Практика поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений

применяться на поисковом этапе, когда на основе изучения литологофациальных и палеогеоморфологических условий возможно выделение стратиграфических комплексов и определенных зон, в которых целесообразно проведение направленных геологоразведочных работ для выявления ловушек конкретных генетических типов.

2.2. Морфологическая классификация

На этапе разведочных работ выбор рациональной системы размещения скважин зависит от конфигурации ловушек и типа природного резервуара.

Всякая ловушка – объемное тело, способное в силу своих емкостных и экранирующих свойств накапливать углеводороды. Изучая распределение эффективных объемов в теле ловушки и морфологию ее поверхности, можно создать морфологическую классификацию и разработать достаточно обоснованную рациональную систему размещения разведочных скважин для выделяемых типов.

По этой классификации все многообразие форм неантиклинальных ловушек сведено к минимальному числу простых геометрических тел.

Выделяются сегментовидные, куполовидные, конусовидные, пирамидальные, призматические, комбинированные, неправильные типы ловушек.

Сегментовидные

Этому типу соответствуют антиклинальные складки с массивным резервуаром, рифы, эрозионные останцы, линзы (рис. 18, 21). Они характеризуются сферической поверхностью и массивным типом природного резервуара.

Куполовидные

К этому виду относятся антиклинальные складки, структуры облекания, структуры фациальных замещений на конседиментационных структурах, срезанные несогласием, прилегающие к несогласию линзы (рис. 19, 20, 22).

Конусовидные

22

elib.pstu.ru

Эти ловушки имеют коническую форму резервуара. К ним относятся рифы, эрозионные останцы (рис. 21, 23).

Рис. 21. Сегментовидные ловушки

Пирамидальные

Это ловушки фациальных замещений, подводных течений, срезанные несогласием (рис. 8, 9, 24). Ловушкам, приуроченным к локальным изгибам линии выклинивания (замещения) моноклинально залегающих пластов-коллекторов, с достаточной степенью приближенности соответствуют наклонные пирамиды, основанием которых является ВНК. Таким же образом геометризируются и ловушки в пластах, срезанных эрозией и перекрытых непроницаемыми породами либо закупоренных окисленной нефтью (рис. 7, 9).

Призматические

Это ловушки речные, эрозионно-останцовые, барьерные рифы, береговые валы – бары (рис. 10, 13, 25).

Комбинированные

Это ловушки фациальных замещений и других типов неэлементарной формы (рис. 26). Довольно часто геометризация ловушек за-

23

elib.pstu.ru

труднена ввиду того, что значительная часть их не соответствует элементарному геометрическому телу. В таких случаях необходимо использовать комбинацию геометрических тел.

Рис. 24. Пирамидальные ловушки Рис. 25. Призматические ловушки

Рис. 26. Комбинированные ловушки

Неправильные типы ловушек

Это ловушки палеокарстовые, доломитизации, неравномерного уплотнения и цементации, трещиноватости, распределение емкостных свойств в которых не подчиняется какой-либо видимой закономерности, не поддаются геометризации и выделяются в самостоятельный тип ловушек неправильной формы.

Таким образом, приведенная схема объединяет ловушки по наиболее общим признакам. Создание подобных математических моделей необходимо для ведения разведочных работ на основе строго математических инженерных расчетов во избежание бурения случайных скважин.

24

elib.pstu.ru

2.3. Пример разведки залежей в ловушках фациального замещения на региональных моноклинальных склонах и локальных структурах

Предлагается два способа размещения разведочных скважин на залежах пирамидального типа: профильный и радиально-профильный.

Рассмотрим более подробно один из способов – профильный (рис. 27): разбиваем залежь на блоки, равные по объему, вертикальными плоскостями. Определяем местоположение профилей в пределах блоков.

вг

Рис. 27. Принципиальная схема размещения разведочных скважин на объемных моделях пирамидального типа: а – модели пирамидального типа; б – профильные блоки моделей; схемы размещения скважин:

в – равномерная по площади, г – параллельно-профильная

Рассчитываем положение скважины на профиле (по формулам, в зависимости от объема залежи). При проектировании системы размещения скважин необходимо выбрать оптимальное соотношение объемов профильных блоков.

2.4. Особенности разведки литологически ограниченных залежей

25

elib.pstu.ru

В данную группу объединяются залежи в ловушках, связанных с песчаными линзами и зонами повышенной пористости и проницаемости в плотных породах. Распределение коллекторов в ловушках подобного типа не подчиняется какой-либо видимой закономерности и с трудом поддается геометризации. К данной группе относятся залежи в ловушках неравномерной цементации, уплотнения, трещиноватости, палеокарста и др.

Литологически ограниченные залежи, как правило, выявляют и разведывают попутно в процессе изучения базовой залежи. Разведку литологически экранированных залежей в случае отсутствия закономерностей в распространении коллекторов следует проводить по равномерной сетке. Задача оптимизации разведочной сети в данном случае заключается в выборе такой сетки, которая обеспечивала бы максимальный процент попаданий в залежь при минимальном количестве поисково-разведочных скважин.

Если литологически ограниченные залежи не имеют самостоятельного значения и оценка их запасов проводится попутно в процессе разведки многозалежного месторождения, то их изучают сеткой скважин, пробуренных на основную залежь. При установлении закономерностей развития коллекторов специальные разведочные скважины закладывают в пределах развития этих зон.

Оценка залежей такого типа должна проводиться поэтапно. На стадии оценки масштаба открытия в качестве объекта изучения принимают всю продуктивную толщу, содержащую систему прерывистых залежей. На стадии разведки выявляют и изучают отдельные наиболее крупные залежи. На стадии эксплуатационной разведки выявляют и изучают все оставшиеся залежи с размерами, превышающими размеры ячеек разведочной сети на данной стадии. Более мелкие линзы могут быть не выявлены даже по результатам эксплуатационной разведки. В лучшем случае удается оконтурить только некоторый объем, который можно рассматривать как залежь прерывистого строения.

26

elib.pstu.ru

Наибольшее применение при разведке неантиклинальных залежей получили метод «клина» и его модификации, а также профильная система размещения скважин.

Методом «клина» проводят разведку залежей в узких извилистых ловушках, типа русловых потоков. Этот метод позволяет, последовательно нащупывая зоны максимальных мощностей, продвигаться вдоль оси залежи. Для крупных неантиклинальных залежей любого типа метод «клина» применяется в целях уточнения контура залежи в зоне литологического экрана.

При подготовке неантиклинальных залежей к разработке значительный объем разведочного бурения приходится на оконтуривание залежи со стороны литологического замещения. При определении в процессе разведки положения линии нулевых мощностей коллекторов для ловушек денудационного типа применяют метод схождения карт поверхности пласта – коллектора и поверхности несогласия с использованием данных детализационной сейсморазведки.

27

elib.pstu.ru

3. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА НА ШЕЛЬФЕ

Начало освоения минеральных ресурсов Мирового океана можно отнести к 1872–1876 годам, когда судно «Челленджер» приступило к исследованиям морского дна и Океана в целом.

Первые участки моря, на дне которых были обнаружены месторождения полезных ископаемых, стали продаваться в США уже в 1896 году. В эти же годы начинается освоение Каспия. Впервые добыча нефти на шельфе была осуществлена в Японии в 1888 г. В начале XX века морская добыча нефти была начата в США (1903), в Аргентине (1907), Тринидаде (1908), Канаде (1913), Венесуэлле (1914), СССР (1925), а позднее и в других странах.

Первая морская скважина пробурена на пирсе в 1897 году в Калифорнии.

Первая морская скважина вне пределов видимости суши пробурена в 1947 году в Мексиканском заливе на глубине 6 метров.

Вначале поиски и добыча нефти из шельфовых месторождений велись с насыпных островов, дамб и свайных оснований в заливах, бухтах, лагунах и на мелководье вблизи морских берегов. Со временем буровые вышки уходили все дальше в море. С середины 50-х годов осуществляется массовое строительство плавучих буровых установок самоподъемного типа, а с середины 60-х годов – полупогружного типа.

Поисковыми работами на нефть и газ сейчас охвачены целиком Персидский залив, Северное море, Каспийское море, Мексиканский залив, Карибское море, Арктический и Тихоокеанский шельф России и других стран.

Уже к середине 80-х годов мировая доля морской добычи нефти составила 30 % (750 млн.т). В начале 90-х годов поиском морских месторождений УВ и их эксплуатацией занимались более 100 государств.

28

elib.pstu.ru

Одной из причин освоения шельфа явилось практически полное отсутствие нефти и газа на материковой части некоторых стран при значительных запасах в шельфовой зоне, примыкающей к границам этих государств.

Так, разведка нефти в Северном море увеличила ее запасы в европейских странах, поделивших Северное море на секторы, в 14 раз. Раздел дна Северного моря был осуществлен в 1965 году, и в нем участвовали Великобритания, Нидерланды, Норвегия, Дания, ФРГ, Бельгия и Франция. Эти страны перестали быть импортерами нефти, а Англия даже превратилась в ее экспортера. Австралия после открытия месторождения в Бассовом проливе стала добывать ее и даже экспортировать.

Наиболее крупным в мире газовым месторождением на шельфе является месторождение Фриг, расположенное частично в Британском и частично в Норвежском секторах Северного моря.

Особое место занимает шельф Северного Ледовитого океана – арктический шельф. Россия располагает самым обширным в мире шельфом (22 % от общемировой площади), причем большая его часть относится к арктическому шельфу.

Континентальным шельфом – мелкой, преимущественно равнинной платформой – окружены все континенты. Он тянется от континента с уклоном менее 1º до бровки шельфа, от которого уклон дна резко возрастает (рис. 28). Шельфовая бровка располагается в среднем на глубине 140 м. Ширина шельфа меняется от 0,8 до 800 км, в среднем составляет 80 км.

Далее от бровки, в сторону моря, континентальный шельф переходит в материковый склон, имеющий уклон около 4º, который заканчивается океаническим дном.

В геологическом отношении шельф является частью материка. При бурении на нем встречаются те же осадочные породы, что и на побережье. Многие материковые структуры, такие как сбросы и складки, продолжаются на шельфе. Например, гигантское нефтяное месторождение Уилмингтон (штат Калифорния) сформировано анти-

29

elib.pstu.ru

клиналью и расположено частично на побережье, частично – на шельфе.

Рис. 28. Поперечный профиль континентального шельфа

Шельф является территорией интенсивных нефтепоисковых работ, на нем встречаются материнские породы, коллекторы и ловушки, аналогичные континентальным.

Поисковые работы на шельфе ведутся как и на континенте геофизическими методами, основным из которых является сейсморазведка.

Магнитометром можно пользоваться для измерения с помощью летательного аппарата (аэромагнитная съемка), а также прикрепляя его к корме судна.

Гравиметр же затруднительно применять и в воздухе, и в океане

всилу возникающих там вибраций.

Воткрытом море наиболее распространенным сейсмическим источником является пневмопушка, представляющая собой металлический цилиндр, буксируемый кораблем на глубине 6–9 м. На судне имеются установки сжатия воздуха. Воздух под высоким давлением пропускается в пневмопушку через гибкую полую трубку. По команде компьютера отверстия на пневмопушке открываются, и формируется растущий воздушный пузырь, который служит источником сейсмических волн, неопасным для морской флоры и фауны.

30

elib.pstu.ru