книги / Теоретические основы поиска и разведки месторождений нефти и газа

Отличие магниторазведки от гравиразведки в более высокой расчлененности и контрастности. По намагниченности породы более дифференцированы, чем по плотности. Поэтому геомагнитное поле на платформах содержит более полную и яркую информацию, чем гравитационное поле. Гравиразведка, в отличие от магниторазведки, отображает внутреннее строение осадочного чехла.

Электроразведка

Метод позволяет судить о распределении в земной коре пород с разной электропроводностью, используется для оценки глубин залегания фундамента и общей мощности осадочных толщ. Выявление структур тем эффективнее, чем контрастнее структура, чем выше электропроводность и однородность толщ, перекрывающих фундамент или соляные толщи.

Важным достоинством методов электроразведки является их относительно небольшая стоимость.

Основной недостаток состоит в том, что измеренные величины (например, кажущееся сопротивление) относятся к тем большему объему пород, чем больше глубина исследования. Поэтому велико искажающее влияние горизонтальной неоднородности разреза. Поэтому электроразведка может применяться для поиска неглубоко залегающих залежей.

Геохимические методы

Близость нефтяной ловушки довольно легко определить по следам УВ в почве и воде. Многие подземные нефтяные коллекторы являются пропускающими, что приводит к образованию выходов, видных и невооруженным глазом. Однако в некоторых случаях ловушки более герметичны и поэтому дают лишь микровыходы на поверхности в виде углеводородных ореолов

(рис. 7).

51

Рис. 7. Геохимическое исследование микровыходов

В качестве поисковых геохимических методов применяют газовую, газобиохимическую, битумо-люминесцентную съемки.

Газовая съемка основана на явлении рассеяния газовых УВ из залежи нефти и газа в верхнюю толщу вплоть до дневной поверхности.

Рассеяние идет по нарушению (тектоническая трещиноватость), трещинам пород (эффузия) и непосредственно через породы и воды (диффузия).

Съемку проводят путем отбора проб пород с последующей дегазацией в структурных или взрывных скважинах при сейсмических работах.

Концентрация УВ в породе невелика – менее 1/100 %. Результаты наносят на карту, где участки с аномально высокими показателями – возможные месторождения.

Газобиохимическая съемка проводится по водным источ-

никам и неглубоким скважинам. Изучается солевой, газовый состав подземных вод верхних водоносных комплексов. Предполагается, что геохимические аномалии возникают от проникновения глубинных высоконапорных вод в верхние горизонты.

52

Основные поисковые критерии:

•увеличение доли тяжелых УВ в своде структуры;

•наличие скопления бактерий и микрофлоры;

• увеличение в аномальных зонах концентрации солей в составе подземных вод.

Битумо-люминесцентная съемка применяется для изуче-

ния битумов или легких УВ, проникающих из залежи в верхние толщи.

Битумы при облучении пород ультрафиолетовыми лучами обладают светимостью – люминесценцией. Интенсивность свечения характеризует концентрацию битумов. По изменению интенсивности выделяются аномальные зоны, указывающие на наличие залежи на глубине.

Геотермические методы

Скорость возрастания температуры зависит от проводимости пород и плотности теплового потока. Теплопроводность пород увеличивается с увеличением плотности пород и степени их нефтегазоводонасыщения.

Наблюдения за температурой проводят в скважинах и составляют термограммы. По ним рассчитывают геотермическую ступень (расстояние, на котором с углублением температура повышается на 1°) и геотермический градиент (повышение температуры при углублении на 100 м) и строят геотермические карты.

Геотермические аномалии фиксируются над выступами фундамента и над антиклинальными структурами. Они выражаются в том, что геотермические градиенты на сводах выше, чем на крыльях. Положительные геотермические аномалии над сводами могут быть вызваны подъемом более теплопроводных,

втом числе водонасыщенных пород в ядре.

Внефтяных районах установлены геотермические аномалии над нефтяными месторождениями независимо от типа

53

структуры. При сопоставлении пустых и нефтяных структур установлено превышение температуры продуктивных структур на

5–10 °С и выше.

Структурное бурение

Выявление структур проводится бурением структурных коротких скважин на верхний реперный горизонт. Предполагается, что структура, выявленная в приповерхностных планах, будет прослежена и на глубине.

Рис. 8. Структура, выявленная структурным бурением: а – геологический профиль; б – структурная карта

Для выявления структуры достаточно получить антиклинальный перегиб небольшим числом структурных скважин

(рис. 8).

Сейсморазведка

Сейсморазведка – основной метод геофизических исследований при выявлении и в дальнейшей подготовке структур к поисковому бурению, а также при поисковых и разведочных работах. С ее помощью решается большое число разнообразных геологических задач с более высокой детальностью, чем другими геофизическими методами.

54

Методы сейсморазведки основаны на использовании звуковой энергии, проникающей в землю. Звуковой импульс проходит сквозь слои горных пород, отражается и преломляется от них и возвращается на поверхность, где регистрируется высокочувствительной аппаратурой (рис. 9).

Рис. 9. Наземный сейсмический метод

Скорость прохождения звука различна для разных типов пород и зависит от их плотностной неоднородности. По времени прихода и характеру отраженных и преломленных волн можно судить о глубине залегания, строении и вещественном составе различных геологических тел.

Результаты сейсморазведки выражаются временными разрезами (рис. 10) и картами изохрон – карт равных времен прихода волны от какого-либо опорного отражающего горизонта. Эти карты пересчитывают в структурные карты – карты глубин залегания отражающих горизонтов (рис. 11). Достоверность сейсмических построений зависит от точности изучения скоростных характеристик разреза.

Работы по выявлению ловушек и подготовке выявленных объектов к поисковому бурению существенно различаются.

Перспективные на нефть и газ ловушки выявляют, вопервых, в процессе региональных геолого-геофизических работ

55

и при проведении специальных работ по выявлению объектов, во-вторых, в результате ревизии и переинтерпретации проведенных ранее геолого-геофизических исследований по новым более совершенным методикам.

Перспективные на нефть и газ ловушки подготавливают, во-первых, по результатам геолого-геофизических работ на стадии подготовки объектов, во-вторых, в результате ревизии и переинтерпретации проведенных ранее геолого-геофизических исследований по новым более совершенным методикам.

7.СТАДИЯ ПОДГОТОВКИ ОБЪЕКТОВ

КГЛУБОКОМУ БУРЕНИЮ

Подготовка ловушек к глубокому бурению проводится на поднятиях, выявленных и оконтуренных любыми геологическими или геофизическими методами, чаще сейсморазведкой.

Подготовленная структура – объект, закартированный сейсморазведкой, структурным бурением или комплексом этих двух методов, для которого составлены кондиционные карты изогипс по опорным горизонтам, обеспечивающие возможность выбора точек заложения поисковых скважин, установлены ос-

56

новные черты строения потенциальной ловушки (размеры, амплитуда).

Кондиции – это совокупность требований промышленности к качеству объекта. Подготовленная структура кондиционна, если вероятность ее существования не менее вероятности существования структур в данном регионе.

Геологическая эффективность работ по подготовке структур определяется их подтверждаемостью последующим поисковым бурением.

Статистикой установлено, что в среднем по России 30–35 % структур бурением не подтверждаются. Причины самые разнообразные: отсутствие ловушки в продуктивной толще, несоответствие структурных планов в разрезе, небольшие амплитуда и размеры структуры, негерметичность покрышки, низкие коллекторские свойства перспективных горизонтов, несовершенство методов подготовки структур, нерациональность выбранной методики поисковых работ, недостатки при вскрытии пластов и опробовании скважин.

Качество подготовки ловушек для нефти и газа в решающей степени определяет темп поисков новых месторождений.

Подготовка объектов к поисковому бурению в настоящее время осуществляется преимущественно сейсморазведкой (90 %) и структурным бурением (8 %).

В разных тектонических зонах эффективность сейсморазведки и структурного бурения различна, поэтому необходимо выявление закономерностей и определение участков, наиболее благоприятных для поисков структур тем или иным методом.

Подготовка объектов сейсморазведкой

Первым нефтяным месторождением, обнаруженным в 1928 г. с помощью сейсморазведки, оказалось месторождение Семиноул в Оклахоме. Тогда результаты сейсморазведки фик-

57

сировались вручную на бумаге, они содержали много шумов

ибыли не очень точными.

Внастоящее время структуры к глубокому бурению подготавливаются двухмерной (2Д) сейсморазведкой в масштабе

1 : 50 000 или 1 : 25 000 с плотностью профилей от 1,5 до 2–3 км/км2. Сеть сейсмических профилей должна составлять систему замкнутых полигонов. Последняя замкнутая изогипса должна проводиться внутри полигона профилей. При выполнении детальной сейсморазведки на локальных антиклинальных структурах густота профилей зависит от их размеров и амплитуды (рис. 12). В старых нефтедобывающих районах, где крупные поднятия уже разведаны, детальные работы проводятся на мелких малоамплитудных поднятиях, поэтому здесь приходится работать по сгущенной сети профилей. Еще более густая их сеть применяется при подготовке к нефтегазопоисковым работам ловушек неантиклинального типа.

Рис. 12. Структура, подготовленная к глубокому бурению сейсморазведкой 2Д

58

В 1980–1990-х гг. разработан метод трехмерной (3Д) сейсморазведки, позволяющий получать трехмерные картины земных недр. Метод дает более точные результаты, и детали видны значительно лучше, чем на двухмерной диаграмме (рис. 13). Затраты на проведение сейсморазведки 3Д очень велики из-за стоимости оборудования и компьютерной обработки. Однако сегодня она используется все чаще, так как снижает затраты на бурение, уменьшая число «сухих» скважин.

Рис. 13. Структура, подготовленная к глубокому бурению сейсморазведкой 3Д

Четырехмерная сейсморазведка, или сейсмический мониторинг, применяемый при разработке месторождения, использует несколько трехмерных разведок одного и того же продуктивного коллектора с различными (например 2 года) временными интервалами, для того чтобы проследить потоки флюидов через коллектор и изменение состояния коллектора. Можно обнаружить недобытые нефтяные карманы и пробурить новые скважины для их разработки.

59

Достоверность структурных построений, получаемых в результате проведения сейсмических работ, обеспечивается выполнением ряда важнейших требований:

•выбор наиболее надежных литолого-стратиграфических или сейсмических реперов;

•использование наиболее рационального комплекса геоло- го-геофизических методов (или одного метода), соответствующего особенностям геологического строения данного региона;

•соблюдение масштабов проводимых работ и плотности геолого-геофизических наблюдений.

Однако указанные требования к качественной подготовке объекта выполняются не всегда полностью. Некачественная подготовка ловушек приводит к необходимости бурения лишних поисковых скважин.

Иногда материалы подготовки структур оказываются недостаточными для решения задач глубокого бурения. В таких случаях в районах с изменчивой скоростной характеристикой разреза детальные сейсмические работы сопровождаются бурением структурных скважин, в которых проводятся сейсмокаротаж и вертикальное сейсмопрофилирование.

Скважинная сейсморазведка важна при поисках залежей небольших линейных размеров с высокой вертикальной плотностью запасов. Такие залежи обычно приурочены к высокоам-

плитудным антиклиналям, рифам, приразломным ловушкам в отдельных блоках. В этих условиях смещение заложения поисковой скважины на расстояние 0,5–1,0 км от оптимальной точки может привести к отрицательным результатам поиска.

Скважинная сейсморазведка может уточнить положение скважины, т.е. она картирует положение отражающих границ вблизи скважины в радиусе 1–2 км.

Применение скважинной сейсморазведки целесообразно также при поисковом бурении в случае неподтверждения структуры первой поисковой скважиной.

60