Реферат на тему «Современные методы поиска и разведки нефтегазоперспективных объектов»

Содержание

Введение

1. Современное состояние геолого-разведочных работ в России. Геохимические поиски и разведка нефтегазовых месторождений

2. Нефтегазовые инновации в сфере поиска и разведки месторождений

3. Современные тенденции в развитии методов разведки месторождений нефти и газа

Заключение

Список литературы

Введение

Потенциал нефтегазовой отрасли огромен. Однако задача повышения прибыльности бизнеса, стоящая перед нефтяниками, постоянно усложняется. Объём добычи из зрелых скважин снижается, а перспективные месторождения труднодоступны. Для их освоения требуется мощный технологический инструментарий.

Добиться высокорезультативного, энергоэффективного, ресурсосберегающего и геоэкологического производства возможно с помощью инноваций. Они способствуют поиску новых нефтегазовых месторождений, увеличению коэффициента извлечения запасов и глубины переработки сырья, сокращению потерь при добыче и транспортировке.

Только благодаря прорывным инновациям компании способны получить доступ к трудноизвлекаемым и нетрадиционным запасам, увеличить нефтеотдачу и, тем самым повысить рентабельность нефтегазового бизнеса.

Цель работы – рассмотреть более подробно современные методы поиска и разведки нефтегазоперспективных объектов.

Современное состояние геолого-разведочных работ в России. Геохимические поиски и разведка нефтегазовых месторождений

Современное состояния геолого-разведочных работ можно охарактеризовать следующим:

— Сокращение объемов поисково-разведочного бурения. Главная причина – недостаточное финансирование. В СССР на геолого-разведочные работы (ГРР) расходовались бюджетные средства, в России – средства компаний, вкладывающих деньги в добычу. Для перспективного развития региона прирост нефтяных ресурсов должен вдвое превышать объемы добычи.

— Некоторые нефтяные компании сократили ассигнования на геофизические работы и научные исследования. Это ведет к сокращению работ по подготовке запасов нефти и газа, а в ряде районов и к прекращению поисков новых месторождений.

— В настоящее время нет достаточно информативных справочников по строению месторождений, фонду выявленных и подготовленных к бурению структур, пробуренным скважинам и др. Раньше все результаты ГРР обязательно передавались в геологические фонды, доступные для всех. В настоящее время информация является товаром, доступным по цене редким нефтедобывающим фирмам.

— Всей своей деятельностью человечество поставило природу на грань экологической катастрофы. Немалый вклад в это дело внесли добывающие и геолого-разведочные организации. В Западной Сибири уже сейчас нарушено экологическое и этно- графическое равновесие. Поэтому одним из неотъемлемых элементов геолого-разведочного процесса должна быть связанная с ним система природоохранных мероприятий.

Основными направлениями геолого-разведочных работ в настоящее время являются:

• Поиски мелких месторождений. С уменьшением размеров месторождений, особенно в старых нефтегазоносных провинциях, наблюдается рост удельных затрат на подготовку запасов нефти и на их извлечение. Необходима оптимизация методики ГРР, начиная с выявления и подготовки мелких структур к глубокому бурению, заканчивая открытием, оценкой и подготовкой месторождения к эксплуатации.
• Освоение новых труднодоступных территорий. Малоосвоенные территории шельфа, Восточной Сибири, Прикаспия должны по-прежнему быть ориентированы на открытие крупных месторождений.
• Освоение больших глубин. Добыча нефти из глубокозалегающих пластов составляет около 7 %. Освоение сдерживается техническими возможностями бурения скважин. Глубокопогруженные перспективные горизонты Западно-Сибирской, Прикаспийской и других нефтегазоносных провинций еще не достаточно изучены.
• Повышение качества картирования структур. Значительный прогресс в области нефтепоисковых работ в последние десятилетия привел к введению новых технологий для сбора данных сейсморазведки, а также к их компьютерной обработке, что позволяет повысить качество подготовки структур к глубокому бурению.
• Типизация объектов. Условия поисков месторождений углеводородов (УВ) чрезвычайно разнообразны и зависят от определенных геологических обстановок. Типизация объектов с целью выработки методического подхода к их поиску и оценке должна выполняться по небольшому числу достаточно важных параметров, которые определяют методику поискового бурения.
• Разработка методики поисков неантиклинальных залежей. Основная тенденция поиска залежей нефти и газа в настоящее время пока еще направлена на антиклинальные ловушки. Поиск залежей, приуроченных к неантиклинальным ловушкам, ведется попутно с антиклинальными.
• Обоснование заложения первой поисковой скважины. Стоимость скважины диктует индивидуальный подход к каждому объекту, тщательный анализ всей геологической информации, детальное обоснование местозаложения поисковой скважины.
• Проведение ревизии всего геолого-геофизического материала на старых площадях. В пределах уже освоенных старых территорий открыты наиболее крупные месторождения. Ревизия необходима для выявления более мелких или ранее пропущенных объектов разведки.
• Повышение качества информации при бурении скважин. Объем и качество геолого-геофизической информации, получаемой в результате отбора керна, проведения геофизических исследований (ГИС), опробования и испытания в скважине, являются гарантией успешных поисков нефти и газа и оценки их запасов. В настоящее время функции бурения и ГИС чаще всего разделены между разными организациями. Формирование супервайзерских служб (служб контроля качества) не допускает сокращения отбора керна, невыполнения комплекса ГИС и т.д., что обеспечивает высокое качество подготовки запасов углеводородов.

К наиболее часто используемым методам разведки можно отнести геохимические поиски нефти и газа (ГПНГ) – это комплекс геологоразведочных работ, направленных на выявление и оценку перспектив нефтегазоносности, на основе изучения пространственных закономерностей распределения полей концентраций УВ соединений и химических элементов в осадочном разрезе НГБ.

Проблеме развития геохимических методов в Российской Федерации и за рубежом  придается огромное значение, так как с их внедрением в производство ГРР связано повышение эффективности нефтегазопоисковых  исследований, снижение затрат на поиски и разведку скоплений углеводородов.

Особенно актуальна проблема прямых геохимических  поисков УВ на территориях, в пределах которых  широко развиты залежи УВ неантиклинального типа с мозаичным типом коллекторов, где применение традиционных  геолого-геофизических методов  не всегда эффективно.

Геохимические поиски – эффективный, мобильный, недорогой и экологически чистый метод прогноза, поисков и разведки залежей углеводородов. Геохимические методы, в дополнение к геофизическим исследованиям, позволяют  прогнозировать нефтегазоносность осадочного разреза не только на геолого-тектонической основе, но и осуществлять количественную и качественную оценку углеводородного потенциала недр.

Так, к примеру прогноз и поиски нефтегазоносности осуществляемые ПГК «Сибгеоком» выполняются на основе комплексного изучения физико-химических параметров осадочного разреза, базирующегося на взаимосвязи и взаимообусловленности геохимических и геофизических полей в пространстве и времени, и наиболее ярко проявляющихся в явлении парагенезиса зонально-кольцеообразных аномалий геохимических и геофизических полей над залежами УВ. Оценка нефтегазоносности потенциально продуктивных комплексов осуществляется по методике сейсмогеохимического прогнозирования,  реализованной на генетической основе в многоуровневой системе: земная поверхность — скважина — целевой горизонт (продуктивный горизонт).

По материалам скважинной геохимии составляется параметризованная геолого-геохимическая модель осадочного разреза района работ, выделяются нефтегазоперспективные интервалы, определяется их фазовое насыщение, состав и свойства УВ систем, которые увязываются с данными наземной   съемки. Проводится комплексная обработка и интерпретация геохимических и геофизических (сейсмических) данных с увязкой между собой аномалий  сейсмических  атрибутов и геохимических показателей, оконтуриваются зоны распространения коллекторов и определяется их фазовое насыщение (нефть, газ, вода), прогнозируется состав УВ флюида.

Проводится компьютерное моделирование полей концентраций на уровень потенциально продуктивных горизонтов по методике АПГП (решение обратной задачи геохимии), что позволяет оконтурить источники миграции УВ (скопления УВ) в коллекторе.

В пределах выявленных по геохимическим и геофизическим данным, нефтегазоперспективных объектах проводится  моделирование геохимических полей с построением 3-х мерной геолого-геохимической модели, включающей нефтегазоносный комплекс пород ( коллектор) и  вышезалегающие надпродуктивные отложения в ореоле рассеяния УВ, вплоть до дневной поверхности. Последние работы проводятся с применением ПО «Petrel» и ПК «Селектор» (решение прямой задачи геохимии).

Выполнение геохимических работ на ряде объектов, позволяют локализовать газонасыщенные коллекторы в потенциально продуктивных комплексах, а также выявлять  скопления УВ.

Нефтегазовые инновации в сфере поиска и разведки месторождений

На сегодняшний день неосвоенных легкодоступных залежей почти не осталось. Геологи выискивают варианты нефтедобычи в суровых природных условиях, удалённых местах со сложной структурой пород.

Основной метод, применяемый в исследовании недр – сейсмический, при котором искусственный источник возбуждает упругие волны. Сейсмоприёмники регистрируют информацию. Затем происходит обработка и интерпретация полученных данных.

Нефтегазовые инновации, такие как электроразведка и высокоплотная сейсмосъёмка UniQ позволили увеличить количество источников и приёмников волн и повысить точность исследований.

Ещё одной инновацией в области поиска стала техника лучевого моделирования, рассчитывающая оптимальную схему расстановки источников возбуждения и регистрирующего оборудования.

 С помощью 4D-сейсмики моделируются нефтегазовые бассейны со сложной структурой, оцениваются изменения залежей, повышается достоверность прогнозирования нефтегазоносности. Увеличивается результативность поиска, обнаружения и технической подготовки к дальнейшему освоению. Растёт эффективность ресурсной базы. Внедрение инновации способствует приросту извлекаемых запасов и уменьшает капиталовложения в эксплуатационное бурение.

Метод бассейнового моделирования реконструирует процессы создания и изменения геологических слоёв, выясняет, когда и как в них зародились, накапливались и распределялись углеводороды. После изучения данных выбираются перспективные участки, на которых формируется модель нефтегазового месторождения. На последнем этапе моделирования оцениваются риски и обосновывается эффективность освоения залежи.

Экологосберегающая геологоразведка – инновационный способ, позволяющий вдвое сократить объём вырубаемого леса за счёт замены кабеля на беспроводные радиотелеметрические датчики регистрации данных RT System2.

Инновационные технологии добычи и повышения нефтегазоносности

Естественное сокращение традиционных нефтегазовых запасов заставляет нефтегазовые компании применять новые способы добычи трудноизвлекаемых ресурсов. К ним относятся:

— Подгазовые залежи

— Низкопроницаемые коллекторы

— Карбонатные и трещиноватые коллекторы

— Баженовские месторождения

— Месторождения арктического шельфа

— Остаточные запасы зрелых месторождений

— Высоковязкая нефть

Их освоение становится доступным благодаря созданию высокотехнологичных горизонтальных и многоствольных скважин. Разветвления в горизонтальных скважинах направляются в разные нефтяные участки, что даёт возможность не задевать пласты с водой или газом.

Бурение таких скважин многостадийным гидроразрывом пласта – инновационная разработка при добыче сланцевой и баженовской нефти. Трещины при разрыве создаются на нескольких участках скважины одновременно.

Совместно с новым видом бесшаровой компоновки данная инновация усиливает нефтегазоносность, а также позволяет проводить исследования внутри скважины и повторный гидроразрыв.

Рисунок 1 – Схема добычи газа

Использование новых растворов также повышает результативность бурения сложных нефтегазовых скважин. Для укрепления скважин и эффективного выноса пород на поверхность разработаны новые методы поинтервальной обработки бурового раствора.

Данная инновация позволяет вовлечь в разработку крайние зоны пластов и увеличивает экономический эффект.

Основа современного безопасного и точного бурения – роторные управляемые системы. Они бурят скважины длиной более 2000 м с экстремально большими отходами ствола и точно проводят их в маломощных коллекторах.

Активно осваивается газовый метод, при котором в пласт закачивают газ. Он растворяется в нефти, увеличивает её объём, снижает вязкость и выталкивает наружу. Такая разработка может не только увеличивать коэффициент нефтеотдачи, но и способствовать утилизации попутного нефтяного газа.

Инновационная технология щелочного ПАВ-полимерного заводнения мобилизирует нефть, оставшуюся после применения традиционных способов добычи.

Передовые идеи в сфере нефтепереработки

Необходимость рентабельной переработки нефтяных остатков и снижение качества нефти стимулирует развитие инноваций.

Приоритетным направлением является оснащение производства технологиями и оборудованием, ориентированными на переработку дешёвого сырья: тяжелой нефти, компонентов жирного и попутного нефтяного газа.

Создаётся новое катализаторное производство, демонстрирующее лучшие показатели выхода светлых нефтепродуктов. Разрабатывается уникальная технология твердокислотного алкилирования с применением безопасного катализатора на основе цеолита.

Внедрение инноваций в нефтепереработке позволило получать из отходов фторид кальция, который используется в металлургии в качестве полноценной замены импортного плавикового шпата.

Отдельным направлением технологического развития стал каталитический крекинг и каталитический риформинг – инновации, значительно повысившие экологичность и безопасность производства высокооктанового бензина.

Нефтегазовая промышленность – стратегическая отрасль мировой экономики, в инновационное развитие которой инвестируются миллиарды долларов.

Инновации совершенствуют процесс строительства нефтегазовых производственных объектов, уменьшают капиталовложения и сокращают время на возведение объектов.

С помощью модульных систем на месторождение доставляется спецоборудование и организуется необходимый технологический процесс. Пример такой системы – мобильная установка мягкого парового риформинга для утилизации попутного нефтяного газа, которую можно легко переместить в случае необходимости.

Строительство инновационных объектов позволяет снизить нагрузку на окружающую природу за счёт полезного использования попутного нефтяного газа, ветропарков, геотермальных энергостанций и эффективных автономных электростанций. Также в данном направлении ведётся работа по повышению технологичности транспортной и трубопроводной инфраструктуры.

Современные тенденции в развитии методов разведки месторождений нефти и газа

Современный арсенал отечественных и зарубежных методов и технологий поиска залежей углеводородов характеризуется широким спектром научных методов и подходов.

Среди них следует отметить:

— геофизические методы (в том числе сейсмический, гравиметрический, электрометрический, магнитометрический, термометрический, радиометрический, спектрометрический, электромагнитный);

— аналитические методы (газогеохимические, битуминологический, гидрогеохимический, литогеохимический, изотопный, биогеохимический газового каротажа, спиртобензольной, хлороформенной, петролейно-эфирной экстракции, термовакуумной и химической дегазации, вакуумной декриптонометрии и т.д.). Эти методы решают задачу выявления аномалий углеводородов по прямым признакам их наличия в различных средах и полях и по косвенным, по признакам влияния углеводородов на вмещающую среду и поля;

— геологические методы (традиционная геологическая съемка, составление геологических профилей, гидрогеологический метод и др.).

Наиболее широким применением отличается традиционная схема поиска залежей углеводородного сырья, в размерах которой обязательно проводятся комплексные полевые геологические и геофизические (в том числе гравиметрический, сейсмический методы) работы, камеральные научно-исследовательские и картографические работы, которые завершаются буровыми работами.

Такие традиционные методы очень дороги: их среднемировая стоимость на поисковом этапе составляет от 3 тыс. до 5 тыс. долл./км². На разведочном этапе при выборе места под бурение сейсмическим методом «3D» затраты составляют не менее 10 тыс. долл./км². Выполнение этих работ растягивается на годы, и поэтому применение традиционных методов оказывается выгодным только в условиях разведки крупных и средних антиклинальных нефтегазоносных структур, залегающих на небольших глубинах.

Так как в последнее время наблюдается переход к поиску и освоению неантиклинальных, нестандартных, маломощных, в том числе залегающих на больших глубинах, залежей углеводородного сырья, традиционные подходы часто неэффективны, нередко дают сбои и приводят к неоправданным затратам.

Это доказывается мировой статистикой успешности поискового бурения (исчисляемой по доле в % продуктивных скважин от общего числа поисковых скважин). В нашей стране в 1981-1985 гг. при использовании традиционной схемы поисковых работ успешность поискового бурения составила около 24%, в США (1086 г. — 19,8%, в континентальной Европе (1986 г.) — 23,8.

Таким образом, к реальным затратам на бурение каждой продуктивной скважины, составляющим обычно 3-7 млн. долл., прибавляется 10-28 млн. долл., затрачиваемых на бурение сухих скважин, в которых ресурсы углеводородного сырья отсутствуют.

Поэтому в поисковых и разведочных работах пробуют многие другие подходы. Быстро растет число используемых методов, что обусловлено стремлением к поиску более дешевых и точных методов разведки. Но эффективных и универсальных методов пока так и не было найдено, поэтому дешевизна применения метода оборачивается огромными потерями при проведении холостых буровых работ.

Отметим, что наряду с научными методами все шире для решения поисковых задач предлагаются псевдонаучные методы: «белой» и «черной» магии, экстрасенсорики, биолокации и т.д. Их пропагандируют и внедряют, как правило, люди, далекие от геологической науки. По нашему мнению, такие методы могут случайно дать единичные позитивные результаты, но научной основой для реорганизации поисковых и разведочных работ они служить не могут.

Среди особо перспективных и быстро прогрессирующих научных методов поиска и разведки ресурсов углеводородов следует выделить большую группу геоморфологических методов (ландшафтных, морфографических, морфометрических), использующих различные косвенные признаки (цвета, структуры и т.д.), проявляющиеся на поверхности Земли.

Эти методы позволяют прогнозировать возможность нахождения залежей углеводородов на основе анализа карт и аэрокосмических снимков.

По своей сути геоморфологические методы относятся к методам дистанционного зондирования Земли и их использование базируется на специализированном визуальном, реже — компьютерном, дешифрировании аэро и космических снимков, снятых в различных масштабах и диапазонах спектров.

К примеру, при использовании ландшафтных методов в качестве поисковых признаков используется кореляция возможных залежей углеводородов с изменением фототона почвы, растительного покрова, цвета воды внутренних акваторий, тепловыми потоками, фиксируемыми в ИК-диапазоне. При анализе почв используют снимки в «красной» области спектра и ближнем ИК-диапазоне, растительного покрова — в «зеленой», воды и тепловых потоков — в ближнем и дальнем ИК-диапазоне.

Данные ландшафтного анализа (выявленные кольцевые, другие структуры, линеаменты, перепады рельефа, аномалии в рисунке гидросети и т.д.) являются основой для дальнейшего морфографического и морфометрического анализа.

Применение морфографических методов основано на качественном анализе гипсометрии рельефа, расчлененности рельефа, рисунка гидросети, кольцевых структур, линеаментов и других признаков тектонических структур, имеющих косвенное, но иногда вполне определенное отношение к возможным залежам углеводородов.

Морфометрические методы позволяют представить качественные морфографические показатели в количественной форме: в виде цифровой информации, карт изолиний и т.д.

Отметим, что основным недостатком геоморфологических методов является «расплавчатость» их результатов: наряду с перспективными площадями они выделяют, например, по тождественности тектонического строения участков территории, и явно бесперспективные. Ландшафтные методы обычно позволяют анализировать только приповерхностные залежи и плохо работают при прогнозе структур глубокого залегания.

Все эти методы дают, с той или иной степенью вероятности, ответ на один вопрос: есть или нет в недрах Земли углеводороды, но не отвечают на многие другие вопросы: какова мощность продуктивных пластов и глубина их залегания, каковы запасы и конкретные параметры качества углеводородного сырья, может ли прогнозируемая залежь считаться промышленной, перспективной для разработки или нет.

Так, на 09.08.2018г. российские ученые изобрели новый метод поиска нефтегазовых месторождений. Новая методика поиска и разведки нефтегазовых залежей методом подсветки почвы сейсмоизлучением и наблюдения шумовой сейсмо-эмиссии после искусственного возмущения разработана учеными Сибирского федерального университета, говорится в сообщении научного учреждения.

В настоящее время у геологов очень часто возникают серьезные проблемы, связанные с разведкой и определением объемов углеводородного сырья на тех или иных месторождениях. Объясняется это слишком низкой мощностью залежей, а также неоднородностью верхней части скважины.

Как сообщили сибирские ученые, им удалось разработать новый метод обнаружения нефти и газа в пласте, согласно которому углеводородное сырье концентрируется в точке совпадения сейсмических и электрических шумов.

«Мы предложили пассивный сейсмоэлектрический (ПСЭ) метод, позволяющий регистрировать функцию взаимной корреляции (ФВК) сейсмических и электрических шумов. Максимум ФВК отмечается в момент совпадения сейсмического и электрического шумов по времени и фазе. Поэтому их одновременное наблюдение расширяет пространство признаков распознавания углеводородов», – говорится в сообщении.

Испытание нового метода проведено успешно на месторождении в Хакасии, где был измерен показатель ФВК, подтвердивший присутствие углеводородного сырья на месторождении, которое в настоящее время разрабатывается.

Некоторое время назад также сообщалось, что российские геофизики создали нейросеть, способную практически безошибочно предсказывать развитие трещин и разломов в земле. С помощью данного алгоритма можно будет создавать точные модели нефтегазовых месторождений.

Ранее разработчики месторождений допускали серьезные ошибки, в результате которых большие объемы нефти оказывались недоступными, поскольку недра неправильно эксплуатировались. По мнению геофизиков, новый алгоритм, который анализирует данные сейсмической разведки, может существенно облегчить добычу «черного золота». Также нейросеть сможет продемонстрировать, какие геофизические последствия повлечет за собой нефтедобыча, как это случилось в Америке в начале XX века.

Заключение

Создание нового поколения информационных систем решает задачи оптимизационного планирования, непрерывного контроля качества и количества продукции.

Новейшие IT-программы хранят информацию о месторождениях в единой базе данных, организуют технический график их работы, следят за его отклонениями и обнаруживают места, требующие ремонта или оптимизации производственного процесса.

Базой для инноваций станут технологии искусственного интеллекта, предикативного управления, математического моделирования производств.

4D-технологии позволят прогнозировать месторождения и другие инфраструктурные объекты, моделировать и контролировать процессы на разных стадиях производства. С помощью цифровых двойников нефтегазовых скважин управление активами происходит в режиме круглосуточного доступа. Это помогает предвидеть и исключить множество проблем.

Прогрессивные инновации в нефтегазовой промышленности становятся неотъемлемой частью развития отрасли. Только новые возможности призваны обеспечить высокую экономическую эффективность, технологическую и экологическую безопасность деятельности.

Список литературы

1. Бакиров А.А., Бакиров Э.А. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти газа. В 2т. Кн. 1. Теоретические основы прогнозирования нефтегазоспособности недр. Бакиров А.А., Бакиров Э.А.; Недра — Москва, 2012. — 467 c.
2. Жуков В.Т., Лазарев Г.Е., Фивенский Ю.И. Комплексный анализ и прогноз месторождений углеводородного сырья и экологических характеристик по данным аэрокосмических характеристик по данным аэрокосмической съемки. — М., 2017. — 6 с.
3. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений; Книга по Требованию — Москва, 2012. — 332 c.
4. Закиров С.Н., Индрупский И.М. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. Часть 2; — 488 c.
5. Карнаухов М. Л., Пьянкова Е. М. Современные методы гидродинамических исследований скважин; Инфра-Инженерия — Москва, 2010. — 432 c.
6. Новые методы структурометрического зондирования // Экологический вестник. — 2018. — № 1. — 44 с.
7. Покрепин Б. В. Разработка нефтяных и газовых месторождений; Феникс — Москва, 2015. — 320 c.
8. Структурный анализ снимков в аэрокосмических исследованиях Земли. — М.: МФГО, 2015. — 147 с.
9. Тагиров К. М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин; Academia — Москва, 2012. — 336 c.
10. Фивенский Ю.И. Методы повышения качества аэрокосмических фотоснимков — М.: Изд-во МГУ, 2017. — 158 с.
11. Официальный сайт газеты Проектирование газоснабжения http://proekt-gaz.ru/
12. Официальный сайт Производственно-геологической компании Сибгеоком http://sibgeo.sibanalyt.ru/