Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

РОЛЬ И МЕСТО ГТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ

Головин Б.А. 1 Волкова Е.Н. 1 Кузнецов И.В. 2
1 ФГБОУ ВО «СГУ им. Н.Г. Чернышевского»
2 ООО НПО «СОЮЗНЕФТЕГАЗСЕРВИС»
Общей целью литолого – петрофизических исследований в системе ГТИ является выяснение литологических и петрофизических критериев нефтегазоносности, выявление и прослеживание в разрезе пластовых нефтегазоносных резервуаров. Последовательность методических приемов изучения нефтегазоносных отложений зависят от реализуемых этапов и стадий геолого – геофизических исследований. Для трёх основных этапов геолого- разведочных работ на нефть и газ сформулированы задачи литолого – петрофизических исследований ГТИ, которые носят достаточно ясный и мобильный характер. Они конкретизируются в зависимости от особенностей геологического строения изучаемого региона и состава нефтегазоносных толщ и по мере накопления опыта работы соответствующей службы. Наиболее типичной особенностью исследований подобного рода является получение общей литолого – петрофизической информации в полевых условиях (оперативный режим) с последующей её детализацией в лаборатории (стационарный режим).
поисково-разведочные работы
нефть
газ
геолого-технологические исследования (ГТИ)
литолого – петрофизические исследования
нефтегазоносность
керн
шлам
1. ГОСТ Р 53375–2009 Скважины нефтяные и газовые. Геолого-технологические исследования. Общие требования. Дата введения 2010–07–01.
2. Головин Б.А., Морозов С.Н., Калинникова М.В. Гамма-спектрометрические исследования в Саратовском Поволжье // Недра Поволжья и Прикаспия. – 1997. Вып.2. – С. 54–58.
3. Кожевников С. В., Морозов С.Н., Головин Б.А. Возможности ядерно-физических и геохимических методов анализа шлама при изучении карбонатных резервов нефти и газа (на примере месторождения Жанажол) // Нетрадиционные методы геохимических исследований на нефть и газ. М.: ВНИИ геоинфосистем, 1989. – 172 с.
4. Головин Б.А., Александров Д.В., Калинникова М.В. Предпосылки создания комплексной интерпретации данных ГИС и ГТИ // Новые идеи геологии и геохимии нефти и газа. Актуальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа. Материалы седьмой Международной конференции. – М.: ГЕОС, 2004. – С.124–125.
5. Орлов Л.И., Карпов Е.Н., Топорко В.Г. Петрофизические исследования коллекторов нефти и газа. – М: Недра, 1987. – 216 с.
6. Головин Б.А., Головин К.Б. Классификация коллекторов в разрезах Саратовского Поволжья по результатам анализа промыслово-геофизических и геолого-технологических материалов // Недра Поволжья и Прикаспия. – 2003. – Вып.33. – С.54–62.
7. Коссович Л.Ю., Головин Б.А., Попов Е.С., Волкова Е.Н. Интеграция классического университета и передовой геологической науки – веление времени (на примере ГТИ) // Материалы научно-практической конференции «Особенности развития ГТИ в условиях формирования нефтегазового сервиса». Москва, 17–20 мая 2010 г.

В последние годы комплексные геолого-технологические исследования (ГТИ) разрезов осадочных толщ непосредственно в процессе бурения глубоких скважин все более и более внедряются в практику поисково-разведочных работ на нефть и газ. Геологическая составляющая ГТИ обычно включает литологические наблюдения и одновременное прослеживание смены основных литотипов пород, сопровождающееся изучением их петрофизических свойств в наиболее перспективных интервалах [1].

Вовлечение в сферу литолого-петрофизических исследований бурового шлама позволило значительно повысить информативность глубокого бурения путем непрерывной документации разрезов скважин [2, 3]. при этом открылись возможности непосредственного изучения не только пород – коллекторов, но и флюидоупоров, которые часто оказываются неосвещенными керном в связи с его малыми отборами. Вместе с тем, как показал опыт работ, малый размер частиц шлама ограничивает его использование при определениях коллекторских свойств и изучении текстурно-структурных характеристик пород, в значительной мере определяющих эти свойства. Отсюда вытекает настоятельная необходимость комплексного исследования всего каменного материала, как в образцах керна, так и в пробах шлама, и тесной взаимосвязи их результатов между собой и с данными ГИС. Лишь при таком подходе может быть получен максимум информации о разрезах осадочных нефтегазоносных толщ и особенностях слагающих их пород [4].

Таким образом, общей целью литолого-петрофизтических исследований в системе ГТИ является выяснение литологических и петрофизических критериев нефтегазоносности, выявление и прослеживание в разрезе пластовых нефтегазоносных резервуаров.

Однако их задачи на различных стадиях и этапах нефтегазопоисковых работ будут существенно варьироваться. Если задачи петрофизических исследований керна при поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений в основном сформулированы [5], то в отношении задач изучения бурового шлама и его комплексирования с керновыми определениями ясность пока отсутствует.

Ниже делается попытка восполнить этот пробел в соответствии с новыми возросшими требованиями к изучению осадочных нефтегазоносных отложений.

Последовательность поисково-разведочных работ на нефть и газ, а также используемые при этом методические приемы изучения нефтегазоносных отложений зависят от реализуемых этапов и стадий геолого-геофизических исследований [6]. не являются в этом отношении исключениями ГТИ и литолого-петрофизические исследования каменного материала в образцах бурового шлама и керна.

Согласно Временному положению об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть и газ, утвержденным Приказом МПР РФ от 07.02.2001 N 126 «Об утверждении временных положения и классификаций», выделяют три этапа – региональный, поисково-оценочный и разведочный. Каждый из них характеризуется спецификой задач и способов их решения.

Основной задачей региональных работ является получение геолого – геофизической информации с целью оконтуривания и выявления основных черт геологического строения перспективных территорий, изучения предположительно нефтегазоносных комплексов, экранов и коллекторов в разрезе осадочного чехла, выделения возможных зон нефтегазонакопления и первоочередных объектов для дальнейших поисков.

В общем комплексе региональных геолого-геофизических исследований важное место принадлежит бурению параметрических и структурных скважин. А.В. Овчаренко рекомендует разделить параметрические скважины по задачам и условиям заложения на две группы. к первой немногочисленной группе относятся скважины, решающие общую задачу изучения осадочного чехла, его геолого – геофизической характеристики. Бурение этих скважин предшествует проведению региональных геофизических работ.

Во вторую группу входят параметрические скважины, которые закладывают после проведения региональных или рекогносцировочных геофизических работ и выявления ими антиклинальных перегибов. Для заложения таких скважин выбираются наиболее крупные и рельефные тектонические и тектоно-седиментационные поднятия. Эти скважины по своему значению являются больше опережающими поисковыми скважинами, их основные задачи – изучение нефтегазоносности отложений в пределах конкретных участков перспективных территорий при отсутствии здесь подготовленных к глубокому бурению структур.

Таким образом, одной из наиболее общих задач параметрического бурения (для обоих типов скважин) является определение оптимальных направлений дальнейших поисково – разведочных работ. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению задач литолого – петрофизических исследований при параметрическом бурении, оговоримся, что под направлением геолого-разведочных работ на нефть и газ мы, вслед за Н.А. Крыловым, будем понимать совокупность однотипных месторождений, поиски и разведка которых ведутся по единой методике и единым комплексом технических средств, которые сосредоточены в одном нефтегазоносном этаже и в пределах единой тектонической зоны.

Последнее обстоятельство, как мы увидим далее, весьма важно, поскольку обеспечивает возможность применения системного подхода при постановке геолого-технологических и литолого-петрофизических исследований и, особенно, при интерпретации их результатов практически на всех этапах и стадиях нефтегазопоисковых работ.

При параметрическом бурении первостепенную важность приобретает выделение в разрезе групп (комплексов) карбонатных, терригенных, терригенно-карбонатных, галогенных, вулканогенно – осадочных и других пород. Процедура выделения и прослеживания смены в разрезе таких групп пород сводится к использованию признаков литологической однородности (постоянные чередования одних и тех же типов пород) или неоднородности (резкие вертикальные или латеральные замещения литологически разнотипных пород) осадочных толщ.

Реализация этой процедуры может быть обеспечена в оперативном режиме ГТИ (табл. 1) непосредственно на буровой путем литологических наблюдений за каменным материалом, определением вещественного состава и емкостных свойств пород либо на градационном уровне (коллектор – неколлектор), либо с использованием визуальных оценочных классификаций.

Таблица 1

Основные задачи ГТИ во временных режимах исследований

Задачи ГТИ и цели разных этапов геологоразведочных работ на нефть и газ

Основные задачи ГТИ в режимах

оперативном

стационарном

Региональный этап

Изучение общих черт геологического строения, оценка перспектив нефтегазоносности, выявление зон нефтегазонакопления.

Литологическое расчленение разреза, выявление его однородности (неоднородности), а также пород – коллекторов

и флюидоупоров.

Выявление нефтегазопроизводящих и аккумулирующих фациальных комплексов. Выделение в разрезе возможных резервуаров УВ. Оценка коллекторских и физико – механических

свойств пород.

Поисково-оценочный этап

Изучение геологического строения перспективных площадей, открытие месторождений нефти и газа,

их предварительная оценка.

Литологическое расчленение с целью ориентировки в разрезе. Выявление коллекторов и прогноз момента их вскрытия, выявление флюидоупоров. Прогноз АВПД.

Детальная литологическая и петрофизическая характеристика коллекторов и флюидоупоров. Моделирование пластовых резервуаров и обеспечение ГИС, обоснование подсчетных параметров.

Разведочный этап

Подготовка месторождений к разработке с подсчетом и уточнением запасов по отдельным залежам, подготовка для составления проектов доразведки.

Литологическое расчленение разреза, выделение и предварительная типизация коллекторов. Прогноз момента их вскрытия, прогноз АВПД.

Детальное литолого – петрофизическое моделирование пластовых резервуаров и уточнение существующих моделей. Детальная литолого – петрофизическая характеристика типов коллекторов и получение кондиционных петрофизических зависимостей.

Обнаружение в разрезе характерных смен литотипов пород, указывающих на возможное наличие резервуара УВ, является основанием для передачи каменного материала в стационарную лабораторию для получения более подробной информации о литолого-петрофизических свойствах пород. Изучение последних включает определение вещественного состава, фильтрационно-емкостных и физико – механических свойств пород. Точность измерения таких параметров, как пористость, проницаемость, твердость и абразивность не регламентируется. Точность определения вещественного состава, основанная на потребностях интерпретации ГИС, приведена в табл. 2.

Таблица 2

Геофизические параметры и точность их определения для различных этапов работ

Задачи ГТИ и цели основных этапов геологоразведочных работ на нефть и газ

Критерии (параметры) и точность их определения для решения геологических задач

Региональный этап Изучение общих черт геологического строения, оценка перспектив нефтегазоносности, выявление зон нефтегазонакопления

Вещественный состав, емкость пород на градационном уровне

Вещественный состав в соответствии с принятыми классификациями осадочных пород. Емкость – оценка открытой пористости,

точность не регламентируется.

Твердость, абразивность.

Поисково-оценочный этап

Изучение геологического строения перспективных площадей, открытие месторождений нефти и газа, их предварительная оценка

Вещественный состав на полуинструментальном уровне (ИК).

Емкость на полуинструментальном уровне (ЯМР)

Пористость (точность + 5 – 10 %). Проницаемость (точность не регламентируется). Коэффициенты нефте – и водонасыщенности

(точность + 7–10 %). Вещественный состав комплексов инструментальных методов

Разведочный этап

Подготовка месторождений к разработке с подсчетом и уточнением запасов по отдельным залежам, подготовка для составления проектов доразведки

Вещественный состав на полуинструментальном уровне (ИК).

Емкость на

полуинструментальном уровне (ЯМР)

Пористость (точность + 2 – 5 %). Проницаемость (точность + 15 – 25 %). Коэффициент нефте – и водонасыщенности (точность + 3 – 7 %). Вещественный состав комплексов инструментальных методов

Основной задачей поисково-оценочного этапа является детальное изучение геологического строения районов, поиск локальных ловушек и конкретных перспективных площадей, выявление в разрезе продуктивных и перспективных горизонтов, получение исходных данных для подсчета запасов.

В оперативном режиме ГТИ решаются задачи литологического расчленения разрезов, выделения коллекторов и прогноз момента их вскрытия. при опоисковании глубокозалегающих объектов (более 4,5 км) важное значение приобретает задача прогнозирования АВПД. Выявление и прослеживание в разрезе продуктивных горизонтов, коллекторов и экранов в их составе требует привлечения к исследованию пород в полевых условиях экспрессных полуинструментальных и инструментальных методов. Весьма полезным в деле изучения вещественного состава окажется метод ИК-спектрометрии, а пористости пород – ЯМР – анализ.

В задачи стационарных ГТИ на этом этапе входит детальная литологическая и петрофизическая характеристика коллекторов и флюидоупоров, обеспечение ГИС и получение петрофизических зависимостей и обоснование подсчетных параметров. Возрастающие требования к точности определений (табл. 1,2) обусловливают необходимость лабораторного изучения практически всего объема каменного материала. Сгущается частота отбора проб как шлама, так и керна.

Особенностью поисково-оценочного этапа является размещение скважин по определенной системе – сетке или профильным пересечением перспективных площадей. в связи с этим, при условии оснащения всех буровых станциями ГТИ, перед стационарными исследованиями должна ставиться задача площадного трассирования коллекторов и флюидоупоров и моделирования пластовых нефтегазоносных резервуаров. Методика такого моделирования с применением системного подхода была рассмотрена нами ранее и опробована при изучении резервуаров нижнего карбона Северо – Лиманского месторождения.

Прогнозирование АВПД в глубокозалегающих продуктивных толщах должно базироваться на определениях плотности, пористости и содержания связанной воды в глинистых породах [2].

Необходимо учитывать, что методика ГТИ на поисковом этапе во многом зависит от направления геолого – разведочных работ. Ясно, что наборы методических приемов литолого – петрофизических исследований при изучении карбонатных (например, рифогенных) и терригенных (например, аллювиально-русловых или дельтовых) нефтегазоносных осадочных комплексов будет существенно варьировать. Однако этот вопрос является предметом специальных исследований и здесь не рассматривается.

В задачи разведочного этапа входит изучение структурных особенностей выявленных месторождений, состава продуктивных пластов, эффективной мощности, коллекторских свойств, нефтегазонасыщения и характера изменения этих параметров по разрезу и площади.

В этой связи к задачам оперативных литолого – петрофизических исследований, реализованных на поисковом этапе, добавляется предварительная типизация вскрываемых скважинами коллекторских толщ. Она должна осуществляться на основе априорной литолого – петрофизической информации, полученной при изучении каменного материала поисковых скважин. при целенаправленном исследовании уже известных продуктивных горизонтов частота отбора проб в их пределах сгущается.

На разведочном этапе накапливается большой массив литологической, петрофизической и промыслово – геофизической информации не только по месторождению в целом, но и по отдельным залежам. Систематизация этой информации с целью подготовки данных для подсчета запасов и проектирования разработки должна реализоваться в детальном литолого-петрофизическом моделировании отдельных резервуаров с выделением и прослеживанием типов коллекторов и оценкой экранирующих свойств пород – флюидоупоров. по мере накопления материала модели уточняются. Составление их, по-видимому, можно осуществлять с учетом всех типов петрофизических зависимостей. Точность определения всех параметров при этом возрастает (табл. 3).

Таблица 3

Требования к точности определения минеральных компонентов при изучении вещественного состава пород в стационарном режиме ГТИ.

Этапы работ

Точность определения состава пород, %

карбонаты и эвапориты

терригенные

Региональный

8 – 10

̴ 10

Поисково-оценочный

≥5

≥5

Разведочный

≥3

≥3

Подводя итог изложенному, отметим, что формулировка указанных выше задач литолого – петрофизических исследований ГТИ носит достаточно ясный и мобильный характер. Они конкретизируются в зависимости от особенностей геологического строения изучаемого региона и состава нефтегазоносных толщ и по мере накопления опыта работы соответствующей службы. Наиболее типичной особенностью исследований подобного рода является получение общей литолого-петрофизической информации в полевых условиях (оперативный режим) с последующей её детализацией в лаборатории (стационарный режим). Таким образом, в соответствии с Временным положением об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть и газ, утвержденным Приказом МПР РФ от 07.02.2001 N 126 «Об утверждении временных положения и классификаций», Технической инструкцией по проведению геолого-технологических исследований нефтяных и газовых скважин, принятой в соответствии с Приказом Минэнерго России от 09.02.2001 г. № 39 с 01.03.2001 г. «О введении в действие РД 153–39.0–069–01», Национальным стандартом Российской Федерации, утвержденным Приказом Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии от 19 августа 2009 г. № 295 – ст. сформирована информационная система ГТИ [7], позволяющая решать ряд прогнозных геолого – геофизических задач.


Библиографическая ссылка

Головин Б.А., Волкова Е.Н., Кузнецов И.В. РОЛЬ И МЕСТО ГТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 12-2. – С. 306-310;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=10830 (дата обращения: 27.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074