По данным разведки

По данным разведки

Основные методы геологоразведки и инновационные решения, применяемые в «Газпром нефти»


Фото: Getty Images


Инфографика: Рамблер Инфографика / Алексей Столяров

Распределение нефтяных месторождений на поверхности Земли очень неравномерно. Они приурочены к совершенно определенным районам, областям, геологическим формациям. Но и само по себе наличие нефти в тех или иных отложениях еще не говорит о том, что ее можно легко добыть, а эксплуатация месторождения будет коммерчески успешной. Чем сложнее становятся условия добычи, тем важнее роль геологоразведки

Прежде чем выдать точку на бурение, необходимо провести немало исследований и проанализировать множество параметров. Специалисты по геологоразведке строят разнообразные модели (петрофизическую, седиментационную, литологическую, геохимическую и др.), чтобы составить представление о том, как формировались геологические структуры, какими характеристиками может обладать предполагаемое месторождение, коллектор и заключенная в нем нефть. Чем тщательнее выполняется эта работа, тем ниже риск добывающей компании.

Когда-то главным признаком наличия нефти был ее выход на поверхность. Рядом с такими местами бурили первые нефтяные скважины в середине XIX века. Позднее стали замечать, что месторождения нефти часто связаны с возвышениями. Действительно, такая форма рельефа может свидетельствовать об антиклинальной (выпуклой) складке в земной коре, в которой собирается нефть.

Уже в начале XX века, прежде чем начинать бурение, стали проводить геологическую съемку местности. Она и сегодня составляет первый этап разведочных работ. Геологи изучают пласты горных пород, выходящих на поверхность, — их состав, свойства, возраст, условия залегания. После окончания полевых исследований составляются геологические карты, показывающие, где и какие породы выходят на поверхность, какова вероятность содержания в них углеводородов. Дополнительную информацию позволяют получить аэрокосмические методы. Например, на снимках хорошо видны разломы земной коры, которые трудно обнаружить другим способом, — разломы ограничивают блоки, к которым обычно приурочены месторождения нефти и газа.

Масса признаков и критериев позволяет оценить возможную нефтегазоносность недр. Это, например, значительная толщина слоя осадочных пород, отсутствие магматизма и метаморфизма*, чередование слоев коллекторов и покрышек, крупные глубинные разломы. Если важные признаки обнаружены, начинают искать структуры, в которых могут оказаться ловушки.

На глубину

Геологическая съемка позволяет судить о строении верхней части разреза пород. Чтобы заглянуть в глубину, используют геофизические методы, к которым относятся сейсморазведка, электроразведка, гравиразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка, пожалуй, главный метод, который применяют нефтяники. Он основан на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре. Чтобы вызвать их, обычно производят взрыв. На границе пластов с различной плотностью колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности Земли, частично продолжают движение вглубь, до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливают сейсмоприемниками и по полученной картине делают выводы о строении недр.

Метод сейсморазведки начали применять еще в 20‑е годы XX века. С тех пор он значительно усовершенствовался. Сегодня, дополненный возможностями компьютерной интерпретации полученных данных и 3D-моделирования, он позволяет добиться выдающихся результатов. Однако не всегда для него есть подходящие условия. В качестве альтернативы или дополнения применяют другие методы.

Электроразведка изучает аномалии распределения электрических характеристик недр. Дело в том, что разные горные породы обладают различной электропроводностью. К примеру, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью. Высокое электрическое сопротивление считается косвенным признаком наличия нефти или газа. Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те, которые содержат воду, а значит, необходимо искать места с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка помогает отыскать аномалии магнитного поля, которые создают разные виды пород, в том числе насыщенные углеводородами. Еще один метод геофизических исследований — радиометрический — позволяет определить зоны с разным уровнем радиоактивности, так как для многих месторождений нефти и газа характерен пониженный радиационный фон.

Поиск спутников

Присутствие под землей возможных ловушек, выявленных различными геофизическими методами, еще не означает, что в них непременно есть нефть. Прежде чем начинать бурение, часто проводят геохимические исследования, обнаруживающие вещества — спутники нефти. Один из методов таких исследований — газовая съемка. При помощи газоанализаторов ищут следы углеводородных газов, которые просачиваются на поверхность Земли сквозь поры и трещины пород. Другой метод — люминесцентно-битуминологическая съемка — позволяет выявить повышенное содержание битумов в породе над залежью.

Не стоит оставлять без внимания и химический состав подземных вод. По мере приближения к залежи в них возрастает концентрация определенных компонентов, которые служат признаком скопления углеводородов. Впрочем, и геохимические методы не могут дать гарантии того, что под землей имеется нефть, не говоря уже о промышленном значении залежи. Окончательный ответ может дать только бурение скважины.

Разведка буром

Буровые работы наиболее дорогостоящие во всем комплексе нефтегазогеологических исследований, поэтому подготовка к ним должна быть особенно тщательной. Из каждой скважины стремятся получить максимум информации. И речь не только о наличии или отсутствии в ней нефти. Во время бурения аккуратно извлекают керн — цилиндрические столбики породы, по которым ясно видно, как залегают пласты. Полученные образцы позволяют обнаружить породы-коллекторы, оценить их емкостные и фильтрационные свойства.

Пробуренную скважину исследуют методом каротажа: на необходимую глубину в нее опускают зонд, затем потихоньку вытягивают его обратно. В это время датчики фиксируют свойства окружающих пород (температуру, электропроводность, радиоактивность).

Разные виды скважин решают разные задачи. К примеру, опорные параметрические скважины предназначены для изучения геологического строения недр и определения дальнейших направлений разведочных работ. Поисковые используются для обнаружения новых залежей нефти на территории, которая уже исследована другими методами и признана наиболее перспективной. Разведочные помогают оценить запасы и составить проект разработки и т. д.

Путь по этапам

На каждом из этапов разведки область изучения заметно сужается. Сначала в общих чертах изучают геологическое строение большой территории, выделяют зоны возможного накопления нефти, оценивают перспективы их нефтегазоносности, определяют возможные крупные ловушки (региональный этап). Затем отбирают объекты для поискового бурения, производят поиск и оценку месторождений и залежей (поисково-оценочный этап). Наконец, переходят к опытно-промышленной эксплуатации, разведке второстепенных горизонтов, блоков и участков месторождения, чтобы получить максимально полную картину (разведочный этап). Одни и те же методы исследований могут использоваться на разных этапах, однако конкретные методики и точность в зависимости от задач будут различаться.

Наиболее дорогостоящий — региональный этап — из-за больших масштабов исследований. Как правило, эту работу берет на себя государство. Нефтяные компании подключаются на поисковом и разведочном этапах, получая лицензию на проведение таких работ на той или иной территории.

Какими бы развитыми ни были современные методы исследований, ошибки неизбежны. Более того, слишком высокий показатель успешности геолого-разведочных работ, как ни странно, не совсем хорош для компании. В мировой практике принято считать, что доля открытия новых месторождений от общего объема поиска и разведки должна составлять порядка 30–50%. Больший показатель может свидетельствовать о том, что компания остается в зоне наименьшего риска, а значит, не развивается, не увеличивает свои запасы, а осваивает то, что уже открыто.

* Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения осадочных и магматических горных пород под воздействием высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов

Вид сверху
ВИДЫ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ

Ультрафиолетовая съемка. Углеводороды способны светиться при облучении ультрафиолетом. Поэтому люминесцентная съемка используется для обнаружения нефти и газов — чаще всего не природных месторождений, а техногенных загрязнений.

Инфракрасная съемка фиксирует тепловое излучение поверхности. Материалы инфракрасной съемки используют для установления границ горных пород с различной теплоемкостью, которая предопределяется различным литологическим составом. Разрывные нарушения, особенно обводненные, отчетливо читаются на снимках в виде темных полос за счет испарения воды и охлаждения пород в зонах разрывов. Месторождения нефти и газа также сопровождаются тепловыми аномалиями в результате жизнедеятельности бактерий.

Радиолокационная съемка основана на способности геолого-геоморфологических объектов по-разному отражать направленные на них радиоимпульсы сантиметрового диапазона. К недостаткам метода относится сравнительно низкое разрешение, к достоинствам — всепогодность, выразительное изображение структур.
Разведка по-новому
«ГАЗПРОМ НЕФТЬ» СЕГОДНЯ ОДИН ИЗ САМЫХ АКТИВНЫХ В РОССИИ ИННОВАТОРОВ В СФЕРЕ ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ

В 2012 году компания первой в России применила технологию UniQ для проведения сейсмики 3D на Чонском проекте. Технология UniQ предполагает регистрацию сейсмических волн с помощью точечных приемников, распределенных на исследуемой территории, и позволяет получить высокоплотные данные. Повышение плотности сейсмических данных дает возможность проводить детальный анализ верхней части разреза (практически недоступный при стандартных методиках), устранять влияние реликтовой вечной мерзлоты и получать изображение круто падающих границ пластов.

Следующим шагом стало применение беспроводных технологий — сначала в Курдистане, а затем и на месторождениях Западной Сибири. В этих труднодоступных регионах начали использовать беспроводную радиотелеметрическую систему регистрации данных RT System 2. В Сибири такой метод получил название «зеленой сейсмики». Помимо того что с его помощью можно собрать большой объем сейсмической информации, он также позволяет избежать рубки деревьев для прокладки кабеля в лесистой местности, тем самым сокращая время работ и уменьшая нагрузку на окружающую среду.

Как показывает практика, наилучшие результаты геолого-разведочных работ можно получить при комплексировании данных сейсмо- и электроразведки. Их совместная интерпретация дает как детальный анализ геологической структуры разреза, так и предсказание коллекторских свойств и типа флюидонасыщения перспективных интервалов. В 2014 году «Газпром нефть» вслед за сейсмикой-3D провела на Тымпучиканском и Вакунайском блоках Чонского проекта масштабные электроразведочные работы методом ЗСБ 3D. Полученные высокоплотные данные дополнили уже имеющуюся геологическую картину. Исследования стали самыми крупными из проводившихся не только в Восточной Сибири, но и в мире. Рекордным оказалось как количество источников электромагнитного поля, так и точек приема сигналов (порядка 1,2 тыс. и 7,6 тыс. соответственно).

Помимо прикладных технологий, применяемых непосредственно «в поле», в компании активно внедряются различные программные продукты, предназначенные для работы с полученными данными.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ