Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений

Целью поисково-разведочных работ являются выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и

газа. В ходе поисково-разведочных работ применяются геологические, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение сква­жин и их исследование.

Геологические методы.Проведение геологической съемки пред­шествует всем остальным видам поисковых работ. Для этого геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так называемые по­левые работы. В ходе них они изучают пласты горных пород, выхо­дящие на дневную поверхность, их состав и углы наклона. Для ана­лиза коренных пород, укрытых современными наносами, роются шурфы глубиной до 3 м. А чтобы получить представление о более глубоко залегающих породах, бурят картировочные скважины глу­биной до 600 м.

По возвращении домой выполняются камеральные работы, т. е. об­работка материалов, собранных в ходе предыдущего этапа. Итогом ка­меральных работ являются геологическая карта и геологические раз­резы местности.

Геологическая карта — это проекция выходов горных пород на днев­ную поверхность. Антиклиналь на геологической карте имеет вид овального пятна, в центре которого располагаются более древние по­роды, а на периферии — более молодые.

Однако как бы тщательно ни производилась геологическая съем­ка, она дает возможность судить о строении лишь верхней части гор­ных пород. Чтобы «прощупать» глубокие недра, используют геофи­зические методы.

Геофизическиеметоды. К ним относятся сейсморазведка, электро­разведка, гравиразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерно­стей распространения в земной коре искусственно создаваемых упру­гих волн. Волны создаются одним из следующих способов: 1) взры­вом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м; 2) вибрато­рами; 3) преобразователями взрывной энергии в механическую. Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотно­стью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверх­ности земли, а частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсми­ческие волны улавливаются сейсмоприемниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний земной поверхности, специа­листы определяют глубину залегания пород, отразивших волны, и угол их наклона.

Электрическая разведка заключается в различной электропровод­ности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщен­ные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электриче­ский ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

В ходе электроразведки с поверхности земли сквозь грунт пропус­кается электрический ток и с помощью специальной аппаратуры ис­следуется искусственно созданное электрическое поле. На основании выполненных замеров определяют электрическое сопротивление гор­ных пород. Высокое электросопротивление является косвенным при­знаком наличия нефти или газа.

Гравиразведка базируется на зависимости силы тяжести на поверх­ности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные неф­тью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содер­жащие воду. Задачей гравиразведки является определение мест с ано­мально низкой силой тяжести.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. Наша планета — это огромный магнит, вокруг ко- j торого расположено магнитное поле. В зависимости от состава гор­ных пород, наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в раз­личной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определенной высоте совершают облеты исследуемой территории. Аэромагнитная съемка позволяет выявить антиклинали на глубине до 7 км, даже если их высота составляет не более 200...300 м.

Геологическими и геофизическими методами главным образом выявляют строение толщи осадочных пород и возможные ловушки для нефти и газа. Однако наличие ловушки еще не означает присутствия нефтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженныхструктур те, которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидрогеохимические методы исследования недр.

Гидрогеохимические методы.К ним относят газовую, люминесцентно-битумонологическую, радиоактивную съемки и гидрохими­ческий метод.

Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводо­родных газов в пробах горных пород и грунтовых вод, отобранных с глубины от 2 до 50 м. Вокруг любой нефтяной и газовой залежи об­разуется ореол рассеяния углеводородных газов за счет их фильтра­ции и диффузии по порам и трещинам пород. С помощью газоанали­заторов, имеющих чувствительность 10⁵ ...10⁶%, фиксируется повы­шенное содержание углеводородных газов в пробах, отобранных непосредственно над залежью. Недостаток метода заключается в том, что аномалия может быть смещена относительно залежи (например за счет наклонного залегания покрывающих пластов) или связана с не­промышленными залежами.

Применение люминесцентно-битуминологической съемки основа­но на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в породе, с одной стороны, и на явлении свечения битумов в ультра­фиолетовом свете, с другой. По характеру свечения отобранной про­бы породы делают вывод о наличии нефти в предполагаемой залежи.

Известно, что в любом месте нашей планеты имеется так назы­ваемый радиационный фон, обусловленный наличием в ее недрах радиоактивных трансурановых элементов, а также воздействием космического излучения. Специалистам удалось установить, что над нефтяными и газовыми залежами радиационный фон понижен. Радиоактивная съемка выполняется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона. Недостатком метода является то, что

радиоактивные аномалии в приповерхностных слоях могут быть обу­словлены рядом других естественных причин. Поэтому данный метод пока применяется ограниченно.

Гидрохимический метод основан на изучении химического состава подземных вод и содержания в них растворенных газов, а также орга­нических веществ, в частности аренов. По мере приближения к залежи концентрация этих компонентов в водах возрастает, что позволяет сделать вывод о наличии в ловушках нефти или газа.

Бурение и исследование скважин.Этот метод применяют с целью оконтуривания залежей, а также определения глубины залегания и мощности нефтегазоносных пластов.

Еще в процессе бурения отбирают керн — цилиндрические образ­цы пород, залегающих на различной глубине. Анализ керна позволя­ет определить его нефтегазоносность. Однако по всей длине скважи­ны керн отбирается лишь в исключительных случаях. Поэтому после завершения бурения обязательной процедурой является исследова­ние скважины геофизическими методами.

Наиболее распространенный способ исследования скважин — элек­трокаротаж. В этом случае в скважину после извлечения бурильных труб опускается на тросе прибор, позволяющий определять электриче­ские свойства пород, пройденных скважиной. Результаты измерений представляются в виде электрокаротажных диаграмм. Расшифровывая их, определяют глубины залегания проницаемых пластов с высоким электросопротивлением, что свидетельствует о наличии в них нефти.

Практика электрокаротажа показала, что он надежно фиксирует нефтеносные пласты в песчано-глинистых породах, однако в карбо­натных отложениях возможности электрокаротажа ограничены. По­этому применяют и другие методы исследования скважин: измере­ние температуры по разрезу скважины (термометрический метод), из­мерение скорости звука в породах (акустический метод), измерение естественной радиоактивности пород (радиометрический метод) и др.