Развитие геологоразведочных работ на нефть и газ

Промышленная добыча нефти потребовала разработки не только эмпирических, но и теоретических основ поиска новых месторождений. В начальный период нефтедобычи технические возможности нефтепромышленников позволяли вести поиск только близко расположенных к земной поверхности залежей (первые сотни метров), а успехи бурения обуславливались заложением скважин в пределах участков, нефтеносность которых была уже доказана многочисленными выходами нефти на поверхность (Апшерон, Грозный, Северный Сахалин, и т.д.). Эти, в принципе, эмпирические правила впоследствии заложили основу разработки теоретических основ поиска и разведки нефтяных и газовых залежей.

В конце XIX века при определении места заложения скважин действовал принцип: «закладывать выработку рядом с выходом нефти на поверхность» так как поверхностные выходы нефти однозначно доказывали ее присутствия в недрах. Считалось, что основная залежь должна находиться непосредственно под выходами нефти на дневную поверхность. Со временем появились новые эмпирические правила, учитывающие наличие нефтепроявлений в уже имеющихся скважинах. Правила поиска новых объектов в этих условиях обусловили заложение скважин по «нефтяной линии» – по прямой, соединяющей 2 продуктивные скважины, а также путем обуривания продуктивной скважины - «центробежный» принцип»- с все большим удалением от нее по радиусам. Кстати, роль поверхностных нефте- и газопроявлений в качестве прямых поисковых критериев сохраняется и в XXI столетии.

История сохранила много курьезных случаев касающихся методики

заложения поисковых скважин. Так скважина на Апшероне, заданная наугад, в 1869 г. неожиданно начала фонтанировать. Буровики испугались и пытались забросать ее камнями. Заподозрили нечистую силу, вызвали начальство, заказали молебен, поставили рядом со скважиной крест и т.д.

В 1908 году во многих нефтяных фирмах появился «волшебный» жезл. Как утверждал его изобретатель, жезл поднимается на различный угол в зависимости от наличия воды, нефти, угля или руды. Многие фирмы отказались от услуг геологов, обращались к шарлатану. Тот естественно с удовольствием определял точки заложения скважин.

В это же время появился метод заложения скважины «на удачу» вне пределов выходов нефти на поверхность - метод «дикой кошки» (термин сохранился до наших дней – так сегодня называют заложение первой скважины на новой площади, даже когда заложение скважины проведено с достаточным геологическим обоснованием).

Э.А.Бакиров приводит [1] описание метода «дикой кошки» английским геологом К.Крэгом (1923 г.) : «…для выбора места съехались заведующие бурением и управляющие промыслами… . Однако с обычной в таких случаях осторожностью никто не решился указать точку, где следовало начать бурение. Тогда один из присутствующих сказал, указывая на кружившуюся над нами ворону: «Давайте, господа, если вам все равно, начнем бурить там, где сядет эта ворона». Предложение было принято… . Скважина оказалась необыкновенно удачной… . Если бы ворона пролетела на сотню ярдов дальше к востоку, то не было бы никакой надежды встретить нефть».

Истощение залежей, расположенных близко к поверхности, обусловило рост затрат на поиск новых, что явилось причиной организации в нефтяных компаниях к концу XIX века геологической службы. К этому времени относится поиск новых нефтяных объектов на основании «поисковых» критериев привнесенных из рудничной геологии, что зачастую мало чем отличалось от метода «дикой кошки». К этому же времени относятся первые попытки связать местонахождение продуктивных залежей с геолого-структурными особенностями разреза.

Результативность поиска месторождений, приуроченных к антиклинальным структурам, обусловила в начале XX столетия необходимость проведения геологической съемки и, соответственно, развитие геологической службы. В результате наступил период, когда перспективы площади оценивались только по данным геологической съемки. Эмпирические критерии поиска сменились антиклинальной теорией залегания нефти и газа. Усилилась роль геологической службы. К началу столетия можно приурочить и первые шаги в методологии поисково-разведочного процесса. Так поиски подразумевали поиск антиклинальных структур, а разведка, соответственно, опробование бурением данных структур.

Методика поисковых работ в начале ХХ столетия сводилась к следующему:

- после геологической съемки в своде или вблизи свода антиклинальной складки забуривалась первая скважина (при несимметричной складке скважина располагалась на пологом крыле);

- вторая и последующие скважины (если первая оказалась продуктивной) забуривалась с целью выявления размеров нефтеносной площади на крыльях складки.

В этот период разведка выявленных залежей производилась с помощью эксплуатационных скважин. При этом разведка залежей (их оконтуривание, оценка запасов и т.д.) продолжалась в течение всего периода эксплуатации месторождения, т.е. шло совмещение процессов разведки и эксплуатации. Такой принцип постепенного изучения залежей по мере их освоения характерен для частной собственности на недра или долгосрочной их аренды (был широко развит в России до 1918 г)., сохранился до наших дней в США и ряде других стран и начинает развиваться в России уже в наше время.

Следует отметить, что уже в это время – время поиска антиклинальных структур выходящих на дневную поверхность, отечественные геологи открыли наличие залежей в антиклинальных структурах не выходящих на дневную поверхность (Н. И. Стрижов, 1913 г.), а также в неструктурных ловушках (И. М. Губкин, 1913 г.).

Геологическая съемка оставалась ведущим средством подготовки поисковых площадей к бурению в течение полувека до тех пор, пока объектами поисков были антиклинальные складки как выходящие на дневную поверхность, так и скрытые под согласно перекрывающими породами, что позволяло определить тектонические особенности исследуемой территории.

Во второй половине ХХ столетия, когда фонд близкорасположенных к дневной поверхности структурных ловушек был исчерпан, геологическая съемка практически прекратилась. Сегодня мы наблюдаем финансирование региональных геологосъемочных работ только под конкретный проект: детальное изучение какого-либо рудного узла, в редком случае изучение конкретной территории в пределах транспортных (трубопроводный, ж/дорожный, а/дорожный) коридоров.

В это время основными объектами работ стали, наряду с погребенными антиклинальными ловушками, примыкающие к ним неструктурные ловушки, строение которых не отражено в несогласно перекрывающих их отложениях обнажающихся на дневной поверхности.

Методика работ в середине 50-х годов прошлого столетия была принята следующей: на хорошо закартированной, ненарушенной дезъюнктивами территории, учитывая не симметричность складки, для выявления залежи бурились 3 скважины, располагающиеся на сводовом поперечном профиле, иногда под некоторым к нему углом. В дальнейшем бурились (в крест) еще 2 переклинальные скважины, последующие (уже разведочные) скважины бурились по профилям в крест длинной оси складки. С расширением работ на погребенных антиклиналях главным критерием, наряду с доказанной нефтегазоносностью складки (при бурении), стало наличие отложений с доказанной нефтегазоносностью на уже открытых в районе месторождениях.

Наряду с поиском погребенных резервуаров, новое направление получили прямые поиски. Предложенные В.А.Соколовым и М. Г. Гуревичем геохимические методы (газовая съемка) в 30-е годы с переменным успехом используются и до настоящего времени.

Были разработаны приборы, методики и аппаратурное обеспечение регистрации в поверхностных условиях метана и более тяжелых углеводородов. Газовые геохимические исследования стали проводить при изучении керна и шлама, а главное при проводке скважины (газовый каротаж). В основу любой методики закладывался дистанционный поиск потенциальных резервуаров нефти (газа): антиклинальная складка, локальное поднятие, погребенный риф и т.д. В арсенал средств подготовки перспективных структур к поисковому бурению начали входить комплексы методов (гравиразведка плюс сейсморазведка, гравиразведка плюс структурное бурение, геологическая съемка плюс структурное бурение). Широко стали использоваться возможности аэрофотосъемки.

Усложнение исследуемых объектов и необходимость выхода на более глубокие горизонты, привело к появлению вращательного разведочного бурения, которое вытеснило ударное и дало возможность увеличить глубину скважин для изучения погребенных толщ.

Для сокращения затрат на бурение с 1915 г. в США, а затем в других странах, стали использовать геофизическую съемку – картирование погребенного палеорельефа с помощью геофизики.

Таким образом, к 20-м годам прошлого столетия сформировалась основа методики разведки в нефтяной геологии – геолого-геофизическая съемка площадей плюс разбуривание перспективных участков.

В конце 20-х годов в России, в связи с возрастанием работ в закрытых антиклиналях, а также учитывая плановый характер экономики страны в целом, поиски и частично разведка залежей были отделены от собственно эксплуатации. Появилось разделение скважин на поисковые, разведочные и эксплуатационные. Эксплуатационное бурение было оставлено только на уже выявленных месторождениях. Кроме того, решение структурных задач было возложено на скважины мелкого разведочного бурения – структурные (до 100 м), картирование на еще более мелкие скважины, глубиной до 30-50 м.

Новый геофизический метод исследования – каротаж скважин (сначала появился электрический каротаж, потом и другие виды) позволил ускорить процесс изучения скважины: сократил прямые методы изучения разреза (керн, шлам), повысил скорость проходки скважин. Развитие методической основы изучения разреза дало возможность технического решения проблем бурения на большие глубины, в результате чего быстро увеличилась глубина скважин.

К 30-50 годам относится и рост применения методов ГИС, что позволило удешевить бурение за счет уменьшения отбора керна, с другой стороны повысить информативность скважин и скорость аналитических корреляций разрезов.

Со второй половины 40-х годов (после II мировой войны) резко усилились планомерные поисковые работы на новых территориях. В СССР – это Западная, Восточная Сибирь, Средняя Азия, Казахстан; за рубежом – север Европы, Северная Америка, Африка, акватории океанических и морских шельфов. При выходе на новые территории в СССР широкое распространение получило, наряду с региональными геофизическими работами, бурение опорных и параметрических скважин. Назначение первых – детальное изучение нового разреза, в т.ч. путем сплошного отбора керна, вторых – уточнение отдельных интервалов разреза (горизонтов). Обобщение полученных материалов позволило провести геологическое районирование и вскрыть зоны перспективные для открытия месторождений.

Во второй половине столетия в условиях истощения фонда объектов выявляемых геологической съемкой сокращается ее роль, в т.ч. структурного бурения, и на первое место в подготовке площадей к поиску залежей выходит сейсморазведка. Первоначально сейсмика (МОВ) давала сравнительно нечеткие данные по рельефу палеогоризонтов и на поисковые и разведочные скважин возлагались задачи, выполняемые ранее структурным бурением. Это потребовало увеличения числа оконтуривающих скважин и, соответственно, увеличение сроков разведки. В этих условиях, для ускорения ввода залежей в разработку, их разведку стали вести как бурением оконтуривающих скважин, так и скважин заведомо внутриконтурных названых оценочными (в дальнейшем всех их стали называть разведочными). В конце 50-х получила признание методика ускоренной разведки газовых объектов основанная на расчетном способе определения ГВК и оценки запасов по падению давления. С 50-х широко стали применяться аэро- а с 70-х годов космосъемки, появились новые модификации МОВ (ОГГ), каротажа, увеличились ГРР в акваториях, внутри морей и на океаническом шельфе.

С 70-х годов основное направление поисков было ориентировано на поиск глубокозалегающих антиклинальных структур (> 5 км), а также на поиск неантиклинальных ловушек на меньших глубинах.

Несмотря на то, что в настоящее время сравнительно четко определены зоны, благоприятные для таких залежей, выяснена роль гидродинамической обстановки в недрах, эффективной методики поиска таких залежей пока нет. Поэтому вновь усилились работы по поиску прямых методов поиска месторождений нефти и газа. Большие надежды в этом плане в последнее время возлагаются на развитие геофизических методов поисков.

При общем обзоре методических подходов к поискам и разведке месторождений УВ-сырья следует отметить, что после 50-х годов принципы: «от известного к неизвестному» и «от общего к частному» были заменены на поиск новых нефтегазоносных районов, комплексов. Эта новая методология потребовала создания планомерной сети опорных геолого-геофизических разрезов, заверенных сетью опорных скважин со 100 % отбором керна и широким комплексом геологических, геохимических, гидрогеологических и геофизических исследований.

Скважины задавались по материалам крупномасштабной геологической съемки, увязывались рекогносцировочными сейсмическими профилями. В 1958 г. был создан Межведомственный координационный совет, осуществляющий руководство структурным бурением.

Такой подход к поисково-разведочному процессу обусловил необходимость проведения его по этапам. Первоначально выделялись поисковые и разведочные работы. Первые подразделялись на этапы:

- рекогносцировочный;

- региональные поиски;

- детальные поиски.

Разведочные работы включали в себя этапы:

- предварительной разведки;

- детальной разведки.

После накопления определенного опыта, получения положительных

результатов указанная стадийность была в 1963 г. утверждена Госгеолкомом СССР.

Важным элементом новой методологии явилась систематическая количественная оценка и переоценка прогнозных ресурсов, как по отдельным крупным регионам, так и по стране в целом. Это позволило не только планировать поисково-разведочные работы, но и определять стратегию капиталовложений и создания соответствующей инфраструктуры в отдельных регионах страны.

Со временем структура этапности совершенствовалась. В 1983 г. было принято «Положение об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть и газ». В настоящее время действует утвержденное приказом Министра МПР России № 126 от 07.02.01 г. «Временное положение об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть и газ».

Вопросы для самопроверки

1. Где находила применение нефть в доисторический период?

2. К какому времени относятся первые письменные документальные

упоминания о находках нефти в России?

3. Область использования нефти в XVI-XVIII веках?

4. Начало промышленной добычи в России и в мире?

5. Доля России в мировой добыче нефти на рубеже XIX и XX веков?

6. Три периода промышленной добычи нефти и газа в России?

7. Техника и технология добычных работ?

8. Уровень добычи нефти по России и в мире на рубеже XX и XXI

веков?

9. Уровень добычи газа по России и в мире на рубеже XX и XXI

веков?

10. Цена нефти и газа на внешнем и внутреннем рынках?

11. Поиск нефтяных залежей в начальный период развития добычи?

12. Методика поиска нефтяных залежей в начале XX столетия?

13. Методика поиска нефтяных и газовых залежей во второй

половине XX столетия?

14. Основные методы геологоразведочных работ на нефть и газ и

динамика их развития?

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 412; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!