Поиск и разведка нефтяных и газовый месторождений

Бурение скважин на нефть  и газ, осуществляемое на этапах региональных работ, поисков; разведки, а также  разработки, является самым трудоемким и дорогостоящим процессом. Большие  затраты при бурении скважин  на нефть и газ обусловлены: сложностью бурения на большую глубину, огромным объемом бурового оборудования и  инструментов, а также различных  материалов, которые требуются для  осуществления этого процесса, включая  глинистый раствор, цемент, химреагенты  и др. кроме этого, затраты возрастают за счет обеспечения природоохранных  мероприятий.

Основные проблемы, возникающие  в современных условиях при бурении  скважин, поисках и разведке нефти  и газа, сводятся к следующему.

1. Необходимость бурения во многих регионах на большую глубину, превышающую 4-4,5 км, связана с поисками УВ в неизученных низких частях разреза отложений. В связи с этим, требуется применение более сложных, но надежных конструкций скважин для обеспечения эффективности и безопасности работ. При этом, бурение на глубину свыше 4,8 км сопряжено со значительно большими затратами, чем при бурении на меньшую глубину.
2. В последние годы возникли более сложные условия для проведения буровых работ и поисков нефти и газа. Геологоразведочные работы на современном этапе все больше продвигаются в регионы и районы, характеризующиеся сложными географическими и геологическими условиями. Прежде всего, это труднодоступные районы, неосвоенные и необустроенные, включая Западную Сибирь, европейский север, тундру, тайгу, вечную мерзлоту и др. Кроме этого, бурение и поиски нефти и газа ведутся в сложных геологических условиях, включая мощные толщи каменной соли (например, в Прикаспии), наличие в залежах сероводорода и других агрессивных компонентов, аномально высокого пластового давления и др.

Указанные факторы создают  большие проблемы при бурении, поисках  и разведке нефти и газа.

3. Выход с бурением и поисками УВ в акватории северных и восточных морей, омывающих Россию, создает огромные проблемы, которые связаны как со сложной технологией бурения, поисков и разведки нефти и газа, так и с охраной окружающей среды. Выход на морские территории диктуется необходимостью прироста запасов УВ, тем более что перспективы там имеются. Однако, это значительно сложнее и дороже, чем бурение, поиски и разведка, а также разработка скоплений нефти и газа на суше.

При бурении скважин на море по сравнению с сушей при  одних и тех же глубинах бурения  по зарубежным данным затраты возрастают в 9-10 раз.

Кроме того, при работе на море затраты возрастают за счет большего обеспечения безопасности работ, т.к. самые страшные последствия и  аварии происходят на море, где масштабы загрязнения акваторий и побережья  могут быть огромными.

4. Бурение на большую глубину (свыше 4,5 км) и безаварийная проводка скважин во многих регионах невозможны. Это связано с отсталостью буровой базы, изношенностью оборудования и отсутствием эффективных технологий проводки скважин на большую глубину. Поэтому стоит проблема – в ближайшие годы модернизировать буровую базу и освоить технологию сверхглубокого бурения (т.е. бурения свыше 4,5 км – вплоть до 5,6 км и более).
5. Проблемы возникают при бурении горизонтальных скважин и поведения в них геофизических исследований (ГИС). Как правило, несовершенство бурового оборудования приводит к неудачам при строительстве горизонтальных скважин.

Ошибки при бурении  нередко обусловлены отсутствием  точной информации о текущих координатах  скважины в их связи с геологическими реперами. Такая информация нужна  в особенности при приближении  к продуктивному пласту.

6. Актуальной проблемой  является поиск ловушек и открытие  скоплений нефти и газа неантиклинального  типа. Много примеров по зарубежным  объектам свидетельствует о том,  что в литологических и стратиграфических,  а также литолого-стратиграфических  ловушках может содержаться огромное  количество нефти и газа.

В нашей стране в большей  степени задействованы структурные  ловушки, в которых обнаружены крупные  скопления нефти и газа. Практически  в каждой нефтегазоносной провинции (НГП) выявлено большое количество новых  региональных и локальных поднятий, составляющих потенциальный резерв для открытия местоскоплений нефти  и газа. Неструктурные ловушки  интересовали нефтяников в меньшей  степени, чем м объясняется отсутствие крупных открытий в этих условиях, хотя незначительные по запасам объекты  нефти и газа выявлены во многих НГП.

Но резервы существенного  прироста запасов нефти и газа, в особенности в платформенных  областях Урало-Поволжья, Прикаспия, Западной Сибири, Восточной Сибири и др. имеются. Прежде всего, резервы могут быть связаны со склонами крупных поднятий (сводов, мегавалов) и бортами прилегающих  впадин и прогибов, которые широко развиты в упомянутых регионах.

Проблема заключается  в том, что пока мы не располагаем  надежными методами поисков ловушек  неантиклинального типа.

6. В области поисков и разведки нефти и газа существуют проблемы, связанные с повышением экономической эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ, решение которых зависит от:

• совершенствования геофизических методов исследований в связи с постепенным усложнением геологических и географических условий нахождения новых объектов;

• усовершенствования методики поисков различных типов скоплений УВ, в том числе, неантиклинального генезиса;
• повышение роли научного прогноза в целях наиболее надежного обоснования проведения поисковых работ на перспективу.

Помимо указанных выше основных проблем, стоящих перед  нефтяниками в области бурения, поисков и разведки скоплений  нефти и газа, в каждом конкретном регионе и районе существуют свои собственные проблемы. От решения  этих проблем зависит дальнейшее наращивание разведанных запасов  нефти и газа, а также экономическое  развитие регионов и районов и , следовательно, благосостояние людей.

Глава 2. Методика ускоренной разведки газовых месторождений

2.1. Основные положения  ускоренной разведки и ввода  в эксплуатацию газовых месторождений

Общие принципы

Разработанные методы разведки газовых месторождений позволяют  резко удешевить и ускорить проведение разведки и подготовки этих месторождений  к разработке, поэтому их называют рациональными или ускоренными.

Ускоренная разведка газовых  месторождений должна обеспечивать в сжатые сроки максимальный народнохозяйственный эффект от использования газа вновь открытого месторождения. Проблема эта является комплексной и должна решаться с учетом экономических аспектов и фактора времени.

Разведочный этап при ускоренной подготовке месторождений газа к  разработке делится на две стадии: оценочной разведки и детальной  разведки (доразведки). Стадия оценочной  разведки для небольших и средних  месторождений завершается после  получения притоков газа в двух-трех скважинах, для крупных и уникальных месторождений — после разбуривания разреженной сетки скважин (одна скважина на 50-100 км² площади залежи). Последующая доразведка мелких и средних залежей осуществляется методом опытно-промышленной эксплуатации. Бурение разведочных скважин при этом проводиться не должно. При доразвед-ке крупных и уникальных месторождений (залежей) уточнение строения внутриконтурных частей залежей осуществляется путем уплотнения сетки разведочных скважин за счет бурения ОЭС и наблюдательных скважин, а также единичных разведочных скважин за пределами зоны эксплуатационного разбуривания.

Применяются следующие методы ускоренной разведки газовых месторождений:

• разреженная сетка разведочных скважин — мелкие и средние месторождения разведываются четырьмя-пятью единичными скважинами, крупные однозалежные разбуриваются из расчета одна скважина на 50 км² продуктивной площади, уникальные — из расчета одна скважина на 100 км² площади залежи;
• опытно-промышленная эксплуатация используется для разведки в основном мелких и средних месторождений газа, ввод в опытно-промышленную эксплуатацию осуществляется при наличии двух-трех скважин, давших газ; установлена длительность опытно-промышленной эксплуатации сроком три года, уровень отбора газа за это время должен составлять примерно 10 % от общих запасов разведуемой залежи; завершается опытно-промышленная эксплуатация подсчетом запасов газа по методу падения давления; для обеспечения запроектированного уровня отбора газа в случае необходимости бурятся единичные ОЭС;
• опережающее эксплуатационное бурение — высокопродуктивные зоны эксплуатационного разбуривания крупных и уникальных залежей доразведываются опережающими эксплуатационными скважинами, сгущение за их счет сетки разведочных скважин производится в зависимости от характера изменчивости параметров неоднородности и продуктивности.

При разведке газовых месторождений (залежей) и подготовке их к разработке должно быть обеспечено следующее:

1. доказано (геологическими данными, пробной или опытно-промышленной эксплуатацией, газодинамическими и технико-экономическими расчетами) наличие или отсутствие нефтяной оторочки промышленного значения и при наличии оторочки установлены условия ее эксплуатации;
2. проведены полноценные опробования и исследования по нескольким скважинам с целью получения основных параметров залежи;
3. установлены характерные структурные и геометрические особенности строения залежи;
4. определены основные параметры коллекторов, достаточно полно характеризующие горизонты как по разрезу, так и по площади;
5. выяснены гидрогеологические условия и возможное влияние водонапорной системы на режим разработки залежей;
6. определено положение контактов (контуров) газовых и газонефтяных залежей;
7. определены состав газа, количество конденсата и других сопутствующих компонентов;
8. выявлены все (основные по запасам) залежи в разрезе.

Особое место среди  ускоренных методов занимает разведка газовых месторождений с применением  опытно-промышленной эксплуатации, которая  позволяет с меньшими затратами  на разведочное бурение получить необходимые и в большинстве  случаев более достоверные данные для составления проекта разработки этих месторождений при одновременном отборе газа из них и подаче его потребителям. Последнее обстоятельство особенно важно для газодобывающих районов, где действующие месторождения не обеспечивают необходимой подачи газа потребителю. В этих случаях ввод газовых месторождений в опытно-промышленную эксплуатацию осуществляется на ранних стадиях их разведки, причем для небольших залежей или линз он может быть оправдан даже при наличии только одной разведочной скважины, давшей промышленный приток газа.

Способы ускорения  разведки, применимые для всех групп  газовых месторождений

Разведка газовых залежей  должна вестись с учетом условий  их формирования, определяющих степень  заполнения ловушки газом. Под абсолютными  газоупорами, которыми являются выдержанныеы толщи солей, а также ангидрита (на определенной глубине), под выдержанными мощными толщами глин, обладающими  хорошими газоупорными свойствами, следует  ожидать заполнение ловушек газом  до замка при любой высоте. При  менее надежных покрышках ловушки  могут быть заполнены до замка  при малой высоте, но при большой  их высоте следует ожидать, что они  не будут заполнены полностью.

Сказанное хорошо подтверждается практикой во всех газоносных районах, и это следует учитывать при  определении положения газоводяного контакта и установлении контура  газовых залежей.

В чисто карбонатных породах  не может быть сколько-нибудь выдержанных  газоупоров. Поэтому промышленная газовая  залежь в них мох образоваться лищь при перекрытии их другими газоупорными порода ми, которые и определяют степень заполнения ловушки, а значит и высотное положение ГВК.

Газовые залежи находятся  в гидродинамическом равновесии с окружающей их пластовой водой. Изучение этого равновесия дает возможность  определять высотное положение ГВК  по данным надежных замеров пластового давления воды и газа и смещение газовых или нефтяных залежей  при движении пластовой воды, которое  выражается в наклоне ГВК или  водонефтяного контакта (ВНК) в сторону  наименьшего напора воды.

Использование указанных  возможностей при разведке газовых  меcторождений может сильно удешевить  и ускорить ее проведение.

При разведке пластовых газовых  залежей очень часто первые скважины не вскрывают ГВК, но при этом уже  есть скважины, вскрывшие пластовую  воду за контуром залежи.

Наряду с использованием замеров напора воды в скважинах  пробуренных на месторождении или  в непосредственной близости от него, важно изучать и региональную гидрогеологию, так как при отсутствии сведений о напоре воды, полученных в районе разведываемого месторождения, можно по региональному изменению этого напора определять направление и характер возможного смещения залежей газа и нефти.

Так, при вскрытии несколькими  разведочными скважинами залежи газа в нижнепермских и каменноугольных  карбонатных отложениях Оренбургского  газоконденсатного месторождения  высотное положение ГВК оставалось неизвестным. Напор воды рассматриваемых  продуктивных отложений в районе этого месторождения был оценен по данным региональной гидрогеологии, на основании чего было рассчитано ориентировочное высотное положение  ГВК на отметке около —1800 м. Разведка залежи была ориентирована на вскрытие рассчитанного контакта, причем оказалось, что в действительности он находится  на отметке —1756 м. Таким образом, оценка высотного положения ГВК с использованием данных региональной гидрогеологии существенно помогла правильно ориентировать разведку рассматриваемой залежи.

Разработка газовых залежей  проводится без законтурного заводнения и с расстановкой эксплуатационных скважин преимущественно в более высоких частях залежей в значительном удалении от контура. Запасы газа в приконтурной части залежи обычно составляют малую долю всех ее запасов. Это позволяет проводить разведку залежей без детального их оконтуривания, за исключением случаев, когда локальная структура недостаточно четко выявляется геологопоисковыми работами и ГВК имеет наклон или когда под газовой залежью может находиться нефтяная оторочка промышленного значения.