Методы поисково-разведочных работ на нефть и газ

                     МЕТОДЫ ПОИСКОВО- РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ

 

В процессе геологоразведки на нефть и газ используются в комплексе различные методы исследований: геологические, геохимические, геофизические, буровые и другие. Здесь они описываются последовательно, хотя самом деле, при геологическом изучении недр они применяются комплексно, а тот, или иной метод доминирует в зависимости от особенностей территории, целей и масштаба работ.

 

 

1.Геологическое картирование.

 

Геологическое картирование (геологическая съемка) включает:

- составление геологических карт (геологическую съемку);

- выделение перспективных площадей, поиски полезных ископаемых

и выявление закономерностей их размещения.

Для создания геологической карты геолог с молотком и компасом

изучает прежде всего дочетвертичные породы - определяет их состав и свойства, возраст, условия залегания. Особое внимание уделяется геологическим границам. В результате строится геологическая карта как выходящих на поверхность отложений, так и скрытых на ту, или иную глубину; геологический разрез, составляется геологическое описание. Кроме того, создаются и иные карты геологического содержания, характеризующие другие особенности геологии района – карты четвертичных отложений, тектоническую, гидрогеологическую, полезных ископаемых и перспектив полезных ископаемых. При прогнозировании нефтегазоносности недр принимаются во внимание следующие критерии нефтегазоносности:

     1. Компенсированное длительное и устойчивое во времени погружение значительных территорий.

     2. Толщина осадочного разреза имеет мощность более 1000 м.

     3. Отсутствие или слабое проявление магматизма.

     4. Отсутствие или слабое проявление регионального метаморфизма

(метаморфизм - фактор, снижающий пористость горных пород).

     5. Наличие ловушек.

     6. Периодические изменения режима регионального погружения,   следствием которых является смена состава осадков и чередование по разрезу и в плане пород-коллекторов и пород-покрышек;

     7. Наличие крупных глубинных разломов в центральной части бассейна;

     8. Наличие развитой сети трещиноватости;

     9. Наличие в разрезе нефтематеринских свит;

     10. Наличие полевых признаков нефтегазоносности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полевые признаки нефтегазоносности:

 

 

Прямые признаки	Косвенные признаки
	Вероятные следы воздействия нефти на породы	Возможные спутники нефти и продукты их изменения
Жидкая и вторично рассеянная нефть и пропитанные ею породы. Мальты, асфальты, киры, кериты и битуминозные породы, озокерит. Нафтеновые кислоты Углеводородные газы с гомологами метана	Биогенная сера. Сероводород. Бессульфатность вод. Изменение окраски пород с красноватых тонов на зеленоватые, в результате восстановительных процессов, связанных с окислением нефти	Повышенное содержание йода в водах. Метановый газ со следами гомологов метана

 

 

 

       Если в стратиграфическом разрезе на территории находят потенциально нефтегазоносные пласты-коллекторы, то ищут и изучают структуры, которые могут способствовать созданию ловушек. К ним относятся следующие геологические тела.

      - Крупные антиклинальные поднятия с отдельными локальными антиклиналями, флексурами и структурными носами на крыльях. - Склоны тектонических поднятий с несогласиями в потенциально нефтегазоносных горизонтах и перекрывающих их отложениях, экранирующие потенциально нефтегазоносный горизонт поверхности разломов.

      - Поднятия типа соляных куполов и грязевых вулканов.

 

 

 

2.Аэрокосмические методы.

 

       Преимущество использования аэрокосмических методов в нефтегазовой геологии заключается в том, что благодаря естественной генерализации, картируемые тела предстают перед наблюдателем в их естественных границах и соотношениях Аэро- и космические изображения нашли широкое применение и в комплексе работ, связанных с нефтегазовым производством – от прогноза нефтегазоносности и поисков скоплений нефти и газа до контроля за окружающей средой в процессе разработки и транспортировки углеводородов. Наиболее отчетливо на космических снимках отображаются разломы, плохо обнаруживаемые другими методами. Чаще всего разломы фиксируются прямолинейными фрагментами рек и цепочек озер.

        Широкие возможности применения аэрокосмических методов в практике нефтегазопоисковых работ связаны с большой их результативностью при незначительных затратах труда и средств. Аэрокосмические методы позволяют точнее нацеливать более дорогостоящие геохимические, геофизические и буровые работы, сокращать их объем, ускорять время проведения геолого-структурной съемки.

 

3.Геохимические методы 

 

         Применение геохимических методов для поисков залежей нефти и газа обусловлены тем, что идеальных покрышек в природе не существует, и углеводороды и продукты их влияния на вышележащие горные породы из недр проникают на поверхность Земли и в приповерхностные части атмосферы.

        Инструментальная биогеохимическая съемка (ИБС) – один из видов глубинных геохимических поисков. Методика используется для поиска месторождений на закрытых территориях (перекрытых ледниковыми и другими аллохтонными отложениями, на заболоченных площадях). Доказанная глубина обнаружения метода для золоторудных, полиметаллических и хромитовых руд до 600 метров (теоретически до 1-2 км.), для углеводородных (УВ) залежей — 2.5 км (теоретически до 4 км). В комплексе с литогеохимическими, магнитометрическими и гаммаспектрометрическими методами (в зависимости от поставленных задач) ИБС является наиболее эффективным, из существующих, поисковым методом. Экспрессность метода позволяет проводить заверочные буровые или горные работы по итогам таких исследований в течение того же полевого сезона.

В практике нефтегазопоисковых работ геохимические работы проводятся для решения следующих задач:

Геохимические поиски, направленные на выявление приповерхностных аномалий, отражающих возможную продуктивность глубинных геоструктурных элементов.

Разноуровенный прогноз нефтегазоносности и выявление продуктивных пластов по результатам бурения поисково-разведочных скважин.

Ведущими в традиционном комплексе прямых геохимических поисков являются следующие виды.

        1. Газо-геохимические методы, основанные на поисках качественных и количественных аномалий углеводородных и неуглеводородных газов в породах (в почве, подпочвенных отложениях, водах, приземной и подземной атмосфере). В результате выделяются прямые и косвенные показатели нефтегазоносности недр. К прямым показателям относится обнаружение углеводородных газов - метана и его гомологов, а к косвенным – неуглеводородных компонентов - гелия, радона, ртути и др. Они фиксируют зоны повышенной проницаемости пород, разломов, очагов разгрузки подземных вод.

        2. Гидрогеохимические методы, основанные на изучении закономерностей изменения солевого, компонентного, микроэлементного и газового состава вод в зонах массопереноса углеводородов.

        3.Биогеохимические основываются на явлениях биохимического взаимодействия живого вещества и углеводородов. В результате регистрируются культуры бактерий, избирательно окисляющих метан и его гомологи в почвах и подпочвенных образованиях.

       4. Литогеохимические методы включают три вида съемок – литохимические, минералогические, литофизические. В основе методов лежат факт изменения физико-химических свойств пород под воздействием мигрирующих углеводородов.

При исследованиях в скважинах применяются:

          Газовый каротаж, основанный на определении содержания и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости. Газы из бурового раствора выделяются вакуумной дегазацией. -

Анализ выделенных газов, а также анализ образцов керна и шлама.

Распространенность геохимических методов для прогноза и поисков углеводородов связана с их сравнительно низкой стоимостью и оперативностью применения. Также именно геохимические методы позволяют говорить о наличии в недрах скоплений углеводородов.

 

 

 

4.Геофизические методы.

 

         В настоящее время основные сведения о недрах мы получаем косвенным путем, на основании дистанционного изучения физических свойств Земли и ее частей. Они получили название геофизических, а сама наука - геофизики. Геофизические методы используют гравитационное, электрическое, магнитное, электромагнитное поля.

 

      Классификация геофизических наук по областям исследований

 

Раздел геофизики		Предмет и главные задачи исследований
Общая геофизика литосферы (физика Земли)		Строение Земли в целом.
Прикладная геофизика	Разведочная (полевая) геофизика.	Изучение строения литосферы для поисков и разведки полезных ископаемых.
	Геофизические исследования скважин (ГИС, промысловая геофизика, каротаж).	Расчленение разреза. Определение глубины залегания и толщины пластов. Корреляция разрезов отдельных скважин. Выделение коллекторов нефти и газа, Оценка нефте- и газонасыщенности пластов.

 

 

 

      Геофизика широко используется для решения практических задач в области инженерной геологии и в других областях.

 

 

        Основные методы разведочной геофизики

 

Физическое поле	Физическое свойство	Метод и его разновидности	Измеряемый параметр
Гравитационное	Плотность (p), пористость (kn)	Гравиметрическая разведка	Ускорение притяжения и вторые производные потенциала притяжения
Магнитное	Магнитная восприимчивость (k). Остаточное намагничивание (Jr)	Магнитная разведка	Модуль полного вектора магнитного поля, компонента напряженности магнитного поля
Электрического тока постоянного, или переменного	Электрическое (омическое) сопротивление (p)	Электропрофилирование Электрозондирование	Распределение потенциала электрического поля на земной поверхности и внутри скважин. Электрический и магнитный векторы переменного электромагнитного поля
Упругих (сейсмических) колебаний	Модуль Юнга (Е) Коэффициент Пуассона (S) Скорость распространения продольных упругих колебаний (V)	Cейсмологические исследования строения земной коры. Корреляционный метод изучения землетрясений (КМИЗ). Сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ), в т.ч. корреляционным (КМПВ). Сейсморазведка методом отраженных волн (МОВ) и др.	Время (сек) и скорость распространения отраженных и преломленных волн от пункта возбуждения, до пункта приема колебаний
Термическое	Теплопроводность Теплоемкость (C)	Съемка земной поверхности в инфракрасных лучах (10-20 мкм)	Радиационная температура
Электромагнитное	Радиоактивное излучение	Гамма - съемка,	Радиоактивность

 

    

 

 

 

 

         Гравитационные методы, гравиразведка. Физическая основа гравиразведки - способность различных по плотности горных пород создавать различные изменения в гравитационном поле.Важными достоинствами гравиразведки является ее относительная дешевизна и оперативность проведения.

       Магнитные методы (магниторазведка) основаны на различии в интенсивности намагничивания горных пород в магнитном поле, благодаря чему в окружающем их пространстве возникают магнитные аномалии (рис. (рис. 3.15.4). Магнитные свойства пород меняются и в толщах, перекрывающих залежь нефти в ее окрестностях под действием мигрирующих углеводородов. Это позволяет применять магниторазведку как прямой метод поисков нефти. Магниторазведка относится к числу рекогносцировочных, поисковых методов благодаря своей дешевизне и оперативности.

        Электрические методы (электроразведка) основаны на изучении аномалий распределения электрических характеристик недр.

        В настоящее время методы электроразведки применяют для решения широкого круга геологических задач, основные из которых следующие:

       - При региональых исследованиях - определение глубины залегания слоев повышенной проводимости в нижней части коры и верхней мантии, кристаллического фундамента, разломов в фундаменте и осадочном чехле, расчленение осадочного чехла, прослеживание зон выклинивания литологических комплексов;

       - При детальных работах - изучение рельефа поверхности фундамента, выделение и прогнозирование локальных структур в осадочном чехле, поиски подсолевых локальных структур, картирование надвигов и поднадвиговых структур, поиски рифов, стратиграфически и литологически экранированных ловушек.

      - Прямые поиски нефти как области с аномально высоким удельным     сопротивлением.

      Сейсмические методы, главная группа разведочной геофизики. Сейсмика изучает поле упругих сейсмических волн. При землетрясениях такие волны в течение 10-20 мин пронизывают всю планету. По выражению Б.Б.Голицына землетрясения являются «фонарем, освещающим внутреннее строение нашей планеты». Возникнув в очаге сейсмического возмущения упругие волны распространяются с определенной скоростью по всем направлениям путем упругих перемещений частиц среды. В целом распространение сейсмических волн описывается законами оптики - на границах раздела с изменениями скорости распространения упругие волны испытывают отражение и преломление, кроме того, их скорость в различных породах отличается. Поэтому наряду с прямыми волнами регистрируются волны отраженные и преломленные, которые прошли большее расстояние от источника возмущения. Величина запаздывания возмущения характеризует глубину залегания сейсмической границы.