Конспект лекционных занятий по учебной дисциплине «Теоретические основы прогноза, поиска и разведки скоплений нефти и газа» (стр. 8 )

Основная литература: 1[422-427]

Дополнительная литература 28[275-279]

Контрольные вопросы:

1.  Геолого-структурное картирование.

2.  Геолого-геоморфологические исследования.

3.  Аэровизуальные наблюдения.

13. Тема лекции: Геофизические методы исследований

На всех стадиях поисково-разведочных работ на нефть и газ важнейшее значение имеют полевые геофизические исследования, общей задачей которых является изучение геоструктурных особенностей крупных территорий, выявление тектонических элементов различного порядка, выяснение и детализация их строения. Геофизические методы исследований могут быть разделены на рекогносцировочные, региональные и детальные.

К рекогносцировочным и региональным геофизическим исследованиям относятся мелкомасштабные магнитометрические и гравиметрические исследования, электроразведка, а в отдельных случаях сейсморазведка методами ГСЗ и КМПВ.

Метод магниторазведки основан на изучении особенностей магнитного поля, связанных с различными магнитными свойствами горных пород. Для изучения геомагнитного поля применяются специальные приборы – магнитометры. Напряженность магнитного поля измеряется в гаммах. При поисках нефти и газа применяется в основном азромагнитпая съемка.

Магниторазведка широко используется обычно при производстве рекогносцировочных и региональных исследований для:

1)  изучения региональной тектоники;

2) определения мощностей осадочных образований платформенного чехла и глубины залегания складчатого фундамента;

3) выявления и трассирования зон региональных разрывных нарушений;

4) для поисков локальных структур, соляных куполов и др.

Магниторазведка применяется также для определения глубин залегания и рельефа поверхности фундамента платформ.

Магниторазведка обычно эффективно комплексируется с гравиметрической съемкой. Большим преимуществом этого метода является возможность исследовать обширные территории с затратой сравнительно малого времени, особенно при применении аэромагниторазведки.

Гравиметрическая разведка основана на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности, что позволяет выявлять аномалии гравитационного поля, обусловленные изменением плотности. Измерение силы тяжести производят гравиметрами. Единицей измерений является гал. Обычно в практике пользуются тысячной долей гала – миллигалом (мгл).

Этот метод используется для решения многих геологических задач и в том числе:

1) для изучения регионального геологического строения недр;

2) для геотектонического районирования строения складчатого фундамента и изучения его крупных структурных элементов;

3) для поисков крупных структур в осадочном чехле платформенных областей;

4) для поисков зон развития рифовых образований и солянокупольных структур;

5) для выявления и трассирования региональных разрывных нарушений.

В последние годы в ряде районов успешно применяется высокоточная гравиразведка, которая нередко позволяет выявлять локальные структуры с подготовкой их к глубокому бурению. Большая эффективность применения гравиразведки при поисках нефтегазоносных структур отмечается при рациональном комплексировании гравиразведки с другими геофизическими методами (сейсморазведкой или в совокупности электроразведкой и магниторазведкой).

Высокая эффективность поисковой гравиразведки отмечается в солянокупольных областях (Прикаспийская синеклиза, Днепровско-Донецкая впадина и др.). Соляные купола обычно выделяются локальными минимумами силы тяжести, величина которых зависит от размеров соляного тела, глубины его залегания, литологии и мощности каменной шляпы (кепрока), покрывающей соль.

Метод электроразведки основан на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей, возникающих в земной коре под воздействием источников постоянного и переменного тока. Электрические методы разведки широко применяются для решения задач структурной геологии при поисках нефтяных и газовых месторождений.

Метод сейсморазведки основан на регистрации и изучении скоростей распространения сейсмических волн, возбуждаемых с помощью искусственных взрывов, в различных комплексах горных пород. Основные модификации: метод отраженных волн (МОВ), корреляционный метод преломленных воли (КМПВ). Метод отраженных волн основан на регистрации волн, отраженных от поверхности раздела горизонтов пород, обладающих различными волновыми сопротивлениями. Корреляционный метод преломленных волн основан на регистрации волн, образующихся при падении упругой волны на границу раздела сред под критическим углом.

По разрешающей способности и глубинности среди всех геофизических методов поисков и разведки скоплений нефти и газа сейсморазведке принадлежит ведущая роль. При региональных исследованиях с помощью сейсморазведки проводится изучение общих черт геологического строения исследуемых территорий, определения глубин залегания и характера рельефа фундамента, мощности осадочной толщи, выделения зон нарушений и т. д.

Основная литература: 1[423-427], 7[113-132],

Дополнительная литература 28[116-129]

Контрольные вопросы:

1.  Гравиразведка

2.  Магниторазведка

3.  Сейсморазведка

4.  КМПВ

14. Тема лекции: Прямые методы поиска нефти и газа. Геохимические методы. Газовая съемка, газовый каротаж, люминесцентно-битуминологический анализ

Геохимические методы исследований. Геохимические методы основаны на регистрации и изучении факторов миграции углеводородов из нефтяной и газовой залежи к дневной поверхности, которая может происходить: по нарушениям в виде свободных газов; в растворенном состоянии в воде по системе трещин; путем фильтрации газа через пористые и тонкотрещиноватые породы (эффузия); путем фильтрации газа по законам диффузии. Кроме того, существуют отдельные модификации геохимических методов, которые основаны на регистрации и изучении различных физико-химических изменений, возникающих под влиянием углеводородов на горные породы.

Среди геохимических признаков нефтегазоносности наиболее важными в качестве поискового критерия являются прямые признаки в виде углеводородных газов и следов жидкой нефти. Прямыми признаками нефтегазоносности считаются углеводороды, начиная с этана и выше. К числу косвенных (вторичных) геохимических показателей нефтегазоносности можно отнести различные физико-химические изменения, возникающие под влиянием мигрирующих углеводородов на горные породы. В отдельных случаях сероводород и некоторые сернистые соединение могут также рассматриваться как нефтегазопоисковые геохимические показатели.

Указанные методы исследований могут производиться путем изучения вод и пород, выходящих на поверхность, а также находящихся на глубине и получаемых из буровых скважин. В связи с этим они разделяются на:

1)поверхностные площадные геохимические исследования (газовая съемка, битумная съемка, газобактериальная съемка и др.);

2) глубинные геохимические исследования (керновая съемка, газовый и битумный каротаж и т. д.), проводимые при бурении опорных, параметрических и поисковых скважин.

Газовая съемка предложена в 1929-1930 гг. В настоящее время известна газовая съемка по свободному газу, по воднорастворенному газу и по газу сорбированному породой. Все разновидности газовой съемки основаны на определении микроконцентраций углеводородных газов, содержащихся в породах или в подземных водах.

Проведенные газосъемочные исследования в различных нефтегазоносных областях показывают, что основным показателем газовых залежей является наличие метана – главного компонента газовых скоплений. Благоприятным показателем служит также присутствие этана и пропана. На существование нефтяных скоплений, кроме аномалий по метану и пропану, указывает обнаружение тяжелых углеводородов: С5 – С8, представляющих наиболее летучую бензиновую фракцию нефти.

Газокерновая съемка. Эта съемка основана на изучении сорбированных углеводородных газов породами коренных отложений, перекрывающих нефтяные и газовые залежи. Она обычно проводится в комплексе с геологической съемкой и бурением мелких скважин. Как правило, пробы берутся при бурении скважин глубиной от 3 до 20 м с помощью специальных керноотборников. Затем газы извлекают из породы путем десорбции или вакуума и определяют их содержание.

Над залежами нефти и газа обычно отмечается повышенная газонасыщенность пород, которая за контуром резко снижается I’азокерновая съемка выгодно отличается от поверхностной газовой съемки большей точностью, и поэтому она успешно может применяться как в складчатых, так и в платформенных областях.

Битумно-люминесцентная съемка. Метод битумно-люминесцентной съемки основан на изучении ореолов рассеивания битумов в породах, проявляющихся над нефтяными и газовыми залежами. Этот вид исследований, разработанный в 1954 г., в настоящее время приобрел широкое распространение. Он позволяет в полевых условиях определять с высокой точностью (до 10%) содержание и состав битума в породах, почвах и воде. Сущность метода заключается в том, что различные битумы имеют различные спектры люминесценции, которые фиксируются при облучении ультрафиолетовыми лучами образцов пород. Цвет спектра и интенсивность свечения указывают на состав и количество битума.

Бактериальный метод. Этот метод основан на изучении наличия микроорганизмов, питающихся различными углеводородами. Известны группы бактерий, избирательно окисляющие метан, этан, пропан и другие углеводороды. для обнаружения их в мелких скважинах (до 1-2 м) отбираются образцы почв, которые помещаются в специальную герметическую посуду и направляются для анализа в лаборатории. Существует ряд методов определения углеводородокисляющих бактерий.

В настоящее время применяются две разновидности бактериальных съемок: грунтовая и водно-бактериальная. Грунтовая бактериальная съемка основана на изучении образцов подпочвенных отложений и последующем их анализе для установления бактерий, окисляющих метан, этан или пропан. При этом отбор грунтов производится, как правило, из канав, расчисток, шурфов и неглубоких скважин. Водно-бактериальная съемка заключается в стерильном отборе проб воды в местах разгрузки водоносных горизонтов и последующем анализе взятых проб воды. Такими местами разгрузки могут являться родники, различные источники, колодцы, а также артезианские скважины.