Основы нефтегазопромысловой геологии

Реферат

Нефтегазопромысловая геология — это наука о способах и методах изучения нефтяных и газовых залежей по данным бурения и эксплуатации скважин с целью максимального извлечения этих флюидов из недр.

Нефтегазовая промышленность — одна из основных отраслей народного хозяйства. Её ведущая роль определяется широким использованием нефти и газа в различных отраслях народного хозяйства.

1. В топливном балансе страны нефть и газ составляют в среднем 65-70 %. Главные потребители бензина и керосина — авиация, автотранспорт, морские и речные суда. Лишь небольшая часть мазута применяется для сжигания в топках котельных. Газ по газопроводам подаётся в топки ТЭЦ, мартеновские и доменные печи, широко используется населением в быту.

2. В нефтехимической’ промышленности из нефти и газа в настоящее время изготовляют более 4000 различных видов синтетических товаров, например, из нефти — искусственный каучук, лаки, пластмассы, из которых вырабатываются тысячи различных товаров, необходимых как в народном хозяйстве, так и в быту.

3. Нефть широко используется в медицине. Например, нафталанской нефтью с незапамятных времён лечили кожные заболевания, ревматизм и т.д. В медицине широко применяются различные вазелины, мази, парафин. Для лечения различных заболеваний используются бальнеологические минеральные воды, имеющие непосредственный контакт с нефтью.

4. В наше время из нефти производят белковые массы путём депарафинизации нефтепродуктов микробиологическими методами.

5. Из нефтепродуктов вырабатываются различные виды масел, необходимых для смазки трущихся поверхностей всех машин (авиация, автотранспорт, станочный парк, космическая техника).

6. Нефть и нефтепродукты, полученные из неё, широко применяются в строительстве (битум, асфальт, лаки, краски).

Из нефтяного кокса изготовляются электроды, а из бензола и толуола различные взрывчатые вещества. Широкое использование нефти и газа в народном хозяйстве страны определяет необходимость дальнейшего развития нефтяной и газовой промышленности, которое в настоящее время характеризуется ускоренным вовлечением в разработку новых месторождений Западной Сибири, Урало-Поволжья и других регионов, а также повышением эффективности разработки нефтяных и газовых залежей, находящихся на различных стадиях эксплуатации. Эффективность же разработки достигается детальным изучением геологопромысловых особенностей залежей нефти или газа. Лишь на этой основе возможны обоснованное внедрение систем разработки для каждой конкретной залежи и повышение коэффициента нефтегазо отдачи, т.е. достижение максимального извлечения нефти и газа из недр.

3 стр., 1467 слов

Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды

... воды; 5 - установка подготовки нефти; 6 - газокомпрессорная станция; 7 - центральный пункт сбора нефти, газа и воды; 8 - резервуарный парк Обезвоженная, обессоленная и дегазированная нефть ... операция и называется стабилизацией нефти. Для стабилизации нефти ее подвергают ректификации или горячей сепарации. Наиболее простой и более широко применяемой в промысловой подготовке нефти является ...

Следовательно, Нефтегазопромысловая геология должна обеспечить более полное извлечение нефти и газа из недр на основе совершенствования геологопромысловых исследований, учёта получаемой информации как на стадии подсчёта запасов и проектирования разработки, так и на стадии анализа осуществляемой системы разработки с учётом новейших достижений науки и техники. Естественно, что при этом должен быть учтён весь опыт, накопленный с начала существования нефтяной и газовой промышленности.

Начало развития нефтяной и газовой промышленности датируется 1848 г., когда в Азербайджане была построена первая скважина, которая бурилась ударным способом. Нефтяные залежи изучали с целью оценки литологического состава, коллекторских свойств, их геометризации. Уже к 70-80-м годам прошлого века относятся работы, посвящённые подсчету запасов нефти объёмным методом и по кривым падения дебита. В 1925 г. на вооружении геологов и буровиков появляются вращательное бурение, метод электрического каротажа скважин. С 1932 г. курс нефтепромысловой геологии стал включаться в учебные планы.

Проблема поиска нефтяных и газовых месторождений

С древнейших времен люди использовали нефть и газ там, где наблюдались их естественные выходы на поверхность земли. Такие выходы встречаются и сейчас. В нашей стране — на Кавказе, в Поволжье, Приуралье, на острове Сахалин. За рубежом — в Северной и Южной Америке, в Индонезии и на Ближнем Востоке.

Все поверхностные проявления нефти и газа приурочены к горным районам и межгорным впадинам. Это объясняется тем, что в результате сложных горообразовательных процессов нефтегазоносные пласты, залегавшие ранее на большой глубине, оказались близко к поверхности или даже на поверхности земли. Кроме того, в горных породах возникают многочисленные разрывы и трещины, уходящие на большую глубину. По ним также выходят на поверхность нефть и природный газ.

Наиболее часто встречаются выходы природного газа — от едва заметных пузырьков до мощных фонтанов. На влажной почве и на поверхности воды небольшие газовые выходы фиксируются по появляющимся на них пузырькам. При фонтанных же выбросах, когда вместе с газом извергаются вода и горная порода, на поверхности остаются грязевые конусы высотой от нескольких до сотен метров. Представителями таких конусов на Апшеронском полуострове явля­ются грязевые «вулканы» Тоурагай (высота 300 м) и Кянизадаг (490 м).

Конусы из грязи, образовавшиеся при периодических выбросах газа, встречаются также на севере Ирана, в Мексике, Румынии, США и других странах.

Естественные выходы нефти на дневную поверхность проис­ходят со дна различных водоемов, через трещины в породах, через пропитанные нефтью конусы (подобные грязевым) и в виде пород, пропитанных нефтью.

На реке Ухте со дна через небольшие промежутки времени наблюдается всплытие небольших капель нефти. Нефть постоянно выделяется со дна Каспийского моря недалеко от острова Жилого.

12 стр., 5564 слов

Образование месторождений нефти и газа

... на древних поверхностях гранитов и серпентизированные магматические образования. Для образования залежей необходимо, чтобы пористые и проницаемые породы-коллекторы перекрывались породами, которые препятствуют последовательной миграции нефти и газа вверх. Обычные экранирующие породы – это относительно ...

В Дагестане, Чечне, на Апшеронском и Таманском полуост­ровах, а также во многих других местах земного шара имеются многочисленные нефтяные источники. Такие поверхностные нефтепроявления характерны для горных регионов с сильно изрезанным рельефом, где балки и овраги врезаются в нефтеносные пласты, расположенные вблизи поверхности земли.

Иногда выходы нефти происходят через конические бугры с кратерами. Тело конуса состоит из загустевшей окисленной нефти и породы. Подобные конусы встречаются на Небит-Даге (Туркмения), в Мексике и других местах. На о. Тринидат высота нефтяных кону­сов достигает 20 м, а площадь «нефтяных озер» вокруг них — 50 га. Поверхность таких «озер» состоит из загустевшей и окисленной нефти. Поэтому даже в жаркую погоду человек не только не проваливается, но даже не оставляет следов на их поверхности.

Породы, пропитанные окисленной и затвердевшей нефтью, именуются «кирами». Они широко распространены на Кавказе, в Туркмении и Азербайджане. Встречаются они, хотя и реже, на равнинах: на Волге, например, имеются выходы известняков, пропитанных нефтью.

В течение длительного времени естественные выходы нефти и газа полностью удовлетворяли потребности человечества. Однако развитие хозяйственной деятельности человека требовало все больше источников энергии.

Стремясь увеличить количество потребляемой нефти, люди стали рыть колодцы в местах поверхностных нефтепроявлений, а за­тем бурить скважины.

Сначала их закладывали там, где нефть выходила на поверх­ность земли. Но количество таких мест ограничено. В конце прошлого века был разработан новый перспективный способ поиска. Бурение стали вести на прямой, соединяющей две скважины, уже дающие нефть.

В новых районах поиск месторождений нефти и газа велся практически вслепую, шарахаясь из стороны в сторону. Любопытные воспоминания о закладке скважины оставил английский геолог К. Крэг.

«Для выбора места съехались заведующие бурением и управ­ляющие промыслами и сообща определили ту площадь, в пределах которой должна быть заложена скважина. Однако с обычной в таких случаях осторожностью никто не решался указать ту точку, где следо­вало начинать бурение. Тогда один из присутствующих, отличавшийся большой смелостью, сказал, указывая на кружившую над ними воро­ну: «Господа, если вам все равно, давайте начнем бурить там, где сядет ворона…» Предложение было принято. Скважина оказалась необык­новенно удачной. Но если бы ворона пролетела на сотню ярдов дальше к востоку, то встретить нефть не было бы никакой надежды…» Понят­но, что так не могло долго продолжаться, ведь бурение каждой скважины стоит сотни тысяч долларов. Поэтому остро встал вопрос о том, где бурить скважины, чтобы безошибочно находить нефть и газ.

Это потребовало объяснить происхождение нефти и газа, даяо мощный толчок развитию геологии — науки о составе, строении и ис­тории Земли, а также методов поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений.

Состав и возраст земной коры

по происхож­

Магматические породы, Осадочные породы, Обломочные породы, Породы химического происхождения, Породы органического происхождения, Породы смешанного происхождения, Метаморфические породы

Поскольку основные известные месторождения нефти и газа сосредоточены в осадочных породах, им необходимо уделить дополнительное внимание. Осадочные породы встречаются в пониженных местах континентов и в морских бассейнах. В них часто сохраняются останки животных и растительных организмов, населявших Землю в различные времена в виде отпечатков и окаменелостей. Поскольку определенные виды организмов существовали только в течение определенных промежутков времени, то и возраст пород стало возможным увязать с наличием в них тех или иных останков. На этом основано применяемое в геологии исчисление возраста горных пород.

18 стр., 8555 слов

Методы поиска и разведки месторождений нефти и газа

... Поисковый этап включает три стадии: 1) региональные геологогеофизические работы: 2) подготовка площадей к глубокому поисковому бурению; 3) поиски месторождений. На первой стадии геологическими и геофизическими ... зависимости от состава горных пород, наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определенной высоте ...

В соответствии с этим исчислением все время формирования земной коры (3…3.5 млрд. лет) делится на эры, которые подразделя­ются на периоды, периоды — на эпохи, эпохи — на века. Толща горных пород, образовавшаяся в тече­ние эры, называется группой, в течение периода — системой, в течение эпохи — отделом, в течение века — ярусом. Каждый отрезок геологичес­кого времени характеризуется определенными видами организмов, не живших на Земле ни до, ни после этого времени.

археозойская

Формы залегания осадочных горных пород

слоис­тость.

Пласты осадочных пород могут залегать не только горизон­тально, но и в виде складок (рис. 1), образовавшихся в ходе колебательных, тектонических и горообразовательных процессов. Изгиб пласта, направленный выпуклостью вверх, называется анти­клиналью, а выпуклостью вниз — синклиналью. Соседние антиклиналь и синклиналь в совокупности образуют полную складку.

В России почти 90 % найденных нефти и газа находятся в антиклиналях, за рубежом — около 70 %.

Размеры антиклиналей составляют в среднем: длина 5… 10 км, ширина 2…3 км, высота 50…70 м. Однако известны и гигантские антиклинали. Так, самое крупное в мире нефтяное месторождение Гавар (Саудовская Аравия) имеет размеры в плане 225×25 км и высоту 370 м, а газовое месторождение Уренгой (Россия): 120×30 км при высоте 200 м.

По проницаемости горные породы делятся на проницаемые (коллекторы) и непроницаемые (покрышки).

Коллекторы — это лю­бые горные породы, которые могут вмещать в себя и отдавать жидкости и газы, а также пропускать их через себя при наличии перепада давле­ния. Встречаются следующие типы коллекторов:

поровые, состоящие из зернистых материалов (пески, пес­чаники и др.), пустотами в которых являются межзерновые поры;

кавернозные,

кавернами различного происхождения (например, образованными в

результате растворения солей проникающими в породу поверхностными водами);

трещиноватые,

вмещающие в себя жидкости или газ за счет многочисленных микро-

и макротрещин (трещиноватые известняки и др.);

смешанные

Наилучшими коллекторскими свойствами обладают поровые коллекторы. Неплохими способностями вмещать в себя и отдавать жидкости и газы, а также пропускать их через себя могут обладать и другие типы коллекторов. Так, на некоторых месторождениях Саудовской Аравии взаимосвязанные системы трещин создают каналы длиной до 30 км. К трещиноватым коллекторам за рубежом приуро­чено более 50 % открытых запасов нефти, а в России — 12 %.

Покрышки — это практически непроницаемые горные поро­ды. Обычно ими бывают породы химического или смешанного происхождения, не нарушенные трещинами. Чаще всего роль покры­шек выполняют глины: смачиваясь водой, они разбухают и закрывают все поры и трещины в породе. Кроме того, покрышками могут быть каменная соль и известняки.

20 стр., 9557 слов

Анализ строения залежи нефти пласта П Лозового месторождения ...

... геолого-технологических компьютерных моделей нефтяных месторождений»). Курсовая работа по анализу строения месторождения позволит уточнить исходные ... эксплуатационных. Подсчет запасов нефти и растворенного газа Лозового месторождения по состоянию изученности ... в среднем по пласту П 20%, преобладают породы с Кп ... по промеру бурового инструмента в масштабе глубин геофизических методов исследования. ...

Формы залегания осадочных горных пород 1

Образование месторождений нефти и газа

Каким бы ни был механизм образования углеводородов для формирования крупных скоплений нефти и газа необходимо выполнение ряда условий: наличие проницаемых горных пород (коллекторов), непроницаемых горных пород, ограничивающих перемещение нефти и газа по вертикали (покрышек), а также пласта особой формы, попав в который нефть и газ оказываются как бы в тупике (ловушки).

а Миграция нефти и газа — основное условие формирования их скоплений. Миграция происходит в коллекторах вместе с пластовой шодой, которая обычно насыщает поровое пространство. При этом нефть и газ либо растворены в воде, либо находятся в свободном состоянии. Миграция происходит из области высоких давлений в область относительно низких вдоль непроницаемых пород — покрышек. Попав в ловушку нефть, газ и вода под действием сил гравитации расслаиваются: газ, как самый легкий, уходит вверх, вода, как самая тяжелая, — вниз, нефть занимает промежуточное положение.

Самые распространенные типы ловушек приведены на рис.2. Наиболее распространены антиклинальные ловушки (рис. 2 а).

Если в антиклинальной складке пласт-коллектор перекрыт нодогазонефтенепроницаемой толщей (покрышкой), то в нем возможно формирование нефтегазовой залежи. Тектонические движения часто приводят к разрыву сплошности слоев и вертикальному перемещению мест обрыва относительно друг друга. В результате пласт-коллектор в месте тектонического нарушения может соприкасаться с непроницаемой горной породой, что приводит к образованию тектонически экранированной ловушки (рис.2 б).

1:сли по какой-то поверхности коллекторы перекроются более молодыми непроницаемыми отложениями, то образуется стратиграфически экранированная ловушка (рис. 2 в).

В природе встречаются случаи, когда линзы проницаемых пород, например, песчаников, окружены непроницаемыми — глинами. В этом случае образуется литологически экранированная ловушка (рис. 2 г).

Скопление нефти и газа, сосредоточенное в ловушке в количестве, достаточном для промышленной разработки, называется залежью. Наиболее часто залежи углеводородов встречаются в ловушках антиклинального типа (рис. 3).

В общем случае в верхней части продуктивного пласта располагается свободный газ (газовая шапка), внизу — вода, а между ними нефть.

водонефтяным

месторождением

Месторождение называют газовым, если оно содержит только газовые залежи, состоящие более, чем на 90 % из метана. К газоконденсатным относят такие газовые месторождения, из газа которых при снижении давления до атмосферного выделяется жидкая фаза — кон­денсат. Если месторождение состоит из нефтяных или газонефтяных залежей, то оно соответственно называется нефтяным или газонефтя­ным.

8 стр., 3985 слов

Физические свойства горных пород — коллекторов нефти и газа

... геологического времени. Коллектором называется горная порода (пласт, массив), обладающая способностью аккумулировать (накапливать) углеводороды и отдавать (фильтровать) пластовые флюиды: нефть, газ и воду. По действующей в настоящее время классификации горные породы разделяются на три ...

Структурная карта

Наличие структурных карт и геологических разрезов дает бо­лее наглядное представление о строении недр, позволяет более обоснованно и успешно осуществлять бурение скважин, оптимизировать проектные решения по разработке месторождений.

Структурная карта 1

Структурная карта 2

Рис.3. Схема газонефтяной пластовой залежи:

  • ВКГ — внутренний контур газоносности;
  • ВНКГ — внешний контур газоносности;
  • ВКН — внутренний контур нефтеносности;
  • ВНКН — внешний контур нефтеносности;

Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений

Целью поисково-разведочных работ является выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и газа.

В ходе поисково-разведочных работ применяются геологичес­кие, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение скважин и их исследование.

Геологические методы

полевые рабо­

По возвращении домой выполняются камеральные работы, т.е. обработка материалов, собранных в ходе предыдущего этапа. Итогом камеральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности (рис. 4).

Геологическая карта — это проекция выходов горных пород на дневную поверхность. Антиклиналь на геологической карте имеет вид овального пятна, в центре которого располагаются более древние породы, а на периферии — более молодые.

Однако как бы тщательно ни производилась геологическая съемка, она дает возможность судить о строении лишь верхней части горных пород. Чтобы «прощупать» глубокие недра используют гео­физические методы.

Геологические методы 1

Геофизические методы

К геофизическим методам относятся сейсморазведка, электроразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка (рис.5) основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн. Волны создаются одним из следующих способов: 1) взрывом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м; 2) вибра­торами; 3) преобразователями взрывной энергии в механическую. Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плот­ности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упру­гие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, а частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавли­ваются сейсмоприемниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний земной поверхности, специалисты определяют глубину зале­гания пород, отразивших волны, и угол их наклона.

Электрическая разведка основана на различной электропровод­ности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой элект­ропроводностью.

Принципиальная схема электроразведки с поверхности земли приведена на рис.6. Через металлические стержни А и В сквозь грунт пропускается электрический ток, а с помощью стержней М и N и специ­альной аппаратуры исследуется искусственно созданное электрическое поле. На основании выполненных замеров определяют электрическое сопротивление горных пород. Высокое электросопротивление является косвенным признаком наличия нефти или газа.

22 стр., 10791 слов

Осложнения в процессе эксплуатации скважин Талаканского месторождения

... дебиты скважин на новых месторождениях. Цель данной работы - рассмотреть осложнения в процессе эксплуатации скважин Талаканского месторождения. Задачи: ... пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород ( ... в пустотах под землей. Но такое мнение ошибочное. Он может быть в середине определенной горной породы, ...

Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поиер хности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Задачей гравиразведки является определение мест с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка

Геологическими и геофизическими методами, главным образом, выявляют строение толщи осадочных пород и возможные ловушки для нефти и газа. Однако наличие ловушки еще не означает присутствия не­фтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженных структур те, которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидрогеохимические методы исследования недр.

Магниторазведка 1

Магниторазведка 2

Рис.6. Принципиальная схема электроразведки

Гидрогеохимические методы, Газовая съемка

люминесцентно-битуминологической съемки

Известно, что в любом месте нашей планеты имеется так на­зываемый радиационный фон, обусловленный наличием в ее недрах радиоактивных трансурановых элементов, а также воздействием космического излучения. Специалистам удалось установить, что над нефтяными и газовыми залежами радиационный фон понижен. Ра диоактивная съемка выполняется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона. Недостатком метода является то, что радиоактивные аномалии в приповерхностных слоях могут быть обусловлены рядом других естественных причин. Поэтому данный метод пока применяется ограниченно.

Гидрохимический метод, Бурение и исследование скважин

Бурение скважин применяют с целью оконтуривания залежей, а также определения глубины залегания и мощности нефтегазонос­ных пластов.

Еще в процессе бурения отбирают керн-цилиндрические об­разцы пород, залегающих на различной глубине. Анализ керна позволяет определить его нефтегазоносность. Однако по всей длине

скважины керн отбирается лишь в исключительных случаях. Поэто­му после завершения бурения обязательной процедурой является исследование скважины геофизическими методами.

электрокаротаж.

Практика электрокаротажа показала, что он надежно фикси­рует нефтеносные пласты в песчано-глинистых породах, однако в карбонатных отложениях возможности электро каротажа ограничены. Поэтому применяют и другие методы исследования скважин: измерение температуры по разрезу скважины (термометрический метод), измерение скорости звука в породах (акустический метод), измере­ние естественной радиоактивности пород (радиометрический метод) и др.

Этапы поисково-разведочных работ

Поисково-разведочные работы выполняются в два этапа: по­исковый и разведочный.

Поисковый этап

  • региональные геолого-геофизические работы;
  • подготовка площадей к глубокому поисковому бурению;
  • поиски месторождений.

На первой стадии геологическими и геофизическими метода­ми выявляются возможные нефтегазоносные зоны, дается оценка их запасов и устанавливаются первоочередные районы для дальнейших поисковых работ. На второй стадии производится более детальное изучение нефтегазоносных зон геологическими и геофизическими методами. Преимущество при этом отдается сейсморазведке, которая позволяет изучать строение недр на большую глубину. На третьей стадии поисков производится бурение поисковых скважин с целью открытия месторождений. Первые поисковые скважины для изуче­ния всей толщи осадочных пород бурят, как правило, на максимальную глубину. После этого поочередно разведуют каждый из «этажей» месторождений, начиная с верхнего (рис.7).

34 стр., 16895 слов

Гидродинамические методы исследования скважин на Приобском месторождении

... служаткак прямые, так и косвенные методы, основанные на интерпретации результатов исследований скважин геолого-геофизических исследований, лабораторных изучений образцов породы (кернов, шлама) и проб ... естественной защищенности от поверхностного загрязнения. Для заводнения нефтяных пластов на месторождениях Среднего Приобья широко используются подземные воды апт-сеноманского комплекса, сложенного ...

В результате данных работ делается предварительная оценка запасов вновь открытых месторождений, и даются рекомендации по их дальнейшей разведке.

Список использованной литературы:

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/neftegazopromyislovaya-geologiya/

В.Г.Каналин С.Б.Вагин М.А.Токарев Галанчаков В.А.Тимофеев «Нефтегазопромысловая геология, Гидрогеология»