Аналитические методы                                                                                                              

Содержание

Введение

Аналитические методы                                                                                                              

Выявление углеводородных аномалий                                                                                      

Выявление аномалий, обусловленных влиянием УВ на вмещающую среду и биосферу        

Геофизические методы                                                                                                               

Гравиметрические методы                                                                                                           

Магнитометрические методы                                                                                                      

Термометрия                                                                                                                                  

Термолюменисценция                                                                                                                  

Радиометрические методы                                                                                                           

 Изучение поглощения или отражения электромагнитного или светового потока              

Геоморфологические методы                                                                                                   

Ландшафтные методы                                                                                                                  

 Морфографические методы                                                                                                        

Морфометрические методы                                                                                                         

Палеогеоморфологические методы                                                                                            

Ненаучные и нетрадиционные методы                                                                                  

Случайное бурение                                                                                                                       

Биолокация                                                                                                                                    

Ясновидение                                                                                                                                  

Геологические методы                                                                                                               

Подземное картирование                                                                                                             

Гидрогеологические показатели                                                                                                 

Комплексирование несейсмических поисковых методов                                                   

Аналитические, геофизические, геоморфологические методы                                               

Геологические методы                                                                                                                 

Эффективность и стоимость несейсмических поисковых методов                                  

Успешность несейсмических методов                                                                                        

Стоимость несейсмических методов                                                                                          

Стратегия и тактика нефтегазопоисковых работ                                                                

Динамическая стратегия поисковых работ                                                                                

 Неантиклинальные и нетрадиционные объекты нефтегазопоисковых работ                      

Последовательность применения несейсмических методов                                                    

Заключение

                                                                                                                                                        

 

ВВЕДЕНИЕ

В нашей стране уже давно укоренилось мнение о ведущей роли сейсморазведки в выявлении локальных объектов под поисковое бурение. Однако, в сложных геолого-геофизических условиях, подобных, например, условиям Сибирской и Русской древних платформ и, даже в отдельных районах Западно-Сибирской молодой платформы, несейсмические поисковые методы временами более эффективны и на один-два порядка дешевле при ориентации нефтегазопоисковых работ, особенно при поисках неантиклинальных залежей нефти и газа, а также на малоизученных бурением и сейсморазведкой территориях.

Цель данной лекции не противостояние сейсморазведке, а дополнение или даже замена её в неблагополучных для сейсморазведки условиях (траппо- и соленасыщенные разрезы, преобладание высокоскоростных карбонатных толщ, быстрые латеральные изменения скоростных характеристик, клиноформы, широкое развитие неантиклинальных ловушек, сложное строение ВЧР – верхней части разреза и др.).

Известно боле 200 несейсмических методов, способов и приёмов поисков залежей нефти и газа – аналитических (геохимических), геофизических, геоморфологических, геологических и ненаучных (биолокация, ясновидение). Названные методы по эффективности и достоверности укладываются в нисходящий ряд: подземное геологическое картирование – прямые и косвенные аналитические методы – геофизические методы – геоморфологические методы при успешности в благоприятных условиях до 20-30%.

Обоснована непрерывная технологическая цепочка поисков нефти и газа на любых стадиях изученности регионов. На региональной стадии, ещё до и во время бурения скважин и первых сейсморазведочных профилей – рациональны наборы аналитических, геофизических и геоморфологических методов, при хорошей буровой и геофизической изученности – подземное геологическое картирование, особенно эффективное в сложных геолого-геофизических условиях и для поиска неантиклинальных залежей.

Разработан комплекс геологических методов, раздельно для терригенных и карбонатных продуктивных горизонтов. Обоснованы теоретические и эмпирические связи различных геологических признаков с структурными, палеоструктурными, литолого-фациальными, гидрогеологическими и другими условиями нефтегазоносности региона. Описана процедура выявления и количественной оценки этих признаков и показателей, иерархия их (прямые, управляющие, управляемые). Обосновано необходимое информационное обеспечение для применения подземного картирования признаков и показателей, и технология прогноза локальных и зональных перспективных объектов и размещение на них параметрического и поискового бурения. При этом основными документами для постановки скважин являются итоговые карты локальных и зональных объектов, построенные путём совмещения карт наиболее благоприятных признаков и показателей нефтегазоносности региона.

Обобщение мирового опыта позволяет повсеместно рекомендовать динамичную стратегию поисков – своевременную смену объектов и методов поисков. На примере Северо-Американской платформы (проанализировано 1100 месторождений крупнее 1,5 млн.т УУВ) такая смена очень наглядна. Случайное бурение (конец XIX века) сменяется наземной геологической съемкой, в 30-50х годах господствовала сейсморазведка, а далее ведущим методом заложения поисковых скважин становится подземное геологическое картирование. При этом доля открытых неантиклинальных залежей (всего они содержат 30% общих запасов) в период случайного бурения составляла до 20%, в 30-50х годах – около 10%, после и до сих пор – около 50%. Сравнение Русской и Северо-Американской платформ обнаруживает большое сходство условий их нефтегазоносности. Редкость неантиклинальных залежей на первой из них объяняется тем, что она «застыла» на сейсморазведочной стадии. Ожидается, что неоткрытые ресурсы Русской платформы, по аналогии с Северо-Американской и Сибирской платформами, связаны, в основном, с неантиклинальными залежами и могут составить 15-30% общих ресурсов. Рекомендуется интенсивный поиск таких залежей, в основном, с помощью подземного геологического картирования.

Несейсмические поисковые методы удобно подразделять по характеру их методической базы: аналитические, геофизические, геоморфологические, ненаучные и геологические. При всем разнообразии несейсмических методов, все они преследуют одну из трех основных целей:

-обнаружение и прогнозирование углеводородных (УВ) залежей по прямым эффектам ее УВ-дыхания (прямые, «живые», динамические признаки УВ) в различных средах и полях;

-обнаружение и прогнозирование УВ – залежей по различным вещественным следам влияния мигрирующих (мигрировавших) УВ на вмещающую среду и поля (косвенные, «окаменелые», статические признаки УВ);

-обнаружение и прогнозирование ловушек (антиклинальных и неантиклинальных), возможно, заполненных УВ.

Первые две задачи решаются, в основном, аналитическими и, частично - геохимическими методами и способами, а третья - геофизическими, геологическими и геоморфологическими методами. Рассмотрены также кратко ненаучные и нетрадиционные методы, иногда рекомендуемые для поисков залежей нефти и газа. Большая часть аналитических, геоморфологических и нестандартных геофизических методов предназначена для поисков УВ - залежей на первых этапах нефтегазопоисковых работ в районах неизученных или слабоизученных сейсморазведкой и глубоким бурением. Геологические, геохимические и часть геофизических методов (в частности, различные методы каротажа) наиболее эффективны в хорошо изученных сейсморазведкой и бурением районах, а также в районах со сложными сейсмогеологическими условиями.

 

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Эти методы, способы и приемы: геохимические, битуминологические, гидрогеохимические, литогеохимические, изотопные, биогеохимические оперируют с пробами горных пород, почвы, воды, воздуха, растений, живых и ископаемых организмов и проводятся, как правило, в лабораторных условиях, а при применении некоторых экспресс – методов, непосредственно на местности. Существующие методы удобно разделять по объектам их приложения – образцам горных пород из обнажений и скважин, пробам почв, донных осадков, подземных и поверхностных вод, снега, льда, приземного атмосферного воздуха и растительного покрова.

Во всех случаях речь идет о выявлении аномалий того или иного показателя, связанного с нижележащей или близко по латерали расположенной залежи УВ.

Изучение почвенного слоя.

Под влиянием мигрирующих УВ в приповерхностной окислительной обстановке происходит обогащение почвенного слоя различными минералами и соединениями. В их числе: йодистые соединения, последние, в отличие от УВ, очень устойчивы к бактериальному воздействию и дольше хранят след породившей их залежи УВ; вторичные карбонаты; титанистые минералы в тяжелой фракции почв.

За рубежом широко рекламируется «способ d С»: фракция < 100мк из почвы нагревается до 500-600оС в атмосфере азота. Количество СО2, выделяющееся при разложении вторичных, обусловленных влиянием мигрирующих УВ, карбонатов и есть показатель «d С», по аномалиям которого судят о положении залежей УВ.

Изучение донных осадков.

В пробах донных осадков выявляются аномалии содержания V, B, Mn. В донных осадках Мексиканского залива над залежами УВ установлено повышенное содержание аутигенных карбонатов с изотопно легким составом углерода. С этим же явлением связывают твердые карбонатные включения и постройки со специфическим набором фауны.

Изучение подземных вод.

При приближении к залежам УВ, изменяется содержание и соотношения различных микроэлементов: повышается содержание V, Ti, Hg, Cr, Se, Ni, Co, Sr, Ra, B, Br, растет отношение тяжелых изотопов Н и , отношение изотопов Br превышает 1.03, уменьшается отношение ионов Са и Mg, содержание К становится меньше равновесного с аммонием. Общепринятым региональным признаком возможной нефтегазоносности являются высокие содержания J и Br в подземных водах непродуктивных скважин.

Гравиметрические методы

Гравитационный эффект залежей газа может достигать 2.5 мГал, нефти – до 1,5 мГал, что, иногда обусловливает, возникновение локальных минимумов на гравитационных максимумах, сопровождающих антиклинальные структуры. С залежами УВ могут быть также связаны вариации силы тяжести во времени, обнаруживаемые при повторных съёмках.

    Магнитометрические методы

Наиболее распространенные способы поисков залежей УВ связаны с накоплением магнитных минералов в восстановительной среде, созданной мигрирующими УВ вблизи дневной поверхности над искомыми залежами. Вблизи поверхности под влиянием УВ восстанавливаются немагнитные минералы: гематит преобразуется в магнетит, а сульфаты – в сульфиды. Диагенетические магнитные минералы, магнетит и пирротин, обнаружены в 89% случаев в почве над 19 изученными УВ залежами (Saunders и др., 1993).

Рекламируется высокоточная съёмка с помощью вакуумного цезиевого магнитометра. Установлена тесная корреляция между данными аэро- и наземных высокоточных магнитных съёмок.

Запатентовано несколько нетрадиционных способов, где используются: связь залежей УВ с положительными значениями линейного интеграла полного магнитного поля замкнутого полигона (США); связь залежей с формой кривой зависимости напряженности магнитного поля от плотности силы тока; связь залежей УВ с ориентировкой горизонтального элемента (Н) геомагнитного поля связь залежей с вертикальной компонентой магнитного поля.

    Электроразведка

Аэроэлектроразведка – аналоговая система АМПП на вертолете (импульсный индукционный метод). Определение местоположения залежи УВ основано на обнаруживаемом эффекте повышения сопротивления (вторичная минерализация почв) и вызванной поляризации (сульфиды над залежью УВ), что уменьшает сигнал АМПП (Каменецкая и др., 1991).

    Термометрия

Запатентованные в России и США способы основаны на возможной связи залежей УВ с положительными тепловыми аномалиями. Различия между этими способами заключаются в аппаратуре и процедуре измерения температур. Отмечено, что местами, например в Мексиканском заливе, тепловой градиент над месторождениями возрастает до 8оС/100м по сравнению с фоновыми значениями 1,5оС/100м (Swift, 1990). Для приповерхностных слоев прямая связь t-аномалий с залежами не всегда подтверждается – так, на гигантском месторождении Узень (Мангышлак) в верхней (0-500 м) части разреза наблюдается охлаждение пород, связанное с газоносностью меловых отложений, плохо проводящих тепло (Корценштейн, 1967).

    Термолюминесценция

Фтористо-литиевые дозиметры ТЛД - небольшие пластинки размером 3,2х3,2х0,9мм, «чипсы», закопанные в грунт на глубину до 0,5 м, с плотностью один дозиметр на км2, в течение 3-4 месяцев накапливают дозу радиации от залежи УВ на глубине. При последующем нагревании, они излучают свет, интенсивность которого пропорциональна накопленной дозе радиации (Sieqel и др., 1989). В последующее десятилетие этот метод был существенно усовершенствован, была повышена чувствительность «чипсов» за счет изменения их состава (Ti, Mg с добавками Li и F), что снижает срок накопления дозы радиации до одного месяца и глубины закапывания до 0,35 м.. Основная гипотеза авторов заключается в вертикальной миграции с водой и газом радиоактивных элементов (U) и порождаемых ими короткоживущих изотопов рения, которые и обеспечивают радиоактивный сигнал, улавливаемый «чипсами».

        

Радиометрические методы

Названные методы применяются обычно в комплексе с другими геофизическими и аналитическими методами  и преимущественно как дистанционные измерения. При g-съёмках их результативность существенно повышается при нормализации измерений в зависимости от литологии пород. Так, в эвапоритах среднее содержание Th составляет 0,4мг/л, а в глинах – 11,2мг/л; для урана соответственно – 0,1 и 3,7 мг/л. Нормализация исключает ложные аномалии, например, выход глин среди эвапоритов и наоборот. При комплексировании g-съёмок с газовыми съёмками возрастает результативность.

L.A.Leschak (1997) объединил магнотометрические и радиометрические исследования в методе «HJI»=интенсивность горизонтального магнитного градиента+радиометрия. Используются магнитометры OMNI –IV и g-детекторы на систематических профилях, причем радиометрические данные нормируются по торию, чтобы исключить влияние литологии. Метод рекомендуется как поисковый там, где сейсмические методы неэффективны, в частности, обнаруживаются шнурковые залежи, недоступные даже для трехмерной сейсморазведки при стоимости не более 15% от стоимости ЗD-сейсмики.

ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Эти методы являются большей частью косвенными, поскольку позволяют обнаруживать или намечать возможные положительные структуры, так или иначе выраженные в рельефе и растительном покрове дневной поверхности - возможные ловушки для нефти и газа, а также другие геологические особенности (разрывы, трещиноватые зоны), влияющие на нефтегазоносность. По характеру изучаемых объектов и признаков, и способам обработки материалов названные методы могут быть разделены на: ландшафтные, морфографические, морфометрические, палеогеоморфологические методы.

Ландшафтные методы

Изучение дневной поверхности на аэрофотоснимках и высокоточных космических снимках (КС). С одной стороны тщательное дешифрирование названных материалов создаёт фактическую базу для дальнейшего морфографического и морфометрического анализа, с другой – ряд ландшафтных особенностей (растительность, фототон и другие признаки) может использоваться самостоятельно (незамерзающие участки рек и озер, возможно, связанные с залежами УВ).

Морфографические методы

Эти методы заключаются в качественном, визуальном выявлении на топокартах и аэрофотоснимках различных аномалий рельефа и гидросети (Морфоструктурные методы…, 1968).

Морфометрические методы

Большинство вышеперечисленных морфографических показателей может быть представлено в количественной форме – размерах и амплитудах, процентах от целого, отношениях и т.д. Эти методы относительно трудоёмки, но возможна автоматизация их на фотооптических приборах и компьютерах. Они повышают объективность и достоверность соответствующих построений (Морфоструктурные методы…, 1968).

Случайное бурение

-«Дикая кошка» – обычно к этому методу прибегают до сих пор мелкие фирмы, не имеющие возможности пользоваться дорогостоящими геофизическими методами и услугами консультантов. Скважины закладываются по интуитивным соображениям, случайно, или ориентируясь на успехи соседей. Часто скважины располагаются в каком-то направлении, эмпирически определяемым по собственным и соседским, продуктивным скважинам (метод «трендов», также относимый в США к ненаучным). Не исключено, что в ряде случаев метод заложения скважин скрывается по конкурентным соображениям (в упоминавшейся статистике ААРG ежегодно до 10% скважин числится в графе – метод заложения не известен).

Биолокация

В последние годы, делаются попытки возродить средневековый метод, известный как «лозоходство», именуемый ныне «биолокация». Биолокация может проводиться только людьми с особыми способностями и чувствительностью и с безусловной верой в силу метода. Подчеркивается, что биолокация не поддаётся научному анализу и что в ней «центр тяжести смещается с осмысления результатов на их непосредственное получение».

Не отвергая средневековых ивовых лоз – рогаток, современная биолокация пользуется металлическими «П» и «Г» – образными рамками, зажатыми в обеих или одной руке: в пределах искомых аномалий эти рамки начинают вращаться (независимо от биолокатора). Вполне мыслимо реагирование отдельных людей на резкие перепады гравитационных, электромагнитных и других полей, связанные с близкими водоносными горизонтами, рудными залежами и другими неоднородностями, но влияние на этих людей нефтяных залежей на глубинах до 5 км, а биолокаторы ищут и такие залежи, мало понятно.

Ясновидение

Считается, что любая часть космического пространства содержит в себе информацию обо всем пространстве, и опытный биолокатор может подключиться к этой информации. Это позволяет выявлять соответствующие аномалии не только на местности, но и на топокартах и аэрофотоснимках, с помощью тех же рамок и грузиков, подвешенных на нитке.

В последнее время, в качестве самостоятельного метода, выдвигается ясновидение. Ясновидцы способны видеть энергию и предметы, недоступные для обыкновенного человека, осуществляют «чтение прошлого и будущего, дальновидение и дальнослушание». Для этого нужны либо «врожденные способности, либо приобретенные после тяжелых травм и потрясений». Ясновидцы без всяких приборов ощущают объекты и явления за тысячи километров от них и на глубине 10 – 20 км. «Можно видеть разломы, цвет и плотность пород, залегающих на глубине, очаги расплавленной магмы… и многое другое». Нефть воспринимается ясновидцами как черная пропитка пород на глубине (Наливкин, Уваров, 1993).

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

На заре нефтяной геологии огромную роль при поисках антиклинальных залежей нефти и газа, особенно в предгорных хорошо обнаженных районах, сыграла геологическая съёмка. С ростом изученности и выходом в слабо дислоцированные и мало обнаженные платформенные территории и на акватории, она утратила ведущее значение и уступила место структурному бурению и сейсморазведке.

С ростом буровой изученности все большее значение приобретает обобщение скважинных геологических и промыслово-геофизических материалов, на основе которых становится возможным подземное картирование на уровне продуктивных горизонтов.

Подземное картирование

В США этот метод получил название «Subsurface geology» (подземная геология) и применяется и классифицируется как равноправный метод наряду с сейсморазведкой, наземной геологической съёмкой и другими.

Основная информация поступает при бурении скважин – стратиграфия и литология, гипсометрия отдельных горизонтов, коллекторские свойства их, флюидонасыщенность и прочие показатели. Все они обобщаются в виде комплекта разрезов, профилей и специализированных карт - структурных, изопахических, литологических, палеогеологических (на уровне перерывов и несогласий в разрезе), геофизических, геохимических, гидрогеологических и других. Начиная с 50х годов, вплоть до 80х (далее соответствующая статистика в американских журналах перестала публиковаться) более половины поисковых скважин на новые месторождения обосновывались с помощью «подземной геологии», тогда как доля дорого стоящих сейсморазведочных обоснований не превышала 25 – 30%.

Геоморфологические методы

Их достоверность и успешность в публикациях нередко преувеличиваются. Использование аэро- и космических снимков, а также крупномасштабных топографических карт позволяет достаточно надежно выявлять трещинно-разрывную сеть изучаемых площадей, с которыми нередко связаны эффективные коллекторы, особенно в карбонатных породах и опосредованном, возможные залежи нефти и газа. Антиклинальные структуры, возможные ловушки УВ, обнаруживаются в рельефе и ландшафтах только в случае унаследования их в новейшем структурном плане. Структуры доальпийского заложения, кроме приразломных, как правило, в рельефе и ландшафтных характеристиках не проявляются. Поэтому всевозможные геоморфологические методы наиболее эффективны в предгорных районах с альпийскими дислокациями. Геоморфологические методы эффективны также на молодых платформах, где антиклинальные структуры проявляются в рельефе в виде гряд и возвышенностей и четких аномалий на аэро- и космических снимках (проявляются все (!) антиклинали данного района).

Заметим также, что все вышеописанные три группы несейсмических поисковых методов обладают двумя существенными недостатками. Во-первых, как отметил Д.Ф.Саундерс с соавторами (Saunders и др., 1999), эти методы не позволяют оценить величину (крупность) прогнозируемой залежи УВ. Во-вторых, не позволяют определить глубину залегания прогнозируемой залежи. Такими возможностями обладают только геологические методы.

Геологические методы

Косвенным свидетельством приемлемой для экономических условий США успешности и стоимости геологических методов («подземная геология») является явное предпочтение в 1940х – 80х годах, оказываемое поисковиками геологическим методам обоснования заложения поисковых скважин. Напомним (смотри раздел 5), что в названные годы более 50% поисковых скважин в США обосновывалось этими методами, тогда как доля сейсморазведки составляла примерно 25%.

Около половины всех известных к 1975 году неантиклинальных залежей США были открыты с помощью «подземной геологии». Ретроспективный анализ успешности поискового бурения на Непско-Ботуобинской антеклизе Сибирской платформы показал, что в выделенных зонах эффективных коллекторов венда достигнутая успешность поисковых скважин составила 30% (тогда как вне таких зон – 13%). Если бы поисковое бурение было сразу сконцентрировано в названных зонах, фактическая успешность оказалась бы на 10 – 20% выше достигнутой. Заметим также, что в пределах названной зоны позднее было открыто крупнейшее Чаяндинское газоконденсатное месторождение.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрены вопросы рационального комплексирования отдельных групп методов, оценена их эффективность. По этому показателю и достоверности результатов несейсмические поисковые методы образуют нисходящий ряд: подземное геологическое картирование на уровне продуктивных толщ – прямые аналитические – косвенные аналитические методы – геофизические методы – геоморфологические методы. Стоимость описанных методов, как минимум, на порядок ниже стоимости сейсморазведки.

Рассмотрена стратегия нефтегазопоисковых работ, одно из важнейших положений которой заключается в динамической смене объектов и методов поисковых работ. По мере исчерпания фонда антиклинальных объектов и падения успешности бурения и сейсморазведки возникает необходимость поиска неантиклинальных объектов и использования несейсмических методов.

Исходя из достигнутой изученности конкретных геологических условий, могут быть предложены рациональные поисковые комплексы для условий Сибирской и Русской платформ. Для последней главным объектом поисков являются неантиклинальные объекты, а главным методом поисков – подземное геологическое картирование в сочетании с отдельными другими несейсмическими методами. По аналогии с другими древними платформами доля ещё неоткрытых ресурсов на Русской платформе может составить 15-30% от начальных её ресурсов.

Содержание

Введение

Аналитические методы                                                                                                              

Выявление углеводородных аномалий                                                                                      

Выявление аномалий, обусловленных влиянием УВ на вмещающую среду и биосферу        

Дата: 2018-12-21, просмотров: 242.