К оглавлению

О принципиальной схеме методики поисков и разведки скоплений нефти и газа

А.Г. АЛЕКСИН

Одной из важнейших задач повышения эффективности поисков и разведки скоплений нефти и газа является совершенствование их методики. Анализ истории геологоразведочных работ, проведенных в Восточном Предкавказье, Крайнем Севере, в Сибири и на других территориях указывает на отсутствие четко выраженной методики их проведения, на отсутствие последовательности в постановке отдельных видов исследований, их необходимой направленности и рационального комплексирования [2, 3].

 В ряде случаев промышленная разведка площадей начинается при недостаточности сведений об общем характере геологического строения структурных элементов, контролирующих нефтегазонакопление. Имеются факты, когда промышленная разведка начинается, минуя стадию работ по детальному изучению их геологического строения. Во всех этих случаях отрицательные результаты в связи с низким уровнем знаний о геологическом строении фона, на котором расположена разведываемая площадь, не могут найти должного научного объяснения и обеспечить выбор дальнейшего направления поисков. Отрицательные результаты разведки приводят к необходимости сворачивания преждевременно начатых дорогостоящих буровых работ и возобновления исследований, направленных на изучение строения крупных структурных элементов, определяющих размещение и особенности строения локальных поднятий.

Известно, например, что преждевременная концентрация разведочного бурения на одном единственно известном поднятии - Малохетском в Усть-Енисейском районе не принесла положительных результатов, в то же время обусловила резкое сокращение исследований по выяснению регионального геологического строения юго-западной части Таймырской депрессии. Могут ли данные разведки Малохетского поднятия при отсутствии сведений о положении его на общем структурном фоне определить перспективы нефтегазоносности юго-западной части депрессии и указать научно-обоснованное направление дальнейших геологопоисковых и разведочных работ? Безусловно нет. Для этого необходимо продолжить не оконченные ранее исследования, позволяющие изучить общие черты строения основных структурных элементов. Необходима постановка широких геофизических исследований и опорного бурения. Аналогичные примеры известны и из практики изучения нефтегазоносности Сибири. Таким образом, несоблюдение необходимой |последовательности работ при поисках и разведке различных категорий скоплений нефти и газа и отсутствие разработанной методики разведки различных типов каждой из категорий скоплений приводят к значительному удлинению сроков работ и удорожанию их стоимости.

В настоящей статье рассмотрена лишь принципиальная схема методики поисково-разведочных работ, связанная с последовательным изучением различных категорий скоплений нефти и газа.

Все скопления нефти и газа расчленяются на четыре качественно отличных категории: нефтегазоносный бассейн, зона нефтегазонакопления, месторождение и залежь [1].

Стратегия и тактика поисков и разведки должны базироваться прежде всего на последовательном изучении различных категорий скоплений, начиная от условий, определяющих возможность существования нефтегазоносных бассейнов (областей), и кончая изучением отдельных залежей.

По характеру задач и видам работ весь сложный процесс изучения новых территорий с целью открытия промышленных скоплений нефти и газа, включая и подготовку залежей к разработке, может быть разбит на четыре периода. Задачи, виды работ и основные результаты исследований каждого периода сведены в таблице.

Работы первого периода имеют целью выяснить возможность существования на исследуемой территории нефтегазоносного бассейна (области). Для этого проектируются такие виды работ, которые дают возможность охватить изучением большие территории и установить общие черты геологического строения в относительно короткие сроки.

Работы этого периода исследований по многим областям СССР уже выполнены, а по ряду других завершаются. Однако еще и в настоящее время в Сибири, Якутии, на Дальнем Востоке и в Средней Азии имеются крупные территории, где необходима постановка таких региональных исследований [2]. Намечаемое во втором периоде изучение основных структурных элементов в связи с огромными размерами нефтегазоносных бассейнов производится не по всей территории бассейна одновременно, а последовательно, по его отдельным крупным частям. Следует заметить, что как в данном периоде, так и во всех последующих размеры изучаемой территории постепенно сокращаются за счет выявления и исключения бесперспективных и установления очередности среди перспективных.

В процессе работ первого периода, проводимых в пределах нефтегазоносного бассейна, в отдельных его частях, там, где намечается существование структурных зон, с которыми могут быть связаны зоны нефтегазонакопления, разворачиваются работы второго периода. Таким образом, в различных частях одного и того же нефтегазоносного бассейна работы первого и второго периодов могут во времени совмещаться, однако последовательность их постановки для каждого отдельного района продолжает сохраняться, так как последующие работы осуществляются на базе и с использованием результатов предыдущих исследований.

Как видно из таблицы, третий период расчленяется на два этапа. В первом осуществляется подготовка площадей к глубокому поисковому бурению, во втором - оценка их нефтегазоносности.

Подготовка площадей к разведке и непосредственно поисковое бурение, проводящиеся в третьем периоде, осуществляются не на всех существующих поднятиях или участках, связанных с зонами выклинивания или стратиграфического несогласия, а выборочно, на тех из них, которые имеют различное геологическое строение и характеризуются наиболее благоприятными условиями для образования и сохранения скоплений нефти и газа.

Поисковое бурение, как видно из приведенной схемы, начинается в третьем периоде, когда выявлены общие черты строения возможной зоны нефтегазонакопления и изучены отдельные локальные участки, со строением которых генетически связывается открытие новых месторождений. Значит ли это, что в случае получения притоков нефти или газа в опорных скважинах, закладываемых в первом периоде или в так называемых пapaметрических скважинах профильного бурения, бурящихся во втором периоде, не следует проектировать разведочное бурение на площадях, где расположены указанные скважины? Очевидно, что в этих случаях, учитывая ранее проведенную подготовку площади, где закладывались эти скважины, следует рекомендовать постановку разведочного бурения. Однако следует воздержаться от ввода в разведку еще недостаточно геологически изученных соседних площадей.

Ажиотаж и связанное с ним массовое разбуривание соседних участков в связи с получением первой нефти в новом районе характерны лишь для капиталистической системы хозяйства. В условиях же социалистической системы, позволяющей маневрировать использованием материальных ресурсов в наиболее перспективных направлениях, необходимо форсировать работы по изучению строения намечающейся нефтегазоносной зоны. В связи с относительно ограниченными размерами нефтегазоносных зон по сравнению с территорией, занимаемой нефтегазоносным бассейном, работы по изучению намечающейся зоны и подготовке площадей к глубокому бурению могут быть выполнены в короткие сроки.

Целесообразность выделения работ по подготовке залежей нефти и газа к разработке в самостоятельный четвертый период диктуется необходимостью четкого разграничения между буровыми работами, проводимыми в данном и предыдущем периодах. По традиции, принятой при планировании и финансировании бурения, несмотря на различные цели буровых работ, они выполняются единой категорией скважин, называемой «разведочной». В то же время бурение в третьем периоде преследует задачи поисков и открытия новых месторождений, а в четвертом- доразведку уже выявленных залежей. Следует заметить, что частично, а иногда и полностью эти последние задачи можно было бы решать, используя эксплуатационный метраж, так как разница с технологической точки зрения в бурении этих скважин практически отсутствует. Не вызывает сомнений, что и стоимость бурения скважин, проектируемых для доразведки, должна быть значительно ниже стоимости скважин, бурящихся с целью поисков и разведки новых месторождений.

Перечень видов работ в каждом из указанных периодов не является обязательным и может изменяться в зависимости от конкретных геологических условий, определяющих типы скоплений нефти и газа.

Одновременно с разработкой новых методов исследований последние в зависимости от их направленности и возможностей должны включаться в тот или иной период работ. Однако последовательность изучения в одном районе различных категорий и в соответствия с этим постановка главных задач, которыми определяются выбор вида и методики работ, должны строго соблюдаться. Время, затрачиваемое на проведение работ в каждом периоде, будучи связано с размерами территории и сложностью ее геологического строения, зависит также от темпов и эффективности проводимых исследований.

Научно-исследовательские работы, связанные с более углубленным изучением материалов, получаемых в процессе исследований в каждом периоде, не должны отставать от запросов практики. Планирование работ каждого последующего этапа базируется на научных выводах, сделанных по материалам предыдущих исследований. Только систематическое проведение научно-исследовательских работ, при которых планирование новых исследований и продолжение старых базируются на научных выводах, сделанных по ранее полученным материалам, может обеспечить их максимальный эффект.

Примером такой комплексной научной обработки всего накопившегося геолого-геофизического материала по геологии и нефтегазоносности территорий являются исследования, выполненные комплексной Северо-Кавказской нефтяной экспедицией Академии Наук СССР.

Опыт работы этой экспедиции показал, что для эффективной научной обработки, систематизации и обобщения геолого-геофизических материалов необходимо составление ряда сводных геологических документов, позволяющих наглядно охарактеризовать историю геологического развития крупного региона и отразить закономерности размещения фактических и предполагаемых зон нефтегазонакоплений и составляющих их месторождений.

Результаты всего комплекса исследований отражены на составленной экспедицией карте прогнозов, дающей оценку сравнительной перспективности нефтегазоносности отдельных литолого-стратиграфических комплексов по различным тектоническим областям Восточного. Предкавказья.

В частности, этой экспедицией совместно с. коллективом геологов б. Министерства нефтяной промышленности в результате научной обработки материалов по Восточному Предкавказью составлены следующие сводные геологические документы.

1. Карта основных структурных элементов, геолого-структурные карты отдельных нефтегазоносных зон и многочисленные карты распределения мощностей и фаций отдельных литолого- стратиграфических комплексов. Указанные материалы позволили охарактеризовать геологическое строение и геологическую историю Восточного Предкавказья, а также произвести его тектоническое районирование.

2. Альбомы месторождений, характеризующие геологическое строение и нефтегазоносность каждого месторождения, позволили выделить основные типы скоплений нефти и газа и установить закономерности их размещения по площади и разрезу.

3. Карты перспектив нефтегазоносности отдельных литолого-стратиграфичесиих комплексов, на которых показаны области в той или иной степени перспективные для данного комплекса отложений.

В пределах областей выделены известные и предполагаемые зоны нефтегазонакопления. Данные многочисленных карт (перспектив нефтегазоносности отдельных стратиграфических комплексов сведены на одну карту, называемую картой прогнозов нефтегазоносности.

Идентичность составления основных геологических документов при проведении научной обработки материалов по крупным территориям является одним из элементов рациональной методики поисково-разведочных работ.

Для примера разберем с методической стороны развитие геологоразведочных работ на территории Тереко-Кумской равнины.

История исследований северо-западной части Среднекаспийского нефтегазоносного бассейна (Терско-Кумская равнина) весьма поучительна с точки зрения анализа решений методических вопросов как в части применения отдельных видов работ и их последовательности, так и в комплексации их.

Огромная территория стенных пространств Восточного Предкавказья, лишенная выходов на поверхность коренных пород, покрыта мощным плащом современных образований. Первые сведения о ее геологическом строении были получены при бурении артезианских скважин.

Общерегиональное положение равнинных территорий Восточного Предкавказья, а также наличие горючего газа во многих артезианских скважинах давно привлекали внимание геологов-нефтяников. Изучение геологического строения этой огромной территории с целью оценки перспектив ее нефтегазоносности было начато еще в 1929 г. До 1937 г. здесь проводились региональные геофизические работы, включающие магнитную и гравиметрическую съемки. В 1929-1932 гг. впервые были проведены геохимические исследования.

Кроме того, на отдельных площадях была поставлена электроразведка. Наряду с указанными работами (исключая электроразведку), направленными на выяснение общего характера строения степных пространств Восточного Предкавказья, на отдельных площадях было начато глубокое бурение с целью разведки их нефтегазоносности. Так, в 1931 г. было начато бурение на Ново-Крестьянской площади, а в 1935 г. на Ачикулакской. В связи с отсутствием прямых признаков нефти и притоков газа буровые работы на этих площадях были прекращены.

Отрицательные результаты разведки этих площадей в связи с отсутствием сведений о положении последних на региональном структурном фоне не могли получить должного научного объяснения и охарактеризовать истинные перспективы нефтегазоносности территории в целом. Более того, как оказалось в последующем, глубокое бурение, возобновленное на Ачикулакской площади в 1952 г., т.е. спустя 17 лет, выявило наличие промышленных притоков нефти в хадумских отложениях.

Возобновление геологических исследований в степях Восточного Предкавказья по выяснению перспектив их нефтегазоносности относится уже к 1946-1947 гг., когда Грознефтью был запроектирован методически оправдавший себя комплекс работ и осуществлена его рациональная последовательность. Начиная с 1946 г. здесь было проведено бурение четырех опорных скважин по одному генеральному профилю. Одновременно с опорным бурением производились региональные геофизические исследования. На базе осуществления указанного комплекса работ было установлено геологическое строение всей территории в целом и намечено положение осложняющих ее крупных структурных элементов. На этом и закончился второй период исследований.

В последующем, в третьем периоде, после необходимой детализации строения отдельных локальных поднятий, выявленных в пределах основных структурных элементов, было начато поисковое бурение.

Правильно осуществленная методика поисков и разведки скоплений нефти и газа, как известно, дала уже в 1952 г. положительные результаты. На одном из. поднятий Промыслово-Ремонтненской антиклинальной зоны: была доказана промышленная газоносность нижнего мела, а в 1953 г. из тех же отложений на другой структурной зоне в пределах Озек-Суатского поднятия были получены фонтаны нефти. Первая залежь нефти, открытая на Озек-Суатской площади и залегающая на глубине около 3250 м, приурочена к базальному конгломерату, залегающему на размытой поверхности средней юры. Вслед за открытием этой залежи была поставлена задача по подготовке ее к разработке. Учитывая необустроенность района и значительную глубину залегания залежи, подготовка ее к разработке потребовала концентрации значительных материально-технических ресурсов Грознефти, что, естественно, не могло не сказаться на ослаблении работ по изучению нефтегазоносности всего разреза, а также других поднятий в пределах выявленных зон нефтегазонакопления. К тому же в процессе доразведки выявились неблагоприятные геологические условия, связанные с литологической изменчивостью продуктивного пласта, которые потребовали бурения дополнительных разведочных скважин. В то же время, как показывает практика, ослабление разведочных работ за счет концентрации всего внимания и преимущественного использования всех материальных ресурсов на первом выявленном месторождении или залежи не всегда является правильным. Далеко не всегда первое месторождение или первые залежи и их типы, выявленные в пределах новых зон нефтегазонакопления, являются главными, определяющими основные возможности добычи нефти.

В самом деле анализ истории развития нефтяной промышленности и разведочных работ в отдельных районах показывает, что имеется немало примеров, когда лишь последующие разведочные работы приводят к открытию таких месторождений, которые характеризуют истинную цену вновь открытых нефтегазоносных областей. Известно, что первые месторождения, открытые на территории между Волгой и Уралом, были связаны с артинскими отложениями и приурочены к рифовым массивам (Чусовские Городки, а затем Ишимбайское месторождение). Долгие годы разведочные работы, ориентированные в основном на поиски скоплений нефти и газа в подобных геологических условиях, не давали должного эффекта, хотя месторождения, связанные с рифами, и открывались. Только переход на поиски и открытие месторождений, связанных с платформенными поднятиями и с залежами в девонских отложениях, создал резкий перелом в эффективности разведочных работ, обеспечив небывалый рост нефтедобычи. Аналогичное положение с эффективностью поисков имелось и в Краснодарском крае, где переход от поисков главным образом литологически-экранированных залежей нефти и газа на моноклинали к поискам месторождений, связанных с антиклинальными поднятиями, определил неуклонный рост добычи нефти и газа. Таковы красноречивые примеры истории, и они не единичны, их можно привести и по Северо-Восточным Карпатам и по другим регионам.

Следует отметить, что результаты продолжающихся разведочных работ по изучению нефтегазоносности всего разреза мезозоя на Озек-Суатском месторождении и на других поднятиях в пределах Терско-Кумской равнины показывают на наличие здесь значительно более крупных залежей по сравнению с открытой на первом этапе.

Из приведенного анализа истории изучения геологии и нефтегазоносности Терско-Кумской равнины, как части Среднекаспийского нефтегазоносного бассейна, видно, что принципиальная схема методики поисково-разведочных работ на нефть и газ должна базироваться на последовательном изучении различных категорий скоплений нефти и газа, начиная от выяснения условий, определяющих возможность существования нефтегазоносного бассейна, и кончая поисками отдельных месторождений и оконтуриванием выявленных залежей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексин А.Г. К вопросу классификации категорий скоплений нефти и газа. Советская геология, № 57, 1957.

2. Материалы Всесоюзного совещания по методике геологопоисковых и разведочных работ при Министерстве нефтяной промышленности. Геологические фонды ВНИГНИ, 1956.

3. Труды Комплексной южной геологической экспедиции (КЮГЭ) АН СССР, вып. I. Геология и нефтегазоносность Восточного Предкавказья. Гостоптехиздат (Ленинградское отделение), 1958.

ГНТК СССР

Таблица

	Основные периоды работ	Основные цели и задачи работ	Виды работ	Основные результаты исследований
	I	Выяснение общих черт геологического строения региона, как возможного нового нефтегазоносного бассейна	Аэрогеологические, геоморфологические, региональные геофизические работы (аэромагнитные, аэрорадиометрические, гравиметровые), а также геохимические и гидрохимические исследования. Бурение опорных скважин	Общая характеристика геологического строения и история развития крупного региона, как возможного нового нефтегазоносного бассейна, с указанием составляющих его основных структурных элементов. Графические сводные документы: геологическая, литологофациальная, геофизическая (гравиметровая и магнитная) и сводная геологоструктурная карта с продольными и поперечными профильными разрезами в масштабе 1 : 1000 000
	II	Расчленение территории по перспективам нефтегазоносности. Изучение основных структурных элементов, как возможных зон нефтегазонакопления и нефтесборных площадей	Структурногеологические съемки и геофизические исследования (гравиметровые, реже магнитные, радиометрические и сейсмические). Детальные геохимические и гидрогеологические исследования. Профильное бурение скважин малого диаметра. Сейсморазведка проводится редкими региональными профилями. Структурногеологические съемки ведутся на базе аэрофотоматериалов	Характеристика геологического строения и история развития основных структурных элементов (крупных антиклинальных зон или региональных зон возможного стратиграфического несогласия), как возможных новых зон нефтегазонакопления, контролирующих распределение скоплений нефти и газа в пределах бассейна. Графические документы: геологоструктурные и геофизические карты с соответствующими профильными разрезами в масштабах от 1 : 100 000 до 1 : 500 000, характеризующие строение основных структурных элементов региона. Палеогеографические карты, характеризующие закономерности изменения мощностей и литологических особенностей литолого-стратиграфических комплексов
	III	Изучение геологического строения и нефтегазоносности локальных структурных элементов, как возможных новых месторождений нефти и газа:	Детальные геологоструктурные и геофизические съемки в масштабах от 1 : 10 000 до 1 : 50 000. Структурное и поисковое бурение	Характеристика геологического строения и нефтегазоносности локальных поднятий или других участков, связанных с зонами выклинивания или стратиграфического несогласия, контролирующих распределение месторождений нефти и газа в пределах зон нефтегазонакоплений.
		1-й этап Подготовка локальных структурных элементов к промышленной разведке	Детальные геологоструктурные и геофизические съемки и структурное бурение. Геологоструктурная съемка проводится с использованием аэрофотоматериалов. Среди геофизических методов доминирующее значение приобретают детальные сейсмические исследования.	Характеристика геологического строения локальных поднятий или других участков, связанных с зонами выклинивания или стратиграфического несогласия, контролирующих распределение месторождений в пределах предполагаемой зоны нефтегазонакопления.
			В районах, где разрез отложений характеризуется наличием дифференцированных разделов плотностей пород или различной электрической характеристикой, среди геофизических методов приобретают значение гравиметрия и электроразведка. Структурное бурение осуществляется на площадях, где применение сейсмического метода по геологическим условиям малоэффективно	Установление типа локальной структурной формы, контролирующей совокупность залежей нефти и газа и определяющего рациональное размещение поисковых скважин. Основные графические документы, определяющие составление проекта разведки: структурные карты по различным опорным горизонтам и геологические профильные разрезы по данным геологических и геофизических съемок и структурного бурения в масштабах от 1 : 10 000 до 1 : 50 000
		2-й этап. Оценка нефтегазоносности локальных структурных элементов	Поисковое бурение, промыслово-геофизические исследования и испытание на приток отдельных интервалов разреза скважин. Расстановка поисковых скважин производится с учетом возможного типа месторождения. Разрез осадочной толщи должен быть изучен на максимально достижимую бурением глубину. Первоначально глубокое бурение осуществляется на тех локальных структурных элементах, которые, будучи расположены в различных частях региональной структурной зоны, имеют различное строение и характеризуются благоприятными условиями для образования и сохранения скоплений нефти и газа	Детальная геологическая характеристика строения и оценка нефтегазоносности всего разреза разведуемой площади и установление типа месторождения и возможного типа отдельных залежей. Графические материалы: структурные карты по различным литолого-стратиграфическим горизонтам и геологические профили, характеризующие взаимоотношение структурных планов. Корреляционные схемы сопоставления разрезов, характеризующие основные направления литологических изменений отдельных стратиграфических комплексов. Сводные разрезы месторождений и др.
IV		Изучение единичных скоплений нефти и газа (залежей) составляющих месторождения с целью подготовки их к разработке 0	Бурение с целью оконтуривания выявленных залежей, промыслово-геофизические исследования и испытание пробуренных скважин, а также пробная эксплуатация некоторых из них. Оконтуривание выявленных залежей производится с учетом различия их типов	Характеристика типов залежей нефти и газа, обеспечивающая возможность проектирования рациональной методики разработки месторождения. Формы ограничения и характер внутреннего строения природного резервуара, условия возникновения ловушки и соотношение газа, нефти и воды, а также режимы залежей, размеры залежей, дебиты, давление, газовый фактор, запасы и др. Выявление закономерностей изменения мощностей и коллекторских свойств продуктивных пластов, физико-химические свойства флюидов и другие параметры, характеризующие залежи нефти и газа. Графические материалы: структурные карты продуктивных пластов, карты изменения мощностей, литологического состава, коллекторских свойств основных продуктивных пластов. Различные графики и диаграммы, характеризующие режимы и физико-химические свойства флюидов