геология нефти и газа методичка+ вопросы

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ВВЕДЕНИЕ

Для эффективной и конкурентоспособной экономики на ближайшие 10-

20 лет природные ресурсы, в первую очередь ископаемые топливно-

энергетические ресурсы, будут главным фактором экономического роста страны.

Располагая 2.8 % населения и 12.8 % территории мира, Россия имеет 1113% прогнозных ресурсов и около 5% разведанных запасов нефти, 42 %

ресурсов и 34% запасов природного газа, около 20 % разведанных запасов каменного и 32% запасов бурого угля. Суммарная добыча за всю историю использования ресурсов составляет в настоящее время по нефти около 20 % от прогнозных извлекаемых ресурсов и по газу 5%. Обеспеченность добычи разведанными запасами топлива оценивается по нефти и газу в несколько десятков лет, а по углю и природному газу значительно выше.

В связи с чем целями освоения дисциплины «Геология нефти и газа» являются знакомство студентов с основами геологии нефти и газа, образование необходимой начальной базы знаний для последующего успешного освоения специальных дисциплин по направлению подготовки 131000 и 21.04.01 «Нефтегазовое дело», формирование компетенций, позволяющих выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности, способствующих его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.

Задачами изучения курса являются: фундаментальная подготовка студента в области геологии месторождений нефти и газа для планирования наиболее совершенной и рациональной системы их разработки в целях более полного извлечения углеводородов из недр.

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Перечень вопросов для промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Геология нефти и газа»

Раздел 1

1.Районирование нефтегазоносных территорий.Основные принципы нефтегазогеологического районирования территорий.

2.Основные этапы поисково-разведочных работ на нефть и газ.

3.Основные категории и группы скважин при бурении на нефть и газ. Геологические наблюдения при бурении скважин.

4.Отбор и изучение керна. Объем и выбор интервалов отбора керна в зависимости от назначения скважины, задачи решаемые с помощью отбора керна.

5.Косвенные методы: изучение шлама, петрофизические методы, геохимические методы и другие.

6.Геофизические методы изучения разрезов скважин

Раздел 2 Основные понятия о каустобиолитах и пластовых флюидах

7.Отбор проб газа, нефти и воды в процессе бурения, основные свойства.

8.Свойства флюидов в пластовых условиях. Геолого-промысловая классификация пластовых вод. Выявление источника обводнения по данным химанализа.

9.Химический состав вод нефтяных месторождений.

10.Промысловая классификация вод.

11.Свойства углеводородных газов в пластовых условиях.

12.Свойства нефти в пластовых условиях

13.Классификация вод нефтяных месторождений.

Раздел 3 Условия нахождения нефти и газа в земной коре

14.Природные резервуары нефти и газа.

15.Ловушки нефти и газа.

16.Залежи нефти и газа. Классификация месторождений.

17.Коллекторские свойства пластов.

18.Породы - покрышки и породы - коллекторы

19.Виды пористости.

20.Составление карт ,характеризующих строение продуктивных горизонтов (литологофациальные, зональные карты, карты изопахит).

21.Что такое корреляция разрезов скважин? Каким требования должен удовлетворять маркирующий горизонт (репер)?

22.Виды корреляции разрезов скважин. Задачи, решаемые при помощи корреляции. Составление нормального (типового) разреза на месторождение.

23.Различные методы составления карт. Задачи, решаемые с помощью различных карт. Изображение различных структур на картах.

24.Неоднородность коллекторов. Коэффициенты макро и микронеоднородности, комплексный коэффициент неоднородности.

25.Геологическая неоднородность, виды и характеристики.

26.Оценка кондиционных пределов. Методы прогноза конечного коэффициента нефтегазоизвлечения.

27.Водонефтяной контакт и его характеристика. Карты ВНК.

28.Понятие о ВНК, ГНК, ГВК, переходной зоне, о контурах нефте и газоносности.

29.Параметры залежей.

Раздел 4 Природные режимы нефтегазоносных пластов

30.Пластовое, забойное давление. Распределение давления в зависимости от глубины залегания пласта и свойств насыщающих его флюидов.

31.Построение карт изобар. Приведенные давления. Расчет среднего пластового давления. Карты изотерм. Задачи решаемые с помощью этих карт.

32.Природные режимы работы нефтяных пластов, характерные для них графики эксплуатации и коэффициенты нефтеотдачи.

33.Природные режимы работы газоносных пластов, характерные для них графики эксплуатации и коэффициенты нефтеотдачи.

34.Смешанные природные режимы.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Раздел 5 Подсчет запасов углеводородов

35.Какое практическое значение имеет подсчет запасов нефти и газа при планировании геолого-разведочных работ и проектировании разработки месторождения?

36.Классификация запасов углеводородов.

37.Методы подсчета запасов нефти и его разновидности.

38. Подсчет запасов газа по падению давления. Подсчет запасов свободного газа и газоконденсата.

39.Методы подсчета запасов газа.

40.Объемный метод подсчета запасов газа.

41.Выбор метода подсчета запасов нефти и газа в зависимости от режима и степени разведанности залежи.

Раздел 6 Геологические основы проектирования разработки

42.Понятие разработки нефтяного и газового месторождения.

43.Геологические основы проектирования разработки.

44.Выделение эксплуатационных объектов.

45.Основные критерии объединения пластов в эксплуатационный объект. Этажи разработки.

46.Системы разработки месторождений в целом.

47.Основные элементы и системы разработки нефтяных горизонтов. Системы разработки с поддержанием пластового давления.

48.Задачи, решаемые при подготовке месторождения к разработке.

49.Охрана недр и окружающей среды.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Цели и задачи

Квалификация направлению подготовки «Нефтегазовое дело» предполагает в процессе обучения выработку у студентов необходимых компетенций, которые предусмотрены при изучении дисциплины «Геология нефти и газа», а именно:

-основные положения общей и структурной геологии, необходимые для понимания «геологии нефти и газа»

-основные понятия «учения о нефти» (коллекторы, покрышки,

природные резервуары, ловушки нефти и газа и др.)

-основные процессы формирования скоплений нефти и газа

-состав, свойства и генезис углеводородов (УВ)

-этапы и стадии поисково-разведочных работ на нефть и газ и методы исследований

-особенности поисков и разведки объектов нефти и газа различного генетического типа

-размещение нефтегазовых регионов России и сопредельных стран,

строение объектов нефти и газа

-комплекс геологических методов по изучению и графическому отображению особенностей геологического строения залежей нефти и газа; и

наблюдению за проводкой скважин, процессами, протекающими в продуктивных пластах при разработке нефтяных и газовых месторождений;

-качественно и количественно оценивать параметры пластов коллекторов

(пористости, проницаемости, нефтегазоводонасыщенности, глинистости,

неоднородности);

-современные методы подсчѐта запасов нефти и газа;

-геологические факторы формирования и проявления естественных режимов работы нефтяных и газовых залежей;

-охрану недр нефтяных и газовых месторождений и окружающей среды

ОК-1, 2, 3, 4, 9, ПК-1, 2, 3, 4, 5, 6, 17, 18,19, 21.

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

уметь:

-выполнять геологические построения (геологические карты,

структурные карты, геологические профили и др.), отображающие строение

продуктивного пласта, необходимые для расчета запасов нефти и газа в

залежах,

-определять контуры залежей нефти и газа графическим путем по результатам опробования скважин;

-выполнять расчеты запасов нефти объемным методом и определять геологическую эффективность поисково-разведочных работ

-использовать полученные знания для выработки мероприятий по контролю и регулированию процессов разработки нефтегазовых месторождений.

- собирать и обобщать фактические данные, необходимые для

составления проектов по рациональному использования природных ресурсов и защите окружающей среды ОК-4, 9, ПК-3, 4, 5, 6, 17, 18, 19, 21.

владеть:

-развитым пространственным представлением (воображением)

-навыками логического мышления, позволяющими грамотно пользоваться языком чертежа, как в традиционном «ручном», так и в компьютерном исполнении

-алгоритмами решения геологических задач, связанных с формой и взаимным расположением пространственных фигур (контуров залежей УВ и др.)

-наборами знаний и установленных правил для составления и чтения проектной документации (проектов бурения скважин, проектов поисков и разведки скоплений нефти и газа и др.)

-профессиональной терминологией в области геологии нефти и газа;

-навыками самостоятельной работы с учебной и специальной литературой и электронными средствами обучения

-навыками использования знаний и умений, полученных в результате

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

изучения предыдущих курсов геологии, физики пласта, инженерной графики,

метрологии и других дисциплин.

- элементарной нормативно – технической базой для выполнения необходимых расчетовОК-1, 2, 3, 4, 9, ПК-1, 2, 3, 4, 5, 17, 18, 19, 20, 21, 24.

В процессе выполнения лабораторных работ не только закрепляется теоретический материал, но и развиваются экспериментальные навыки,

наблюдательность и умение вырабатывать обоснованные суждения, без которых невозможно обойтись в практической научной и производственной деятельности.

Эффективно решать названные задачи на современном уровне позволяет широкое применение интернет ресурсов и современных IT технологий и использование в процессе обучения геологической информации по реальным залежам и метоскоплениям.

Пособие позволит студентам лучше подготовиться к регулярным опросам, проводимым на лабораторных занятиях, к рубежному модульному контролю, после прохождения соответствующих теоретических разделов предусмотренных при изучении дисциплины «Геология нефти и газа».

В связи с чем задачи выполнения лабораторных работ направлены на:

-закрепление и углубление теоретических и практических знаний,

полученных студентами во время лекционных занятий;

-приобретение навыков самостоятельной работы по приложению теоретических знаний к решению конкретных экспериментальных задач;

-овладение методикой исследования, обобщения и логического изложения материала;

-использование стандартных прикладных программ;

-приобретение и закрепление навыков пользования справочной,

специальной научной литературой, руководящими документами газовой отрасли, ГОСТами, ОСТами, ТУ, РД и др.;

-обучение ясности и четкости письменного и устного изложения результатов выполненной работы.

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

ИЗУЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЙ НЕФТИ, ОСНОВАННЫХ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ. ПОСТРОЕНИЕ ТРИГОНОГРАММ

Цель работы: закрепить знания по основным физико-химическим свойствам, фракциям. Изучить классификации по физико-химическим свойствам и индексы нефти по технологической классификации. Научиться представлять полученные результаты исследований в различных формах.

Нефть – сложная смесь, главным образом, углеводородов с примесью высокомолекулярных органических кислородных, сернистых, и азотных соединений, представляющая собой бурую или черную маслянистую жидкость с резким запахом, легче воды. Нефть жидкий, единственный не водный раствор на земле.

Исследование свойств нефтей необходимо при решении многих геологических задач:

1)оценке перспектив нефтегазоносности;

2)выявлении закономерностей формирования залежей;

3)изучении геохимической зональности в разрезе осадочного чехла. Измерение физических параметров нефтей позволяет определять их

товарные качества. Некоторые параметры (плотность, вязкость и др.) используются при расчѐте и проектировании разработки месторождений, нефтепроводов и т.д.

Элементарный (элементный) состав нефти характеризуется наличием пяти обязательных химических элементов – углерод, водород, сера, азот и кислород.

Содержание углерода (С) – 82-87%.

Содержание водорода (Н) – 11-14%.

Содержание кислорода (О), серы (S) и азота (N) в сумме составляет 1-3%.

Кроме этих обязательных элементов в нефти могут присутствовать в незначи тельном количестве металлы (ванадий, никель, свинец, медь, железо и

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

др.). Содержание металлов в нефти менее 1%.

По групповому составу в нефти выделяются следующие группы углеводородов (УВ):

УВ метанового (парафинового) ряда с формулой СnH2n+2 (предельные УВ). Эту группу составляют алканы, парафины.

УВ нафтенового ряда с формулой CnH2n (непредельные УВ), называемые цикланами, циклопарафинами.

Ароматические (или бензольные) УВ циклического строения с формулой СnH2n-6, называемые аренами.

Кислородные, сернистые и азотистые соединения, называемые гетероэлементами. Эти соединения входят в состав смолисто-асфальтеновой части нефти.

Методы исследования состава нефти можно разделить на две группы:

Первая группа методов исследования состава нефтей.

Она основана на определении параметров, характеризующих систему природного резервуара в целом, без разделения на составные части. К таким параметрам относятся плотность, вязкость, молекулярная масса, оптические характеристики, температура застывания.

Плотность – это отношение массы вещества к занимаемому объѐму.

Единица измерения в системе СИ – кг/мЗ. На практике обычно применяется измерение г/смЗ. На практике пользуются относительной плотностью, которая представляет собой отношение плотности нефти при 20°С к плотности дистиллированной воды того же объема при 4°С. Относительная плотность нефти может колебаться в интервале 0,76-1,0 г/ см3, но чаще в пределах 0,8-0,9

г/см3. Нефть по величине плотности подразделяется на группы: от очень легкой до очень тяжелой.

Плотность нефти зависит от плотности соединений, образующих еѐ, и от величины их концентраций, поэтому плотность нефти даѐт приближѐнное представление о еѐ составе. Плотность нефти зависит от соотношения количеств легкокипящих и тяжелых фракций. В легких нефтях преобладают

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

легкокипящие ( бензин, керосин), а в тяжѐлых – тяжѐлые компоненты ( масла и

смолы). Например:

1.в легкой нефти преобладают легкокипящие фракции (бензин и керосин), а в тяжелых – мазут;

2.нефть с преобладанием метановых УВ легче нефти, обогащенной ароматическими УВ;

3.чем больше в нефти содержится смолисто-асфальтеновых веществ

(САВ),тем она тяжелее;

В пластовых условиях плотность нефти меньше, чем на земной поверхности, т.к. нефть в пластовых условиях содержит растворенные газы.

Вязкость – это способность жидкости оказывать сопротивление при перемещении еѐ частиц друг относительно друга под влиянием действующих сил. Как правило, вязкость нефти в пластовых условиях меньше вязкости нефти в поверхностных условиях, что связано с присутствием в пластовой нефти некоторого количества растворѐнного газа. Вязкость также зависит от количества содержащихся в нефти парафинов, смол и асфальтенов. Единицей измерения динамической вязкости является пуаз (Па∙с) или сантипуаз (1сп = 0,001 Па∙с). За единицу ки нематической вязкости принят 1 стокс (Ст) – это кинематическая вязкость жидкости с абсолютной вязкостью в 1 Па∙с и плотностью 1 кг/м3.

Вязкость зависит от состава нефти и условий еѐ нахождения:

1.чем больше ароматических и нафтеновых УВ, тем больше молекулярный вес и больше вязкость нефти;

2.чем больше гетероэлементов (сера, азот, кислород) в нефти, тем она более густая и вязкая;

3.легкие нефти с небольшим содержанием парафина, как правило,

маловязкие, что облегчает их извлечение на поверхность;

4.в пластовых условиях вязкость нефти меньше вязкости нефти в поверхностных условиях, что связано с присутствием растворенного газа;

Вязкость очень сильно зависит от температуры: с повышением

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

температуры вязкость снижается. Вязкостно-температурная зависимость – важная индивидуальная характеристика каждой нефти. Величина, обратная вязкости, называется текучестью.

Температура застывания нефти – нефти (или потеря еѐ подвижности) –

важная практическая характеристика нефти. Она зависит от содержания в нефти парафина и смолисто-асфальтовых веществ (САВ). Чем больше твердых парафинов содержится в нефти, тем выше температура еѐ застывания. САВ оказывают противоположные действия – чем их больше, тем ниже температура застывания. Значения температур застывания нефти в среднем колеблются от плюс 16 °С до минус 20 °С. Температура застывания (определяется в лабораторных условиях) – это температура, при которой охлаждаемая в пробирке нефть не изменяет своего уровня в течение одной минуты при наклоне пробирки на 45 °.

Люминесценция нефти – способность светиться (холодным) свечением под действием разных причин, в том числе, под действием дневного света. При облучении ультрафиолетовыми лучами нефть люминесцируют по-разному в зависимости от еѐ состава: легкая нефть имеет голубой и синий цвета, а

тяжелая – желтый и желто-бурый.

Оптическая активность нефти – способность вращать плоскость поляризации светового луча и почти всегда вправо. Угол вращения от 0,1° до нескольких градусов.

Электрические свойства нефти – нефть и нефтепродукты не проводят электрический ток, т.е. они являются диэлектриками, поэтому используются в промышленности для изготовления различных изоляторов.

Тепловое расширение нефти – способность увеличиваться в объеме при нагревании.

Теплота сгорания или теплотворная способность (ккал, кДж) для нефти – это количество теплоты, выделяемой 1кг при сгорании до конца

(до СО2+Н2О), и составляет 10500-10900 ккал.

Растворимость. Нефть почти не растворяется в воде и хорошо

10