Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения



Nbsp; 8. Литологические и стратиграфические объекты, контролирующие нефтегазонакопление Региональные элементы литологического и стратиграфического типов, аналогично геоструктурным элементам, контролируют размещение зон нефтегазонакопления, а локальные объекты – размещение отдельных местоскоплений и залежей в пределах зон нефтегазонакопления различного генетического типа. Подсистема региональных объектов Литологические элементы. Зоны регионального замещения коллекторов неколлекторами и регионального выклинивания коллекторов. Чаще всего они формируются в платформенных областях – на склонах региональных валоподобных и сводовых поднятий, а также в бортовых частях региональных впадин и прогибов; в складчатых и переходных областях – на бортовых частях межгорных впадин и на склонах антиклинориев. В указанных зонах главными факторами формирования зон нефтегазонакопления являются региональное изменение литологического состава и физических свойств продуктивных пластов и выклинивание их вверх по восстанию … слоев. Зоны песчаных образований вдоль прибрежных частей палеоморей. Их подразделяют на два подтипа: 1) приуроченные к погребенным прибрежным песчаным валоподобным образованиям – барам; 2) заключенные в погребенных песчаных прибрежно-дельтовых образованиях палеорек. Другой разновидностью элементов рассматриваемого типа являются погребенные песчаные прибрежно-дельтовые и русловые образования палеорек, с которыми связаны зоны нефтегазонакопления. Стратиграфические элементы. Формирование элементов этого класса обусловлено несогласным перекрытием отдельных литолого-стратиграфических комплексов более молодыми по возрасту, практически газонефтенепроницаемыми отложениями. Элементы данного типа могут быть подразделены на два подтипа, с которыми связаны зоны нефтегазонакопления, в том числе приуроченные к участкам: 1) региональных стратиграфических несогласий на платформенных поднятиях и моноклиналях и 2) развития вулканогенных пород, несогласно залегающих среди толщ осадочного генезиса. Литолого-стратиграфические элементы. В земной коре встречаются зоны нефтега-зонакопления, связанные с литолого-стратиграфическими элементами. В формировании таких зон в равной мере участвуют литологический и стратиграфический факторы. Региональное нефтегазонакопление в этих случаях бывает приурочено к зонам выклинивания отдельных литолого-стратиграфических комплексов, стратиграфически несогласно перекрытых практически газонефтенепроницаемыми отложениями более молодого возраста. Литолого-стратиграфические элементы подразделяются на два подтипа: 1) связанные с региональным выклиниванием и стратиграфическим срезанием коллекторов на склонах платформенных поднятий и бортах впадин; 2) связанные с региональным выклиниванием вблизи эродированных выступов кристаллического фундамента.                                                     Билет №1    

Принципы геологоразведочных работ

Несмотря на большое разнообразие месторождений полезных ископаемых, в основу геологоразведочных работ могут быть положены одни и те же принципы, поскольку геологоразведочный процесс осуществляется на определенном уровне развития производительных сил и имеет в конечном счете одну и ту же задачу: выявление в недрах промышленных запасов различных полезных ископаемых.

Исходя из этого, В. Крейтер сформулировал четыре основных принципа разведки:

последовательных приближений;

полноты исследований;

равной достоверности (равномерности);

наименьших затрат средств и времени.

Принцип последовательных приближений

Утверждает необходимость постепенного наращивания знаний об изучаемом месторождении по этапам и стадиям. Практически каждая новая разведочная выработка дает тот или иной «прирост» наших знаний, который должен быть учтен при проектировании и проходке следующей выработки. Этот принцип неизбежен во всем геологоразведочном процессе.

Хотя работа всегда строится с максимальным ускорением, необходимо соблюдение этапов и стадий, что подтверждается всем огромным опытом разведок во все времена и в особенности в настоящее время. Вслед за поисковой стадией следуют, сменяя друг друга предварительная, детальная и эксплуатационная стадии разведочного этапа. Необоснованное форсирование событий, например, производство детальных исследований до полного завершения предварительной разведки, чаще всего с неизбежностью приводит к крупным просчетам и дополнительным затратам.

Число стадий не пропорционально числу рабочих сезонов: иногда все стадии разведки (кроме эксплуатационной) проходят в один сезон, а иногда даже одна предварительная разведка требует нескольких лет.

С принципом последовательных приближений тесно связан другой, практически самостоятельный принцип геологического прогноза и его проверки. Проектирование каждой разведочной выработки основывается на геологическом прогнозе, и ее проходка или подтверждает (уточняет) прогноз, или заставляет вносить в него коррективы, или, наконец, требует перестройки выдвинутых представлений. Геологический прогноз и его проверка подтверждают необходимость следования принципу последовательных приближений.

Принцип полноты исследований

Требует не только решения основных задач разведки (определение качества и количества минерального сырья), но и получения всех данных, всей полноты информации, необходимой для проектирования и строительства горнорудного предприятия и наиболее рационального использования сырья. Конкретные требования принципа полноты исследований выражаются в следующем.

Необходимо полное пересечение разведочными выработками рудного тела, рудоносной зоны на всю мощность. Это особенно важно в тех случаях, когда рудная зона включает несколько рудных тел и несоблюдение данного требования может привести к тому, что на текущем этапе будет пропущено какое-то количество рудных тел.

Необходимо полное оконтуривание месторождения еще на ранних стадиях разведки. Это даст возможность выбрать для детальной разведки наиболее подходящий участок.
Необходимо комплексное изучение полезного ископаемого, всех содержащихся в нем попутных компонентов с тем, чтобы правильно оценить месторождение и с наибольшей полнотой использовать заключенное в нем сырье.

Необходимо полное изучение вмещающих пород: во-первых, для проектирования систем отработки месторождения, во-вторых, для выяснения возможностей использовать их как попутное сырье. История разведки многих месторождений наглядно свидетельствует о том, что нарушения требований принципа полноты исследований приводили к тому, что приходилось затрачивать большие средства на доразведку, доизучение месторождений.

Принцип равной достоверности (равномерности)

В основе принципа лежит положение о том, что природные тела характеризуются изменчивостью форм и качества, выявить которую наиболее уверенно и достоверно при равномерном расположении разведочных выработок или пунктов опробования. Это, однако, не означает, что разведочные выработки всегда следует располагать на равных расстояниях. Наоборот, в одном рудном теле в направлении меньшей изменчивости (например, по простиранию) расстояния между выработками и пунктами опробования должны быть большими, чем по направлению большей изменчивости (например, по падению). Расположение выработок, согласно этому принципу, соответствует характеру изменчивости месторождения. Для достижения равной достоверности необходимо предусматривать увеличение количества наблюдений (сгущение разведочной сети) на участках месторождения, отличающихся более сложным геологическим строением.

Детальность и достоверность исследований, отвечающих данной стадии разведки, а также равноточность результатов достигаются не только равномерным расположением выработок, но и применением технических средств, равноценных по своим возможностям, использованием единого способа отбора проб, производством анализов по единой методике, в одной лаборатории и т. д.

Принцип наименьших затрат средств и времени

Этот принцип является основным положением не только разведки, но и всех видов хозяйственной деятельности, смысл его очевиден.

На первый взгляд некоторые принципы разведки противоречат друг другу. Так, требования принципа полноты исследований потенциально поддерживают стремление заложить максимальное число разведочных выработок, чаще и в большем объеме отбирать пробы и производить другие разнообразные виды работ. С другой стороны, принцип наименьших затрат требует минимизации объемов геологоразведочных работ.

Принцип последовательных приближений, предусматривая стадийность геологоразведочного процесса, как бы сдерживает темп разведки вопреки принципу наименьших затрат времени. На самом деле именно с учетом всех этих требований создаются важные для практики понятия о необходимой и достаточной полноте исследований, об оптимальных плотностях разведочных сетей, об оптимальных интервалах опробования, а также нормы на различного рода измерения и исследования.

 

3) Геофизические исследования и работы в скважинах (ГИРС)

Основными задачами геофизических исследований и работы в скважинах (ГИРС) является:

- литологическое и стратиграфическое расчленение разреза, определение

глубины залегания и толщины пластов;

- выявление и оценка углеводородного флюида;

- контроль над разработкой месторождений углеводородов и

эксплуатацией подземных хранилищ газа (ПХГ);

- оценка технического состояния скважин;

- изучение продуктивных пластов;

- опробование пластов;

- геолого-технологические исследования в процессе бурения скважины;

- работы с использованием взрывчатых веществ;

- интенсификацию притоков флюидов в продуктивных скважинах;

- отбор образцов пород (грунтов) и проб флюидов.

Как видно из вышеизложенного, геофизические исследования и работы в скважинах сопровождают как геологоразведочные работы на нефть и газ, так и процесс эксплуатации месторождений нефти и газа.

Различают [29] собственно геофизические исследования в скважинах (ГИС) – измерение физических полей (естественных или искусственных) с целью изучения строения и свойств вскрываемых скважиной горных пород и встречаемых флюидов, геофизические работы в скважинах – технологические операции по обеспечению строительства и ремонта скважин и геолого-технологические исследования скважин (ГТИ) – измерение параметров бурения, свойств промывочной жидкости, содержания в ней углеводородов и их компонентного состава, а также экспресс-анализ шлама и керна.

Проектные комплексы утверждаются руководителем организации недропользователя (заказчика ГИРС) после согласования с организацией-исполнителем ГИРС, органом, выдавшим недропользователю лицензию, и органом горного надзора.

Для решения геологоразведочных задач используют определенный (рациональный) комплекс ГИС, который определяется целевым назначением скважины (опорная, параметрическая, поисково-оценочная и т.п.), особенностями геологического разреза, специфическими условиями бурения. Комплексы ГИС подразделяются на обязательные и вспомогательные.

Обязательные комплексы ГИС предназначены для типовых геолого-технических условий при бурении поисковых, разведочных, эксплуатационных скважин в конкретном районе. По индивидуальным программам исследуются опорные, параметрические и оценочные скважины.

Недропользователи сегодня разрабатывают обязательные комплексы для конкретного своего лицензионного участка. Разработка обязательных комплексов ГИС для конкретного района, области и провинции, при выполнении работ госзаказа на нераспределенном фонде недр, возложена на участников конкурса на его получение, рассматривается и утверждается на НТС Роснедра или его территориальных подразделений. Обязательные комплексы ГИС должны учитывать специфику района и обеспечивать максимум информации при минимальных затратах материальных и временных.

 

                                               Билет №2

Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения

Понятие традиционных и нетрадиционных ресурсов углеводородов не имеет однозначного определения. Большинство исследователей, понимая, что природные процессы и образования часто не имеют четких разграничений, предлагают использовать при определении нетрадиционных запасов и ресурсов такие понятия, как трудноизвлекаемые запасы и нетрадиционные ресурсы УВ. Трудноизвлекаемые запасы, добычной потенциал которых практически не используется, мало чем отличаются от традиционных запасов нефти и газа — за исключением ухудшения их геолого-промысловых характеристик. К нетрадиционным ресурсам УВ относятся, как принципиально отличные от традиционных по физико-химическим свойствам, так и по формам и характеру их размещения во вмещающей породе (среде). Нетрадиционные ресурсы УВ являются гораздо более «дорогими». Поэтому часто при отнесении к тем или иным группам сырья рассматриваются не только сугубо геологические и геолого-технические причины, но и, например, географо-экономические, социальные, конъюнктурные, стратегические и пр. В целом, если говорить о системе нетрадиционных ресурсов УВ всех видов, то они огромны. В сумме по приблизительным подсчетам превышают 105 млрд т. н.э., но эти объемы не бесспорны, т.к. это рассеянные УВ в непродуктивной среде, т.е. даже в отдаленной перспективе не все из них смогут быть освоены. Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья Нетрадиционные ресурсы углеводородов, это та их часть, подготовка и освоение которых нуждается в разработке новых методов и способов выявления, разведки, добычи, переработки и транспорта. Они сосредоточены в сложных для освоения скоплениях, либо рассеяны в непродуктивной среде. Они плохо подвижны в пластовых условиях недр, в связи с чем нуждаются в специальных способах извлечения из недр, что повышает их себестоимость. Однако, достигнутый в мире прогресс в технологиях добычи нефтегазового сырья допускает освоение некоторых из них. На начальном этапе исследований считалось, что их резервы практически неисчерпаемы, учитывая их масштабы (рис. 1) и широкое распространение. Однако, многолетнее изучение различных источников нетрадиционных ресурсов углеводородов, проведенное во второй половине прошлого века, оставило в качестве реальных для освоения только тяжелые нефти, нефтяные пески и битумы, нефтегазонасыщенные низкопроницаемые коллектора и газы угленостных отложений. Уже на 14- Мировом нефтяном конгрессе (1994 г., Норвегия) нетрадиционные нефти, представленные только тяжелыми нефтями, битумами и нефтяными песками, были оценены в 400- 700 млрд. т, в 1,3- 2,2 раза больше традиционных ресурсов -. Проблематичными и дискуссионными в качестве промышленных источников газа оказались водорастворенные газы и газогидраты, несмотря на их широкую распространенность. Рис. 1 Геологические ресурсы углеводородов. Тяжелые нефти и нефтяные(битуминозные) пески. Геологические ресурсы в мире этого вида сырья огромны- 500 млрд. т. Запасы тяжелых нефтей с плотностью более вполне успешно осваиваются. При современных технологиях их извлекаемые запасы превышают 100 млрд. т. Особенно богаты тяжелыми нефтями и битуминозными песками Венесуэла и Канада. В последние годы растут объемы добычи тяжелых нефтей, составляя по разным оценкам около 12-15% от общемировой. Еще в 2000 г. в мире из тяжелых нефтей добывалось лишь 37, 5 млн.т. в 2005 г.- 42,5 млн.т., а к 2010-2015 гг. по прогнозу может составить уже около 200 млн.т., но при мировых ценах на нефть не ниже 50-60$/брр. Тяжелых нефтей много и в России, причем важна их концентрация в уникальных месторождениях. 60% запасов тяжелых нефтей сосредоточено в 15 месторождениях, что упрощает их освоение. В их числе Русское, Ван-Еганское, Федоровское и др. В Западной Сибири, Ново-Елоховское и Ромашкинское в Урале-Поволжье; Усинское, Ярегское, Торавейское и др. в Тимано-Печорском регионе. Основные запасы тяжелых нефтей в России сосредоточены Западной Сибири (46%) и Урало-Поволжье (26%). В 2010 г. объемы их добычи составили 39,4 млн.т., но многие из месторождений все еще осваиваются. Во многих месторождениях тяжелые нефти металлоносны, особенно в европейских НГП, и содержат значительные запасы редких металлов. В частности они являются потенциальным источником ванадиевого сырья, по качеству значительно превосходящего рудные источники [Суханов, Петрова 2008]. По нашим оценкам, геологические запасы пятиокиси ванадия в тяжелых нефтях только в наиболее крупных по запасам ванадия месторождениях составляют 1,3 млн.т, извлекаемые попутно с нефтью 0,2млн.т.(таб. 1). Ванадий извлекается в мире в широких масштабах в основном золоулавливателями на крупных ТЭЦ, работающих на мазутах, а также в коксах на НПЗ при глубокой переработке нефтей. Добавка таких коксов в доменную печь, обеспечивает морозоустойчивость рельсового проката. Таким образом, тяжелые нефти- комплексное углеводородное сырье, представляющее интерес не только как дополнительный источник углеводородов, но и как источник ценных металлов, а также химического сырья( сераорганических соединений и порфиринов). Таблица 1 Оценка запасов ванадия в тяжелых металлоносных нефтях РФ Основными препятствиями к болле масштабному освоению тяжелых нефтей в России являются: -недостаточность фундаментальных исследований, направленных на создание эффективных технологий их освоения и комплексной переработки, адаптированных к особенностям конкретных объектов разработки; -необходимость модернизации и строительства новых НПЗ для глубокой переработки тяжелой и, особенно, высокосернистой тяжелой нефти. Низкопроницаемые продуктивные коллектора. Четких кондиционных параметров проницаемости для прогноза их нефтегазоотдачи быть не может, так как она зависит не только от структуры и качества матрицы коллектора( пористость, трещиноватость, гидропроводность, глинистость и пр.) и от качества сырья (плотность, вязкость), но также и от термодинамических условий в залежи (температура и давление). Для основной массы запасов нефти, располагающейся в интервале глубин 1,5-3,0 км, коллектор с проницаемостью меньше уже создает определенные сложности с извлечением их из недр, особенно значительных, если для нефти в залежи характерна высокая плотность () или вязкость(>30мПа*с). Доля запасов нефти в таких коллекторах составляет ( по разным оценкам) от общемировых и 37% от их общих, учтенных в России. Особенно они распространены в Западной Сибири, причем велика их доля в месторождениях с уникальными запасами (Салымское, Приобское и др.). В прогнозных ресурсах Западной Сибири их еще больше 65%(рис. 2), что крайне неблагоприятно, поскольку именно проницаемость коллекторов определяет в основном дебиты скважин, т.е. масштабы добычи и ее себестоимость. Водорастворенные газы Водорастворенные газы имеют преимущественно метановый, метаново-азотистый или метаново- углекислый состав. Промышленное освоение водорастворенных УВ газов имеет теоретическое обоснование и положительные практические примеры. Ресурсы растворенных в воде газов и по разным оценкам колеблются от до . Обычно объмы водорастворенного газа в пластовых водах на умеренных глубинах, до 1,0-1,5 км, составляют в среднем 1-2газа на кубометр воды, на 1,5-3,0 км 3-5, но в глубоких прогибах геосинклинальных областей достигают 20-25особенно при условии низкой минерализации пластовых вод [Каплан, 1990]. Высоко газонасыщенные пластовые воды залегают на глубинах более 3,5-4,0 км, сопровождаются АВПД с коэффициентом аномальности вплоть до 2атм., часто фонтанируют, но быстро спонтанно дегазируются при падении давления. Кроме того, если газонасыщенные пластовые воды имеют повышенную минерализацию и нет условий для их сброса, поверхностного или глубинного, то возникают еще и экологические проблемы, в частности засоление почв и просадка поверхности. Цены на водорастворенный газ варьируют в пределах $75-140 за 1000, но если вода используется как гидротермальное сырье или для теплоснабжения, то опускается до $50. Рис. 2. Долевое распределение (%) нефти в низкопроницаемых коллекторах () в запасах и ресурсах федеральных округов. Промышленная ценность заключается в том, что они не содержат вредных компонентов и без очистки могут направляться непосредственно потребителю. Газогидраты Открытие крупных скоплений газогидратов в регионах вечной мерзлоты в Арктике, а также под морским дном вдоль внешних континентальных окраин Мирового океана вызывает к ним повышенный интерес в мире. Газогидраты- это образованные водой и газом твердые структуры, по виду напоминающие спрессованный снег. Они представляют собой кристаллическую решетку льда с молекулами газа внутри нее. Для их образования необходимы газ, вода и определенные термодинамические условия, причем не одинаковые для газовразного сотава.Молекулы газа (части) заполняют полости в каркасе молекулы воды (хозяина). Причем в 1 воды может содержаться до 150-160. На сегодняшний день выявлены три типа газогидратов (I,II и III). -Газогидраты I типа наиболее распространены: они представлены преимущественно молекулами биогенного метана. Газогидраты II и III типов могут содержать более крупные молекулы, составляющие термогенный газ. Исследования, проведенные учеными всего мира, предполагали, что огромные резервы залегают в донных отложениях шельфа и океана. Но выполненные исследования показали, что это не так. В обширных площадях глубоководной океанической платформе, в ее маломощных донных осадках, метана практически нет, а в зонах рифтов, где он возможен, слишком высока температура, поэтому нет условий для газогидротообразования. Насыщенные газогидратами донные отложения широко распространены преимущественно на шельфах и особенно в зонах действующих подводных грязевых вулканов или дислокаций. Однако даже при подтверждении наличия громадных объемов газа в газогидратах потребуется решить значительные технические и экономические проблемы, чтобы рассматривать газогидраты как жизнеспособный источник. Хотя обширные площади мировых континентальных окраин подстилаются газогидратами, концентрация их в большинстве морских скоплений очень низкая, что создает проблемы в отношении технологии добычи газа из широко разбросанных скоплений. Кроме того, в большинстве случаев морские газогидраты выявлены в неконсолидированных осадочных разрезах, обогащенных глиной, что является причиной незначительной проницаемости отложений или отсутствия ее. Большинство моделей добычи газа требуют наличия надежных путей для перемещения газа к скважине и закачки флюидов в отложения, содержащие газогидраты. Однако маловероятно, что большинство морских отложений обладают механической крепостью, способствующей образованию необходимых миграционных путей. Исследования американских ученых показали, что использование ингибиторов при добыче газа из газогидратов является технически возможным, но использование больших объемов химикалиев является дорогостоящим мероприятием, как с технической точки зрения, так и с точки зрения охраны окружающей среды. Как видно из вышеизложенного- нетрадиционные ресурсы углеводородов, важная часть их баланса, особенно та, которая реальна к освоению в настоящее время. Они распространены на всей территории РФ, однако, долевое соотношение их видов для различных регионов неравнозначно, что предопределяет приоритеты в их освоении для каждого региона (рис.3). Рис. 3. Преобладание ресурсов углеводородов в нетрадиционных объектах в регионах России В целом нетрадиционные ресурсы УВ- это существенный резерв и для восполнения сырьевой базы нефти РФ, причем не только в «старых» выработанных НГБ, но также и в Западной и Восточной Сибири, где они составляют более половины прогнозируемых ресурсов углеводородов. Необходимость исследований разных видов нетрадиционных ресурсов углеводородов и целесообразность совершенствования технологий освоения отдельных их видов диктуется следующими принципиальными положениями, особенно актуальными в связи дифицитом инвестиций, исключающим широкий разворот высоко капиталоемких геологоразведочных работ в неосвоенных, труднодоступных, но перспективных регионах: -очевидной исчерпаемостью активных запасов углеводородов в пределах территорий доступных для экономически эффективного освоения. Степень истощения запасов нефти в России уже составляет 53% и более по ряду регионов, что влечет за собой неизбежное падение добычи; -неуклонным ростом себестоимости подготавливаемых к разработке запасов традиционного углеводородного сырья, в связи с экстремальными географо- климатическими и экономическими условиями производства работ на шельфе (главным образом арктическом) и больших глубинах на суше; на значительно удаленных от потребителей неосвоенных территориях, лишенных транспортной инфраструктуры; -наличием значительных объемов, в том числе разведанных по промышленным категориям запасов нефти и газа в нетрадиционных источниках в регионах с развитой промысловой и транспортной инфраструктурой, освоение которых тормозится не столько из-за технологических сложностей, которые вполне преодолимых, сколько из-за отсутствия в налоговом законодательстве РФ реальных рыночных механизмов для экономически эффективной их подготовки и разработки. Подготовка и освоение нетрадиционных источников углеводородного сырья, частично перекроет формирующийся дефицит в его запасах в РФ. Для этого необходимы весьма умеренные ассигнования, которые позволяют удержать объемы добычи углеводородов в первые годы посткризисного периода, направленные в основном на НИР и НИОКР, а именно: - провести региональную ревизию ресурсов, запасов и качества всех видов нетрадиционного углеводородного сырья на новом информационном уровне, с учетом прогресса, достигнутого в технологиях их добычи, а также экономических, социальных и экологических последствий их освоения. Их состояние должно быть четко отражено в государственных балансах; - выполнить фундаментальные исследования для создания эффективных технологий разработки и комплексной переработки нетрадиционных видов углеводородного сырья, адаптированных к конкретным отечественным объектам их первоочередного освоения; - усовершенствовать систему налогообложения на добычу нетрадиционных видов углеводородного сырья за счет их дифференциации в соответствии с качеством и спецификой освоения отдельных их видов. Заключение Состояние изученности нетрадиционных видов сырья и их освоенности в мире все еще низкое, но вместе с исчерпанием традиционных резервов страны с дефицитом УВ все чаще обращаются к их нетрадиционным источникам. Большая часть мероприятий так же, как и предложений по стимулированию добычи, направлена исключительно на группу трудноизвлекаемых нефтей и газов. Собственно же нетрадиционные ресурсы УВ находятся за пределами внимания как нефтегазовых компаний, так и государственных органов управления недропользованием. Таким образом, применительно к современной ситуации основные виды нетрадиционных ресурсов УВ можно разбить на группу подготовленных для промышленного (или опытно-промышленного) освоения, группу, требующую изучения, оценки и учета на балансе, а также для которой необходима разработка технологий с вовлечением в освоение в долгосрочной перспективе, и группу проблемных и гипотетических объектов. По возможности вовлечения в освоения нетрадиционные ресурсы УВ можно разделить на три неравнозначные группы. Практическую значимость в качестве УВ сырья среди нетрадиционных источников УВ уже в настоящее время имеют трудноизвлекаемые (тяжелые высоковязкие) нефти, битумы и нефтяные пески, а также нефти и газы в низкопроницаемых коллекторах. В среднесрочной перспективе к этой группе можно будет и в России относить газы в сланцах и газы в угленосных отложениях (сорбированные и свободные). Водорастворенные газы и газогидраты вряд ли станут предметом целенаправленной оценки и освоения в ближайшие 20-30 лет. В целом нетрадиционные ресурсы УВ- это существенный резерв и для восполнения сырьевой базы нефти РФ, причем не только в «старых» выработанных НГБ, но также и в Западной и Восточной Сибири, где они составляют более половины прогнозируемых ресурсов углеводородов.

2) Стадии поисково-разведочного процесса. Их характеристика.

Геологоразведочные работы в новом перспективном регионе проводятся в определенной последовательности — по этапам и стадиям. Все этапы и стадии различаются по масштабу и характеру объекта изучения, по задачам, видам работ и ожидаемым результатам. Таким образом, работы в регионах проводятся в три этапа — региональный, поисковый и разведочный.

Суть стадийности — соблюдение в каждом случае последовательной зависимости начала одной стадии от результатов предшествующей. Нарушения этой зависимости могут происходить из-за недооценки роли региональных исследований, в результате которой они проводятся с опозданием или в меньших объемах. Но чаще всего нарушения нормальной стадийности поиска возникают в результате снижения эффективности работ по выявлению и подготовке структур к глубокому бурению. Как правило, это происходит при изменении поисковых задач в районе, например при переключении поисков с верхнего структурного этажа или структурных ловушек, исчерпанных разведкой, на нижний этаж или ловушки иного типа.

Виды исследований при поисково-разведочных работах на нефть и газ различаются в зависимости от размеров объекта и степени детальности исследования этого объекта и разделяются на региональные и детальные.

В качестве региональных видов исследования применяют мелкомасштабное геологическое и структурно-геологическое картирование, магниторазведку, гравиразведку, электроразведку, различные методы сейсморазведки, гидрогеологические и геохимические исследования, бурение структурных, параметрических и опорных скважин и, наконец, широкие научные обобщения и экстраполяции.

Детальные исследования осуществляют применением крупномасштабного структурно-геологического картирования, структурного бурения, различных модификаций сейсморазведки от­раженных волн, некоторых видов геохимических и гидрогеологических исследований и, наконец, бурения поисковых и разведочных скважин. Детальное изучение разреза продуктивных толщ осуществляют при бурении разведочных скважин. В практике работ результаты детальных исследований на различных площадях используют для широких региональных построений и обобщений.

Весь процесс геологоразведочных работ на нефть и газ состоит из двух этапов : поискового и разведочного. Поисковый этап включает комплекс исследований нефтегазоносной территории , предшествующих выявлению нефтяных и газовых месторождений, и завершается их открытием. На разведочном этапе оконтуриваются выявленные залежи нефти и газа и выполняются исследования, направленные на подготовку месторождения к промышленной разработке.

Поисковый этап подразделяется на три стадии: региональные геолого-геофизические работы, подготовку площадей геолого-геофизическими методами к поисковому бурению и поисковое бурение.

  1. Региональные работы.

На первой стадии поискового этапа производятся региональные исследования новых, еще слабо изученных территорий, считающихся по общим геологическим данным перспективными на нефть и газ.

В процессе региональных исследований должны быть решены следующие основные задачи:

А) установлены литология и возраст осадочной толщи, ее мощность, фациальная изменчивость, основные структурные этажи;

Б) выявлены и изучены возможно нефтегазоносные комплексы, породы-коллекторы, покрышки, возможны нефтематеринские толщи;

В) выяснено региональное тектоническое строение фундамента и осадочной толщи, установлены взаимоотношения структурных этажей, зоны стратиграфических несогласий и выклинивания пластов и толщ, типы возможных ловушек для скопления нефти и газа;

Г) изучены поверхностные выходы и проявления в опорных и параметрических скважинах нефти, газа, битумов и воды;

Д) выделены возможные зоны нефтегазонакопления;

Е) дана прогнозная оценка нефти и газа;

Ж) определены первоочередные объекты для дальнейших поисков;

З) установлены наиболее рациональный комплекс геологических, геофизических, геохимических и буровых работ и методика их проведения на второй стадии поискового этапа.

Завершающим этапом региональных работ и научного их обобщения является оценка перспектив нефтегазоносности недр. Она производится по отдельным тектоническим зонам и стратиграфическим комплексам. В результате региональных работ должны быть определены первоочередные направления поисков нефти и газа, поставлены конкретные задачи поисковых работ и даны рекомендации по методики их проведения.

2)Поисковое бурение.

Основными задачами поискового бурения являются изучение геологического строения площади, выявления перспективных на нефть и газ горизонтов и их предварительная геолого-экономическая оценка. В результате поискового бурения на вновь открытых месторождениях и залежах должны быть оценены запасы нефти и газа по категориям С1иС2.

Поисковые скважины закладываются на структурах, подготовленных к глубокому бурению, по взаимно пересекающимся профилям для определения приближенных размеров и форм структур и положений нефтегазоносных пластов в разрезе.

В процессе бурения скважин все пласты, перспективные на нефть и газ, должны быть опробованы пластоиспытателями и в колонне.

При получении промышленного притока нефти и газа скважину исследуют. В ней определяют на различных режимах работы дебит, пластовое и забойное давления, газовый фактор, содержание воды и нефти, количество конденсата в газе и т.д. Если из скважины получен небольшой приток нефти, следует принять меры по его интенсификации. При карбонатных коллекторах рекомендуется проводить солянокислотные обработки, в песчаных пластах-гидропескоструйную перфорацыю. Для коллекторов любого типа может возникнуть необходимость в гидроразрывах пластов.

3)Разведочное бурение на месторождениях нефти.

Основная цель разведочного этапа поисково-разведочных работ-подготовка месторождений к разработке, Для достижения этой цели должны быть решены следующие задачи:

А)изучены тектонические особенности месторождения;

Б)установлены литологический состав продуктивных пластов, их общая и эффективная мощность, коллекторские свойства, нефтегазонасыщенность и характер изменения этих параметров по площади и разрезу;

В)определены положения водонефтяного, газонефтяного или газонефтяного контактов;

Г)установлено промышленное значение нефтяной оторочки;

Д)определены дебиты нефти, газа, конденсата, воды, а также пластовое давление, давление насыщения и другие параметры залежи;

Е)исследованы физико-химические свойства нефти, газа, конденсата и пластовой воды;

Ж)подсчитаны запасы нефти и газа по категориям В и С1.

Разведка пластовых сводовых залежей производится по профилям. На складках брахиантиклинального типа профили закладываются по длинной оси и перпендикулярно к ней. При разведке складок антиклинального типа закладывают три профиля и более вкрест простирания структуры. Скважины на профилях располагаются с таким расчетам, чтобы вскрыть залежь на разных гипсометрических уровнях.

Разведка пластовых сводовых залежей, нарушенных разрывами, усложняется, так как необходимо определить положение этих разрывов и положение водо- и газонефтяных контактов для каждого блока.

Разведка пластовых тектонически экранированных залежей –такие залежи встречаются на моноклинальных склонах или в пределах локальных структур. Первая задача при разведке литологически экранированных залежей на моноклиналях сводится к определению положения линии выклинивания возможно продуктивных горизонтов. Поиски и разведка таких залежей обычно совмещаются.

4)Доразведка нефтяных и газовых скважин.

На многозалежных месторождениях в первую очередь разведуются и вводятся в разработку основных по запасам и продуктивности залежей. В процессе разработке этих залежей проводится доразведка залежей, залегающих выше.

Все работы, связанные с поисками и разведкой новых залежей, расположенных глубже разрабатываемых объектов, не следует относить к доразведке месторождения. В задачу доразведки входят уточнение представлений о строении геологического разреза месторождения и открытых ранее залежей; получение дополнительных данных о коллекторских свойствах продуктивных пластов и флюидов, насыщающих их; уточнение контуров нефтегазоносности и других параметров, недостаточно изученных в процессе разведки и необходимых для уточнения промышленной ценности залежей нефти и газа, подлежащих вводу в разработку во вторую очередь.

5)Промышленная оценка открытых месторождений нефти и газа.

Промышленная оценка второго месторождения должна производиться как на поисковой стадии, так и в процессе его разведки. Оценка месторождения на поисковой стадии необходима для определения целесообразности его дальнейшей разведки. Критерием для этого служат извлекаемые запасы нефти, продуктивность горизонтов, горно-геологические условия разработки и близость месторождения к промышленным коммуникациям или к нефтяным и газовым трубопроводам. Если оценка этих факторов по предварительным данным поискового бурения показывает экономическую целесообразность ввода месторождения в разработку, то производят его разведку.

Если будет дана отрицательная оценка нового месторождения и будет принято решение о нецелесообразности ввода его в разработку в ближайшие годы, то с целью предупреждения излишних затрат разведка месторождения не производится, а запасы нефти или газа берутся на учет по низким категориям ( С2 и С1).

По завершении разведочных работ также необходимо произнести промышленную оценку месторождения. В результате промышленной оценки месторождения подсчитываются и утверждаются запасы нефти и газа, составляются технологическая схема и проект обустройства его.

Ввод мелких месторождений должен производиться с учетом соответствующих экономических расчетов. Освоение новых, удаленных от коммуникаций районов целесообразно начинать после открытия в них значительных запасов нефти и газа. Это дает возможность более экономично решать все вопросы, связанные со строительством новых промыслов.

  1. Оценка эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.

Основным показателем эффективности геологоразведочных работ является стоимость их ,отнесённая к единице подготовленных запасов соответственно нефти или газа (руб / т нефти и руб / 1000м3 газа ) .

Другими показателями эффективности геологоразведочных работ могут быть :

  1. прирост запасов нефти или газа , отнесённый на 1 м всех пробуренных скважин (т/м или м3/м ) ;
  2. прирост запасов нефти или газа , отнесённый на одну законченную строительством разведочную скважину (т/скв. Или м3/скв)
  3. отношение числа продуктивных скважин к общему числу законченным строительством скважин (%).

Стоимость геологоразведочных работ включает затраты на геологоразведочные работы (структурное бурение , геофизические исследования и пр.) ина строительство глубоких поисковых и разведочных скважин . Прирост запасов при расчёте эффективности следует принимать по категории А+ В +С1.

Поэтому более объективным остаются показатель эффективности работ ,выраженный в подготавливаемых запасах на одну скважину , так как он не зависит от глубинны залегания залежи .

Повышение эффективности геологоразведочных работ может быть достигнуто за счёт :

  1. концентрации геологоразведочных работ по наиболее перспективным направлениям ;
  2. совершенствования методики и комплекса геологоразведочных работ ;
  3. совершенствования техники и технологии буровых работ;
  4. улучшения техники и технологии буровых работ.
  5. Улучшения геофизических исследований в скважинах и повышения выноса керна;
  6. Совершенствования техники и технологии испытания скважин в процессе бурения и через эксплуатационную колонну.

 

Назначение буровых работ

К буровым работам относятся сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, которое осуществляется преимущественно механическим способом. Сооружение скважин помимо основного процесса – бурения скважин – включает в себя ряд вспомогательных работ: планировка площадки, монтаж и демонтаж вышки или мачты и другого бурового оборудования, приготовление промывочного агента, погружение и извлечение обсадных труб и др.

Под буровой скважиной понимается горная выработка, имеющая цилиндрическую форму и значительную длину при сравнительно малом диаметре. При инженерно-геологических изысканиях отношение длины к диаметру находится в пределах 0,2 – 0,001.

Буровые скважины на изысканиях проходятся для изучения геологического разреза, отбора образцов грунта с целью определения его состава, состояния и физико-механических свойств.

Задачи, решаемые с помощью бурения, определяют ряд специфических требований к этому процессу. Эти требования существенно отличаются от поисков и разведки полезных ископаемых, изучения и освоения подземных вод.

Сопоставляя геологоразведочное и инженерно-геологическое бурение, необходимо отметить, что техническая база для них общая. Однако, располагая общей технической базой, инженерно-геологическое и геологоразведочное бурение преследуют различные цели и решают различные задачи. Эти различия сводятся к следующему. Объектом инженерно-геологического бурения является верхняя часть земной коры, находящаяся в зоне взаимодействия с инженерными сооружениями, для проектирования которых и осуществляется это бурение. Средняя глубина инженерно-геологических скважин составляет 10-15 метров. При геологоразведочном бурении средняя глубина скважин на порядок выше. Поэтому основной объем инженерно-геологического бурения осуществляется в нескальных грунтах, геологоразведочного – в скальных.

Образцы (керн), извлеченные в процессе геологоразведочного бурения, изучаются в основном с точки зрения их состава, при инженерно-геологическом бурении в равной мере является важным состав поднятых образцов, их состояние и свойства.

Перечисленные особенности предъявляют к технологии бурения инженерно-геологических скважин дополнительные требования. В результате инженерно-геологического бурения необходимость определения показателей состава, состояния и свойств массива грунта определяет широкое применение грунтоносов для отбора монолитов, что совершенно нехарактерно для геологоразведочного бурения. Сравнительно небольшая глубина при инженерно-геологическом исследовании делает возможным применение здесь методов зондирования, которые принципиально не отличаются от бурения. При геологоразведочных работах эти методы практически не применяются.

Основными требованиями к скважинам инженерно-геологического назначения являются:

1) получение исчерпывающих сведений о геологическом и гидрогеологическом строении исследуемых территорий,

2) получение достаточных и достоверных данных о физико-механических свойствах грунтов,

3) обеспечение возможности производства опытных работ с должным качеством как в процессе, так и по окончании бурения. К наиболее важным особенностям инженерно-геологических скважин могут быть отнесены следующие:

• небольшая глубина (определяется видом проектируемого сооружения и геологическими условиями);

• незначительное различие в диаметрах скважин; диаметр скважин определяется только видом и характером опробования;

• из скважин производится непрерывный отбор керна, при этом должен обеспечиваться 100%-ный выход керна;

• из скважин должен производится непрерывный или поинтервальный отбор образцов (монолитов) грунта со сложением, близким к природному;

• в скважинах проводятся различные опытные работы, которые по времени бывают более продолжительные, чем сам процесс бурения;

• по завершении работ в обязательном порядке должен производится тампонаж скважин с целью ликвидации искусственных каналов и пустот для циркуляции грунтовых вод;

• чрезвычайное разнообразие условий бурения скважин, разбросанность объектов изысканий.

Это особенности являются необходимыми исходными предпосылками при разработке специализированных технических средств, технологических приемов бурения и организации буровых работ.

                                                       Билет№3


Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1021; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!