Методи пошуку та розвідки нафтових і газових родовищ

Мета пошуково-розвідувальних робіт: виявлення, оцінка запасів і підготовка до розробки промислових покладів нафти і газу.

В ході пошуково-розвідувальних робіт застосовуються геологічні, геофізичні, методи, а також буріння свердловин і їх дослідження.

Геологічні методи. Проведення геологічної зйомки передує всім іншим видам пошукових робіт. Для цього геологи виїжджають в досліджуваний район і здійснюють так звані польові роботи. В ході них вони вивчають пласти гірських порід, що виходять на денну поверхню, їх склад і кути нахилів. Для аналізу корінних порід, укритих сучасними наносами, риються шурфи (вертикальна, рідше похила, неглибока гірнича виробка, зазвичай з площею перетину прямокутної форми, пройдена з поверхні) глибиною до 3 м. А з тим, щоб отримати уявлення про більш глибоко залягають породах, бурять картіровочние свердловини глибиною до 600 м.

Після повернення додому виконуються камеральні роботи, т. Е. Обробка матеріалів, зібраних в ході попереднього етапу. Підсумком камеральних робіт є геологічна карта і геологічні розрізи місцевості.

Геологічна карта - це проекція виходів гірських порід на денну поверхню. Антиклиналь (вигин пласта, спрямований опуклістю вгору) на геологічній карті має вигляд овального плями, в центрі якого розташовуються давніші породи, а на периферії - молодші.

Однак як би ретельно не проводилася геологічна зйомка, вона дає можливість судити про будову лише верхньої частини гірських порід. Щоб "прощупати" глибокі надра використовують геофізичні методи. Геофізичні методи. До геофізичних методів належать сейсморозвідка, електророзвідки та магніторозвідка.

Сейсмічна розвідка ( Мал. 3.6 ) Заснована на використанні закономірностей поширення в земній корі штучно створюваних пружних хвиль.

Мал.3.6.

Принципова схема сейсморозвідки: 1 - джерело пружних хвиль; 2 - сейсмопріемнікі; 3 - сейсмостанція

Хвилі створюються одним із таких способів:

• вибухом спеціальних зарядів в свердловинах глибиною до 30 м;
• вібраторами;
• перетворювачами вибухової енергії в механічну.

Швидкість поширення сейсмічних хвиль в породах різної щільності неоднакова: чим щільніше порода, тим швидше проникають крізь неї хвилі. На межі розділу двох середовищ з різною щільністю пружні коливання частково відбиваються, повертаючись до поверхні землі, а частково поламав, продовжують свій рух углиб надр до нової поверхні розділу. Відображені сейсмічні хвилі уловлюються сейсмоприемниками. Розшифровуючи потім отримані графіки коливань.

Електрична розвідка заснована на різній електропровідності гірських порід. Так, граніти, вапняки, пісковики, насичені солоною мінералізованою водою, добре проводять електричний струм, а глини, пісковики, насичені нафтою, мають дуже низьку електропровідність.

Принципова схема електророзвідки з поверхні землі приведена на Мал. 3.7 . Через металеві стрижні і крізь грунт пропускається електричний струм, а за допомогою стрижнів і і спеціальної апаратури досліджується штучно створене електричне поле. На підставі виконаних вимірів визначають електричний опір гірських порід. Висока електроопір є непрямою ознакою наявності нафти або газу.

Мал.3.7.

Принципова схема електророзвідки

Гравірозвідка заснована на залежності сили тяжіння на поверхні Землі від щільності гірських порід. Породи, насичені нафтою або газом, мають меншу щільність, ніж ті ж породи, що містять воду. Завданням гравиразведки є визначення місць з аномально низькою силою тяжіння.

Магниторазведка заснована на різній магнітної проникності гірських порід. Наша планета - це величезний магніт, навколо якого розташовано магнітне поле. Залежно від складу гірських порід, наявності нафти і газу це магнітне поле спотворюється в різного ступеня. Часто магнітовимірювачі встановлюють на літаки, які на певній висоті здійснюють обльоти досліджуваної території. Аеромагнітна зйомка дозволяє виявити антикліналі на глибині до 7 км, навіть якщо їх висота становить не більше 200 300 м.

Геологічними і геофізичними методами, головним чином, виявляють будова товщі осадових порід і можливі пастки для нафти і газу. Однак наявність пастки ще не означає присутності нафтовий або газової поклади. Виявити із загального числа виявлених структур ті, які найбільш перспективні на нафту і газ, без буріння свердловин допомагають гідрогеохімічні методи дослідження надр.

Гідрогеохімічні методи. До гідрохімічними відносять газову, люмінесцентно-бітумонологіческую, радіоактивну зйомки і гідрохімічний метод.

Газова зйомка полягає у визначенні присутності вуглеводневих газів в пробах гірських порід і ґрунтових вод, відібраних з глибини від 2 до 50 метрів. Навколо будь-нафтової і газової поклади утворюється ореол розсіювання вуглеводневих газів за рахунок їх фільтрації і дифузії по порах і тріщинах порід. За допомогою газоаналізаторів, що мають чутливість 10-5 10-6%, фіксується підвищений вміст вуглеводневих газів у пробах, відібраних безпосередньо над залежью. Недолік методу полягає в тому, що аномалія може бути зміщена щодо поклади (за рахунок похилого залягання покривають пластів) або ж бути пов'язана з непромисловими покладами.

Застосування люмінесцентно-бітумонологіческой зйомки засноване на тому, що над покладами нафти збільшений вміст бітумів в породі, з одного боку, і на явищі світіння бітумів в ультрафіолетовому світлі, з іншого. За характером світіння відібрані проби порід роблять висновок про наявність нафти в передбачуваної поклади.

Відомо, що в будь-якому місці нашої планети є, так званий, радіаційний фон, обумовлений наявністю в її надрах радіоактивних трансуранових елементів, а також впливом космічного випромінювання. Фахівцям вдалося встановити, що над нафтовими і газовими покладами радіаційний фон знижений. Радіоактивна зйомка виконується з метою виявлення зазначених аномалій радіаційного фону. Недоліком методу є те, що радіоактивні аномалії в приповерхневих шарах можуть бути зумовлені низкою інших природних причин. Тому даний метод поки застосовується обмежено.

Гідрохімічний метод заснований на вивченні хімічного складу підземних вод і змісту в них розчинених газів, а також органічних речовин, зокрема Аріон. У міру наближення до поклади концентрація цих компонентів у водах зростає, що дозволяє зробити висновок про наявність в пастках нафти або газу.

Буріння і дослідження свердловин. Буріння свердловин застосовується з метою пошуку покладів і при проведенні геологорозвідувальних робіт по її вивченню з метою оцінки запасів нафти і газу та підготовки її до розробки.

Ще в процесі буріння відбирають керн - циліндричні зразки порід, що залягають на різній глибині в перспективних частинах геологічного розрізу на виявлення покладів вуглеводнів ( Мал. 3.8 ).

Мал.3.8.

зразки керна

Дослідження керна дозволяє встановити його нафтогазоносність і визначити ємнісні і фільтраційні властивості порід що становлять поклад. По завершенню буріння обов'язковою процедурою є дослідження свердловин геофізичними методами.

Найбільш поширений спосіб геофізичних досліджень свердловин - електрокаротаж. В цьому випадку в свердловину після вилучення бурильних труб опускають на електричному кабелі прилади, що дозволяють визначати електричні властивості порід пройдених свердловиною. Результати вимірювань подаються у вигляді електрокаротажних діаграм. Розшифровуючи їх, визначають інтервали залягання проникних пластів і характер флюїдів, що знаходяться в їх поровом просторі.

Крім цього застосовують і інші методи дослідження: вимірювання температури по розрізу свердловини (термометрический метод); вимірювання швидкості звуку в породах (акустичний метод); вимір радіоактивності порід (радіоактивний метод) і т. д.