные скважины закладываются в не изученных бурением районах, а также в относительно исследованных районах с целью вскры­тия нижней наиболее глубокой части разреза или для уточне­ния геологического строения и перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ. При бурении этих скважин проводится ком­плекс геолого-геофизических и лабораторных исследований, пре­дусмотренных «Инструкцией по проводке опорных скважин».

Опорные скважины закладываются в благоприятных геост­руктурных условиях. Как правило, бурятся они до фундамента, а в областях глубокого его залегания — до технически возмож­ных глубин. Результаты бурения и научной обработки мате­риалов опорных скважин используются для подсчета прогнозных запасов нефти и газа.

Бурение опорных скважин сыграло очень большую роль при изучении геологического строения Русской платформы, Запад­ной Сибири, Северного Предкавказья и т. д. Первый промыш­ленный фонтан газа в Западной Сибири был получен именно из опорной Березовской скважины.

Параметрические скважины бурятся для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления, а также для получения необходимых сведений о геоло­го-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.

Скважины этой категории закладывают в пределах локаль­ных положительных структур или профилями для региональ­ного изучения тектонических зон.

При бурении параметрических скважин керн отбирается в размерах, обеспечивающих установление (или уточнение) гра­ниц стратиграфических подразделений и составление литологической характеристики вскрываемых отложений, но не ме­нее 20 % от глубины скважин. Сплошной отбор керна производится в интервалах возможного вскрытия нефтегазоносных свит. В них опробовают пласты, выделенные в качестве воз­можно нефтегазоносных по данным вcex видов геолого-геофизи­ческих исследований (в процессе бурения опробование пластов производится опробователем на каротажном кабеле или пластоиспытателем). Опробование производится с целью изучения гидрогеологических условий.

Структурные скважины бурят для выявления и подго­товки к глубокому бурению перспективных площадей (струк­тур). Эти скважины доводят до маркирующих горизонтов, по которым строят надежные структурные карты.

Структурные скважины бурятся в случаях, когда задача под­готовки площадей (структур) к поисково-разведочному буре­нию геофизическими методами не решается, либо в сложных геологических условиях в комплексе с геофизическими методами для уточнения деталей строения площади (прослеживание на­рушений, перерывов в осадконакоплении и др.).

Поисковые скважины бурятся на площадях, подготов­ленных к глубокому бурению. К глубоким относят скважины с конструкцией стволов и забоев, обеспечивающих как опробо­вание, так и эксплуатацию залежей нефти и газа. Глубины скважин колеблются от 1000—1500 до 3000—5000 м и более в зависимости от геологических условий и задач. Бурение таких скважин осуществляется с помощью стационарных тяжелых станков. К поисковым относят первые скважины, заложенные с целью открытия новых местоскоплений или залежей нефти и газа до получения первого промышленного притока нефти или газа, а также все первые скважины, пробуренные на обособлен­ных тектонических блоках и заложенные на новые горизонты в пределах уже открытого местоскопления.

В поисковых скважинах производятся геофизические и геохимические исследования с целью детального изучения разреза отложений, его нефтегазоносности. В скважинах производится поинтервальный отбор керна по всему разрезу, не изученному бурением, сплошной отбор керна в интервалах нефтегазонос­ных горизонтов и на границах стратиграфических подразделе­ний, отбор проб нефти, газа и воды при опробовании нефтега­зоносных (водоносных) горизонтов.

По результатам бурения поисковых скважин определяются запасы по категориям С₁ и С_2.

Разведочные скважины бурят на площадях с установ­ленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки залежей к разработке. При бурении разведочных скважин помимо промыслово-геофизических исследований по всему стволу скважин в интервалах залегания продуктивных пластов произ­водят отбор керна в количестве, обеспечивающем достаточное освещение коллекторских свойств. Производится также отбор поверхностных и глубинных проб нефти и газа и проб воды, ис­пытание нефтегазоносных и водоносных горизонтов, пробная эксплуатация продуктивных скважин.

В результате бурения разведочных скважин должны быть изучены:

1) литолого-стратиграфический разрез, положение нефтегазосодержащих пластов в разрезе, структурные формы отдельных стратиграфических комплексов и продуктивных пластов;

2) высотные положения газонефтяных, газоводяных и водонефтяных контактов, контуры нефтегазоносности, формы и раз­меры залежей;

3) мощность (общая, эффективная и нефтегазонасыщенная),
литолого-минералогический и гранулометрический составы, пористость и трещиноватость, проницаемость, карбонатность и
глинистость, нефтегазонасыщенность и газонасыщенность продуктивных пластов, а также изменение перечисленных параметров по площади и разрезу;

4) оптимальные условия эксплуатации скважин (рабочие
суточные дебиты нефти и газа, оптимальные газовые факторы,
допускаемые депрессии на пласт), режим работы залежей.

Эти данные являются исходными и необходимыми для со­ставления технологических схем проектов разработки. Они позволяют произвести количественную оценку запасов промыш­ленных категорий.

Эксплуатационные скважины бурят для разработки залежей нефти и газа. Они подразделяются на собственно экс­плуатационные (предназначенные для извлечения нефти и газа из залежи), оценочные, нагнетательные и наблюдательные.

Оценочные скважины бурят с целью уточнения параметров и режима работы пласта разрабатываемой или подготавливае­мой к опытной эксплуатации залежи нефти, выявления и уточ­нения границ обособленных продуктивных полей, а также оценки выработки отдельных участков залежи для дополни­тельного обоснования рациональной разработки и эксплуатации залежей.

В нагнетательных скважинах осуществляются мероприятия по воздействию на эксплуатируемый пласт.

В наблюдательных скважинах производится систематиче­ское наблюдение за изменением давления, положением водонефтяного, газоводяного и газонефтяного контактов в процессе эксплуатации пласта.

По результатам эксплуатационного бурения производится перевод запасов нефти и газа из категории С₁ в категории А + В.

Специальные скважины бурят для сброса промысловых вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа, разведки и добычи вод для технических нужд.

Глава III

ПОИСКОВЫЙ ЭТАП

закономерностей распространения и изменения свойств пород-коллекторов продуктивных горизонтов и пластов, а также и флю-идоупоров; уточнение нефтегазогеологического районирования;

выделение наиболее крупных ловушек;.

количественная оценка перспектив нефтегазоносности;

выбор площадей и установление очередности проведения на них поисковых работ.

Типовой комплекс работ на этой стадии аналогичен рассмот­ренному выше, но выполняется по более плотной сети наблюде­ний с укрупнением масштабов исследований до 1:50000. Значи­тельная роль отводится сейсморазведке, специальным исследова­ниям по прогнозированию геологического разреза и оконтуриванию аномалий типа залежь (АТЗ) (рис. 4), а также бурению па­раметрических скважин.

Поисковый этап

Поисковые работы направлены на обеспечение необходимых условий для прироста разведанных запасов нефти и газа. Он раз­деляется на стадию выявления и подготовки объектов для поис­кового бурения и стадию поиска месторождений (залежей) неф­ти и газа.

Стадия выявления и подготовки объектов для поискового бу­рения. На этой стадии создается фонд перспективных локальных объектов и оцениваются их ресурсы для выбора и определения очередности их ввода в глубокое бурение. Стадия подразделяется на подстадии: выявление объектов; подготовка к поисковому бу­рению.

На подстадии выявления объемов работы ведутся на отдельных площадях в пределах нефте^азоперспективных зон и зон нефтегазонакопления с целью:

выявления условий залегания и других геолого-геофизических свойств нефтегазоносных и нефтегазоперспективных комплексов;

выделения перспективных ловушек;

количественной оценки ресурсов в выявленных ловушках;

выбора объектов и определения очередности их подготовки к, поисковому бурению.

Типовой комплекс на этой подстадии включает:

дешифрирование материалов аэрофото- и космических съемок локального и детального уровней генерализации;

структурно-геологическую и структурно-геоморфологическую» съемки масштабов 1: 100000 и 1: 50 000;

гравиразведку,. магниторазведку и электроразведку в различи
ных модификациях в тех же масштабах;:'

сейсморазведку;:

специализированные работы и исследования по прогнозировав нию геологического разреза и прямым поискам для выявления объектов-^ АТЗ.

По этим материалам, в частности, составляются геологичес-