 |
Подземные нафтидопроявления
|
|
|
|
В небольших количествах нефть и газ встречаются во многих скважинах, пробуренных в осадочных породах, особенно если бурение велось в пределах нефтегазоносных районов. Здесь в любой разведочной скважине устанавливаются какие-либо признаки нефти и газа, хотя эти признаки могут быть настолько слабыми, что скважину оставляют как непродуктивную. Если геолог обнаруживает в скважине слабые нефте- или газопроявления, у него возникают два вопроса: 1) достаточно ли интенсивны эти проявления, чтобы указывать на промышленное значение скважины и 2) не располагается ли скважина, обнаружившая нефть или газ, у края залежи. Естественно, такие проблемы не приходится решать, если происходит выброс и скважина начинает фонтанировать нефтью и газом или если результаты анализа показывают, что керн из скважпны интенсивно насыщен нефтью и газом и обладает достаточно хорошей проницаемостью. Когда на поверхности керна интенсивно выделяются нефть и газ, такие проявления называют «живыми» в отличие от неясных асфальтовых примазок, представляющих собой «мертвые» нафтидопроявления.
Во многих случаях, однако, нефте- и газопроявления в скважинах занимают промежуточное положение между безусловно промышленным и непромышленным их значением. В таком случае перед каждым геологом-нефтяником и буровым инженером возникает проблема, к каким из этих двух типов проявлений отнести их.
Нефте- и газопроявления могут наблюдаться непосредственно или устанавливаться косвенно при определении различных физических параметров во время бурения разведочной скважины. Эти параметры рассматриваются в гл. 3. Техника, используемая при полевых и лабораторных исследованиях, усовершенствована в настоящее время до такой степени, что данные, получаемые при измерениях в скважине, могут обеспечить геологу вполне достоверную информацию. На основании этих данных определяют, какие флюиды заполняют поровое пространство коллекторских пород, мощность коллектор-ского пласта, его пористость и проницаемость, т.е. устанавливают ценность пласта для промышленной эксплуатации. Однако будут ли данные, полученные при исследовании какой-либо конкретной скважины, служить достаточным основанием для того, чтобы провести в дальнейшем ее опробование и попытаться получить из нее промышленные притоки нефти и газа, зависит от индивидуального подхода геолога.
|
|
|
Залежи, месторождения и провинции. Промышленные скопления нефти и газа классифицируются как залежи, месторождения и провинции [45]. Термины «залежь» (pool), «месторождение» (field), «провинция» (province) и «субпровинция» (subprovince) используются для описания и определения местоположения различных нефтяных и газовых скоплений и групп скоплений. Они объединяют в себе геологический и географический факторы и понятны геологам, геофизикам и инженерам, работающим в нефтяной промышленности. Но эти понятия, как и многие другие в геологии, переплетаются одно с другим, что вызывает иногда трудности в точном определении их значения. В конечном счете использование того или иного термина определяется в основном местными традициями, даже если этот термин и не соответствует наилучшей и наиболее точной научной классификации и терминологии.
Залежь. Наиболее простой формой, образуемой промышленными скоплениями нефти и газа в природе, является залежь¹. Залежь определяется как масса нефти, газа или того и другого вместе, заполняющая отдельный природный резервуар, находящийся в условиях единой системы пластового давления. Залежь может быть небольшой и занимать площадь всего в несколько акров или крупной, охватывающей площадь во много квадратных миль. Она может содержать только газ или только нефть или то и другое вместе. Термин «крупная залежь» применяется произвольно по отношению к залежам, общие извлекаемые запасы нефти которых составляют 50 млн. баррелей (7-8 млн. т) и более².
|
|
|
Месторождение. Когда несколько залежей связаны единой геологической структурой, тектонической или литолого-стратиграфической, то группа
¹Ежегодные карты, цифры добычи и другие геологические данные для всех мировых нефтяных и газовых залежей публикуются в июльском номере журнала World Oil и в декабрьском номере Oil and Gas Journal, издаваемых соответственно в Хьюстоне (Техас) и Талсе (Оклахома). Кроме того, оба журнала ежегодно в январе или феврале помещают на своих страницах обзоры и прогнозные цифры дебитов, давая детальную статистическую сводку разведочных и эксплуатационных работ во всех районах земного шара за прошедший год. Нефтяное отделение Американского института горных инженеров и инженеров-металлургов (American Institute of Mining and Metallurgical Engineers) в Нью-Йорке публикует ежегодный список всех мировых залежей, приводя для каждой из них большое количество геологических и промысловых данных.
²Размеры нефтяной залежи обычно измеряются количеством нефти, которая может быть добыта и извлечена на поверхность. Но это только часть всей нефти, находящейся в резервуаре (обычно от ¼ до ¾ общего объема). Остающаяся в пласте нефть называется неиавлекаемой, а нефть, которая может быть добыта, ‑ извлекаемой. Общие запасы нефти (извлекаемой и неизвлекаемой) в залежи называются геологическими запасами.
таких залежей называется месторождением. [Месторождением в СССР принято называть не просто совокупность залежей в пределах одного участка, а весь участок в целом, включая отложения, покрывающие и частично подстилающие залежь. Месторождение может состоять из одной залежи, но может быть многопластовым и содержать несколько десятков залежей. ]
Отдельные залежи, входящие в месторождение, могут находиться на разных глубинах одна над другой, но они могут также распространяться в латеральном направлении в пределах геологической структуры. Геологические структуры, к которым чаще всего приурочены месторождения нефти и газа, ‑ это соляные штоки, антиклинальные складки, образованные, например, толщей переслаивающихся песчаников и глинистых пород, а также сложные комбинации тектонических разрывов, складок и литолого-стратиграфических изменений в разрезе. Много примеров месторождений показано на картах и разрезах в главах 6-8, посвященных описанию типов ловушек. Количество нефти, которое может быть добыто из залежи или месторождения, не является характерным признаком их различия. Залежь Ист-Тексас, например, и многие залежи Среднего Востока приурочены к единым природным резервуарам. Тем не менее общая добыча из каждой этих залежей превысит добычу из многих месторождений и даже провинций. Поскольку месторождение может включать в себя несколько тесно связанных залежей, термины «залежь» и «месторождение» часто путают, особенно на ранних стадиях разработки.
|
|
|
Провинция. Под нефтегазоносной провинцией понимается регион, в пределах которого нефтяные и газовые залежи и месторождения находятся в одинаковых или близких геологических условиях. Поскольку на практике этот термин используется довольно свободно для обозначения сравнительно крупных нефтегазоносных районов, границы так называемых провинций часто неопределенны. Например, для провинции Мид-Континент, расположенной на юге центральной части США, характерны определенные особенности стратиграфии, структуры и распределения нефтяных и газовых скоплений. Поэтому термин «провинция» имеет чрезвычайно большое значение для геологов и в целом для нефтяной промышленности. В пределах одной провинции могут выделяться отдельные субровинции. В провинции Мид-Континент, например, выделяются субпровинция песчаников Чероки на юго-востоке Канзаса и северо-востоке Оклахомы, субпровинция бассейна Анадарко в западной Оклахоме и северо-западном Техасе, рифовая субпровинция на западе центрального Техаса, субпровинция Панхандл в северо-западном Техасе и многие другие. [Как следует из приводимого примера (Мид-Континент), автор наделяет нефтегазоносную провинцию признаком, которым она не обладает. Общность условий залегания скопления нефти и газа в действительности характерна не для провинции Мид-Континент в целом, а лишь для ее частей (субпровинций). Термины «нефтегазоносная провинция» и «субпровинция» крайне неопределенны и лишены генетического смысла. В СССР большинство исследователей вместо этих терминов используют понятие о нефтегазоносных бассейнах, представляющих выраженные в современной структуре земной коры впадины, различные по тектонической характеристике и размерам, в которых обеспечиваются генерация углеводородов, их аккумуляция и обычно сохранность возникших скоплений нефти и газа.]
|
|
|
Значение мелких проявлений нефти и газа. Хотя ключ к познанию геологии нефти и газа следует искать в основном в изучении крупных промышленных залежей, небольшие, непромышленные скопления углеводородов часто имеют большое значение для геолога-разведчика. Важность изучения мелких скоплений заключается в следующем:
1. Изучение мелких скоплений нефти и газа часто приводит к открытию промышленных залежей. Почти все нефтегазоносные провинции были обнаружены в результате бурения, проводимого на основании наличия проявлений нефти, газа или асфальта вблизи поверхности или на глубине. Видимые на поверхности признаки или выходы нафтидов часто были единственной причиной разведочного бурения; особенно это характерно для ранних стадий развития нефтяной промышленности.
Небольшие глубинные проявления нефти и газа представляют также огромную ценность для выбора направления разведочных работ. Чем больше бурится скважин и в распоряжение геолога поступает больше описаний разрезов и данных каротажа, тем все в большей мере он руководствуется глубинными нефте- и газопроявлениями и другими сведениями о наличии нефти и газа в пласте для ориентации разведки. Столкнувшись даже с самыми незначительными проявлениями нефти или газа в скважине, геолог-нефтяник должен попытаться ответить на вопрос ‑ не расположена ли эта скважина в непосредственной близости от залежи? Оценка значения небольших глубинных нефте- и газопроявлений составляет, таким образом, значительную часть работы современного геолога-нефтяника.
2. Непромышленные скопления нефти и газа указывают на присутствие нефтема-теринских пород. Хотя многое в проблеме происхождения нефти остается еще неясным, большинство геологов полагает, что она образуется в некоторых типах нефтематеринских пород в определенных геологических условиях. Однако нет единого мнения о том, какие именно типы пород являются нефтематеринскими. Но когда в каком-либо районе встречаются нафтиды в любой форме и в любых условиях ‑ на поверхности или на глубине, ‑ то вне зависимости от промышленного значения их скоплений само присутствие углеводородов доказывает, что они тем или иным путем образовались в данном районе. Следовательно, здесь имеются или имелись в прошлом и нефтематеринские породы, каков бы ни был их характер. Как мы увидим в дальнейшем, этот вывод очень важен для правильной оценки перспектив нефтегазоносности нового и лишь частично разведанного региона. Если на присутствие нефтематеринских пород указывают только непромышленные скопления нефти и газа, то можно полагать, что незначительный размер этого скопления обусловлен либо размером ловушки, либо недостаточно благоприятными условиями для аккумуляции углеводородов, либо положением вскрывшей скопление скважины вблизи края ‑ залежи. Поэтому даже небольшие скопления нафтидов обычно побуждают разведчика продолжать поиски более крупных ловушек, располагающихся в более благоприятных условиях.
|
|
|
Географическое положение
Скопления нефти, газа и других нафтидов распределены по земному шару неравномерно. В обширных районах Азии, Австралии и Африки, например, до сих пор не обнаружено промышленных залежей нефти и газа или количество и запасы открытых залежей незачительны. Кажущаяся бедность этих районов нефтью и газом может быть обусловлена только недостаточным количеством буровых и исследовательских работ. В то же время другие районы этих материков обладают промышленной нефтегазоносностью, и поскольку в разрезе непродуктивных районов имеются мощные неразведанные толщи, их также можно рассматривать как перспективные объекты с благоприятными для нефтегазонакопления условиями. С другой стороны, некоторые крупные районы исключительно богаты нефтью и газом. Два выдающихся в этом отношении региона, которые даже назывались «нефтяной осью» или «нефтяными полюсами», поскольку они находятся на противоположных сторонах земного шара [46], ‑ это регион Среднего Востока и регион Мексиканского залива ‑ Карибского моря. Регион Мексиканского залива ‑ Карибского моря включает провинцию Галф-Кост в США, а также провинции Мексики, Колумбии, Венесуэлы и Тринидада. Нефтяной полюс Среднего Востока охватывает провинции Ирана, Ирака, Кувейта, Саудовской Аравии и провинцию Закавказья ‑ Апшеронского полуострова в СССР. В этих двух регионах сосредоточены две трети выявленных на земном шаре нефтяных ресурсов, и можно надеяться, что будущие открытия здесь еще увеличат это соотношение.
Менее крупные, но важные в промышленном отношении регионы находятся в Северной Америке, они включают провинции Мид-Континент, Аппалачскую, бассейна Иллинойс, Скалистых гор, Калифорнии, прерий Канады (особенно Альберту) и провинцию Тампико в Мексике. Основные нефтегазоносные регионы Европы - это Польская провинция, провинция Северо-Германской низменности, Карпатская низменность ‑ Румыния (Плоешти), провинция Северного моря, Трансильванский бассейн, Эмбенская солянокудольная провинция, Предуральский прогиб, Ферганская
Таблица 2-1 Добыча и запасы нефти
| Суточная добыча по оценке на 1963 г., тыс. баррелей/сутки | Запасы по оценке на 1963 г., млн. баррелей | |||||||
| Северная Америка | ||||||||
| Канада | ||||||||
| США | ||||||||
| Мексика | ||||||||
| Всего | ||||||||
| Южная Америка | ||||||||
| Аргентина | ||||||||
| Боливия | ||||||||
| Бразилия | ||||||||
| Чили | ||||||||
| Колумбия | ||||||||
| Эквадор | ||||||||
| Перу | ||||||||
| Тринидад | ||||||||
| Венесуэла | ||||||||
| Всего | ||||||||
| Европа | ||||||||
| Австрия | ||||||||
| Франция | ||||||||
| ФРГ | ||||||||
| Италия | ||||||||
| Нидерланды | ||||||||
| Великобритания | ||||||||
| Всего | ||||||||
| Средний Восток | ||||||||
| Абу-Даби | ||||||||
| Бахрейн | ||||||||
| Иран | ||||||||
| Ирак | ||||||||
| Израиль | ||||||||
| Кувейт | ||||||||
| Нейтральная зона | 10 000 | |||||||
| Катар | ||||||||
| Саудовская Аравия | ||||||||
| Турция | ||||||||
| Всего | 207 068 | |||||||
| Африка | ||||||||
| Алжир | ||||||||
| Ангола | ||||||||
| Конго (Киншаса) | ||||||||
| ОАР | ||||||||
| Габон | ||||||||
| Ливия | ||||||||
| Марокко | ||||||||
| Нигерия | ||||||||
| Всего | ||||||||
| Дальний Восток | ||||||||
| Австралия | - | |||||||
| Бирма | ||||||||
| Индия | ||||||||
| Индонезия | ||||||||
| Япония | ||||||||
| Малайзия | ||||||||
| Новая Гвинея | ||||||||
| Пакистан | ||||||||
| Филиппины | ‑ | 0,5 | ||||||
| Всего | 590 11520,5 | |||||||
| Суммарные добыча и запасы нефти (капиталистические страны) | ||||||||
| Суточная добыча по оценке на 1963 г., тыс. баррелей/сутки | Запасы по оценке на 1963 г., млн. баррелей | Запасы в % к мировым | ||||||
| Северная Америка | 8 574 | 42 447 | 12,6 | |||||
| Южная Америка | 4 010 | 21 805 | 7,0 | |||||
| Европа | 1 926 | 0,6 | ||||||
| Средний Восток | 6 748 | 207 068 | 62,5 | |||||
| Африка | 1 192 | 16 375 | 5,0 | |||||
| Дальний Восток | 11 521 | 3,5 | ||||||
| Всего | 21 463 | 301 142 | 91,2 | |||||
впадина и Волго-Уральская провинция в СССР. На Дальнем Востоке основные нефтепроизво-дящие районы расположены на островах Церам, Ява, Калимантан (Борнео), Суматра, Новая Гвинея, в Бирме и на Японских островах. Запасы и темпы добычи нефти в различных странах мира показаны в табл. 2-1, а рост мировой добычи нефти ‑ на фиг. 2-8.
При рассмотрении программы разведочных работ очень важно учитывать политическую обстановку в стране и географическое положение района [47]. В ряде стран, таких, как СССР, Мексика, Бразилия и Аргентина, нефтяная промышленность и разведочные работы контролируются либо непосредственно правительством, либо государственными компаниями. В других странах, как, например, в большинстве государств Европы, в Венесуэле, Колумбии, Перу и США правительство полностью или в определенной мере владеет правом на добычу полезных ископаемых, но дает частным компаниям концессии или лицензии на разведку определенных территорий, регулируя ее и контролируя точное выполнение установленных правил. Такое же положение существует в основном и в провинциях Канады - в Альберте, Саскачеване и Манитобе. Разница здесь заключается только в том, что правом на разработку полезных ископаемых владеет не столько правительство Канады, сколько провинциальные власти, которые в каждой провинции устанавливают собственные правила ведения разведочных работ и следят за их выполнением. В большинстве нефтедобывающих штатов США положение иное ‑ минеральные богатства недр принадлежат здесь владельцам земли. Организации, ведущие поисковое бурение, имеют дело с отдельными землевладельцами, и обе стороны получают часть доходов от добычи нефти и газа.
В районах, где минеральные ресурсы принадлежат владельцам земли отдельные земельные владения, как правило, невелики, и при разведочных работах здесь развивается жестокая конкуренция. Она стимулирует развитие новых идей и методов, которые способствуют росту добычи и увеличению прибыли. В странах, где крупные участки земли принадлежат правительству, не предпринимаются дорогостоящие и занимающие много времени разведочные буровые работы, которые дают наиболее
Фиг. 2-8. Мировая добыча нефти с 1900 г.
полную информацию о многочисленных вариациях геологических условий и в конечном счете приводят к открытию залежей нефти и газа. Поэтому в таких государствах бурится меньшее количество скважин, соответственно поступает меньше информации об особенностях геологического строения недр и более медленными темпами идет разведка нефти и газа. Конечно, все это в меньшей степени проявляется в таких богатых нефтью регионах, как Средний Восток или Венесуэла, где при минимальном количестве разведочных скважин удается обнаружить крупнейшие залежи. Но даже в этих регионах, по-видимому, было-бы открыто больше залежей нефти, если бы здесь существовали условия, обеспечивающие более сильную конкуренцию и стимулирующие тем самым более интенсивное бурение. [Автор глубоко неправ в своей оценке капиталистической и социалистической систем производства, в данном случае ‑ развития нефтедобывающей промышленности].
Распространение нефти и газа на земле не ограничивается площадью суши. Открытие крупных скоплений нефти и газа на акваториях вдоль побережья южной Калифорнии, вдоль берегов Луизианы и Техаса в Мексиканском заливе (см. фиг. 6-33 и 6-35), в Северном море и Персидском заливе (см. фиг. 2-2) свидетельствует о неисчерпаемых потенциальных ресурсах нефти и газа в мелководных зонах, обрамляющих континенты. Эти морские площади, где дно постепенно погружается до глубины 100 морских саженей,
Фиг. 2-9. Карта распространения материковых шельфов (зачернены) на земном шаре (Petroleum Press Service, London, 1951).
называются материковыми шельфами. Распространение их показано на фиг. 2-9. Общая площадь тех акваторий материковых шельфов, в пределах которых глубина не превышает в основном 300 футов, оценивается в 14 млн. кв. миль [48]. Существующие здесь геологические условия должны быть в основном подобны условиям на прилегающих территориях суши. Однако проблемы разведки и эксплуатации залежей нефти и газа на материковых шельфах должны быть существенно иными, что связано с изменяющейся глубиной дна, мягкостью донных грунтов, штормами, юридической неопределенностью в правах владения акваториями, высокой стоимостью работ и необходимостью прокладывать подводные трубопроводы для транспортировки продукции [49]. В результате расходы на разведку будут здесь намного больше, чем на прилегающих участках суши, а темпы ее значительно ниже.
|
|
|
