- •Оглавление
- •Предисловие
- •Предисловие автора к первому изданию
- •Предисловие редактора английского издания
- •Часть первая. Введение Глава 1 Введение
- •Глава 2 Распространение нефти, газа и других нафтидов
- •Условия залегания
- •Поверхностные нафтидопроявления
- •Геологический возраст пород-коллекторов
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть вторая. Природный резервуар
- •Глава 3 Порода-коллектор
- •Классификация
- •Номенклатура пород-коллекторов
- •Обломочные породы-коллекторы
- •Цементация обломочных пород-коллекторов
- •Хемогенные породы-коллекторы
- •Химически осажденные карбонатные породы
- •Кремнистые породы-коллекторы
- •Породы-коллекторы смешанного происхождения
- •Разрезы буровых скважин
- •Породы-коллекторы морского и неморского происхождения
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора
- •Пористость
- •Измерения пористости
- •Проницаемость
- •Измерения проницаемости
- •Эффективная и относительная проницаемость
- •Классификация и происхождение порового пространства
- •Первичная, или межзерновая, пористость
- •Вторичная, или промежуточная, пористость
- •Связь между пористостью и проницаемостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 5 Пластовые флюиды-вода, нефть, газ
- •Флюиды, содержащиеся в природных резервуарах
- •Источники информации о пластовых флюидов
- •Распределение газа, нефти и воды в резервуаре
- •Классификация вод нефтяных месторождений
- •Характеристика вод нефтяных месторождений
- •Происхождение соленых вод нефтяных месторождений
- •Измерение количества нефти
- •Химические свойства нефти
- •Ряды углеводородов
- •Другие компоненты нефтей
- •Физические свойства нефтей
- •Природный газ
- •Измерение объема природного газа
- •Состав природного газа
- •Примеси в природном газе
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 6 Пластовые ловушки: общие сведения и структурные ловушки
- •Антиклинальная теория
- •Классификация ловушек
- •Структурные ловушки
- •Ловушки, связанные с разрывными нарушениями
- •Ловушки, связанные с трещиноватостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 7 Пластовые ловушки (продолжение): стратиграфические и гидродинамические
- •Первичные стратиграфические ловушки
- •Линзы и фациальные замещения обломочных пород
- •Линзы и фации хемогенных пород
- •Вторичные стратиграфические ловушки
- •Гидродинамические ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 8 Пластовые ловушки (продолжение): комбинированные ловушки и соляные купола
- •Комбинированные ловушки
- •Соляные купола
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть третья. Термодинамические условия в природном резервуарах
- •Глава 9 Пластовые условия ‑ давление и температура
- •Пластовое давление
- •Измерение давления
- •Градиенты давления
- •Источники пластового давления
- •Аномальные пластового давления
- •Температура
- •Измерение температуры
- •Геотермическии градиент
- •Использование результатов температурных замеров
- •Источники тепловой энергии
- •Результаты воздействия тепла
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 10 Механика природного резервуара
- •Фазовые состояния
- •Поверхностные явления
- •Поверхностная энергия; поверхностное натяжение; межфазное натяжение
- •Капиллярное давление
- •Пластовая энергия
- •Газ, растворенный в нефти
- •Режим газовой шапки (газонапорный режим)
- •Водонапорный режим
- •Гравитационные силы
- •Комбинированные источники пластовой энергии
- •Движение нефти и газа в залежи
- •Явления, связанные с разработкой залежи
- •Максимально эффективный темп добычи
- •Коэффициент продуктивности
- •Уравнение материального баланса
- •Сверхвысокопродуктивные скважины
- •Малорентабельные скважины и залежи
- •Эксплуатационный период скважин и залежей
- •Вторичные методы разработки залежей
- •Добыча газа
- •Попутный газ
- •Свободный газ
- •Экономические и правовые вопросы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть четвертая Геологическая история нефти и газа
- •Глава 11 Происхождение нефти и газа
- •Граничные условия
- •Неорганическое происхождение нефти и газа
- •Органическое происхождение нефти и газа
- •Современные теории органического происхождения нефти и газа
- •Природа органического материнского вещества
- •Современное органическое вещество
- •Органическое вещество неморского происхождения
- •Превращение органического вещества в нефть и газ
- •Деятельность бактерий
- •Теплота и давление
- •Изменение нефти под влиянием теплоты и давления
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 12 Миграция и аккумуляция нефти и газа
- •Геологические условия миграции и аккумуляции
- •Дальность миграции
- •Первичная миграция
- •Вода, выжимаемая из глин и сланцев
- •Циркуляция воды
- •Седиментационная и переотложенная нефть
- •Вторичная миграция
- •Перенос частиц нефти и газа водой
- •Явления, связанные с капиллярным давлением и давлением вытеснения
- •Плавучесть
- •Влияние растворенного газа на миграцию нефти
- •Аккумуляция
- •Наклонные водонефтяные контакты
- •Литологические и стратиграфические барьеры¹
- •Вертикальная миграция
- •Время аккумуляции
- •Приток нефти и газа
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть пятая Использование данных нефтегазовой геологии на практике
- •Глава 13 Глубинная геология
- •Типы глубинных карт
- •Структурные карты и разрезы
- •Карты изопахит ( карты равных мощностей)
- •Карты фаций
- •Палеогеологические карты
- •Геофизические карты
- •Геохимические карты
- •Другие типы глубинных карт
- •Счетно-решающие машины
- •Сухие скважины
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 14 Нефтегазоносные провинции
- •Характер отложений
- •Теория углеродного коэффициента
- •Седиментационные бассейны
- •Нефте- и газопроявления
- •Несогласия
- •Зоны выклинивания проницаемых отложении
- •Региональные своды
- •Локальные ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 15 Перспективы нефтегазоносности¹
- •Открытие
- •Геологические факторы
- •Экономические факторы
- •Субъективные факторы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Общие работы
- •Приложение Словарь специальных терминов1
- •Сокращения, принятые в английской литературе по нефти и газу
- •Литература
- •Дополнительный список литературы
Часть пятая Использование данных нефтегазовой геологии на практике
Главная цель изучения геологии нефти и газа ‑ получить руководящие принципы, способные помочь открытию новых нефтяных и газовых месторождений. Открытие в конечном счете происходит в результате бурения, но положение проектируемой скважины устанавливается после анализа многих различных вопросов ‑ геологического, экономического и частного характера.
В заключительной части книги рассматриваются способы выбора точки заложения скважины и вопросы, как и почему мы должны бурить ее в данном месте, а не в каком-либо другом. Чтобы принять решение о месте заложения скважины, следует прежде всего собрать данные из всех доступных источников, например результаты, полученные при бурении других скважин, данные геофизических работ и изучения пластовых температур и давлений. Затем эти данные необходимо свести в виде карт, таблиц, диаграмм и пр., т.е. в такой форме, которая наилучшим образом будет отражать стратиграфию, структурные особенности и пластовые условия в глубоких горизонтах разреза. Выявление уже на ранних этапах работы основных черт геологического строения района, в котором открыта залежь углеводородов, может иметь большое экономическое значение. Ценность таких выводов велика не только потому, что они укажут лучшие методы эксплуатации месторождения, но и потому, что они могут привести к установлению нового региона с промышленными залежами нефти и газа.
Обычно все залежи в данном районе связаны со сходными особенностями геологического строения. В одном районе они могут быть связаны с соляными штоками, в другом ‑ с погребенными песчаными линзами, барами, руслами и другими коллекторами, в третьем районе все залежи могут располагаться под региональной поверхностью несогласия. Регион, в котором все залежи приурочены к подобным геологическим структурам, называется нефтегазоносной провинцией.
Если данные изучения геологических условий позволяют полагать, что в районе может быть обнаружено скопление нефти и газа, решение о том, следует ли бурить разведочную скважину, принимается на основе экономических соображений. Точное положение скважины задается согласно заключению геолога-нефтяника. Разведка нефти и газа начинается с того момента, когда на выбранном участке закладывается скважина¹.
¹В СССР принята несколько иная дифференциация поисково-разведочных работ, и собственно разведка месторождения начинается уже после открытия первой залежи первой же скважиной. ‑ Прим. ред.
Глава 13 Глубинная геология
Глубинные карты: структурные карты; карты изопахит; карты фаций; падеогеологические карты; геофизические карты; геохимические карты; другие типы карт. Сухие скважины.
Общий метраж скважин, которые бурятся ежегодно для целей нефтяной промышленности на всем земном шаре, составляет сотни миллионов погонных метров. Приблизительно ¹/5 этого общего метража приходится на скважины, бурящиеся для поисков новых залежей, а остальные 4/5 ‑ на скважины, бурящиеся на уже установленных залежах и месторождениях. Этот огромный метраж пробуренных скважин представляет собой столько же метров исследованной геологической колонки. В результате изучения буровых разрезов в течение ряда лет накапливается большой объем геологических данных, которые лежат в основе наших знаний о стратиграфии и структуре слоев на глубине, а также о геологической истории, т.е. в основе того комплекса знаний, который называют глубинной геологией [1] в отличие от геологии отложений, развитых на дневной поверхности.
Целью глубинного картирования в геологии нефти и газа является открытие ловушек, содержащих залежи углеводородов. После того как залежь обнаружена, полученные при поисках геологические данные оказывают большую помощь в ее эффективной разведке и эксплуатации. Чем лучше сможет геолог изучить геологию района, тем выше будет качество его работы; каждая новая частица знаний уменьшит затраты на разведку. Информация, полученная при бурении скважин, составляет основу данныхг от которых зависит правильное понимание глубинной геологии. Тем не менее следует учитывать и сведения, получаемые при геофизических работах, а также при изучении пластовых давлении и температур п истории эксплуатации промышленных залежей нефти и газа. Для правильной интерпретации геологических условий района геолог, занимающийся поисками новых или разведкой уже открытых залежей углеводородов, суммирует все имеющиеся в его распоряжении данные, а затем сопоставляет и увязывает их между собой.
В своей практике геолог постоянно сталкивается с огромным разнообазием глубинных геологических условий, но сомнительно, что когда-нибудь он сможет достаточно полно оценить их. Каждая залежь, по-видимому, сформировалась в свойственной только ей обстановке, создавшейся в результате сочетания многих геологических, химических и физических особенностей, большую часть которых можно понять лишь после того, как залежь будет открыта и разведана. Попытка определить с поверхности земли положение залежи, расположенной на глубине многих сотен метров, даже при использовании всех известных методов скорее всего окончится неудачей. Такую попытку можно сравнить с попыткой разыскать с помощью небольшого магнита иголку в стоге сена. Магнит, безусловно, будет чрезвычайно полезен, если удастся приблизиться к иголке. Но для этого необходимо применить все имеющиеся сведения, чтобы знать, где вскрыть стог, ибо он со всех сторон одинаков. Старая поговорка гласит, что «нефть, как и золото, находится там, где ее находят».
Необходимо помнить, что полностью достоверных глубинных карт быть не может. Их можно рассматривать только как документы, отражающие состояние наших знаний к данному моменту времени. Бурение новых скважин или пересмотр материалов по старым скважинам предоставляют новые данные, позволяющие дополнить и уточнить ранее построенные карты. В общем виде региональные геологические условия могут быть установлены на некоторых территориях после бурения всего нескольких скважин. В связи с этим определенную ценность имеют карты всех типов, даже если они составлены на основании всего нескольких контрольных точек. Общий характер региональной структуры, региональных фациальных изменений и региональных поверхностей несогласия может дать важные предварительные указания, способствующие удачному выбору перспективных площадей для дальнейшей разведки. Дополнительная информация, поступающая из года в год при бурении новых скважин, только увеличивает детальность карт. Уточнение последних в конечном счете зависит от получения новых данных от все большего количества скважин.
Информация
Способы определения
Границы формаций,
корреляция
Образцы, шлам и
керн, электро- и радиоактивный каротаж,
кавернометрия, буровые журналы;
геофизическая съемка; механический
каротаж
Литологические
особенности формаций
Образцы шлама;
керны; электрокаротаж; кавернометрия;
буровые журналы; механический каротаж
Возраст формаций
Палеонтологические
определения образцов из скважин и
кернов
Абсолютная
глубина залегания кровли и подошвы
формации
Вычетание из
глубины залегания границ формации в
скважине величины альтитуды ее устья
или альтитуды поверхности земли в
точке заложения скважины
Пористость
Лабораторные
анализы кернов и обломков; пород из
шлама; механический каротаж;
электрокаротаж; нейтронный гамма-каротаж
Проницаемость
Лабораторные
анализы кернов и обломков пород из
шлама; определение скорости подъема
уровня жидкости в скважинах при
опробовании их испытателем пластов
или в открытом стволе, как, например,
при ударном бурении; электрозонд;
пробная эксплуатация скважины
Содержание
флюидов в пористых пластах
Лабораторные
анализы кернов и образцов из скважин;
опробование скважины испытателем
пластов; электрокаротаж; радиоактивный
каротаж; подъем уровня жидкости в
скважинах, пробуренных ударным
способом; анализы бурового раствора;
пробная эксплуатация скважины
Пластовое
давление
Измерение
давления глубинным манометром; высота
установившегося уровня жидкости в
открытой скважине, как, например, в
насосно-компрессорных и обсадных
трубах скважин ударного бурения;
потеря циркуляции; выбросы в скважинах;
опробование испытателем пластов
Пластовая
температура
Замеры температуры
в скважине с помощью спускаемого
самозаписывающего термометра
Несогласия
Образцы из
скважин; керны; перерывы в нормальной
последовательности палеонтологических
комплексов; базальные конгломераты;
некоторые маломощные прослои
красноцветных образований,
свидетельствующие о процессах
выветривания; перерывы в стратиграфической
последовательности отложений
Разломы
Керны; образцы
из скважин; перерывы в нормальной
стратиграфической последовательности;
корреляция с разрезами других скважин
района по кривым электрокаротажа
Трещиноватость
Керны;
электрокаротаж, акустический каротаж
Скорость
распространения сейсмических волн
Исследования с
помощью сейсмографа, помещенного в
скважине против изучаемых формаций
Магнитная
восприимчивость
Лабораторное
изучение образцов из скважин и кернов
Элементы залегания
пластов
Показания
пластового дипметра; ориентированные
керны
Региональное геологическое картирование глубинных горизонтов представляет собой геологическую съемку, и к нему следует подходить так же, как и к геологической съемке, проводимой на поверхности земли. Это означает, что уже на ранних этапах любых подземных работ необходимо проводить тщательные детальные исследования разведываемых площадей, по которым уже имеются достаточно полные геологические данные. К таким площадям относятся, например, нефтяные месторождения или хорошо разбуренные участки с большим количеством документированных геологических разрезов. На этих участках можно изучить характер слагающих разрез горных пород и их стратиграфические взаимоотношения, выявить возможные коллекторы нефти и газа, положение и природу поверхностей несогласия, время проявления складчатых и разрывных дислокаций, изменение тектонической структуры с глубиной, а также фациальные изменения закартированных отложений.
Следует изучать, кроме того, нефть и другие нафтиды, содержащиеся в породах; необходимо выявить тип пластовой энергии, возможное направление и скорость движения воды, влияние пластовых флюидов на диаграммы электрического и радиоактивного каротажа, порядок величин, которых могут достигнуть запасы нефти и газа на единицу объема пород, и коэффициенты извлечения этих запасов.
Проведя такое детальное историко-геологическое исследование, геолог будет с гораздо большей уверенностью переходить от уже известного к неизвестному. Только после этого он наилучшим образом сможет применить множество разобщенных данных для уточнения региональной схемы основных геологических соотношений, чтобы сделать ее более полезной и даже необходимой для интенсивной разведки. Тщательное изучение отдельных площадей приводит к повышению достоверности прогнозов как региональных, так и локальных.
Большую часть основных данных для работы геолога-нефтяника получают при бурении поисковых и эксплуатационных скважин. Целесообразно рассмотреть, какие типы сведений может дать бурение одной разведочной и оценочной скважины.
Однако из-за дополнительных расходов значительную часть информации (см. стр. 538: см. выше таблицу без имени об информации и способах её определения) часто вообще не получают, особенно при бурении эксплуатационных скважин, перед большинством которых задача получения этих данных даже не ставится.