Основы нефтегазовой геологии

Содержание

Введение

Проблема поиска нефтяных и газовых месторождений

Состав и возраст земной коры

Формы залегания осадочных  горных пород

Образование месторождений  нефти и газа

Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений

Геологические методы

Геофизические методы

Гидрогеохимические методы

Бурение и исследование скважин

Этапы поисково-разведочных  работ

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Нефтегазопромысловая геология - это наука о способах и методах  изучения нефтяных и газовых залежей  по данным бурения и эксплуатации скважин с целью максимального  извлечения этих флюидов из недр.

Нефтегазовая промышленность - одна из основных отраслей народного  хозяйства. Её ведущая роль определяется широким использованием нефти и  газа в различных отраслях народного  хозяйства.

1. В топливном балансе  страны нефть и газ составляют  в среднем 65-70 %. Главные потребители  бензина и керосина - авиация,  автотранспорт, морские и речные  суда. Лишь небольшая часть мазута  применяется для сжигания в  топках котельных. Газ по газопроводам  подаётся в топки ТЭЦ, мартеновские  и доменные печи, широко используется  населением в быту.

2. В нефтехимической' промышленности  из нефти и газа в настоящее  время изготовляют более 4000 различных  видов синтетических товаров, например, из нефти - искусственный каучук, лаки, пластмассы, из которых вырабатываются тысячи различных товаров, необходимых как в народном хозяйстве, так и в быту.

3. Нефть широко используется  в медицине. Например, нафталанской нефтью с незапамятных времён лечили кожные заболевания, ревматизм и т.д. В медицине широко применяются различные вазелины, мази, парафин. Для лечения различных заболеваний используются бальнеологические минеральные воды, имеющие непосредственный контакт с нефтью.

4. В наше время из  нефти производят белковые массы  путём депарафинизации нефтепродуктов микробиологическими методами.

5. Из нефтепродуктов вырабатываются  различные виды масел, необходимых  для смазки трущихся поверхностей  всех машин (авиация, автотранспорт,  станочный парк, космическая техника).

6. Нефть и нефтепродукты,  полученные из неё, широко применяются  в строительстве (битум, асфальт,  лаки, краски). Из нефтяного кокса  изготовляются электроды, а из  бензола и толуола различные  взрывчатые вещества. Широкое использование  нефти и газа в народном  хозяйстве страны определяет  необходимость дальнейшего развития  нефтяной и газовой промышленности, которое в настоящее время  характеризуется ускоренным вовлечением  в разработку новых месторождений  Западной Сибири, Урало-Поволжья и других регионов, а также повышением эффективности разработки нефтяных и газовых залежей, находящихся на различных стадиях эксплуатации. Эффективность же разработки достигается детальным изучением геологопромысловых особенностей залежей нефти или газа. Лишь на этой основе возможны обоснованное внедрение систем разработки для каждой конкретной залежи и повышение коэффициента нефтегазо отдачи, т.е. достижение максимального извлечения нефти и газа из недр.

Следовательно, Нефтегазопромысловая геология должна обеспечить более полное извлечение нефти и газа из недр на основе совершенствования геологопромысловых исследований, учёта получаемой информации как на стадии подсчёта запасов и проектирования разработки, так и на стадии анализа осуществляемой системы разработки с учётом новейших достижений науки и техники. Естественно, что при этом должен быть учтён весь опыт, накопленный с начала существования нефтяной и газовой промышленности.

Начало развития нефтяной и газовой промышленности датируется 1848 г., когда в Азербайджане была построена первая скважина, которая бурилась ударным способом. Нефтяные залежи изучали с целью оценки литологического состава, коллекторских свойств, их геометризации. Уже к 70-80-м годам прошлого века относятся работы, посвящённые подсчету запасов нефти объёмным методом и по кривым падения дебита. В 1925 г. на вооружении геологов и буровиков появляются вращательное бурение, метод электрического каротажа скважин. С 1932 г. курс нефтепромысловой геологии стал включаться в учебные планы.

Проблема поиска нефтяных и газовых месторождений

С древнейших времен люди использовали нефть и газ там, где наблюдались их естественные выходы на поверхность земли. Такие выходы встречаются и сейчас. В нашей стране - на Кавказе, в Поволжье, Приуралье, на острове Сахалин. За рубежом - в Северной и Южной Америке, в Индонезии и на Ближнем Востоке.

Все поверхностные проявления нефти и газа приурочены к горным районам и межгорным впадинам. Это объясняется тем, что в  результате сложных горообразовательных  процессов нефтегазоносные пласты, залегавшие ранее на большой глубине, оказались близко к поверхности  или даже на поверхности земли. Кроме  того, в горных породах возникают  многочисленные разрывы и трещины, уходящие на большую глубину. По ним  также выходят на поверхность  нефть и природный газ.

Наиболее часто встречаются  выходы природного газа - от едва заметных пузырьков до мощных фонтанов. На влажной  почве и на поверхности воды небольшие  газовые выходы фиксируются по появляющимся на них пузырькам. При фонтанных  же выбросах, когда вместе с газом  извергаются вода и горная порода, на поверхности остаются грязевые конусы высотой от нескольких до сотен метров. Представителями таких конусов  на Апшеронском полуострове являются грязевые «вулканы» Тоурагай (высота 300 м) и Кянизадаг (490 м). Конусы из грязи, образовавшиеся при периодических выбросах газа, встречаются также на севере Ирана, в Мексике, Румынии, США и других странах.

Естественные выходы нефти  на дневную поверхность происходят со дна различных водоемов, через трещины в породах, через пропитанные нефтью конусы (подобные грязевым) и в виде пород, пропитанных нефтью.

На реке Ухте со дна через  небольшие промежутки времени наблюдается  всплытие небольших капель нефти. Нефть  постоянно выделяется со дна Каспийского  моря недалеко от острова Жилого.

В Дагестане, Чечне, на Апшеронском  и Таманском полуостровах, а также во многих других местах земного шара имеются многочисленные нефтяные источники. Такие поверхностные нефтепроявления характерны для горных регионов с сильно изрезанным рельефом, где балки и овраги врезаются в нефтеносные пласты, расположенные вблизи поверхности земли.

Иногда выходы нефти происходят через конические бугры с кратерами. Тело конуса состоит из загустевшей  окисленной нефти и породы. Подобные конусы встречаются на Небит-Даге (Туркмения), в Мексике и других местах. На о. Тринидат высота нефтяных конусов достигает 20 м, а площадь «нефтяных озер» вокруг них - 50 га. Поверхность таких «озер» состоит из загустевшей и окисленной нефти. Поэтому даже в жаркую погоду человек не только не проваливается, но даже не оставляет следов на их поверхности.

Породы, пропитанные окисленной и затвердевшей нефтью, именуются  «кирами». Они широко распространены на Кавказе, в Туркмении и Азербайджане. Встречаются они, хотя и реже, на равнинах: на Волге, например, имеются выходы известняков, пропитанных нефтью.

В течение длительного  времени естественные выходы нефти  и газа полностью удовлетворяли  потребности человечества. Однако развитие хозяйственной деятельности человека требовало все больше источников энергии.

Стремясь увеличить количество потребляемой нефти, люди стали рыть колодцы в местах поверхностных  нефтепроявлений, а затем бурить скважины.

Сначала их закладывали там, где нефть выходила на поверхность земли. Но количество таких мест ограничено. В конце прошлого века был разработан новый перспективный способ поиска. Бурение стали вести на прямой, соединяющей две скважины, уже дающие нефть.

В новых районах поиск  месторождений нефти и газа велся  практически вслепую, шарахаясь  из стороны в сторону. Любопытные воспоминания о закладке скважины оставил  английский геолог К. Крэг.

«Для выбора места съехались  заведующие бурением и управляющие промыслами и сообща определили ту площадь, в пределах которой должна быть заложена скважина. Однако с обычной в таких случаях осторожностью никто не решался указать ту точку, где следовало начинать бурение. Тогда один из присутствующих, отличавшийся большой смелостью, сказал, указывая на кружившую над ними ворону: «Господа, если вам все равно, давайте начнем бурить там, где сядет ворона...» Предложение было принято. Скважина оказалась необыкновенно удачной. Но если бы ворона пролетела на сотню ярдов дальше к востоку, то встретить нефть не было бы никакой надежды...» Понятно, что так не могло долго продолжаться, ведь бурение каждой скважины стоит сотни тысяч долларов. Поэтому остро встал вопрос о том, где бурить скважины, чтобы безошибочно находить нефть и газ.

Это потребовало объяснить  происхождение нефти и газа, даяо мощный толчок развитию геологии - науки о составе, строении и истории Земли, а также методов поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений.

Состав и возраст  земной коры

Земная кора сложена из горных пород, которые по происхождению делятся на три группы: магматические (или изверженные), осадочные и метаморфические (или видоизмененные).

Магматические породы образовались в результате застывания магмы и имеют, в основном, кристаллическое строение. Животных и растительных остатков в них не содержится. Типичные представители магматических пород - базальты и граниты.

Осадочные породы образовались в результате осаждения органических и неорганических веществ на дне водных бассейнов и поверхности материков. В свою очередь они делятся на обломочные породы, а также породы химического, органического и смешанного происхождения.

Обломочные породы образовались в результате отложения мелких кусочков разрушенных пород. К ним относятся валуны, галечники, гравий, пески, песчаники, глины и др.

Породы химического  происхождения образовались вследтвие выпадения солей из водных растворов или в результате химических реакций в земной коре. Такими породами являются гипс, каменная соль, бурые железняки, кремнистые туфы и др.

Породы органического  происхождения являются окаменелыми останками животных и растительных организмов. К ним относятся известняки, мел и др.

Породы смешанного происхождения сложены из материалов обломочного, химического и органического происхождения. Представители данных пород - мергели, глинистые и песчаные известняки.

Метаморфические породы образовались из магматических и осадочных пород под воздействием высоких температур и давлений в толще земной коры. К ним относятся сланцы, мрамор, яшмы и др.

Поскольку основные известные  месторождения нефти и газа сосредоточены  в осадочных породах, им необходимо уделить дополнительное внимание. Осадочные  породы встречаются в пониженных местах континентов и в морских  бассейнах. В них часто сохраняются  останки животных и растительных организмов, населявших Землю в различные  времена в виде отпечатков и окаменелостей. Поскольку определенные виды организмов существовали только в течение определенных промежутков времени, то и возраст  пород стало возможным увязать  с наличием в них тех или  иных останков. На этом основано применяемое  в геологии исчисление возраста горных пород.

В соответствии с этим исчислением  все время формирования земной коры (3...3.5 млрд. лет) делится на эры, которые  подразделяются на периоды, периоды - на эпохи, эпохи - на века. Толща горных пород, образовавшаяся в течение эры, называется группой, в течение периода - системой, в течение эпохи - отделом, в течение века - ярусом. Каждый отрезок геологического времени характеризуется определенными видами организмов, не живших на Земле ни до, ни после этого времени.

Древнейшая эра - археозойская ( от греческих слов «архе» -начало и «зоо» - жизнь), что означает «эра начала жизни». В породах этого возраста останки растительности и животных встречаются очень редко. Следующая эра - протерозойская («протос» - первый, «эос» -заря), что означает «заря жизни». В породах этой эры встречаются окаменелости беспозвоночных животных и водорослей. Палеозойская эра ( «палеон» - древний), т.е. «эра древней жизни», характеризуется не только бурным развитием растительной и животной жизни, но и интенсивными горообразовательными процессами. В породах этого возраста найдены крупные месторождения угля, нефти, газа, сланцев. Мезозойская эра («мезос» - средний), т.е. «эра средней жизни», также характеризуется условиями, благоприятными для образования нефти, газа и угля. И, наконец, кайнозойская эра («кайнос» - новый), т.е. «эра новой жизни», это эра наиболее благоприятных геологических условий для образования данных полезных ископаемых. К отложениям этого возраста приурочены самые крупные в мире месторождения нефти и газа.

Формы залегания  осадочных горных пород

Характерный признак осадочных  горных пород - их слоистость. Данные породы сложены, в основном, из почти параллельных слоев (пластов), отличающихся друг от друга составом, структурой, твердостью и окраской. Поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой, а сверху - кровлей.

Пласты осадочных пород  могут залегать не только горизонтально, но и в виде складок (рис. 1), образовавшихся в ходе колебательных, тектонических и горообразовательных процессов. Изгиб пласта, направленный выпуклостью вверх, называется антиклиналью, а выпуклостью вниз -синклиналью. Соседние антиклиналь и синклиналь в совокупности образуют полную складку.

В России почти 90 % найденных нефти и газа находятся в антиклиналях, за рубежом - около 70 %.