Технология поисковых работ месторождения нефти

Таблица 2. Классификация  залежей по типу экрана

По  значениям рабочих дебитов выделяется четыре класса залежей: высокодебитная, среднедебитная, малодебитная, непромышленная. В данной классификации пределы  значений дебитов нефтяных и газовых  залежей разнятся на одни порядок. Это  обусловлено тем, что газовые  залежи обычно разведываются и эксплуатируются  более редкой сеткой скважин.

По  типу коллектора выделяется семь классов  залежей: трещинный, кавернозный, поровый, трещинно-поровый, трещинно-кавернозный, кавернозно-поровый и трещинно-кавернозно-поровый. Для некоторых газовых и газоконденсатных шапок, нефтяных залежей, газовых и  газоконденсатных залежей следует  учитывать наличие в порах, кавернах и трещинах неизвлекаемой нефти, которая уменьшает объем пустот залежи и должна учитываться при  подсчете запасов нефти и газа.

Данная  классификация является неполной, но она учитывает наиболее важные параметры, необходимые для выбора методики разведки и оптимальной технологической  схемы эксплуатации.

3.Проблемы  при разведке месторождений нефти  и газа.

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 поверхности 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 состоим  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» 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 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  выхолила на поверхность земли. На количество таких мест ограничено. В конце  прошлого века был разработан новый  перспективный способ поиска. Бурение  стали вести на прямой, соединяющий  две скважины, уже дающие нефть.

В новых районах поиск месторождений  нефти и газа велся практически  вслепую, шарахаясь из стороны в  сторону. Понятно, что так не могло  долго продолжаться, ведь бурение  каждой скважины стоит тысяч долларов. Поэтому остро встал вопрос о  том, где бурить скважины, чтобы безошибочно  находить нефть и газ.

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

Поисковые работы на нефть и газ осуществляются последовательно от регионального  этапа к поисковому и далее - разведочному. Каждый этап подразделяется на две  стадии, на которых осуществляют большой  комплекс работ, выполняемых специалистами  разног профиля: геологами, буровиками, геофизиками, гидродинамиками и  др.

Среди геологических исследований и работ  большое место занимает бурение  скважин, их опробование, отбор керна  и его изучение, отбор проб нефти, газа и воды и их изучении и др.

Назначение  буровых скважин при поисково-разведочных  работах на нефть и газ различно. На региональном этапе бурят опорные  и параметрические скважины.

Опорные скважины бурятся в слабоизученных территориях для изучения геологического строения и перспектив нефтегазоносности. По данным опорных скважин выявляются крупные структурные элементы и  разрез земной коры, изучаются геологическая  история и условия возможного нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Опорные скважины закладываются, как  правило, до фундамента или до технически возможной глубины и в благоприятных  сткруктурных условиях (на сводах и  других поднятиях). В опорных скважинах  отбирается керн и шлам по всему  разрезу отложений, проводится полный комплекс промыслово-геофизических исследований скважин (ГИС), опробование перспективных горизонтов и др.

Параметрические скважины бурятся в целях изучения геологического строения, перспектив нефтегазоносности и определения  параметров физических свойств пластов  для боле эффективной интерпретации  геофизических исследований. Они  закладываются на локальных поднятиях  по профилям для регионального изучения крупных структурных элементов. Глубина скважин, как и для  опорных выбирается до фундамента или, в случае невозможности его достижения (как, например, в Прикаспии), до технически возможной.

Поисковые скважины бурятся с целью открытия скоплений нефти и газа на подготовленной геологическими и геофизическими методами площади. Поисковыми считаются все  скважины, пробуренные на поисковой  площади до получения промышленного  притока нефти или газа. Разрезы  поисковых скважин детально изучаются (отбор керна, ГИС, опробование, отбор  проб флюидов и др.)

Глубина поисковых скважин соответствует  глубине залегания самого нижнего  перспективного горизонта и в  зависимости от геологического строения разных регионов и с учетом технических  условий бурения колеблется от 1,5-2 до 4,5-5,5 км и более.

Разведочные скважины бурятся с целью оценки запасов открытых залежей и местоскоплений. По данным разведочных скважин определяется конфигурация залежей нефти и  газа, и рассчитываются параметры  продуктивных пластов и залежей, определяется положение ВНК, ГНК, ГВК. На основании разведочных скважин  делается подсчет запасов нефти  и газа на открытых местоскоплениях. В разведочных скважинах проводится большой комплекс исследований, включая  отбор и исследование керна, отбор  проб флюидов и исследование их в  лабораториях, опробование пластов  в процессе бурения и испытание  их после окончания бурения, ГИС  и др.

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 спряжено  со значительно большими затратами,  чем при бурении на меньшую  глубину.

2. В последние годы возникли  более сложные условия для  проведения бурових 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  горизонтальних 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.