К оглавлению

Применение бурового станка ,,Уфимец“ при поисках и разведке нефтяных месторождений Башкирии

(Редакция не может согласиться со всеми выводами автора и просит читателей высказаться на страницах журнала по вопросам, затронутым в статье.)

Г.П. ОВАНЕСОВ

Геологическое строение территории Башкирии отличается большим разнообразием. Разрез палеозойских отложений имеет непостоянный характер как по мощности отдельных свит и горизонтов, так и по литологическому составу. В разрезе осадочной толщи установлен ряд перерывов, обусловливающих наличие нескольких самостоятельных структурно-тектонических этажей, осложняющих поиски структур по каменноугольным и девонским отложениям.

Первые поисково-разведочные работы на нефть в карбоне и девоне велись на структурах, выявленных геологической съемкой по верхнепермским отложениям.

После открытия Туймазинского месторождения, разведка которого была начата на основании выявленного крупного поднятия по верхнепермским отложениям, дальнейшие поиски девонской нефти в Платформенной части Башкирии базировались на структурах по верхнепермским отложениям. В первую очередь были вовлечены площади, окружающие непосредственно Туймазинское месторождение, с установленными положительными структурами.

Так, например, в разведку были вовлечены Серафимовская и Балтаевская площади, расположенные юго-восточнее Туймазов.

Кроме разведки упомянутых площадей, где разведочными работами были установлены структуры по девону и карбону, была начата разведка Михайловской площади, расположенной восточнее Туймазинской. Разведочным бурением на этой площади не были обнаружены структуры в карбоне, девоне и даже нижней перми (сакмаро-артинские отложения).

В юго-западной и северо-восточной частях Башкирии были введены в разведку Стерлибашевская, Сараевская, Каргалинская и Уржумская площади, закартированные по верхней перми, но и здесь структур по более древним отложениям не оказалось. Таким образом, было установлено несоответствие структурных планов верхнепермских и подстилающих отложений, что заставило изменить методику подготовки площадей к глубокому разведочному бурению.

Было решено в разведочное бурение вводить площади, на которых будут установлены положительные поднятия по сакмаро-артинским отложениям.

С этой целью начали структурно-поисковое бурение мелкими картировочными станками на площадях, где были отмечены структуры по верхнепермским отложениям. В результате был подготовлен ряд площадей с положительной структурной характеристикой по нижнепермским отложениям и введен в глубокое разведочное бурение для поисков нефти в девонских отложениях.

Так, например, были введены в разведку Стахановская и Шкаповская площади, расположенные южнее Туймазинской соответственно на 20 и 80 км.

Разведочным бурением здесь установлено полное структурное согласие пермских, каменноугольных и девонских отложений.

Учитывая соответствие структур девона, карбона и перми на собственно Шкаповском поднятии, были вовлечены в разведку площади, непосредственно прилегающие к нему: Знаменская (западнее), Аксаковская и Исмагиловская (севернее); однако под артинскими структурами структур по карбону и девону не обнаружено.

Наряду с этим разведочное бурение велось и на других площадях (Копей- Кубовская, Чекмагушевская и Калтасинская), расположенных северо-восточнее Туймазов, соответственно на 40-100-200 км, где под артинскими структурами были установлены поднятия по карбону вплоть до турнейских отложений, но структур по девону не обнаружено.

Эти примеры показывают, что в отдельных районах Башкирии наличие структур по артинским отложениям не является несомненным признаком наличия структур по более древним отложениям. Поэтому было решено изменить маркирующий горизонт для структурно-картировочного бурения и в ряде районов, особенно отдаленных от Туймазинского поднятия, бурение вести до верейского горизонта как более надежного маркирующего горизонта.

В области Бельского прогиба бурением подтверждено наличие в верейском горизонте линейно вытянутых антиклинальных структур, установленных предварительно по артинским отложениям.

Кроме того, подтверждено наличие поднятия по верейским отложениям и на Карабаевской площади, расположенной восточнее указанных структур.

Дальнейшей проверкой верейских поднятий в Бельском прогибе установлены поднятия и по нижнему карбону (угленосная свита), а на Карабаевской площади под верейской структурой оказалось моноклинальное залегание карбона и девона.

Вместе с тем бурением на Шафрановской площади (восточнее Шкаповского поднятия) установлено, что под артинской структурой нет структуры по верейскому горизонту.

Приведенными данными подтверждается наличие в палеозойских отложениях платформенной части Башкирии ряда структурно-несогласных комплексов пород, определяющих методику структурно-поискового бурения.

Несогласия установлены между отложениями (см. рисунок 1):

а) девона и нижнего карбона (I тип несогласия);

б) нижнего и среднего карбона (II тип);

в) среднего карбона и нижней перми (III тип);

г) нижней и верхней перми (IV тип). Отметим, что в указанном разрезе установлен еще ряд других несогласий, на которых мы не останавливаемся, так как они не влияют на методику структурного бурения.

Таким образом, для точного суждения о тектонике четырех упомянутых комплексов пород в отдельных районах необходимо вскрывать именно эти толщи, что связано с бурением большого числа глубоких структурных скважин.

Немало затруднений встречалось и при поисках рифовых поднятий в пределах Предуральского прогиба, объясняющихся также сложностью его тектонического строения.

Как известно, перспективные в нефтеносном отношении рифовые поднятия сакмаро-артинского возраста погребены под галогенными осадками кунгурского и уфимского ярусов пермской системы. Отложения этих ярусов редко образуют поднятия над рифами и чаще всего залегают несогласно на породах артинского возраста.

Поэтому уже после открытия Ишимбайского нефтяного месторождения (1932 г.), приуроченного, как известно, к группе взаимосвязанных погребенных рифовых поднятий, было решено выявлять рифовые поднятия электроразведкой и гравиметрией.

Первые геофизические исследования были проведены вокруг Ишимбайского месторождения и южнее его, в результате чего на ряде площадей наметились аномалии (локальные максимумы силы тяжести и зона повышенного сопротивления пород по электроразведке), связываемые с наличием рифовых массивов под более молодыми отложениями.

Разведочное бурение на площадях, где были выявлены аномалии, увенчалось открытием нефтеносных рифовых массивов (Столяровский, Введеновский, Старо-Казанковский и др.), вместе с тем на других площадях рифов не оказалось, хотя геофизическая характеристика разведочных площадей была идентичной.

Анализом разведочных работ установлено, что на тех площадях, где рифов не оказалось, аномалии были получены за счет наличия в кунгурских отложениях пластов ангидрита, имеющих геофизическую характеристику, близкую к сакмаро-артинским отложениям.

Неудачи при поисках рифовых массивов заставили развернуть структурно-поисковое бурение в полосе развития рифовой фации для подготовки площадей к глубокому разведочному бурению. Структурно-поисковое бурение велось станками СБ-900.

В силу несогласного залегания верхних толщ над артинскими отложениями для открытия рифов требовалось бурение глубоких структурно-поисковых скважин, однако по техническим причинам большинство скважин прекращали бурить на глубинах 900-1000 м, не вскрыв артинских отложений, что надолго затянуло открытие новых рифовых месторождений.

Таким образом, стало очевидно, что здесь, как и в платформенной части, для открытия новых нефтяных месторождений необходимо массовое бурение глубоких структурно-поисковых скважин.

Необходимость бурения глубоких поисковых скважин требовала создания более мощных станков, чем станки СБ-900, которыми можно бурить скважины глубиной не более 1000 м, а на этой глубине в пределах большей части Башкирии нельзя вскрыть даже верейского горизонта. Поэтому еще в 1950 г. инженеры С.И. Кувыкин, А.А. Сергеев и В.Н. Комаров решили сконструировать станок для бурения структурных скважин до глубины 2000 м.

В 1952 г. был изготовлен первый опытный станок «Уфимец», которым на Серафимовской площади была пробурена скв. 29 малого диаметра до глубины 1745 м с себестоимостью 1 м проходки 877 руб. против стоимости более 1200 руб. за 1 м разведочного бурения тяжелыми станками.

Несмотря на конструктивные недостатки станка «Уфимец», скважина была пробурена нормально и выполнила свое разведочное назначение.

Геологические материалы, полученные в результате бурения скв. 29, с исчерпывающей полнотой осветили вопросы нефтеносности одного из участков южного крыла Серафимовской структуры.

Успех бурения первой глубокой структурно-поисковой скважины ускорил выпуск станков «Уфимец» на заводах Башкирии, и уже в 1955 г. на наших разведочных площадях действовали десятки таких станков.

Станок «Уфимец» имеет ряд преимуществ перед станком глубокого бурения (Уралмаш). Так, например, вес станка «Уфимец» 32 т, Уралмаш-5Д - 157 т. Расход леса на строительство буровой станка «Уфимец» 37 м³, Уралмаш- 217 м³ и т.д., в результате чего строительство одной буровой, оборудованной станком «Уфимец», почти в 3 раза дешевле стоимости строительства буровой с оборудованием Уралмашзавода.

Приведенная характеристика станка «Уфимец» намного облегчает организацию поисково-разведочных работ на новых площадях, в особенности в отдаленных районах. Поэтому разведчики Башкирии, кроме структурных задач, возложили на станок «Уфимец» решение ряда задач по поискам нефтяных месторождений.

I Поиски рифовых месторождений в Предуральском прогибе.

II Проверку структурного плана по верейскому горизонту на площадях с выявленной структурой по артинским отложениям в районах несогласного залегания этих толщ.

III Проверку структурного плана по угленосному горизонту. на площадях с выявленной структурой по артинским отложениям, с попутным выяснением нефтеносности вскрываемого разреза каменноугольных отложений:

IV Проверку структурного плана по пашийским отложениям девона в районах несогласного залегания отложений девона и карбона.

Ниже остановимся на результатах бурения станком «Уфимец» по указанным направлениям.

В Предуральском прогибе с 1954 г. поиски новых рифовых месторождений производятся станками «Уфимец». Поисковые скважины бурятся глубиной 1300-2000 м.

В разведку здесь вводятся площади, имеющие положительную характеристику по данным электроразведки и гравиметрии.

До 1957 г. в разведке побывало восемь площадей, из которых на трех площадях открыты рифовые месторождения (Введеновка, Южная Введеновка и Тереклы).

Поисково-разведочное бурение станками «Уфимец» ведется только до вскрытия первой скважиной нефтеносного рифа, а последующее разведочное бурение для оконтуривания месторождения ведется тяжелыми станками (Уралмаш).

Таким образом, исключается бурение неудачных разведочных скважин при поисках рифовых месторождений и ускоряется открытие месторождений, так как организация поискового бурения станками «Уфимец» намного легче и дешевле.

В платформенной области бурение станками «Уфимец» проводилось на верейский горизонт (на глубину 1000-1300 м), на ряде площадей северо-западной (Чекмагушевский, Дюртюлинский, Калтасинский и другие районы), а также южной и юго-западной частей республики. В северо-западных районах были установлены структуры по верейскому горизонту, после чего этими же станками пробурили ряд скважин на угленосную свиту (глубиной 1300-1400 м).

Скважины, вскрывшие нефтяной разрез, после спуска 3" эксплуатационной колонны испытывались на приток нефти и дали фонтаны нефти, в результате чего были открыты месторождения Иванаевское, Дюртюлинское и Уртаульское.

В пределах юго-западной части, на Шафрановской площади, где структурным бурением было установлено наличие поднятия по артинским отложениям, бурением на верейокий горизонт установлено отсутствие структуры.

Как известно, по прежней методике разведочное бурение на поиски девонских месторождений проводилось на основе наличия структуры по артинским отложениям без проверки структурного плана по более древним отложениям.

Севернее г. Бирска на Карабаевской площади, где ранее была установлена крупная структура по верею, бурением станками «Уфимец» установлено отсутствие структуры по угленосной свите и девону, что также предотвратило большой объем намеченного здесь разведочного бурения.

Сравнительно небольшим объемом проводилось бурение станками «Уфимец» на девонские отложения севернее Серафимовского месторождения, на Бишинды-Кандринской площади (глубина 1700-1800 м), в результате чего была установлена нефтеносность верхнефаменских известняков, из которых впоследствии получен фонтан нефти.

В настоящее время на разведочных площадях Башкирии станками «Уфимец» бурится более 30 скважин. В 1956 г. этими станками пробурено более 88 тыс. м, а на 1957 г. запроектировано пробурить ими 100 тыс. м.

В дальнейшем Башнефть проектирует еще более значительный рост проходки станками «Уфимец», так как геологические материалы, получаемые при бурении этими станками, позволяют дать исчерпывающее заключение по всем вопросам, стоящим перед разведочным бурением.

Диаметр скважин, пробуренных этими ставками (5³/₄", а на больших глубинах до 4 ¾"), позволяет спустить 3" эксплуатационную колонну для испытания вскрытых горизонтов как фонтанным, так и глубинно-насосным способом.

При бурении скважин производится отбор керна (диаметром 2-1 ½"), который можно исследовать для литологической характеристики разреза и определения физических свойств коллекторов.

В скважинах осуществляется весь комплекс промыслово-геофизических исследований, как-то:

а) кароттаж - стандартным потенциал-зондом и БКЗ;

б) радиоактивный кароттаж (ГК и НГК) - прибором РАРК Д-60 м/м;

в) замер сопротивления раствора резистивиметром Д-80 м/м;

г) замер искривления скважины - инклинометром Д-58 м/м;

д) замер диаметра скважины - каверномером Д-80 м/м.

е) определение подъема цемента за 3" колонной - электротермометром Д-60 м/м.

С 1956 г. проводится отбор грунтов боковым грунтоносом при диаметре скважины 5³/₄ "(проектируется грунтонос и для меньших диаметров скважин).

Самой сложной операцией пока является прострел отверстий, который проводится перфоратором ПП-65.

Вследствие малого заряда и небольшого зазора между корпусом перфоратора и колонной происходит заклинивание перфоратора в колонне, поэтому в большинстве случаев объекты вскрываются торпедой, что нельзя считать нормальным. Главнефтегеофизике необходимо ускорить конструирование эффективного перфоратора для колонн 2½" и 3" желательно кумулятивного типа.

Анализ бурения большого числа скважин станком «Уфимец» показывает высокую экономичность проводки разведочных скважин малого диаметра.

Ниже приводам таблицы показателей бурения по некоторым разведочным площадям.

Можно не сомневаться, что при усовершенствовании станка «Уфимец», имеющего ряд конструктивных недостатков, эффективность бурения скважин малым диаметром значительно повысится, особенно в результате перехода на турбинный способ бурения. Преимущества турбинного способа бурения видны из табл. 3.

Отметим, что, несмотря на очевидное преимущество турбинного способа бурения, выпуск турбобуров малого диаметра не налажен, что задерживает расширение фронта разведочных работ.

Из всего изложенного материала можно сделать следующие выводы.

1. Бурение скважин малого диаметра станками «Уфимец» дает большой экономический эффект.

2. Разведочное бурение, выполненное станками «Уфимец», позволяет дать такую же геологическую характеристику разведуемой площади, как и разведка обычными тяжелыми станками.

3. Разведочным бурением станками «Уфимец» можно открыть нефтяные и газовые месторождения на глубинах до 2000 м и предварительно оценить промышленную ценность нефтяных горизонтов.

4. В результате предварительной разведки геологического строения и нефтеносности площади станками «Уфимец» исключается бурение безрезультатных поисково-разведочных скважин.

5. Применение станка «Уфимец» облегчает и ускоряет разведку новых районов, так как при этом не требуется большого объема работ по подготовке площадей к разведке, что особенно важно для таких территорий, как, например, Сибирь и Дальний Восток.

Таблица l Сравнительные данные технико-экономических показателей бурения скважин станками „Уфимец" и УЗТМ

	Станок „Уфимец"				Станок УЗТМ
	Площадь Белебей				Площадь Белебей-Шкапово
№ скважин	3	1	7	9	3	6	9
Глубина, м	1292	2066	1321	1622	2053	2132	2064
Коммерческая скорость м/ст-мес	461	213	388	207,5	203,3	247,9	153,0
Стоимость 1 м проходки, руб	512	779	510	794	1383	1231	1228
	Площадь Стаханово
№ скважин	8	10	2	4	3	11	4	12
Глубина, м	1966	1916	1858	1505	1870	1917	1970	1884
Коммерческая скорость	242,7	186,0	213,6	342,1	243,8	216,4	173,0	238,8
Стоимость 1 м проходки, руб	610	631	697	485	1305	1491	1575	1395

Таблица 2

	Станок „Уфимец" (площадь Столяровка)				Глубокое разведочное бурение (площадь Старая Казанковка)
№ скважин	42	49	60	45	28/54	81/54	86/54	93/54
Глубина, м	1714	1382	1785	1504	2192	1319	1273	1263
Коммерческая скорость м/ст-мес	463,3	493,6	776,1	239,4	421	637,2	386,0	226
Стоимость 1 м проходки, руб.	362	291	237	465	197	631	907	752

Мы не приводим показатели бурения всех скважин, так как приведенные данные полностью характеризуют общее соотношение показателей бурения скважин станками „Уфимец" и УЗТМ.

Таблица 3 Сравнение скв. 4, пробуренной турбобуром, со скважинами, пробуренными ротором на Кандринской площади

№ скважин	4	18	3	19	16	17
Глубина, м	1358	1041	1300	1882	1317	1328
Коммерческая скорость м/ст-мес	563	537	265	330	415	316
Стоимость 1 м проходки, руб.	354	433	463	557	384	502

Рисунок Схематические профили.

1- пропуск в разрезе (мощность 1003 м); 2 - стратиграфическое несогласие.