Нефть. От первых скважин до новой эпохи - Глеб Олегович Трухин Страница 9

Рисунок 1. Виды месторождений по режимам работы нефтяных пластов

Месторождения бывают разные по соотношению полезных ископаемых. Месторождения полезных ископаемых отличаются по составу содержащихся в них ресурсов. Иногда в залежах есть только нефть или газ – такие месторождения называют нефтяными или газовыми. Когда в залежах и то и другое – такие месторождения могут дополнительно называть газонефтяными или нефтегазовыми, в зависимости от содержания того или иного ресурса. Аналогичная ситуация и с нефтегазоконденсатными месторождениями: если газового конденсата больше, чем нефти, то такие залежи будут относиться к газоконденсатнонефтяным.

Многие месторождения можно разделить по геологическому строению – на сложные и простые. Простыми называются месторождения нефти, продуктивные горизонты которых характеризуются относительной выдержанностью литологического состава, а слой коллекторного пласта продуктивен по всему объему залежи. Месторождения сложного строения разбиты тектоническими нарушениями на ряд изолированных блоков, а коллекторный пласт имеет изменчивые свойства по объему залежи.

Другая не менее важная классификация – географическое положение. Платформенные – содержат основной объем мировых запасов нефти, включая большинство крупнейших залежей. Например, на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформах. В складчатых областях, подверженных геологической активности, находятся более мелкие месторождения, что усложняет их разработку.

К крупнейшим месторождениям мира относятся: Аль-Гавар в Саудовской Аравии с запасом 12 млрд тонн, Большой Бурган в Кувейте с запасом 11 млрд тонн, Боливар Костал в Венесуэле с запасом 8,3 млрд тонн. Самые крупные месторождения в России: Самотлорское – 6,2 млрд тонн (7-е место), Ромашкинское и Приобское – по 5 млрд тонн (13-е и 14-е места соответственно), Лянторское – 2 млрд тонн (37-е место), Федоровское – 1,8 млрд тонн (42-е место).

Но все эти запасы являются уже разведанными месторождениями. Именно на основе этих данных и строятся все гипотезы о формировании и происхождении нефти. Вопрос поиска новых месторождений остается открытым. Их находят на все большей глубине. Но какими методами пользуются геологи?

Первым этапом в нефтяной промышленности является геологическая разведка. Именно она позволяет выявить те места, где находится месторождение полезного энергоресурса. Геологоразведка может дать представление о глубине залегания, объемах нефти или газа, о строении и составе пластов и многих других характеристиках для планирования и оптимизации процессов разработки и добычи месторождений нефти.

Современные технологии геологоразведки предполагают проведение комплексных геологических, геофизических и геохимических работ. Залог успешной разведки – соблюдение четкой последовательности работ.

Первая стадия георазведки – это геологические исследования. Они включают в себя изучение природных недр на предмет наличия или отсутствия определенных структур, выявление осадочных бассейнов, в которых может содержаться нефть или газ. На второй стадии используются геофизические и геохимические методы, которые помогают выявить залежи и запасы нефти в породе, не применяя бурение.

Одним из геофизических методов является сейсморазведка. Она основана на закономерности распространения в земной коре упругих волн, создаваемых специальным прибором на поверхности. В разных породах они распространяются с разной скоростью, а на границах раздела двух фаз (жидкой и твердой) они частично отражаются. Именно это отражение фиксирует сейсмоприемник, данные от которого расшифровывают геологи, получая представление о глубине и местонахождении залежи. Однако такой способ непрактичен из-за малой глубины разведки, поэтому чаще всего используют специальные приборы, создающие волны определенной частоты и длины.

Второй способ – электроразведка, основанная на различиях электропроводности горных пород. Граниты, известняки и песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, тогда как глины и песчаники, насыщенные нефтью, имеют очень низкую электропроводность. На практике геологи создают искусственное электромагнитное поле с помощью специальных стержней, по которым проходит ток, и измеряют электрическое сопротивление пород. Высокое сопротивление при замерах может указывать на наличие залежей нефти или газа, поскольку эти вещества ухудшают проводимость.

Третий способ основан на изменчивой силе гравитации. Гравиразведка – это метод поиска залежи, при котором определяется место с аномально низкой гравитацией, что позволяет предположить наличие нефти в данном месте. Породы, которые содержат в себе нефть или газ, имеют низкую плотность относительно других пород или пород, содержащих воду, в результате появляются места с относительно низкой силой тяжести.

Четвертый способ разведки основан на использовании магнитного поля. Разные горные породы отличаются по плотности, электропроводимости и способности отражать и поглощать волны, а также по магнитным свойствам. Магнитная проницаемость пород значительно варьируется, что позволяет определить наличие нефти и газа.

Земля сама является большим магнитом с магнитным полем, которое искажается в зависимости от состава пород и присутствия углеводородов. Для съемки применяют магнетометры, установленные на самолетах, которые проводят облеты территории на заданной высоте. Аэромагнитная съемка позволяет обнаруживать антиклинали на глубине до 7 километров, даже при высоте менее 300 метров, что важно для поисков залежей нефти и газа.

В отдельную группу стоит выделить геохимические методы определения залежи. К ним относятся газовая съемка, которая измеряет присутствие углеводородных газов в приповерхностном слое почвы. По большой концентрации таких газов можно судить о наличии нефтяного месторождения. А также битуминологический анализ, который проводят для определения присутствия битумов в почве, что может свидетельствовать о возможном наличии залежи.

Третья стадия включает в себя разведочное бурение. При выявлении перспективного месторождения строятся первые скважины. Этот этап является самым дорогим на стадии разведки залежи нефти, поэтому и самым рискованным. Если нефть действительно находится в этом месте, то происходит экспертная оценка качества нефти и ее количества и принимается решение о дальнейшей добыче.

На этапе тестирования скважины для оценки экономической целесообразности инженеры-геологи измеряют ее дебит и анализируют данные пластового давления. Эти данные позволяют определить масштаб залежи и принять решение о начале полномасштабной разработки.

Дебит скважины, объем нефти, который способна выдать скважина за единицу времени, – это один из основных показателей, который будет влиять на ее рентабельность. Величина скорости добычи может измеряться в м3/с, тысячах м3/ч, тысячах м3/сут. и т. д.

Теперь, когда вопросы о природе нефти, ее происхождении, местах залегания и методах поиска исчерпаны, можно перейти к самому главному – процессу добычи этого ценного полезного ископаемого.

Прежде всего стоит упомянуть о четырех стадиях разработки залежи, известных как цикл жизни залежи, в период ее использования. Первый этап заключается в максимальном увеличении добычи нефти. В течение этого периода, который длится около трех-пяти лет, залежь постепенно отдает все большее количество ресурса. Часто окончание данного этапа совпадает с завершением бурения скважин.

Второй этап – это поддержка максимального дебита скважины. В это время добыча