книги из ГПНТБ / Соколов, В. Л. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений учебник

ной промышленной нефтегазоносностыо с целью подготовки за­ лежей к разработке. При бурении разведочных скважин произво­ дят следующие исследования: отбор керна в интервалах залегания продуктивных пластов, отбор - поверхностных и глубинных проб нефти, газа и воды, опробование возможно продуктивных гори­ зонтов, пробная эксплуатация продуктивных горизонтов (зале­ жей). При определении конструкций поисковых и разведочных

и степени детальности исследования этого объекта и разделяются на региональные и детальные.

В качестве региональных видов исследования применяют мел­ комасштабное геологическое н структурно-геологическое картиро­ вание, магниторазведку, гравиразведку, электроразведку, различ­ ные методы сейсморазведки, гидрогеологические и геохимические исследования, бурение структурных, параметрических и опорных скважин и, наконец, широкие научные обобщения и экстраполя­ ции.

Детальные исследования осуществляются применением крупно­ масштабного структурно-геологического картирования, структур­ ного бурения, различных модификаций сейсморазведки отражен­ ных волн, некоторых видов геохимических п гидрогеологических исследований и наконец бурения поисковых п разведочных сква­ жин. Детальное изучение разреза осуществляется при бурении опорных скважин.

В практике работ результаты детальных исследований на раз­ личных площадях используют для широких региональных постро­ ений и обобщений. В свою очередь региональные исследования со­ ставляют необходимый фон и основание для детальных.

Методика поисково-разведочных работ находит выражение в определенной последовательности решения конкретных геологи­ ческих задач и в сочетании определенных методов исследований, направленных на это решение. От методики поисково-разведочных работ, т. е. от методики решения геологических задач, в большей мере зависит геологическая эффективность работ и их экономич­ ность. В практике поисково-разведочных работ в каждом районе постепенно разрабатывается и формируется так называемый ра­ циональный комплекс исследований, наиболее эффективный и вместе с тем экономичный в данных условиях.

Разведка осуществляется по различным методикам. В содержа­ ние м е т о д и к и входит число скважин, порядок их размещения, последовательность разбуривания, порядок опробования вскрытых горизонтов. В практике разведки нефтяных и газовых месторожде­

20

ний скважины размещают по профилям (разведочным линиям) или по сетке.

По мере осуществления разведки производится обобщение ма­ териалов как в графическом, так и в аналитическом виде, в ре­ зультате чего создается графо-аналитическая модель залежи различной степени достоверности (строятся профили, карты в изо­ линиях и даются количественные характеристики различных пока­ зателей). Создание таких моделей принято называть геометриза­ цией залежей (месторождений).

В процессе разведки изучают различные показатели, характе­ ризующие форму залежи, свойства коллектора и пр. В результате изучения залежи дается ее обобщенная характеристика в виде численных значений основных признаков и показателей, которые в этом случае называются параметрами. К основным параметрам залежи, необходимым для подсчета запасов и проектирования раз­ работки, относятся численные значения площади, мощности, по­ ристости, проницаемости, нефтенасыщенности, пластового давле­ ния и многие другие.

В результате разведки дается экономическая оценка месторож­ дения, в которой отражены промышленное значение месторожде­ ния (его запасы, возможный уровень добычи) и горно-геологи­ ческие условия разработки (глубины скважин, возможные си­ стемы разработки и пр.).

В процессе разведки осуществляются мероприятия по охране недр. Эти мероприятия должны обеспечить выявление всех воз­ можных продуктивных горизонтов, не допустить обводнение гори­ зонтов, открытых фонтанов, перетоков и других случаев порчи за­ лежей. Разведка должна гарантировать надлежащее изучение всех полезных компонентов, сопутствующих основному полезному иско­ паемому (редкие газы, минеральные воды и пр.)..

При разведке, так же как и при разработке месторождений нефти и газа, необходимо проводить мероприятия, исключающие неоправданное нарушение природных условий: бесцельное унич­ тожение лесов, загрязнение почвы и водоемов сточными водами, буровым раствором и нефтью.

Разведка залежей нефти и газа представляет собой наиболее ответственный, дорогостоящий, а зачастую и длительный этап по­ исково-разведочных работ. Поэтому рационализация или совер­ шенствование разведки с целью сокращения ее сроков и повыше­ ния экономической эффективности представляет очень важную задачу. Одно из основных направлений совершенствования мето­ дики разведки-—это сокращение числа разведочных скважин на площади при наиболее рациональном их размещении и наиболее полном извлечении информации из каждой скважины. Другое на­ правление состоит в совмещении разведки с опытно-промышленной эксплуатацией. Оно широко реализуется при разведке газовых ме­ сторождений.

21

§ 4. СТАДИЙНОСТЬ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Многолетний опыт поисков в различных геологических обстанов­ ках показал, что последовательная стадийность в решении поис­ ковых задач обеспечивает в каждом случае наиболее высокую ко­ нечную эффективность поисков. И, наоборот, если эта стадийность почему-либо нарушается, то эффективность поисковых работ сни­ жается, иногда весьма существенно и на длительное время.

Положение об этапах и стадиях геологоразведочных работ иа нефть и газ определяет строгую последовательность решения гео­ логических задач при поисках и разведке.

В положении, действовавшем до 1969 г., в поисковом этапе различалось две стадии — предварительные поиски и детальные поиски. На первой стадии устанавливалась степень перспектив­ ности территории и отдельных площадей путем проведения реги­ ональных исследований. Вторая стадия включала детальные ра­ боты по подготовке площади к заложению поисковых скважин и бурению этих скважин.

вразработку.

Вновом положении подготовка площадей к поисковому буре­ нию выделена в самостоятельную стадию поисковых работ. За­

дача предварительной геолого-экономической оценки отнесена к поисковому этапу, а часть задач разведки залежи и месторож­ дения перенесена на начальный этап разработки — период опыт­ ной или опытно-промышленной эксплуатации.

Новое положение более четко определяет содержание и после­ довательность решения задач в сложном процессе поисков и раз­ ведки, полноценность их решения и способствует ускорению всего процесса.

В современном геологоразведочном процессе различаются пре­ жде всего два крупных этапа — п о и с к о в ы й и р а з в е д о ч -

ны й.

Всоставе поискового этапа выделяются три стадии работ:

1)региональные геолого-геофизические работы;

2)подготовка площадей к поисковому бурению;

3)поиски месторождений (залежей) нефти и газа.

Разведочный этап па стадии не разделяется и завершается подготовкой залежи (месторождения) к разработке с подсчетом запасов по промышленным категориям. Разведка газовых место­ рождений совмещается с опытно-промышленной эксплуатацией.

Цели, задачи, виды и методы работ на разных этапах и ста­ диях поисков и разведки отражены на принципиальной схеме ста­ дийности геологоразведочных работ иа нефть и газ (табл. 1). Деление геологоразведочных работ на перечисленные этапы и

22

стадии преследует в качестве главной цели установление наиболее рациональной последовательности их выполнения и общих принци­ пов оценки на единой методической! основе, на основе достоверной оценки ресурсов п запасов газа в определенных категориях. Не следует понимать, что этапы и стадии применительно к большим территориям и отдельным площадям резко разграничены. Так, еще на стадии региональных исследований нового бассейна пли провинции на отдельных площадях могут осуществляться и по­ исковые работы, соответствующим образом обоснованные п под­ готовленные. И, наоборот, в районах активного развития поиско­ вых, разведочных работ и добычи могут возобновляться регио­ нальные исследования определенного целевого назначения.

То же относится к поисковым и разведочным работам на кон­ кретной площади. Поиски на площади не могут считаться закон­ ченными после выявления одной из залежей, если пробуренные скважины вскрыли не все возможные продуктивные горизонты. Стадия разведки площади не завершается передачей в разработку одной из залежей. Одновременно на этой площади может осу­ ществляться разведка или даже поиск других залежей. Суть ста­ дийности •— с о б л ю д е н и е в к а ж д о м с л у ч а е п о с л е д о ­ в а т е л ь н о й з а в и с и м о с т и н а ч а л а о д н о й с т а д и и от р е з у л ь т а т о в п р е д ш е с т в у ю щ е й .

Нарушения этой зависимости могут происходить из-за недо­ оценки роли региональных исследований, в результате которой они проводятся с опозданием или в меньших объемах. Но чаще всего нарушения нормальной стадийности поиска возникают в резуль­ тате снижения эффективности работ по выявлению и подготовке структур к глубокому бурению. Как правило, это происходит при изменении поисковых задач в районе, например при переключении поисков с верхнего структурного этажа, исчерпанного разведкой, на нижний.

Если в старых районах с развитой добычей нефти и газа про­ исходит переключение поисков на большие глубины и новые струк­ турные этажи и геофизические методы оказываются при этом недостаточно эффективными, то применяют вынужденные и значи­ тельно менее результативные приемы поисков и разведки. Эти при­ емы основаны на совмещении поисков структур и залежей, т. е. первой и третьей стадий поисков, на основе проведения профиль­ ного поискового бурения вкрест простирания предполагаемых по­ гребенных структур. После вскрытия залежи первой скважиной последующие закладываются не на готовой, а опять-таки на пред­ полагаемой структурной основе практически во всех направлениях от скважины-открывателышцы. Поэтому процент пустых скважин оказывается весьма высоким, а разведка площади затягивается на долгое время. Такие отклонения от нормальной стадийности сни­ жают эффективность поисково-разведочных работ в районе.

Для того чтобы уменьшить отрицательные последствия откло­ нений от нормальной стадийности поисков, необходимо заблаго­

24

временно развивать соответствующий комплекс региональных и методических исследований с опробованием различных методов геологического и геофизического картирования новых перспектив­ ных толщ н ловушек. При этом надо иметь в виду, что задачи по­ исков в каждом районе со временем все более и более усложня­ ются: геофизическое картирование переключается на изучение более глубоких горизонтов, более пологих структур, зон выклини­ вания и литологического замещения; усложняются условия про­ водки скважин, вскрытия, опознания и опробования продуктивных горизонтов.

Результативность работ на каждой стадии контролируется воз­ можностью проведения доброкачественной оценки ресурсов или за­ пасов нефти и газа в рамках определенного категорийного со­ става.

§5. ЗАПАСЫ НЕФТИ И ГАЗА

ИИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Подсчеты запасов нефти и газа месторождения производятся по завершению разведочных работ пли определенного этапа этих работ, а также в процессе разработки месторождения. Кроме то­ го, для перспективного планирования поисково-разведочных работ, а также прироста разведанных запасов и добычи нефти и газа пе­ риодически по каждой провинции производится подсчет так называ­ емых перспективных запасов (С2) по всему фонду выявленных и подготовленных структур.

При определении запасов нефти и горючих газов подлежат обязательному подсчету и учету запасы всех содержащихся в них сопутствующих компонентов, представляющих промышленный ин­ терес (конденсат, гелий, сера и т. д.). Подсчеты запасов нефти и газа и сопутствующих компонентов подлежат обязательной про­ верке и утверждению Государственной комиссией по запасам по­ лезных ископаемых при Совете Министров СССР (ГКЗ СССР).

Определение степени изученности месторождений и степени подготовленности запасов нефти и газа для обоснования проекти­ рования разработки месторождений, выделения капиталовложений на строительство промысловых объектов и промышленных соору­ жений основывается на классификации запасов нефти н горючих газов.

Запасы нефти, горючих газов и сопутствующих компонентов по их народнохозяйственному значению разделяются на две груп­ пы, подлежащие отдельному подсчету и учету: б а л а н с о в ы е , разработка которых в настоящее время экономически целесооб­

25

и з в л е к а е м ы е запасы, т. е. запасы, которые можно извлечь при наиболее полном и рациональном использовании современной техники и технологии добычи.

Запасы нефти, горючих газов и содержащихся в них сопутст­ вующих компонентов по степени изученности подразделяются на четыре категории — А, В, С! и С2. Они определяются следующими

меров залежи, эффективной нефтегазонасыщенной мощности, ха­ рактера изменения коллекторских свойств и нефтегазонасьпценности продуктивных пластов, качественного и количественного со­ става нефти, горючих газов и содержащихся в них сопутствующих компонентов и других параметров, а также основных особенностей залежи, от которых зависят условия ее разработки, — режим ра­ боты залежи, продуктивность скважин, давление, проницаемость коллекторов, гидро- и пьезопроводность и другие особенности. За­ пасы категории А подсчитываются в процессе разработки залежи.

К а т е г о р и я В — запасы залежи (пли ее части), нефтегазоносность которой установлена на основании промышленных при­ токов нефти или горючих газов в скважинах на различных гипсо­ метрических отметках, благоприятных промыслово-геофизических данных и керна. Форма и размеры залежи, эффективная нефтега­ зонасыщенная мощность, характер изменения коллекторских свойств и нефтегазонасыщенность продуктивных пластов и другие параметры, а также основные особенности, определяющие условия разработки залежи, изучены приближенно, но достаточно для про­ ектирования разработки залежи. Состав нефти, горючих газов и содержащихся в них сопутствующих компонентов в пластовых ус­ ловиях и условиях поверхности изучены детально. По нефтяным залежам проведена пробная эксплуатация отдельных скважин. По газовым залежам установлено отсутствие нефтяной оторочки или определена ее промышленная ценность.

горючих газов в отдельных скважинах (часть скважин может быть ■опробована испытателем пластов) и благоприятных промыслово­

Условия залегания нефти или горючих газов установлены про­ веренными для данного района методами геологических и геофи­ зических исследований; коллекторские свойства продуктивных пла­ стов и другие параметры изучены по отдельным скважинам или приняты по аналогии с более изученной частью залежи и сосед­ ними разведанными месторождениями.

К а т е г о р и я С2— запасы нефти и горючих газов, наличие ко­ торых предполагается на основании благоприятных геологических

-26

и геофизических данных в отдельных неразведанных полях", текто­ нических блоках н пластах изученных месторождений, а также за­ пасы в новых структурах в пределах нефтегазоносных районов,, оконтуренных проверенными для данного района методами геоло­ гических и геофизических исследований.

Забалансовые запасы газа категории С2 не подсчитываются. Запасы сопутствующих компонентов, содержащихся в нефти и горючих газах, подсчитываются и учитываются по категориям,

соответствующим степени изученности запасов этих компонентов. Условия отнесения запасов нефти и горючих газов к катего­ риям по степени изученности запасов определяются инструкцией Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР. Новая классификация запасов, опре­ деляющая степень разведанности месторождений, необходимую' для ввода их в разработку, повышает требования к обоснованию

в настоящее время с широким использованием прогнозных оценок нефтегазоносное™ недр страны.. Прогнозная оценка ресурсов нефти и газа — это количественная оценка перспектив нефтегазо­ носное™ литолого-стратиграфических комплексов или отдельных горизонтов, которая производится на основе анализа различных геологических предпосылок нефтегазоносное™, устанавливаемых в результате региональных и поисково-разведочных работ.

Подсчеты прогнозных запасов нефти и газа в отличие от под­ счетов разведанных и перспективных запасов рассматриваются и утверждаются совместно с Министерством геологии СССР, Ми­ нистерством нефтяной промышленности и Министерством газовой промышленности. ■По степени геолого-геофизической изученности

литолого-стратиграфических комплексов, нефтегазоносное™ кото­ рых доказана для крупной геотектонической структуры первого порядка (своды, валы, прогибы, впадины краевых прогибов, межгорные впадины и т. д.). Оценке по группе Д] подлежат за­ лежи, которые могут содержаться в выявленных, намеченных и предполагаемых ловушках различного типа конкретного лито- лого-стратиграфического комплекса при условии, что на прогноз­ ной территории уже выявлены нефтегазоносные ловушки этих типов.

П о д г р у п п а Д 2 — прогнозная оценка ресурсов нефти и газа

27

ннями с доказанной нефтегазоносностыо, а также по отдельным свитам в пределах нефтегазоносных территорий, которые по сте­ пени изученности не могут быть отнесены к подгруппе Дь

В случае отсутствия обоснованных данных для количественной оценки нефтегазоносное™ производится качественная оценка. Раз­ личаются территории бесперспективные, малоизученные и перс­ пективные. Качественная оценка дается на основе общих пред­ ставлений о геологическом строении района.

Глава II

СТРУКТУРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ

§ 1. ЗАДАЧИ СТРУКТУРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ

Изучение геологического строения местности осуществляется прежде всего путем проведения геологической съемки. Непосред­ ственным результатом геологической съемки является геологиче­ ская карта. Эта карта представляет собой графическое отображе­ ние распространения на дневной поверхности различных по воз­ расту отложений (свит, горизонтов, ярусов и т. д.). Такая карга составляется на топографической основе и дополняется построе­ нием нормального разреза отложений, обнажающихся на площади съемки, профильных геологических разрезов, литологических и фа­ циальных карт, карт полезных ископаемых, четвертичных отложе­ ний н т. д.

В зависимости от задач, степени обнаженности и сложности геологического строения местности геологические съемки прово­ дятся с различной степенью детальности, на различной основе (топографическая карта или фотоплан), с различными способами привязки (глазомерная или инструментальная). В СССР последо­

ственный поисковый интерес, проводятся более детальные геоло­ гические съемки масштаба от 1: 100 000 до 1: 10 000.

Геологическая карта п дополняющие ее материалы — наблю­ денные элементы залегания пластов, профильные геологические разрезы — дают представление о тектоническом строении площади. Это представление тем более отчетливо, чем контрастнее и проще структурные формы п детальнее карта. Однако необходимая для поисков и разведки нефти и газа характеристика строения терри­ тории достигается лишь при помощи структурной карты. На струк­ турной карте форма залегания пластов изображается, так же как и рельеф земной поверхности, горизонталями одного из пластов, который называется маркирующим, или опорным. Этот пласт вы­

28

иа основании множества так или иначе полученных высотных от­

ваются стратоизогипсами, или просто изогипсами. Высотные

и масштаба карты.

Как же выглядят на структурной карте различные формы за­ легания опорного горизонта? Горизонт, равномерно погружаю­ щийся в одном направлении, отобразится в виде системы парал­

Рнс. 2. Изображение различных структурных форм на структур­ ной карте.

ризонта. Чем более сближены изогипсы, тем больше угол наклона опорного горизонта. Участки, где изогипсы раздвигаются, соответ­ ствуют структурным террасам. Антиклинальные складки и купо­ ловидные поднятия отображаются в виде системы замкнутых изо­ гипс. Особыми линиями отображаются разрывные нарушения (рис. 3). Эти линии представляют собой следы от пересечения плоскости нарушения с поверхностью опорного горизонта. В слу­ чае, когда плоскость сброса вертикальна, его след изображается одной линией, к которой с обеих сторон подходят изогипсы с раз­ ными отметками (рис. 3, а). Амплитуда сброса определяется при этом как разность отметок изогипс в какой-либо одной точке на ли­ нии сброса. Когда плоскость сброса наклонена, то при пересече­ нии с опорным горизонтом она оставляет два параллельных следа (рис. 3, б), один из которых — след от пересечения сброса с опу­ щенной частью пласта, а другой — с приподнятой. Расстояние

29