30. Геологические аспекты поиска и разведки месторождений углеводородов различных генетических групп

Главной целью разведочных работ является изучение геологического строения и определение параметров залежи с точностью, достаточной для подсчета запасов нефти, газа и конденсата и составления проекта опытно-промыщленной эксплуатации или технологической схемы разработки. Объектами работ являются залежи (месторождения), открытые и оцененные по результатам работ предьщущего этапа. В результате разведочных работ 80% должно быгь переведено в категорию промьппленных запасов.

Задачами разведочных работ являются:

-геометризация залежей и определение их границ (форма, размер, положение ВНК (ГВК), дизъюнктивных нарушений, литологических замещений и т. д.);

- определение фильтрационно-емкостных свойств коллекторов по площади и разрезу и их неоднородности;

-определение физико-химических свойств УВ, рабочих дебитов газовых факторов, пластовых давлений, давлений насьпцения, гидродинамических характеристик пластов, коэффициентов нефтеотдачи, режимов залежей;

- оценка запасов по промьппленной категории.

Комплекс разведочных работ включает:

- бурение и испытание разведочных скважин, а в некоторых случаях опережающих эксплуатационных скважин;

-исследование скважин геологическими, гидродинамическими, промыслово-геофизическими методами в процессе бурения и испытания как в открытом стволе, так и в

эксплуатационной колонне;

-изучение физических свойств коллекторов и флюидов;

- опытную эксплуатацию скважин;

- проведение детальной сейсморазведки;

-применение эффективных способов интенсификации притоков.

По результатам разведочных работ подсчитывают начальные балансовые, геологические и извлекаемые запасы УВ, а также сопутствующих компонентов по продуктивным горизонтам и составляют технологическую схему разработки нефтяного месторождения или проект разработки газового месторождения. В проекте разведочных работ обосновываются системы размещения разведочных скважин, их количество, последовательность бурения и рациональный комплекс геолого-геофизических исследований, опробование и испытание скважин.

Количество разведочных скважин, расстояние между ними и система их размещения зависят от размеров залежей, сложности их строения, нефтегазонасьпценной мощности и свойств коллектора, типа флюидов, количества и качества геологической информации на момент проектирования.

При разведке залежи необходимо определить минимальное количество скважин, необходимое для изучения. Минимальным считается такое число скважин, после достижения которого, заложение дополнительных скважин не приведет к существенным изменениям установленных средних параметров продуктивных отложений. При производстве разведочных работ наиболее распространенным является метод аналогий, согласно которому количество скважин, необходимое для разведки месторождения, а также расстояние между ними, определяется по аналогии с уже разведанными месторождениями. По статистическим данным для разведки залежей разного размера и запасов требуется следующее количество скважин:

-для уникальных (запасы залежей составляют более 300 млн. т и 500 млрд. м³) - 55 скважин;

- для крупнейпшх (300-100 млн. т и 500-100 млрд. м³) - 33 скважины;

- для крупных (100-30 млн. т и млрд. м³) - 22 скважины;

- для средних (30-10 млн. т и млрд. м³) - 17 скважин;

- для мелких (10-1 млн. т и млрд. м³)- 13 скважин.

Зная площадь залежи, определяют количество разведочных скважин (N), N = S/L.

В пределах щельфа, в связи с высокой стоимостью проведения работ, разведка нефтяных и газовых месторождений осуществляется по относительно более разряженной сети скважин. Количество разведочных скважин можно также устанавливать по статическим зависимостям на основе обработки результатов разведочных работ или по отдельным регионам, или по залежам различного типа, например, по графикам зависимости количества скважин от площади залежи (N = F(S)). Для оперативного контроля за ходом разведочного процесса и уточнения количества скважин строят графики стабилизации подсчитанных параметров: коэффициента пористости (Кп), эффективной мощности (К_эф) и коэффициента нефтенасыщенности (К_н). Например, для нефтяных месторождений Западной Сибири стабилизация средних значений К_п и К_н наступает после бурения 3-4 скважин, а для определения К_эф требуется пробурить 10 скважин. В процессе бурения разведочных скважин для изучения емкостно-фильтрационных свойств (ФЕС) коллекторов, а также интерпретации данных геофизических исследований скважин (ГИС) производится сплошной отбор керна из продуктивных и перспективных горизонтов разреза. Разнообразие строения месторождений УВ, выявленных на поисково-оценочном этапе, требует применения соответствующих схем заложения разведочных скважин и систем разведки.

В практике поисково-разведочного процесса на нефть и газ применяются следующие системы размещения разведочных скважин: треугольная, квадратная, профильная и кольцевая. Треугольная система предполагает заложение каждой новой скважины в вершине равностороннего треугольника, в двух углах которого скважины уже пробурены и дали приток нефти или газа. Эта система применима на месторождениях, разведка и эксплуатация которых осуществляется одновременно, обеспечивая тем самым равномерное изучение залежей (рис. 21, А).

Рис. 21. Размещение разведочных скважин

на крупных пластовых залежах: А - по треугольной; Б - по кольцевой; В - по профильной системам.

Квадратная система предполагает размещение разведочных скважин в углах квадрата. Недостатком этих сеток размещения разведочных скважин является увеличение срока разведки. Кольцевая система предполагает размещение скважин кольцами по падению пласта от скважины, пробуренной в своде, и применяется для разведки крупных и пологих

структур (рис. 21, Б).

Профильная система наиболее часто используется в практике разведочных работ. Эта система позволяет надежно коррелировать продуктивные горизонты при значительной литологической изменчивости, выклинивании, тектоническом экранировании; определить положение ВНК (ГВК), т. е. при минимальном количестве скважин построить модель залежи (месторождения) (рис. 21, В).

В зависимости от особенностей геологического строения залежей выбирают систему разведки: сгущающуюся или ползущую. Сгущающаяся система разведки предусматривает охват бурением разведочных скважин всей залежи с последующим уплотнением проектной сетки в случае необходимости. Эта система позволяет ускорить разведку залежи, одна­

ко число разведочных скважин может быть значительным, что снижает эффективность разведочного процесса. Ползущая система разведки предполагает охват площади залежи плотной сеткой скважин, поэтому последующего уплотнения сети разведочных скважин не требуется. Эта система существенно сокращает число непродуктивных скважин, но удлиняет сроки проведения разведочных работ.

Основой выбора оптимальной системы размещения скважин является принцип равномерности изучения залежей. Часто он подразумевает бурение скважин по регулярной сетке скважин - треугольной и квадратной. Равномерная регулярная по площади сеть является предпочтительной во многих случаях и, в частности, при расстановке разведочных и опытно-эксплуатационных скважин на залежах в пластовых резервуарах. Поскольку залежи нефти и газа представляют собой объемные объекты, системой размещения разведочных скважин, реализующей принцип равномерности, будет та, при которой каждая из разведочных скважин оценивает примерно одинаковый объем нефтегазонасьпценного коллектора, т. е. равномерное распределение скважин не по площади, по отношению к объему залежи, особенно для массивных залежей. Точность реализации этого принципа зависит от имеющейся модели залежи, ее корректировки по мере поступления новой информации от пробуренных скважин. Чем больше будет внесено изменений в объемную модель залежи, тем большим исправлениям должна подвергаться система размещения скважин.

Сеть разведочных скважин, распределенных неравномерно по площади, но равномерно по объему, отвечает многим требованиям, предъявляемым к сетям эксплуатационных скважин. В связи с этим решение многих задач разведки может осуществляться бурением опрежающих эксплуатационных скважин, используя данный принцип.