Нефтегазопромысловая геология как наука, ее цели, задачи, средства изучения

1 Нефтегазопромысловая геология как наука, ее цели, задачи, средства изучения

Нефтегазопромысловая  геология – это отрасль геологической  науки, занимающаяся детальным изучением  залежей и месторождений нефти  и газа в их естественном первоначальном состоянии, а также и в процессе разработки в целях обеспечения максимального извлечения из недр нефти и газа.

В нефтегазопромысловой геологии объектом изучения служат не техника добычи, транспорта или переработки углеводородного сырья, которые изучаются на специальных курсах, а особенности строения нефтяных и газовых залежей и геологические процессы, происходящие в недрах при их разработке.

Залежь, подготовленная к разработке после окончания  разведочного этапа, представляет собой природный геологический объект, находящийся в статическом состоянии, т. е. обладает определенной формой, размерами, свойствами пород и флюидов, постоянным давлением и температурой.

Залежь, введенная в  разработку, представляет собой динамическую систему, т.к. с началом эксплуатации начинаются процессы движения нефти, газа и воды к забоям добывающих скважин и от забоев нагнетательных скважин. Тем самым геологический объект начинает испытывать техногенное воздействие, зависящее от размещения эксплуатационных скважин, поддержания определенных забойных давлений, дебитов скважин и др.

Сочетание геологической и технической составляющих образуют неразрывное целое – геолого – технический комплекс, сокращенно – ГТК.

Нефтегазопромысловая  геология занимается изучением процессов, происходящих в залежи при ее разработке, таких как характера движения флюидов в пласте, изменения пластового давления в залежи, особенностей вытеснения нефти водой из коллектора, текущих и конечных коэффициентов нефтеотдачи.

Таким образом, в комплексе  ГТК геолого – промысловая  составляющая играет определяющую роль, в то время как техническая составляющая комплекса является зависимой. Это означает, что только геологическое строение залежи обуславливает все технические и технологические параметры разработки, такие как система размещения скважин, методы заводнения пластов, структура сбора и транспорта нефти и другие.

В конечном счете, задачей ГТК является достижение максимального извлечения углеводородов из пласта с применением новейших достижений науки и техники при минимальных затратах денежных средств.

1. Цели и задачи нефтегазопромысловой геологии

     Основной целью НГПГ является обоснование наиболее эффективных способов добычи нефти и газа при обеспечении рационального использования экономического ресурса, охраны недр и окружающей среды.

Задачами, решаемыми нефтегазопромысловой геологией, являются:

1. Изучение внешних форм залежей, т.е. структурных планов кровли и подошвы пластов, стратиграфических и дизъюнктивных осложнений, границ залежей, водонефтяных, газонефтяных и газоводяных контактов (ВНК, ГНК, ГВК).
2. Изучение внутреннего строения залежей, пород – коллекторов, их фильтрационных и емкостных свойств (ФЕС).
3. Изучение свойств пластовых флюидов.Изучение энергетических характеристик залежей нефти и газа, определение природного режима (водонапорный, газонапорный, растворенного газа и др.).
4. Обоснование величины и степени изученности запасов углеводородов.
5. Выделение эксплуатационных объектов.
6. Обоснование системы разработки (размещения эксплуатационных скважин, вида заводнения и др.).
7. Контроль за динамикой добычи нефти, процессом обводнения продукции.
8. Контроль за закачкой воды в залежь и характером обводнения продуктивных пластов.
9. Контроль за пластовым давлением в залежи и температурой.
10. Контроль за охватом залежи процессом вытеснения нефти водой.
11. Регулирование процесса разработки, т. е воздействие человека на ход разработки с целью его оптимизации.
12. Решение вопросов охраны недр и окружающей среды.

2. Методы получения информации

1. Лабораторное изучение керна, шлама, нефти, газа и воды с помощью специальных приборов. Это основной источник прямой информации о геолого – физических свойствах пород и физико – химических свойствах углеводородов и пластовой воды. При этом следует иметь в виду и учитывать, что свойства пород и флюидов в поверхностных условиях отличаются, иногда существенно, от их свойств в пластовых условиях, где они находятся при огромных пластовых давлениях и высокой температуре.
2. Исследование скважин геофизическими методами (ГИС), которые решают следующие задачи:

1. изучение геологических разрезов в скважинах;
2. изучение технического состояния скважин;
3. контроль за изменением характера нефтегазонасыщенности пластов в процессе разработки.

В результате применения геофизических исследований производится:

1. детальное расчленение разреза с выделением геофизических и геологических реперов;
2. выделение в разрезе пластов – коллекторов, определение их толщины и емкостных свойств (пористости, нефтенасыщенности, глинистости и др.);
3. определение характера насыщения пород – коллекторов нефтью, газом или водой.
4. для изучения технического состояния скважин применяется инклинометрия, кавернометрия, цементометрия, притокометрия и ряд других методов.

Контроль за изменением характера насыщения пород в  процессе разработки осуществляется радиоактивными и другими методами.

1.2.3 Гидродинамические  методы

Эти методы позволяют  установить внутрипластовые связи  залежи с законтурной областью, выявить  гидродинамические (литологические, дизъюнктивные) экраны, межскважинные и межблоковые  связи в продуктивных пластах.

Применяются три основных метода гидродинамических исследований:

1. метод установившихся отборов (стационарный метод);
2. метод восстановления давления (или уровня) в скважине;
3. метод межскважинного гидропрослушивания.

1.2.4 Наблюдение за работой добывающих и нагнетательных скважин

Это один из главных методов  получения информации о процессах, происходящих в залежи при разработке. Здесь фиксируются данные об изменении  дебитов скважин, их приемистости, обводненности  продукции, химическом составе вод, нефти и газа, динамики пластового давления и температуры. Эта информация служит основой для контроля и регулирования разработки.

1.3 Методы анализа  и обобщения исходной информации

Основным методом обобщения  эмпирического материала в нефтегазопромысловой геологии служит метод моделирования.

Моделирование бывает материальным и мысленным. Первое предполагает построение зримых и осязаемых моделей (самолет, станок, какой – либо аппарат  и т.д.).

Второй тип моделирования, используемый в нефтегазопромысловой геологии, предполагает создание мысленных образов залежей и протекающих в них процессов при разработке.

Воплощаются мысленные образы по отрывочным данным в виде карт, профильных разрезов, различных графиков зависимости  параметров, в табличной форме и др. Эти модели выполняют две функции: описательную и предсказательную.

В нефтегазопромысловой геологии широко применяются два  вида мысленного моделирования –  графический и математический.

1.3.1 Графическое моделирование включает построение детальных корреляционных схем, профильных разрезов, карт в изолиниях, блок – диаграмм, графиков зависимостей и др.

Корреляционная схема – это сопоставление разрезов скважин, выделение однотипных и одновозрастных пород, горизонтов и толщ, их детальная корреляция, позволяющая установить последовательность залегания пород. На основании схем корреляции строятся детальные профильные разрезы, в том числе по продуктивным интервалам, структурные карты, карты толщин пластов, определяются отметки водо – газо – водяных разделов.

Геологические профильные разрезы – это вертикальные сечения отложений, используемые для изображения геологического строения залежей и условий их залегания.

Карты в изолиниях – это графическое изображение пространственных форм различных структурных поверхностей (структурные карты), а также изменения различных свойств нефтегазоносных пород по площади (карты изопахит, карты коллекторов различной емкости и проницаемости, карты пластовых и забойных давлений, температур и др.).

Блок – диаграммы -  объемное изображение элементов залежи.

Графики зависимости и  графики изменения во времени различных параметров – дебитов, давления, числа скважин, текущих и накопленных отборов нефти, газа, жидкости и др.

1.3.2 Математическое моделирование позволяет с помощью уравнений теории вероятностей, подземной гидродинамики и гидромеханики осуществить предсказательную функцию моделей. Они дают возможность предсказать сроки начала обводнения скважин и характер изменения пластового давления, сроки перехода с фонтанного способа добычи на механизированный, прогнозировать величину конечного коэффициента извлечения нефти (газа). Таким образом, математическое моделирование позволяет описать весь ход процесса разработки от начала до завершающего его этапа.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Цели и задачи нефтегазопромысловой геологии.
2. Методы получения геологической информации.
3. Методы анализа и обобщения исходной геологической информации.
4. Виды моделирования геологических объектов.