Задачи научных исследований в области нефтепромысловой геологии
А.Н. Мустафинов
Изучение нефтегазоносных толщ, нефтяных и газовых пластов, направленное на повышение использования геологических (абсолютных) запасов нефти и газа, имеет большое значение для поднятия эффективности добычи этих полезных ископаемых, а, следовательно, и для уменьшения капитальных затрат на нефтяную и газовую промышленность. Однако в планах научных исследований местных и центральных институтов этой проблеме не уделяется должное внимание. На состоявшемся в ноябре 1960 г. во ВНИИ координационном совещании по согласованию проектов планов научно-исследовательских работ институтов по добыче нефти выяснилось, что в общем списке тем всего 5,5% отводится исследованиям по нефтепромысловой геологии.
Особенно слабо (1,8%) в планах институтов представлена тематика по изучению коэффициента нефтеотдачи пласта. Из-за отставания научных исследований фактические величины коэффициентов нефтеотдачи в различных геологических условиях еще не выяснены. При разработке месторождений нефти в США достигается средняя величина коэффициента отдачи 0,35 (Petroleum Engineer, июнь 1960 г., стр. В-21.). Наши специалисты считают, что в СССР средний конечный коэффициент нефтеотдачи составляет в настоящее время примерно 0,45-0,5. Однако нет серьезных научных исследований о полноте извлечения нефти в различных геологических условиях.
Приведенные величины коэффициентов нефтеотдачи говорят о том, что огромная часть геологических запасов нефти остается в недрах. Если бы производственники и научные работники, изучающие нефтесодержащие пласты и разрабатывающие методы воздействия на пласт, смогли бы увеличить нефтеотдачу хотя бы на 10-15%, то были бы сэкономлены огромные средства. Совершенно очевидны серьезное значение этой проблемы и необходимость всемерного развития научных исследований в данной области. Результаты научных работ могут существенно изменить современные представления о величинах текущих и конечных коэффициентов нефтеотдачи и позволят оценить различные системы разработки месторождений в разных геологических условиях, помогут определить резервы, связанные с повышением коэффициента нефтеотдачи, и экономически обосновать применение и развитие вторичных методов воздействия на пласт.
Существующие методы определения коэффициента нефтеотдачи пласта базируются в основном на результатах лабораторных исследований. Однако в лабораторных условиях еще не удалось создать природную обстановку нефтесодержащих пластов с присущей им неоднородностью, различием режимов работы, разнообразными условиями разработки и т. д. Правильнее было бы конечный коэффициент нефтеотдачи определить по выработанным нефтяным пластам комплексно на основе геолого-промысловых данных и кернового материала, широко используя промыслово-геофизические и лабораторные данные.
Помимо анализа геолого-поискового материала по большому количеству пластов, законченных разработкой или находящихся в длительной эксплуатации, необходимо пробурить ряд специальных оценочных скважин для отбора керна, чтобы выяснить коэффициент нефтенасыщения (или водонасыщенности) на новых, еще не разрабатываемых месторождениях и коэффициент остаточной нефтенасыщенности на разработанных залежах и заводненных частях нефтяных пластов в условиях, сохраняющих пластовое соотношение водонефтенасыщения. Серьезное внимание должно уделяться выбору объектов для таких промышленных испытаний, потому что при исследованиях нужно учитывать разнообразные геологические условия и наиболее характерные объекты разработки.
В связи с работами по определению полноты извлечения геологических запасов нефти большое значение приобретает изучение геологических критериев неоднородности нефтегазосодержащих пластов. При проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений мало внимания обращается на характер неоднородности пластов. Известно, что большая неоднородность нефтегазосодержащих пластов существенно влияет на установление оптимальных скоростей вытеснения нефти, на характер движения контуров, на плотность размещения скважин и в конечном счете на величину коэффициента нефтеотдачи пласта. Серьезных работ по этому вопросу нет ни в СССР, ни за рубежом. Нам представляется, что изучение характера неоднородности нефтяных пластов имеет большое научное и практическое значение. На примере детально разбуренных нефтяных пластов в различных геологических условиях нужно тщательно изучить их строение и разработать методику анализа их неоднородности. В итоге должна быть получена методика количественного выражения неоднородности пластов.
Большое значение для подсчета запасов нефти, технологии разработки нефтяных залежей и для определения коэффициента нефтеотдачи имеет точная отбивка водо-нефтяного контакта(ВНК), с которым связана самая большая площадь нефтяной залежи. Для нефтяных залежей Русской платформы средних размеров ошибка в отбивке ВНК на 1 м искажает величину извлекаемых запасов нефти на 500-700 тыс. т, а для крупных месторождений на несколько десятков миллионов тонн. В работах по подсчету запасов нефти некоторые авторы выделяют так называемую «переходную зону» - нефтеводоносный слой мощностью до 4-5 м. Физическая природа этой зоны неясна. Известно, что нефтенасыщенность залежи, занимающей наиболее высокую часть структуры, в пределах внутреннего контура нефтеносности выше, чем в более погруженной ее части за внутренним контуром. Однако здесь «переходная зона» не наблюдается. В образцах песчаников из пласта Б2 месторождения Зольный овраг и девонского пласта Туймазинского нефтяного месторождения мы наблюдали совершенно отчетливый контакт нефти и воды. Таким образом, существование «переходной зоны» сомнительно.
Современные методы определения ВНК часто недостаточно точны. Колебания отметок ВНК в ряде случаев вызваны литологической изменчивостью нефтесодержащих пластов. Особенно затруднительна точная отбивка ВНК в разрезах с маломощными пластами, когда при различной проницаемости пластов получают неоднозначные электрометрические показания, усложняющие интерпретацию. При испытании разведочных скважин и наблюдениях за появлением воды в эксплуатационных скважинах в процессе разработки месторождения нельзя получить точные отметки ВНК. Наиболее надежны промыслово-геофизические и радиометрические методы. Однако и они еще не обеспечивают требуемую точность определения положения ВНК, и часто их показания расплывчаты. Необходимо продолжать исследовать ВНК до получения возможно более точной ого отбивки, главным образом геофизическими и радиометрическими методами.
Кроме затронутых выше вопросов, связанных с выяснением величин текущих и конечных коэффициентов нефтеотдачи, большое значение для поднятия эффективности бурения имеет изучение нефтегазоносных толщ с целью выделения в них этажей и объектов для разработки, что и делается на практике. За последнее десятилетие в ряде газонефтяных районов проведены большие работы по расчленению толщ на этажи и по укрупнению объектов для разработки. Однако и здесь еще имеются недостатки, связанные с отсутствием научно разработанных принципов выделения объектов. Следует отметить, что в результате обоснованного укрупнения объектов разработки в ряде районов значительно уменьшилось бы число эксплуатационных скважин и были бы сокращены капитальные затраты и расходы металла. В настоящее время техника уже близка к решению задачи одновременно-раздельной эксплуатации нефтяных и газовых пластов. Необходимо разработать научно обоснованные геологические и гидродинамические принципы выделения этажей и укрупнения объектов разработки. Перечисленные выше задачи научных исследований в области нефтепромысловой геологии в настоящее время очень актуальны. Их не может решить один институт. Разнообразие геологических условий разработки месторождений обусловливает необходимость широких исследований, охватывающих все газо-нефтяные районы. Наряду с развитием промыслово-геологических исследований на местах необходима координация работ местных и центральных институтов, которая ускорит решение весьма важных научных и практических задач.
ИГ и РГИ АН СССР