1. Практическое использование прямых поисков нефти и газа
В 70-80-с годы в мире произошло значительное удорожание процесса приращения запасов нефти и газа. Это обусловлено следующими факторами: высокой степенью разведанности нефтегазовых ресурсов и значительным усложнением условий проведения поисково-разведочных работ.
Опосредованным фактором, действующим в последние годы, является и существенное удорожание геофизических работ за счет неизбежного перехода к созданию уникальной измерительной и электронно-вычислительной техники и перехода на современные способы ведения полевых работ, основанных на многократных системах перекрытий, резко усложненных алгоритмах обработки результатов.
Геологоразведочный процесс (ГРП) сегодня немыслим без общей и прикладной геофизики. Заметно изменяется методологический подход к использованию геофизики. Из пассивного поставщика данных она превращается в информационную основу для оптимизации управления всем геологоразведочным процессом. Одновременно существенно изменились и требования к содержательности и объективности геофизической информации. Иные задачи возникли перед основными ее потребителями - геологической и технологической службами.
Качественно изменилась и роль нефтегазопоисковой геохимии в геологоразведочном процессе. В настоящее время она рассматривается как трехстадийный элемент ГРП: I рекогносцировка, II – поиск, Ill - разведка. Стала очевидной роль (информационные возможности) и хранения геохимической информации на отдельных стадиях ГРР. Получили развитие следующие виды геохимических съемок: атмогеохимическая, гидрогеохимическая, битуминологическая, литогеохимическая, фитогеохимическая, геомикробиологическая и их различные сочетания. Промышленное применение этих видов съемок ведется производственными геологическими организациями.
От дефективности прикладной геофизики и геохимии во многом зависит дефективность всей геологоразведки. Очевидно, что результативность геофизики обусловлена по крайней мере двумя группами факторов: а) связанных собственно с развитием ее методов и технических средств; б) связанных собственно с перестройкой организации всей технологии ГРП на основе оперативного использования геофизической и геохимической информации.
Мы думаем, что настало время в ряде случаев активно отказываться от традиционной практики, когда полевая геофизика (и геохимия) нацелена только на подготовку площадей под глубокое бурение.
Анализ результатов многолетних работ показывает, что из площадей, подготовленных сейсморазведкой к глубокому бурению, только 32 % являются месторождениями. При этом на стадии разведки материалы сейсморазведки и других полевых методов используются крайне недостаточно, и за счет этого наблюдаются значительные упущенные объемы дорогостоящего разведочного бурения.
Геофизика активно используется при поисках, разведке и контроле за разработкой месторождений нефти и газа в трех крупных отраслях: геологоразведки, нефтяной и газовой промышленности. Интересно проследить динамику изменения объемов геофизических работ по методам исследований. Здесь характерны следующие основные тенденции.
1. Неуклонное возрастание объемов геофизических исследований по поискам и разведке в общем комплексе геолого-поисковых работ. Более широкое использование геофизических методов в последние годы отмечается при решении общегеологических задач, и при поисках месторождений нефти и газа. Геофизическими работами охватывается все большее число районов, перспективных на поиски полезных ископаемых, и одновременно расширяется круг решаемых ими задач.
Между отдельными видами геофизических исследований объемы распределены следующим образом: сейсморазведка - 61,2 %, комплекс геофизических исследований скважин (ГИС) — 26,7 %, электроразведка - 2,7 %, гравиразведка - 2,5 %, прочие методы - 6,9 %.
Своеобразно распределены объемы геофизических работ внутри отраслевой промышленности. Особенно ярко это проявляется в соотношении объемов сейсморазведки, электроразведки и каротажа. Если по Мингео СССР сейсморазведка является преобладающим методом при незначительных объемах электроразведки, то по Миннефтепрому преобладает каротаж при несколько меньших объемах сейсморазведки.
Отсюда видны изменения, происходящие в структуре геологоразведочного процесса при переходе от исследования новых объектов к уже частично освоенным и введенным в эксплуатацию.
Для разведочной геофизики и геохимии последнего десятилетия характерна резкая концентрация объемов геофизических работ в важнейших нефтегазоперспективных регионах страны.
Несомненна основополагающая роль полевой геофизики в выявлении и подготовке структур под глубокое бурение.
2. Возрастание роли ГИС при оценке подсчетных параметров про-дуктивных пластов. При этом на долю ГИС приходится 80 % всех определений коэффициента пористости, 100 % определений эффективной мощности, 71 % определений коэффициента нефтегазонасыщенности.
3. Возрастание роли геофизических методов (в первую очередь ГИС) при контроле за ходом разработки месторождений нефти и газа. В частности, контролируется изменение коэффициента нефтенасыщенности пластов, динамика их заводнения. С помощью ГИС оценивается результативность вторичных и третичных методов повышения нефтеотдачи продуктивных пластов.
В условиях действующих месторождений в старом фонде эксплуатационных скважин осуществляется доразведка (ревизия) верхних структурных этажей, находящихся над эксплуатируемым горизонтом. При этом в ряде старых нефтегазоносных провинций выявлены значительные дополнительные запасы углеводородов.
Современная прикладная геофизика и геохимия располагает уникальным набором методов и технических средств, позволяющих с высокой детальностью изучать строение нефтегазоносных бассейнов, геометрию структур и ловушек, оценивать фильтрационно-емкостные свойства пластов, степень преобразованности (катагенеза) органического вещества и его фазовое состояние.
2. Опыт использования прямых поисков нефти и газа в Припятском прогибе
В Припятском прогибе открыто 64 месторождения нефти. Их поиски и разведка осуществлялись с 1952 г., разработка — с 1965 г. На этих месторождениях — 185 залежей нефти, из них 183 — в девонских отложениях и 2 — в верхнепротерозойских. Наибольшее количество нефтяных залежей (95) приурочено к подсолевой карбонатной толще; в межсолевой толще их 64, в верхней солевой — 13, в подсолевой терригенной —11. Кроме того, выявлены залежи газоконденсата и газа на Красносельском месторождении. Все месторождения, за исключением одного, расположены в северной тектонической зоне Припятского бассейна.
История освоения белорусских нефтяных месторождений выглядит следующим образом. В период с 1965 г. по 1975 г. шел рост нефтедобычи в связи с открытием и вводом в разработку наиболее крупных месторождений — Речицкого, Осташковичского и Вишанско-го. За это время было добыто свыше 35 млн т нефти. Годовая добыча в 1975 г. была доведена почти до 8 млн т. Начиная с 1976 г. и вплоть до 1983 г., происходило снижение добычи нефти. Это связано с тем, что был пройден пик максимальной нефтедобычи на наиболее крупных месторождениях, а открываемые более мелкие не могли компенсировать падение добычи. За этот период было добыто примерно 27 млн т нефти. Ввод в разработку новых месторождений и применение на старых месторождениях гидродинамических методов повышения нефтеотдачи позволили снизить темпы падения добычи и, начиная с 1984 г., стабилизировать ее на уровне около 2 млн т.
В сентябре 1998 г. была добыта 100-миллионная тонна белорусской нефти Вновь открываемые месторождения в Беларуси имеют небольшие размеры, снижается среднесуточный дебит новых скважин, возрастает доля трудноизвлекаемых запасов. Однако с учетом развитой инфраструктуры региона продолжение геологоразведочных работ на нефть является экономически оправданным.
В сентябре 1999 г. в Гомеле состоялась научно-практическая конференция, где была определена стратегия развития нефтедобывающей промышленности Республики Беларусь на 2000—2015 гг. Стратегия нефтеразведочных работ в Беларуси включает следующие направления концентрации материальных и финансовых ресурсов. 1. Выявление новых зон нефтенакопления и нетрадиционных для Припятского прогиба типов нефтяных ловушек. 2. Поиски новых месторождений нефти на участках, примыкающих к известным месторождениям. 3. Разведка старых и вновь открываемых месторождений. 4. Доразведка месторождений. 5. Оценка перспектив нефтеносности недостаточно изученных комплексов (верхнепротерозойский и надсолевой) и недостаточно изученных территорий Припятского прогиба (центральная и южная зоны).
3. Перспективы развития прямых методов поисков нефти и газа
К настоящему времени достигнуты значительные успехи в развитии теоретических основ прямых геофизических, геохимических и дистанционных методов поисков нефти и газа. Комплекс этих методов получает все более широкое применение в практике геологоразведочных работ. В связи с этим опережающее развитие фундаментальных разработок связанных с научным обоснованием различных аспектов практического использования этих методов, является необходимым условием повышения эффективности прямых поисков нефти и газа.
Фундаментальной основой прямых геофизических, геохимических и дистанционных методов поисков нефти и газа является учение о парагенезисе геофизических, геохимических и биогеохимических аномалий над скоплениями нефти и газа. Это учение на современном этапе наших знании объединяет систему гипотез, теоретических представлений и научных факторов, раскрывающих единство и взаимосвязь процессов генерации, аккумуляции и диссипации углеводородов в условиях разнонаправленного состояния осадочной оболочки стратисферы – целостной гетерогенной динамической системы. Объектом изучения при прямых поисках являются геофизические, геохимические и биогеохимические поля. В соответствии с основными положениями теории поля термин поле понимается как пространственное распределение параметров состояния и свойств твердой, жидкой и газовой фаз в пределах исследуемой части стратисферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.
Известно, что промышленная или непромышленная залежь углеводородов в природе обусловливает нарушение первичных физико-химических равновесии между твердой, жидкой и газовой фазами минеральных сред и приводит к формированию специфической обстановки под влиянием углеводородов, мигрирующих из залежи. Длительное существование такой обстановки приводит к локальным отклонениям (возмущениям) в нормальном поле. С этих позиций часть осадочного чехла заключенная между дневной поверхностью и залежью (надпродуктивный комплекс), можно рассматривать как специфическую геохимическую область, физические и физико-химические параметры которой определяются минеральным составом надпродуктивных отложений, свойствами мигрирующих углеводородов и характером напряженного состояния массива слагающих ее пород. Это локальная геохимическая область осадочного чехла бассейна, которая характеризуется специфической геохимической обстановкой, аномальными значениями компонентов твердой, жидкой и газовой фаз, специфическими ассоциациями химических элементов и минеральных новообразований и, как следствие аномальными значениями параметров геофизических, геохимических и биогеохимических полей и специфической, преимущественно зонально-кольцеобразной формой проявления аномалий в перечисленных полях.
Исследованиями латеральной и вертикальной изменчивости параметров геофизических, геохимических и биогеохимических полей в горных породах значительного числа непродуктивных и нефтегазоносных структур была установлена связь процессов формирования, пространственного распределения и морфологии геофизических, геохимических и биогеохимических полей с особенностями полей деформаций, характером низкочастотных изотермических напряжений в породах геоструктур и локальными напряжениями, возникающими в процессе эволюции месторождений нефти и газа.
Сущность выявленной связи заключается в том, что в пределах структур осадочной оболочки земной коры имеют место чередование зон повышенных и пониженных напряжений, обусловливающих возникновение различных видов энергии, интенсивный перенос потоков тепла, жидких, парообразных м газовых флюидов, а также окислительно-восстановительные процессы в зонах аномально низких механических напряжений, отождествляемых с участками аномальных фильтрационных свойств горных пород. В силу этих обстоятельств в таких зонах формируются зонально-кольцеобразные аномалии геофизических (электромагнитных, гравитационных тепловых, радиационных, упруго-деформационных, сейсмоакустических и др.), геохимических (элементных, солевых, газовых и др.) и биогеохимических (бактериальных, микрофлористических) полей.
Задача прямых геофизических, геохимических и дистанционных методов поисков - выявление таких геологических объектов путем систематического картирования и анализа изменчивости параметров перечисленных полей. Поэтому только комплексное использование прямых геофизических, геохимических и дистанционных методов позволит уверенно прогнозировать месторождения нефти и газа и существенно повысить эффективность геологоразведочных работ, особенно на этапе поисковых исследований.