Методы исследования природных резервуаров нефти и газа

Природные резервуары нефти и газа являются геологическими тела-ми различных размеров, форм, состава, строения и происхождения. По-этому, для их изучения привлекаются те же методы, что и для изучения

любых других геологических тел (табл.22), но делаются акценты в направлении изучения тех их признаков, которые являются определяющи-ми при поисках, разведке и подсчете запасов нефти и газа, с учетом осо-бенностей геологического строения каждого конкретного региона.

Продолжение Таблицы 22

3. Методы геологического анализа

Палеогеологический анализ, построение пале-оструктурных, палеотектонических, палеогеографи-ческих, палеогео-морфологических карт, профилей, графиков

Метод актуализма в геологии

Метод мощностей

Метод аналогий (сравнительного анализа)

Фациальный анализ

Формационный анализ

Палеогеологический анализ, построение пале-оструктурных, палеотектонических, палеогеографи-ческих, палеогео-морфологических карт, профилей, графиков

Системный подход в геологии

Исследование неоднородности геологических тел

Установление закономерностей в пространственном распределении исследованных параметров

Построение карт прогноза месторождений полезных ископаемых

Практика показывает, что геологические объекты по размерности подразделяются на региональные, зональные и локальные ранги. Соответ-ственно классифицируются и научно-исследовательские работы (табл.23). По признаку временной последовательности исследовательская деятель-ность всех уровней делится на три этапа:

К сбор фактического материала (первичной информации) в полевых условиях и лабораториях;

К обработка фактического материала (информации) и получение обобщающих результатов в виде различных карт, графиков и т.д.;

К построение теорий и прогнозов.

Рассмотрим последовательно каждый из этих этапов.

Таблица 23

Классификация научно-исследовательских работ по рангам.

Составил Е.М. Максимов

8.1. Полевые методы исследования природных резервуаров нефти и газа

К полевым методам относятся:

10) геологическая съемка - маршрутные геологические наблюдения, документация обнажений горных пород, составление геологической карты района;

11) проходка шурфов, канав, разведочных шахт, штолен, их геологи-ческая документация;

12) бурение поисковых и разведочных скважин, их геологическая до-кументация;

13) геофизическая съемка:

гравиразведка;

магниторазведка;

сейсморазведка.

и геофизические исследования (каротаж) скважин;

и геохимическая съемка;

и отбор проб горных пород, воды, нефти, газа для химического, фи-зического и других видов анализа.

Геологическая съемка. На геологической карте изображаются геологические тела, выходящие на дневную поверхность. Природные резервуары нефти и газа на дневную поверхность выходят только в горных районах или на склонах гор . Здесь их можно изучать на обна-жениях, в шурфах, канавах, шахтах (колодцах), штольнях. Примерами являются нефтеносные слои, выходящие на дневную поверхность на Кавказе (Азербайджан), в Предкавказье (Дагестан, Чечня, Кубань), на Тимане (Тимано-Печорская провинция). На равнинных и низменных территориях природные резервуары нефти и газа находятся на глубине, сверху перекрыты другими слоями , доступны для изучения методом бурения скважин и геофизическими методами.

Работа геолога на скважине в основном заключается в приемке и документации керна. Проектом бурения скважины отбор керна обычно предусматривается только с интервалов глубин, где ожидаются нефте-газонасыщенные пласты. Принимая керн, геолог следит за его раскла-дыванием в ящики в порядке последовательности извлечения его кус-ков из колонковой трубы. После этого он выполняет его первичную до-кументацию в виде макроскопического описания пород по интервалам проходки, с выделением слоев различного литологического состава. Он же осуществляет отбор проб керна, нефти и воды на различные виды анализов и отправляет их в лабораторию.

Трудно сейчас представить геологию без геофизики и геохимии. Но так было. Скважины бурились вслепую , наугад или по интуиции, вблизи скважины , давшей нефть . Начиная с 1930-х годов, геофизика и геохимия заняли ведущее место в практике геолого-поисковых работ. Теперь геолог работает в паре с геофизиком, ему принадлежит право геологической интерпретации геофизических профилей и карт. Пре-имуществом геофизических методов является возможность непрерыв-ного наблюдения вдоль профиля или по стволу скважины. Длина гео-физического профиля зависит от масштаба исследований и может до-стигать нескольких тысяч километров. Густота сети профилей и точек наблюдения на местности также зависит от масштаба исследований.

Гравиметрическая и магнитометрическая съемка масштаба 1:200000 выполнена для всей территории Российской Федерации. По-ложительные и отрицательные аномалии, изображающиеся на этих кар-тах, неоднократно интерпретировались геологически при составлении тектонических карт фундамента Западно-Сибирской плиты . В Прика-спийской впадине гравиметрический метод применяется для выявления соляных куполов внутри платформенного чехла. В большинстве регио-нов платформенный чехол в магнитном и гравиметрическом отношени-ях является нейтральным . Поскольку он сложен почти горизонтально лежащими слоями, то для выявления внутри него тектонических струк-тур эффективно используется сейсморазведка. Записи полевых сейсми-ческих наблюдений теперь производятся с использованием компьютер-ной технологии. Такая техника получения и обработки информации позволила модернизировать сам метод сейсморазведки и использовать его для решения задач детального уровня - на уровне пласта, локально-го поднятия. Теперь на рабочем столе геолога кроме каротажных диа-грамм скважин постоянно находятся сейсмические профили, на кото-рых видны сейсмоотражающие слои всех рангов (рис.47).

Рис. 47.Фрагмент широтного регионального сейсмопрофиля Р– 1.Западный склонСургутского свода (Западная Сибирь).

(Геологическая интерпретация по О.М. Мкртчяну и др. 1987г):

Региональные сейсмические горизонты: С – кровля березовской свиты;

– кровля покурской свиты; М – подошва алымской свиты;

и – кровля баженовской свиты; Т – кровля тюменской свиты; Т2 – внутри тюменской свиты; А – кровля триаса; А1 – кровля палеозойского фундамента.

Клиноформы:4 - пимская; 5 – маслиховская; 6 – лянторская

Сейсмическим методом определяется форма и размеры геологиче-ских тел, в том числе и природных резервуаров, выявляются форма и раз-меры антиклинальных складок - структурных ловушек нефти и газа, раз-рывные нарушения слоев и др. Пользуясь сейсмическими разрезами, гео-лог имеет возможность значительно повысить точность построения схемы корреляции пластов, вскрытых скважинами. Такая работа является важным

звеном в комплексе работ, выполняющихся для подсчета запасов нефти и газа по каждому пласту: на основе схемы корреляции строятся все карты подсчетных параметров. Если допущена ошибка в корреляции разрезов, значит, будут ошибочными и все другие карты, построенные на ее основе.

Геофизические исследования(каротаж)скважин для нефтепоиско-вых целей начал применяться в 1920-х годах. Датчики, которые спускают-ся в ствол скважины на кабеле, позволяют определять многие физические свойства горных пород, находящихся на глубине: естественную радиоак-тивность, электропроводимость и др. Существует около 15 видов и моди-фикаций каротажа скважин, которыми регистрируются изменения показа-ний различных датчиков по стволу скважины. Записи показаний датчиков в виде непрерывных кривых называются каротажными диаграммами.

Основой геохимических методов является массовый отбор проб гор-ных пород, вскрытых скважинами, для различных видов химического ана-лиза. В нефтяной геологии химическому анализу подвергается рассеянное органическое вещество (РОВ), находящееся в горной породе. Определяет-ся количество, химический состав, тип РОВ. При испытании скважин из каждого опробуемого интервала отбираются пробы нефти, конденсата, га-за и воды. Все отобранные пробы документируются и отправляются в хи-мическую лабораторию.

Отбор проб горных пород для лабораторных анализов. Как уже от-мечалось выше, горные породы обладают множеством геологических, хи-мических и физических свойств. Геолога-нефтяника прежде всего интере-суют их свойства, по которым считаются запасы нефти и газа, прогнози-руются новые залежи, ловушки, природные резервуары. По существую-щим стандартным требованиям пробы керна отбираются для следующих видов анализа:

К Определение плотности породы.

К Определение пористости породы.

К Определение проницаемости породы.

К Определение нефтенасыщенности породы-коллектора.

К Определение водонасыщенности породы-коллектора.

К Изготовление прозрачного шлифа для петрографического иссле-

дования.

К Гранулометрический анализ.

К Битуминологический анализ.

К Спектральный анализ.

К Микрофаунистический анализ.

К Палинологический анализ.

Исследовательский интерес геолога на этом не ограничивается . Узко направленные (специальные) исследования ведутся для определения менее известных свойств на образцах керна. К таким видам анализа относятся:

и Электронно-микроскопический анализ.

и Рентгено-структурный анализ.

и Люминесцентный анализ.

и Трещинный анализ.

и Конкреционный анализ.

и Циклический анализ.

Множественному анализу подвергаются и пробы нефти, конденсата, газа, воды, отобранные из скважины при испытании пластов-резервуаров.

(37) условиях Западной Сибири с целью поисков месторождений нефти и газа используется метод геохимической съемки с отбором проб из снежного покрова. Современные методы позволяют выявлять в этих про-бах углеводороды высокооктанового ряда, миграция которых происходит из глубины по микротрещинам и порам горных пород (А.В.Рыльков, В.А.Гущин и др., 1996). Результаты съемки увязываются с данными сей-сморазведки района исследований и используется для прогноза залежей углеводородов.