Особенности разведки многозалежных месторождений

Разведка многих нефтеносных структур показывает, что как на платформенных, так и на складчатых территориях редко встречаются однопластовые месторождения, приуроченные только к одному горизонту отдельных литолого-стратиграфических комплексов. Достаточно отметить, что диапазон нефтегазоносности в основных районах Урало-Поволжья охватывает ком­плекс палеозойских отложений мощностью от 2000 до 3000-3500 м, основные залежи нефти здесь содержатся в девонских, каменноугольных и пермских отложениях.

Месторождения геосинклинальных областей обладают еще более значительными мощностями нефтегазоносных отложений и содержат большое количество залежей.

Значительное количество известных месторождений являют­ся многозалежными, т. е. представляют собой совокупность различных по геологическому строению, размерам, продук­тивности и промышленной значимости залежей, расположен­ных в разрезе одна под другой. Диапазон нефтегазоносности многопластовых месторождений достигает 1500-2500 м. Так, на Мухановском месторождении в Куйбышевской обла­сти средняя глубина залегания самого нижнего продуктивно­го горизонта составляет 3000 м, самого верхнего — 320-340 м, т. е. диапазон нефтегазоносности — 2700 м. Диапазон нефтегазоносности на Могутовском месторождении в Оренбург­ской области примерно 2600 м, в разрезе этого месторождения нефтяные и газовые залежи установлены в интервале от 500 до 3100 м. На ряде месторождений Днепрово-Донецкой впа­дины, где продуктивными являются отложения триаса, перми и карбона, диапазон нефтегазоносности составляет около 2000 м.

При разведке многозалежного месторождения необходимо учитывать, что каждая из залежей может требовать своих методов изучения и систем разведки и для каждой залежи будут свои требования к изученности.

При проектировании разведочных работ на многозалеж­ных месторождениях и их проведении необходимо решать задачу рационального сочетания процесса изучения каждой отдельной залежи и всего месторождения в целом.

Важнейшим методическим приемом при проведении раз­ведочных работ на многозалежных месторождениях является выделение этажей разведки.

Этаж разведки — часть разреза месторождения, включа­ющая одну или несколько залежей, которые могут разведываться одной самостоятельной сеткой скважин. В один этаж разведки объединяются сходные по геологическому строению, составу флюидальной системы и условиям бурения и разра­ботки залежи, расположенные в разрезе близко друг от друга.

Мелик-Пашаев В.С. Геология, разведка и разработка нефтяных месторождений. М., Недра, 1979. 334 с.

Разведка многопластовых месторождений нефти и газа в су­ществующей практике проводится в основном по двум системам:

сверху—вниз и снизу—вверх (рис. 5.2.11).

Система разведки сверху — вниз предусматри­вает последовательную разведку каждого нижележащего гори­зонта в многопластовом месторождении после разведки выше­лежащего. Из этой схемы следует, что после выявления нефтеносности верхнего I горизонта, последующий этап характери­зуется его оконтуриванием и одновременно бурением поисковых скважин на II горизонт. В последующем, когда производится разведка II горизонта, закладываются поисковые скважины на III горизонт и т. д. Эта система разведки была единственной системой разведки месторождений в дореволюционной нефтяной промышленности и обусловливалась низкой техникой бурения, исключающей возможность одновременного вскрытия несколь­ких нефтеносных горизонтов.

Система разведки снизу—вверх предусматривает вскрытие нижних перспективных свит, залегающих на глубинах, доступных современной технике бурения, и освещение нефтегазоносности всей осадочной толщи или ее значительной части. Эта система имеет в виду разведку группы нефтяных и газовых горизонтов путем последовательной разведки каждого вышеле­жащего горизонта после нижележащего, причем нижний гори­зонт, с которого начинается разведка, называется базисным.

Разведку нефтяных и газовых залежей, как правило, целесо­образно проводить по системе снизу—вверх, которая обеспечи­вает наиболее быстрое изучение месторождения при сравни­тельно минимальных затратах. Промышленная оценка всех вскрытых скважинами нефтеносных горизонтов проводится по данным отбора керна с помощью колонковых долот и бокового грунтоноса, электрокаротажа, бокового каротажного зондирова­ния и радиометрических исследований, а также при последова­тельном опробовании всех перспективных горизонтов разреза снизу—вверх. Эта система обеспечивает наиболее быстрое приращивание запасов.

Количество первых поисковых скважин должно быть таким, чтобы несколькими скважинами, расположенными в различных частях структуры, можно было осветить нефтегазоносность всего разреза и соотношение структурных планов отдельных стратиграфических комплексов.

В отдельных районах практику бурения нельзя признать правильной, если при разведке нефтяных месторождений ниже­залегающие перспективные толщи остаются невскрытыми не­редко на протяжении ряда лет. Эти толщи, залегающие на до­ступных бурению глубинах, должны вскрываться первыми же поисковыми или разведочными скважинами. Даже в случае несоответствия структурных планов эти скважины в совокуп­ности с подобными же скважинами на других площадях дадут ценный материал, указывающий наиболее вероятное направле­ние поисков поднятий по более древним отложениям и будут способствовать более качественной интерпретации сейсмических данных а также позволят наметить благоприятные зоны для поисков стратиграфических и литологических залежей.

При соблюдении принципов разведки месторождения снизу—вверх разведка более древних отложений будет связана с необ­ходимостью изучения осадков типа бавлинской свиты в Башки­рии и калинской свиты в Апшеронской нефтеносной области, отсутствующих на своде поднятий и получивших значительное развитие в более погруженных зонах.

Рис. 5.2.11. Системы разведки многопластового нефтяного месторождения

1-9 — порядок ввода нефтяных горизонтов в разведку

Значительный интерес могут представить поиски нефти и газа в доюрских отложениях на юге Западно-Сибирской низмен­ности.

Разведку выявленных продуктивных горизонтов, приурочен­ных к отдельным крупным стратиграфическим подразделениям, в некоторых случаях целесообразно вести самостоятельной сеткой разведочных скважин с выделением отдельных этажей раз­ведки. Отдельные этажи, включающие стратиграфические комп­лексы, которые в дальнейшем будут разведываться самостоя­тельными сетками скважин, выделяются по результатам буре­ния первых поисковых и разведочных скважин на основании изучения нефтегазоносности продуктивных свит, имеющих зна­чительную мощность.

Под этажом разведки следует понимать часть разреза место­рождения, состоящую из нескольких нефтеносных или газонос­ных горизонтов, сгруппированных для разведки самостоятельной сеткой скважин. При выделении этажей разведки представля­ется целесообразным группировать горизонты так, чтобы ниж­ним, или базисным, горизонтом в этаже был бы наиболее круп­ный по площади и запасам горизонт, отличающийся высокими дебитами скважин. Такой принцип выделения базисных горизон­тов позволит обеспечить первоочередную разведку наиболее мощных нефтегазоносных пластов, прирастить запасы нефти и газа по высоким категориям и ускорить ввод этих залежей в раз­работку. Таким образом, если в разрезе месторождения имеются два мощных продуктивных горизонта, расположенных на значи­тельном расстоянии (по вертикали) друг от друга, то целесооб­разно выделить два этажа разведки, если три, то, возможно, и три этажа. В качестве примера разведки по этажам можно при­вести Калинское месторождение (рис. 5.2.12). Здесь в разрезе про­дуктивной толщи среднего плиоцена было выделено три этажа, причем базисным горизонтом первого служили V и VI гори­зонты, второго — свита НКГ и третьего — свита ПК. Указан­ные горизонты являются наиболее мощными. Несколько иной принцип выделения этажей разведки принят для морского месторождения Бахар в Каспийском море. Если для других многопластовых месторождений выделению этажей разведки предшествовало вскрытие всего или большей части комплекса продуктивных отложений и установление количества залежей нефти и газа в разрезе, то на месторождении Бахар весь нижний отдел продуктивной толщи мощностью порядка 900—1000 м не вскрыт.

Рис. 5.2.12.Принципиальная схема разведки Калинского месторождения (продольный геологический профиль) 1 — нефть; 2 — газ

Месторождение Бахар находится вблизи банки Макарова, на небольшом расстоянии от г. Баку. Расположено оно на далеком погружении в море антиклинальной зоны, к которой приурочены известные нефтяные месторождения Сураханы, Карачухур, Зых, о-в Песчаный. Сейсморазведочными ра­ботами 1950-1953 и 1956-1957 гг. установлена приурочен­ность грязевого вулкана банки Макарова к указанной антикли­нальной зоне и только детальными повторными сейсмическими исследованиями в 1963 г., и особенно МРНП в 1967 г., удалось закартировать самостоятельную брахиантиклинальную складку (наличие которой предполагалось полвека тому назад) протя­женностью 10 км и высотой порядка 300 м. Впервые в разве­дочной скв. 3 при опробовании VII горизонта получен фонтан газа дебитом 300 000 м³/сут и конденсата — 40 т/сут. Последую­щими скважинами были выявлены газоконденсатные залежи в VI,IX, Х горизонтах балаханской свиты и нефтяная залежь в свите Перерыва.

С учетом огромной мощности продуктивной толщи, которая достигнет порядка 5000 м, а также мощности четвертичных от­ложений 1000-1200 м проектные глубины скважин, предназ­наченные для вскрытия всей продуктивной толщи, составят 6000-6500 м. Бурение в условиях открытого моря с очень слож­ными метеорологическими условиями одновременно ряда подоб­ных сверхглубоких скважин очень сложно. На основании того, что углы падения пластов с глубиной увеличиваются и струк­туры по нижезалегающим горизонтам становятся более четкими, а также с учетом закономерностей размещения залежей нефти и газа в свитах нижнего отдела продуктивной толщи Апшеронской нефтегазоносной области нет достаточных оснований со­мневаться в их перспективности. Поэтому для ускорения работ по подготовке к разработке выявленных, а также поискам но­вых залежей следует признать обоснованным предложение А. М. Ахмедова, X. Б. Юсуф-Заде, Б. М. Цигер и др., за­ключавшееся в том, что на площади Бахар было выделено три этажа разведки (рис. 5.2.13).

I этаж разведки с базисным горизонтом - свита «Перерыва», с проектными глубинами 4700-4900 м охватывает все откры­тые залежи газоконденсата и нефти.

II этаж разведки имеет базисный горизонт—подкирмакинскую свиту (ПК). Задачами разведки являются поиски зале­жей нефти и газа в отложениях НКП, КС и ПК при проектных глубинах скважин порядка 5500 м.

III этаж разведки предусматривает изучение нефтегазоносности горизонтов калинской свиты (КаС) до понтических отло­жений, для этого потребуется бурение скважин до глубин 6250-6500 м.

Рис. 5.2.13.Поперечный геологический профиль месторождения Бахар. По А. М. Ахмедову, X. Б. Юсуф-Заде, Б. М. Цигер и др.:

1— нефть; 2 — газ; 3 — глины.

Специфика II и III этажей разведки на площади Бахар заключается в том, что, хотя они и выделяются по аналогии с большим числом хорошо изученных месторождений Апшеронской нефтеносной области, тем не менее, по существу, явля­ются поисковыми. Поэтому количество разведочных скважин на эти этажи должно быть ограничено, и вместе с тем сква­жины должны быть обеспечены новейшим оборудованием и не­обходимыми материалами для ускоренного и успешного завер­шения бурения до проектных горизонтов и получения промыш­ленных притоков нефти или газа.

Для нефтяных месторождений Нижневартовского свода в Западно-Сибирской низменности целесообразно выделить два этажа разведки: нижний—для разведки горизонтов валанжина БВ₁₀, БВ₈ и другие и верхний—горизонтов группы АВ готерив-барремских отложений.

Для газовых месторождений севера Тюменской области также должно быть выделено не менее двух этажей: верхний— для разведки крупнейших газовых залежей сеномана и ниж­ний — газоконденсатных или газонефтеконденсатных горизонтов валанжина, а при установлении высокопродуктивных горизон­тов в юрских отложениях, возможно, возникнет необходимость выделения на отдельных месторождениях и третьего—юрского этажа разведки.

При выделении этажей разведки следует учитывать также условия бурения скважин. Если нижняя часть разреза место­рождения отличается аномально-высоким пластовым давле­нием, требующим применения утяжеленных промывочных ра­створов и специальной конструкции скважин, а верхняя харак­теризуется давлением, близким к гидростатическому, и нор­мальными условиями проводки скважин, то эти части разреза должны быть подразделены на различные этажи. Так, на ме­сторождениях Терского хребта (Малгобек, Вознесенское и др.), где условия бурения на залежи, приуроченные к карбонатной толще верхнего мела, резко отличаются от условий бурения на нефтяные горизонты чокракских и караганских отложений, вы­делялись два этажа разведки; получение притоков нефти из отложений нижнего мела обусловило необходимость выделения третьего этажа разведки.

Порядок разведки выделенных этажей системой снизу— вверх или сверху—вниз зависит от геологических, технических и экономических факторов. На практике возможны следующие варианты.

1. На месторождении высокодебитные горизонты, содержа­щие существенные запасы нефти и газа, расположены в ниж­ней части разреза. В этом случае более эффективна разведка отдельных этажей снизу—вверх. В качестве примера можно привести ряд нефтяных месторождений, приуроченных к Та­тарскому своду (Ромашкинское, Туймазинское, Бавлинское и др.), в которых высокодебитные горизонты, содержащие ос­новные запасы нефти, залегают в девонских отложениях, а за­лежи каменноугольных отложений отличаются малыми и сред­ними дебитами скважин.

2. На месторождении выявлен ряд высокодебитных про­дуктивных толщ, относящихся к нескольким мощным литолого-стратиграфическим комплексам, например, на месторождениях Мухановское, Дмитриевское и другие в Куйбышевской области, где залежи нефти приурочены как к девонским, так и к камен­ноугольным отложениям. В таких случаях разведка отдельных стратиграфических комплексов или этажей должна осущест­вляться в зависимости от глубины их залегания. Если высоко­дебитные горизонты залегают на больших глубинах, не освоен­ных для массового бурения скважин, то, исходя из конкретных условий, может быть вначале разведана и подготовлена к раз­работке группа нефтяных пластов, приуроченных к верхнему стратиграфическому комплексу, и только после этого начата детальная разведка горизонтов нижнего комплекса самостоя­тельной сеткой. При залегании высокодебитных горизонтов, при­уроченных к различным мощным толщам литолого-стратиграфических комплексов на вполне освоенных глубинах, предпоч­тение следует оказать системе разведки снизу—вверх, так как при этом количество неудачных разведочных скважин будет сведено к минимуму, а скважины, оказавшиеся за контуром нефтеносности нижних литолого-стратиграфических комплек­сов, могут быть возвращены для разведки верхних.

3. На месторождении высокодебитные горизонты приуро­чены к верхним литолого-стратиграфическим комплексам, а нижние комплексы содержат малодебитные залежи. В таких случаях вначале должны быть разведаны верхние слои. Одним из основных преимуществ системы разведки снизу — вверх является возможность возврата скважин с целью опробования верхних горизонтов. Особенно это важно для скважин малодебитных, давших отрицательные результаты, и аварийных. Для высокодебитных скважин рекомендуется воздерживаться от возврата.

В тех случаях, когда бурение на базисный горизонт раз­ведки сопряжено с известными трудностями, а количество разведочных скважин, опробовавших основной горизонт, позво­ляет не только выполнить подсчет запасов, по и ускорить раз­работку залежи, возврат на верхние горизонты высокодебитных скважин может на длительное время задержать начало разработки крупной нефтяной или газовой залежи. В подобных условиях целесообразно заложить новую группу разведочных скважин для опробования выявленных по данным каротажа и отбора керна новых нефтяных горизонтов в верхней части разреза с тем, чтобы не прибегать к возврату высокодебитных скважин.

Аналогичное положение может создаться и на газовых ме­сторождениях, когда разведочные скважины, выявившие и оконтурившие мощную газовую залежь, вполне обеспечивают ее разработку и полное извлечение подземных запасов. В этих случаях может быть экономически более целесообразно зало­жение новой группы скважин для опробования верхних гори­зонтов.

Таким образом, возможность скорейшего ввода в разра­ботку высокодебитных нефтяных и газовых залежей является достаточным основанием для отказа от возврата существующих скважин на верхние горизонты.

Следует иметь в виду, что этажи разведки выделяются на месторождениях, где в процессе поискового бурения уже выявлен ряд залежей нефти и газа промышленного значения. Выделение отдельных этажей будет способствовать ускорен­ной разведке залежей и наиболее рациональной, экономически обоснованной разработке их, обеспечивающей выполнение го­сударственных планов.

Выделение этажей разведки не дает основания для подоб­ного выделения этажей в стадии поискового бурения. Проекти­рование поисков нефти и газа самостоятельными группами скважин на отдельные стратиграфические комплексы (этажи) может лишь привести к увеличению числа скважин и снижению эффективности, а в случае отсутствия залежей в разрезе от­дельных поднятий — к неоправданным затратам.

Во многих перспективных нефтегазоносных областях кри­сталлический фундамент залегает на глубинах, вполне доступ­ных для современной техники бурения. Имеются все основания строго соблюдать систему разведки снизу—вверх и первыми поисковыми и разведочными скважинами вскрывать всю оса­дочную толщу вплоть до кристаллического фундамента. Если кристаллический фундамент залегает на глубинах, не освоен­ных бурением, то первые поисковые скважины должны быть запроектированы так, чтобы вскрыть нижние наиболее пер­спективные горизонты.

Г.А.Габриэлянц. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 2000.

Методика разведки многозалежных месторождений во многом определяется распределением по разрезу отдельных залежей нефти и газа. По наличию в разрезе геологических предпосылок для разделения продуктивного разреза на са­мостоятельные этажи можно выделить два основных типа многозалежных месторождений (П.Е. Быков, Л.А. Амери­ка, А.В. Черницкий).

Месторождения первой группы характеризуются тем, что нефтегазоносные пласты представляют собой единую продук­тивную пачку значительной мощности. Вследствие соизмери­мости мощностей продуктивных и изолирующих слоев вну­три такой пачки для таких месторождений характерно от­сутствие четко выраженных геологических предпосылок для расчленения разреза, на отдельные этажи. Примером месторо­ждений данной группы могут служить месторождения типа Узень и Жатыбай в Западном Казахстане, многие месторо­ждения на Украине, Западной Туркмении, Сахалине и дру­гих регионах. Для таких месторождений выделение этажей и последовательность их разбуривания представляется весьма сложной задачей. Ее решение необходимо проводить с учетом последующего выделения эксплуатационных объектов.

Для многопластовых залежей первого типа выделение эта­жей разведки обуславливается следующими факторами. Во-первых, при разведке такого месторождения единой сеткой скважин с бурением до подошвы нижнего продуктивного пла­ста последовательное опробование снизу вверх задерживало бы изучение месторождения и особенно его верхних гори­зонтов. Во-вторых, при такой системе разведки потребует­ся большое количество опробований в одной скважине, что отрицательно скажется на ее техническом состоянии и на ка­честве исследований. Выделение этажей разведки позволяет избежать этих негативных последствий в процессе проведе­ния разведочных работ.

На месторождениях второй группы отдельные залежи или группы близкорасположенных залежей разделены в разре­зе значительными по мощности промежуточными толщами. Группы залежей обычно приурочены к разным литолого-стратиграфическим комплексам.

Каждый литолого-стратиграфический комплекс можно рассматривать как самостоятельный этаж разведки. Разведку залежей в пределах различных этажей можно проводить как одновременно, так и последовательно (причем в любой очередности). Очередность изучения этажей разведки опре­деляется технико-экономическими показателями. Если зале­жи на различных этажах по данным поисковых и оценочных работ имеют примерно одинаковые запасы, разведку целе­сообразно проводить снизу-вверх (т. е. начинать разведку с нижнего этажа). При этом подходе разведка потребует мень­ших затрат, так как информация о геологическом строении. коллекторских свойствах и других характеристиках залежей в верхних этажах будет получена при бурении разведочных скважин на нижние этажи. Кроме того, после испытания в скважинах залежей в нижних этажах, в случае их беспер­спективности, можно проводить испытание залежей в верх­них этажах. Если залежи на различных этажах неравнознач­ны по промышленной ценности, то разведку следует начинать с этажа, содержащего наиболее крупные и наиболее промышленно ценные залежи, которые могут рассматриваться как возможные основные объекты разработки (так называемые базисные горизонты).

При разведке многозалежных месторождений для выбора системы размещения разведочных скважин можно использо­вать методику построения "суммарного резервуара", предло­женную А. М. Бриндзинским, Г. А. Габриэлянцем, В. А. Саркисовым (1977 г.). Суммарный резервуар — это часть про­странства, заключенная между горизонтальной плоскостью и поверхностью, аппроксимирующей значения Нэф*Кп*Кн в пре­делах этажа разведки. По существу суммарный резервуар — сумма распределений показателей эффективного объема от­дельных подсчетных объектов (залежей).

Для построения суммарного резервуара по каждой скважи­не определяются значения эффективной мощности (Нэф), пори­стости (Кп) и насыщенности (Кн) и показателя эффективного объема (Нэф*Кп*Кн). Суммарные значения показателя эффек­тивного объема по скважинам в пределах этажа разведки на­носят на план и путем интерполяции строят поле суммарного показателя эффективного объема. Разведочные скважины не­обходимо располагать согласно принципу "на каждую сква­жину — равная доля суммарного резервуара", т. е. плотность сети разведочных скважин при разбуривании многозалежного месторождения в пределах самостоятельного этажа разведки должна быть пропорциональна значению показателя эффек­тивного объема, а следовательно, и плотности запасов.

Дата добавления: 2015-07-16