Главная | Обратная связь

Геологічне обґрунтування проведення пошуків нафти і газу

Пошуки нафти і газу потребують значних інвестиційних вкладень. Отже, прийняття рішення про проведення пошукових робіт вимагає всебічного обгрунтування як з геологічних, так і з техніко-економічних позицій.

Прогнозування перспектив нафтогазоносності надр – це процес науково обгрунтованого передбачення про наявність в земній корі нафтогазоносних геологічних об’єктів, визначення їх просторового положення, умов залягання покладів і величини початкових ресурсів нафти і газу.

Прогнозування нафтогазоносності надр здійснюється переважно в процесі проведення пошуково-розвідувальних робіт шляхом послідовного розгляду і оцінювання низки геологічних обстановок, пошукових передумов і ознак нафтогазоносності. При цьому виділяються перспективні на нафту і газ регіони (провінції, басейни), літофаціальні комплекси, структурно-фаціальні зони і, накінець, конкретні площі і пастки. Для всіх цих геологічних об’єктів будуються і систематично уточнюються графічні моделі (карти, розрізи, схеми).

При прогнозуванні нафтогазоносності використовується вся сукупність наявних геологічних даних, на основі яких і проводяться ймовірнісні міркування і висновки. Таке прогнозування дає випереджувальну інформацію про ступінь перспективності надр щодо їх нафтогазоносності.

Прогнозування нафтогазоносності надр є початком перспективного розвитку всього комплексу геологорозвідувальних робіт на нафту і газ, що пов’язані з освоєнням значних матеріальних, капітальних і трудових вкладень в нафтогазовидобувні галузі промисловості. Отже, від достовірності прогнозу в значній мірі залежить успішність розвитку паливно-енергетичного комплексу країни.

Важливе значення при цьому має кількісна оцінка можливих масштабів нафтогазоносності досліджуваного об’єкта. Вона здійснюється шляхом підрахунку прогнозних і перспективних ресурсів нафти і газу. Із врахуванням цих ресурсів плануються обсяги пошуково-розвідувальних робіт, їх можлива геолого-економічна ефективність, обсяги приросту розвіданих запасів і в перспективі - видобуток нафти і газу.

Об’єкти геологорозвідувальних робіт на нафту і газ – це ділянки надр, які містять геологічні тіла, що являють собою інтерес з точки зору їхньої нафтогазоносності. При цьому під терміном "надра" розуміють частину земної кори від поверхні суші або дна акваторії до глибин, доступних для геологічного вивчення та промислового видобутку нафти.

В залежності від масштабу геологічних об’єктів, які оцінюються при прогнозуванні виділяють три рівні прогнозу: регіональний, зональний та локальний.

Геологічне обгрунтування доцільності проведення пошуків полягає в аргументованому доведенні наявності в надрах досліджуваної території сприятливих умов для формування та збереження скупчень нафти і газу. Сучасна теорія і практика геологічного обгрунтування пошуків нафти і газу базується на аналізі геологічних передумов, під якими розуміють сукупність сприятливих ознак і критеріїв нафтогазоносності, що залежать від умов формування та розташування їх скупчень в земнії корі.

Під ознаками нафтогазоносності розуміють такі особливості геологічних об’єктів, які вказують на наявність в надрах досліджуваної території покладів нафти і газу. Ознаки нафтогазоносності вказують на те, чим геологічні об’єкти, що вміщують поклади нафти і газу, відрізняються від об’єктів, що їх не вміщують.

За характером прояву ознаки нафтогазоносності поділяються на прямі і опосередковані. Прямі ознаки безпосередньо вказують на наявність нафти чи газу в надрах земної кори. До них відносяться:

– виходи нафти і газу на земну поверхню;

– нафтогазопрояви в гірничих виробках (свердловинах, шахтах, шурфах і т.п.);

– наявність бітумів в породах;

– наявність рідких і газоподібних вуглеводнів в пластових водах;

– присутність важких вуглеводнів з переважанням вищих гомологів в газах.

Прямі ознаки не можуть бути безпосередньо залучені для кількісної оцінки нафтогазоносності геологічного об’єкта.

Опосередковані (непрямі або побічні) ознаки нафтогазоносності вказують на наявність в надрах нафти і газу не безпосередньо, а через що-небудь інше, за допомогою посередніх ланок. Іншими словами, такі ознаки є навідними, так би мовити, натяком на наявність нафти чи газу.

До опосередкованих ознак нафтогазоносності відносяться такі особливості будови і розвитку геологічних об’єктів, які згідно з емпірічно встановленими або теоретично обгрунтованими закономірностями говорять про сприятливі умови для наявності в надрах досліджуваного об’єкта покладів нафти і газу.

Опосередковані ознаки нафтогазоносності дозволяють давати лише ймовірнісну оцінку можливості виявлення покладів нафти і газу в надрах досліджуваної території. Опосередковані ознаки нафтогазоносності в формалізованому вигляді використовуються для кількісної оцінки продуктивності геологічних об’єктів Наявність опосередкованих ознак є, як правило, лише необхідною, але недостатньою умовою існування в надрах покладів нафти чи газу. Можна навести багато прикладів того, що наявність всіх таких ознак ще не гарантує відкриття покладів нафти і газу і, навпаки, продуктивними є геологічні об’єкти, які не вписуються в схему опосередкованих ознак.

На практиці використання ознак нафтогазоносності проводиться при прогнозуванні продуктивності окремих геологічних о’єктів шляхом аналізу так званих критеріїв оцінки нафтогазоносності.

Критерії оцінки нафтогазоносності – це ознаки нафтогазоносності, на основі яких проводиться визначення можливої нафтогазоносності геологічних об’єктів за ступенем їхньої перспективності. При цьому виділяється п’ять основних груп критеріїв: тектонічні, літологічні, палеогеографічні, геохімічні і гідрогеологічні.

Тектонічнікритерії дозволяють класифікувати геологічні об’єкти за умовами, в яких проходять процеси генерації, акумуляції і руйнування вуглеводнів та їх покладів. Ці критерії поділяються на структурні, палеотектонічні і неотектонічні.

Структурні критерії дають можливість оцінити сучасну структуру геологічного об’єкта. Із них головними є два: тектонотип (тип тектонічної структури) об’єкта і об’єм осадових гірських порід в межах об’єкта. Тектонотип дає сумарну оцінку результату процесів, що визначають нафтогазоносність об’єкта, а об’ємом осадового виконання визначається масштаб об’єкта.

Класифікація за цими двома критеріями спирається перш за все на статистичні дані по більшості нафтогазоносних геологічних об’єктів світу. В конкретних умовах того чи іншого регіону, окрім основних критеріїв, при класифікації нафтогазоносних об’єктів враховують ступінь і характер дислокованості, співвідношення позитивних (переважно акумулюючих) і негативних (переважно генеруючих) структур, час і масштаб останнього етапу прогинання, кількість і товщину осадових комплексів, кількість і тип незгідностей тощо.

Палеотектонічні критерії дозволяють класифікувати геологічні об’єкти за характером процесів, які сформували іхню сучасну структуру. Із цих критеріїв головними є два: максимальні глибини залягання комплексів, що складають розріз, і співвідношення морфології успадкованих і новоутворених структур. Перший з них дозволяє класифікувати геологічні об’єкти за генераційним потенціалом і часом формування покладів, другий - за відношенням до можливих шляхів міграції і за часом переформування покладів. З інших палеоструктурних критеріїв слід відмітити: співвідношення етапів прогинання і здіймання, час і тривалість формування поверхонь неузгоджень і розривних дислокацій, характер і масштаб магматизму тощо.

Неотектонічні критерії дають можливість класифікувати геологічні об’єкти за умовами збереженості і можливого переформування існуючих покладів нафти і газу. Основними неотектоенічними критеріями є: абсолютні амплітуди новітніх піднять та інтенсивність новітніх рухів. В районах з великими абсолютними амплітудами новітніх піднять суттєво погіршуються умови збереження покладів нафти і газу. Підвищена інтенсивність новітніх рухів в цілому веде до погіршення умов збереження покладів. Разом з тим в районах інтенсивних піднять падіння пластового тиску спричиняє перехід водорозчиненого газу у вільну фазу і обумовлює виникнення нових покладів. Такі райони є переважно газоносними. В районах новітніх інтенсивних занурень осадовий чохол збагачується як нафтою, так і газом, що пов’язано з деяким покращенням умов збереженості покладів і з генерацією додаткових об’ємів вуглеводнів.

Тектонічні критерії оцінки нафтогазоносності є визначальними при підрахунку прогнозних ресурсів об’ємно-генетичними методами.

Палеогеографічні критерії дають можливість класифікувати геологічні об’єкти за характером процесів, які сформували їхню сучасну структуру. Із цих критеріїв головними є:

– співвідношення морських і континентальних відкладів в осадовому розрізі;

– фаціальна належність порід-покришок і порід-колекторів в межах об’єкта.

Перший з цих критеріїв дозволяє оцінити генераційний потенціал об’єкта, другий – морфологію і якість ізолюючих і проникних тіл в його розрізі. Важливими палеогеографічними критеріями також є: частка червонобарвних відкладів в осадовому розрізі, співвідношення теригенних і карбонатних відкладів, піщанистість теригенних розрізів і т.д.

Літологічні критерії оцінюють горизонтальну і вертикальну неоднорідність розрізу головним чином за фільтраційними властивостями порід, що його складають. Вертикальна неоднорідність дозволяє розчленувати розріз на комплекси, що складаються з проникної частини та ізолюючої її покришки. Горизонтальна неоднорідність властивостей цих основних елементів комплексу визначає умови вертикальної і латеральної міграції флюїдів, можливості акумуляції вуглеводнів в поклади і умови їх зберігання.

Головними із літологічних критеріїв є два:

1) склад, особливості будови і ступінь ущільнення покришок. Цей критерій дозволяє оцінювати ступінь вертикальної ізоляції окремих комплексів і всього осадового розрізу в межах об’єкта, чим визначається багатство надр об’єкта, співвідношення в ньому нафти, газу і бітумів, імовірність формування значних скупчень вуглеводнів, частка запасів різних вуглеводнів тощо.

2) склад, особливості будови і ступінь ущільненості проникних частин комплексів. Цей критерій дозволяє оцінювати ємнісний потенціал об’єкта, яким визначаються запаси, ймовірність формування великих скупчень вуглеводнів (в т.ч. в літологічних і стратиграфічних пастках), розподіл запасів вуглеводнів по розрізу і т.д.

При класифікації геологічних об’єктів на різних рівнях (регіональному, локальному та зональному) вказані літологічні критерії можуть мати різний конкретний зміст.

Літологічні критерії використовуються при підрахунку прогнозних ресурсів об’ємними методами.

Геохімічнікритерії дозволяють класифікувати геологічні об’єкти на регіональному, рідше зональному рівнях за генераційним потенціалом, за співвідношенням нафта-газ в прогнозних ресурсах вуглеводнів. Основним геохімічним критерієм є складний критерій, який сукупно враховує масу, концентрацію, тип і ступінь перетворення розсіяної органічної речовини (тобто наявність і генераційні можливості нафтогазопродукуючих світ).

Геохімічні критерії використовуються при підрахунку прогнозних ресурсів нафти і газу об’ємно-генетичним методом.

Гідрогеологічнікритерії дозволяють оцінити умови знаходження флюїдв в геологічних об’єктах, які впливають на процеси міграції, акумуляції, і руйнації покладів вуглеводнів. Розрізняють гідрохімічні і гідродинамічні критерії.

Гідрохімічнікритерії враховують сольовий склад підземних вод водорозчинених газів і водорозчиненої органічної речовини, величину і контрастність гідрохімічних аномалій.

Гідродинамічні критерії враховують ступінь закритості надр, характер, величину і контрасність гідродинамічних аномалій.

В залежності від завдань, що вирішуються при оцінці нафтогазоносеності, і в залежності від масштабу геологічних об’єктів, що оцінються, за критерії оцінки нафтогазоносності беруть різні комбінації ознак нафтогазоносності. Чим вужчі завдання і чим менші об’єкти, тим все більш часткові ознаки нафтогазоносності виступають в ролі критеріїв. Для великих об’єктів чисельні значення критеріїв можуть вибиратися із врахуванням статистичних даних по нафтогазових басейнах світу. За комбінаціями якісних і кількісних критеріїв можуть бути складені дискримінантні рівняння або вирішувальні правила для розмежування (ранжирування) досліджуваних об’єктів за допомогою ЕОМ.

Регіональний етап

 

Метою регіональних ГРР є вивчення основних закономірностей геологічної будови осадових басейнів, оцінка прогнозних ресурсів ВВ літолого-стратиграфічних комплексів, зон та об'єктів для постановки пошукових робіт на нафту і газ.

Регіональний етап передбачає вирішення таких завдань:

– виявлення і встановлення контурів розповсюдження перспективних зон та оцінку їх прогнозних ресурсів ВВ категорії Д₁ ;

– виявлення в цих зонах об'єктів з оцінкою прогнозних ресурсів ВВ категорії Д_1лок.;

– підготовку виявлених об'єктів до глибокого буріння та оцінку їх перспективних ресурсів категорії С₃;

– попередню геолого-економічну оцінку (ГЕО-3) виявлених і підготовлених об'єктів з метою визначення економічної доцільності проведення на них пошукових робіт та їх черговості.

Регіональні дослідження проводяться переважно на маловивчених територіях (акваторіях) або на нижні структурні поверхи регіонів, які добре вивчені по верхніх структурних поверхах.

Регіональні роботи передують безпосередньо пошукам нафти і газу та здійснюються шляхом застосування комплексу геофізичних досліджень і буріння опорних і параметричних свердловин. В комплекс геофізичних методів здебільшого входять магніторозвідка, гравірозвідка, електророзвідка і сейсморозвідка.

Для вирішення всіх геологічних завдань регіональних робіт в найбільш повному обсязі та при можливості одночасно ці дослідження недоцільно проводити шляхом рівномірного їх розташування по території вивчення, оскільки це не виправдано ні геологічно, ні економічно. В цьому випадку в найбільш перспективних районах буде затримуватись одержання геологічної інформації, необхідної для швидшої оцінки нафтогазоносності всього регіону, а також будуть проводитись дорогі дослідження на малоперспективних ділянках території.

Щоб уникнути відзначених обставин, регіональні роботи диференціюються на три послідовних цикли в залежності від масштабності пошукового об’єкта, кола вирішуваних геологічних задач і детальності досліджень.

У першому циклі вирішуються геологічні завдання, пов’язані із установленням меж, загальної товщини і структури осадового виповнення басейну седиментації, поділом території осадового басейну на перспективні та безперспективні в нафтогазоносному відношенні області та виділенням в розрізі осадового чохла регіональних нафтогазоносних комплексів.

У другому циклі вирішуються геологічні завдання, пов’язані з вивченням будови фундаменту та поділом осадочного чохла на структурно-тектонічні поверхи, що дозволяє провести тектонічне районування окремих перспективних на нафту і газ областей з виділенням по кожному поверху і врахуванням доступності буріння на великих тектонічних елементах, які характеризуються найбільш сприятливими геологічними умовами для регіонального нафтогазоутворення і нафтогазонакопичення.

Третій цикл включає геологічні завдання, вирішення яких спрямоване на виявлення та вивчення зон регіонального нафтогазонакопичення різного генетичного типу.

Таке проведення регіональних робіт дає можливість при необхідності суміщати в часі вирішення геологічних завдання різних циклів або одночасно проводити ці дослідження на різні структурно-тектонічні поверхи регіону. Так, в практиці є випадки виявлення промислової нафтогазоносності на регіональному етапі при бурінні опорних і параметричних свердловин. У таких випадках створюється ситуація, коли деякі геологічні об’єкти уже вводяться в пошукове а потім в розвідувальне буріння, не очікуючи кінцевого вирішення всіх геологічних завдань регіональних досліджень, тобто проходить поєднання їх циклів. Оскільки таке поєднання доцільне як з геологічної, так і з економічної точок зору, деякі дослідники пропонують в ході проведення регіональних робіт здійснювати спеціальну підготовку типових (еталонних) об’єктів і введення їх в пошукове буріння одночасно із проведенням регіональних робіт.

З іншого боку, методично неправильно зовсім зупиняти або різко скорочувати регіональні дослідження після одержання перших промислових припливів нафти або газу в регіоні (наприклад, із відкладів верхнього структурно-тектонічного поверху). Таке проведення регіональних робіт значно здорожує пошуки і різко знижує їх ефективність, що мало місце в деяких регіонах країни. Після опошуковування більш-менш значних за розмірами піднять у верхніх частинах розрізу осадового чохла результативність пошукового буріння в цих регіонах різко знижувалась, оскільки регіональні роботи не підготовили достатнього фонду пошукових об’єктів у нижніх структурних поверхах (наприклад, підсольові відклади девону ДДЗ). Відновлення регіональних геолого-геофізичних досліджень на більш глибокі горизонти розрізу майже завжди пов’язано з тривалою затримкою вирішення геологічних завдань, оскільки нижні поховані тектонічні поверхи харатеризуються переважно значною невідповідністю структурних планів, складнопобудованими структурами, розповсюдженням зон регіонального виклинювання, стратиграфічних зрізів тощо. Саме тому одночасно з охопленням регіональними дослідженнями верхніх структурних поверхів частина робіт має бути направлена на вивчення більш глибоких структур і спеціально на виявлення літологічних і стратиграфічних пасток. Одночасне виконання регіональних робіт на доступну для технічних засобів глибину вивчення розрізу значно підвищує геолого-економічну ефективність не тільки даних досліджень, але й всього нафтогазопошукового процесу.

Нафтогазоносні провінції України вже вивчені регіональними дослідженнями першого та частково другого циклів. В їх межах здійснюються регіональні роботи другого і, головним чином, третього циклів, направлені на виявлення та вивчення зон регіонального нафтогазонакопичення різного типу.

Багаторічна практика регіональних досліджень показує, що частка регіональних робіт в початковий період вивчення території може досягати 20–30% від всіх витрат на геологорозвідувальні роботи, а при досягненні певної розвіданості надр знижується до 4–5%.