Поиск, разведка и разработка газовых месторождений в России

 

 

Оглавление

Введение. 3

1. Разведка и разработка газовых месторождений. 5

1.1 Методы поиска и разведки газовых месторождений. 5

1.2  Бурение газовых скважин и добыча газа. 7

Глава 2. Методика ускоренной разведки газовых месторождений. 10

2.1. Основные положения ускоренной разведки и ввода в эксплуатацию газовых месторождений. 10

2.2 Совершенствование методики ускоренной разведки газовых месторождений  16

Заключение. 19

Список используемой литературы.. 21

 

 

 

 

Введение

 

Энергетика - важнейший показатель развития каждого государства. Недостаток естественных природных ресурсов заставляет учёных по всему миру разрабатывать новейшие альтернативные источники энергии. Все же, в силу сформировавшихся обстоятельств, сомнительно, что в ближайшее десять лет обнаружат какую-нибудь замену уже существующему виду топлива. Нефть, газ, уголь и атомная энергетика будут ещё продолжительное время удерживать звание главных видов получения энергии.

Российскую Федерацию по праву считают одной из лидеров по разработке, добыче и поставке газа на мировой рынок. Природа обильно наградила её этим типом сырья. В РФ разработали и освоили примерно двести месторождений по добыче газа и газового конденсата. Главный  пик открытий месторождений был в конце шестидесятых – начале восьмидесятых лет прошлого столетия.

На сегодняшний день, перед газовой отраслью России появляются  новые цели. Это имеет связь, в первую очередь, с геополитической необходимостью, кроме  имеющихся месторождений природного газа в Надым-Пур-Тазавском регионе (НПТР), необходимо  изучать  новые газоносные регионы. В эти регионы входят - Штокмановское газоконденсатное месторождение (ГКМ), месторождения полуострова Сахалин и северного Каспия и Прикаспия. В итоге, география перспективных газоносных регионов охватывает территорию от Баренцева до Охотского и Каспийского морей. В соответствии с этим, разные климатические условия этих регионов полагают наличие характерных гео-экологических особенностей, которые нужно учесть при формировании концепции развития газовой отрасли.

Газовая отрасль России, представляет из себя, довольно сложную систему, которая состоит из: геологоразведочных работ, добычи, транспортировки, хранения и переработки газа. Уровень воздействия этих под-отраслей на окружающую среду различен, также как и различны обратные воздействия. Соответственно, нужно на базе методов системного анализа проводить дальнейшие декомпозиции отрасли на отдельные элементы (объекты) до уровня, который позволяет проводить соответствующее математическое моделирование.

 

 

 

 

 

1.     Разведка и разработка газовых месторождений

 

1.1 Методы поиска и разведки газовых месторождений

Цель  поисково-разведочной работы  - оценивать запасы и подготавливать к разработке промышленных залежей газа.

В ходе поисково-разведочной работы применяют  геологический, геофизический, гидрогеохимический метод, а также бурят скважины и их исследуют.

Геологические методы.  Геологическая съемка предшествует всем остальным типам поисковых работ. Для этого геологи выезжают в исследуемые районы и осуществляют   полевую работу. В ходе неё они штудируют пласты горных пород, которые выходят на дневную поверхность, их состав и углы наклона. Затем роют шурфы глубиной до 3 м. А чтобы обрести представление о более глубоко залегающих породах, бурят картировочные скважины глубиной до 600 м.

Затем, они выполняют  камеральные работы, т. е. обрабатывают материалы. Итог  камеральной работы - геологическая карта и геологические разрезы местности.

Геофизические методы. К ним относят сейсморазведку, электроразведку, грави-разведку и магниторазведку.

Сейсмическая разведка базируется на применении закономерности распространений в земной коре искусственно организованных упругих волн (при помощи взрыва  специального разряда, вибратора, преобразователя  взрывной энергии в механическую). Изучая полученные графики колебания земной поверхности, специалист  определяет глубину залегания породы, которые отразили волны, и угол их наклона.

Электрическая разведка состоит в разнообразной электропроводности пород. Высокое электросопротивление - косвенный признак наличия газа.

Грави-разведка основывается на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, которые насыщены газом, обладают меньшей плотностью, чем те же породы, которые содержат воду. Задача грави-разветки -определить место с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка базируется на разной магнитной проницаемости горных пород. В зависимости от состава горной породы, наличия газа эти магнитные поля искажаются в разной степени.

Гидрохимические методы. К ним относят:

Газовую съемку, она заключается в нахождении присутствия углеводородного газа в пробах горных пород и грунтовых вод, которые  отобраны с глубины от 2 до 50 м.

Радиоактивную съемку выполняют для того, чтобы обнаружить указанные аномалии радиационного фона.

Бурение и исследование скважин. Этот метод используют для того, чтобы оконтурить залежи, а также определить глубину залегания и мощности нефтегазоносного пласта.

Этапы поисково-разведочных работ исполняют в два этапа:

1.Поисковый этап состоит из трех стадий:

-Региональная геолого-геофизическая работа;

-Подготовка площади к глубоким поисковым бурениям;

-Поиск месторождения.

2.Разведочный этап - это подготовка месторождений к разработкам.

Риск связан с  инженерно-экологическим обеспечением разведочной работы (нарушение почво-грунтов при строительстве дорог, которое сопровождается процессом  эрозии, солифлюкаций, термокарста и т. д.).

 

 

 

1.2  Бурение газовых скважин и добыча газа

Бурение - это процесс  сооружения скважин при помощи  разрушений горной породы. Скважина - это горная выработка круглого сечения, которая сооружается без доступа в нее людей, длина её сильно превышает диаметр.

Риск связан с  проведением самой буровой работы (применение бурового раствора, прокачка скважины, сбор газо-конденсата в соответственных амбарах).

Добыча газа состоит из трех этапов:

Первый - движение газа по пласту к скважине, при помощи искусственно   созданной разности давления в пласте и на забоях (низ) скважин. Его называют разработкой  газового месторождения.

Второй этап - движение газа от забоя скважины до его устья на поверхности.

Третий этап - сбор продуктов скважин и подготовка газа к транспортированию потребителю. На этом этапе нефть, а также сопровождающие ее попутный нефтяной газ и вода собираются, потом газ и воду отделяют от нефти, после чего вода закачивается вновь в пласт, чтобы поддерживать пластовое давление, а газ направляют  потребителям. В ходе подготовки природного газа от него отделяют  поры воды, коррозионно-активные (сероводород) и балластные (углекислый газ) компоненты, а также механические примеси.

С точки зрения оценки гео-экологических рисков подсистему «добыча газа» необходимо дифференцировать на стадии обустройств  и эксплуатаций месторождения. Следовательно, будет различаться как влияние объекта добычи на окружающую среду, так и обратное воздействие (рис. 1).

 

 

 

 

 

	Добыча природного газа

 

 

 

   

Обустройство месторождений

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Декомпозиция полсистемы «добыча газа» для оценки гео экологических рисков.

 

Нужно заметить, что элементы подсистемы, которые связаны с бурением и сооружением скважины, промышленным  и хозяйственно-бытовым  объектом, характеризуют  точечными взаимодействиями с окружающей средой. В это же время взаимодействие с окружающей средой на уровне всего месторождения – рассредоточенное  и для оценки его количественного параметра на этапе синтеза полсистемы нужно применять модель интерференции.

Чтобы смоделировать влияние эмиссий загрязняющих веществ объекта добычи газа, на состояние окружающей среды нужно определить риски на различных этапах работ:

1.Этап обустройства месторождения:

-Авария при постройке скважины;

-Техногенное влияние строительной техники;

-Техногенные воздействия самих объектов;

2.Этап - эксплуатация месторождения:

-Авария на промышленном объекте, включая скважину;

-Разлив конденсата (для газоконденсатного месторождения);

-Утечка газа;

-Выброс  вредного вещества при сгорании природного газа на факелах;

-Продувка скважины.

Кроме этого, имеются и иные виды гео-экологического риска, которые нужно учитывать в процессе добычи газа. К примеру, понижение качества подземной воды в прибрежном районе из-за вероятной интрузии морской воды. Нужно учитывать и региональную особенность взаимообусловленных воздействий гео-экологических рисков в подсистеме «добыча газа – окружающая среда». Они имеют связь  как с географическим расположением объектов газодобычи  (северный или южный регион), так и с особенностью добычи газа на сухопутном, шельфовом и морском месторождении природного газа. Это также необходимо предусматривать при декомпозиции этой подсистемы.

 

Глава 2. Методика ускоренной разведки газовых месторождений

 

2.1. Основные положения ускоренной разведки и ввода в эксплуатацию газовых месторождений

Способы разведки газового месторождения помогают резко удешевить и ускорить проведение разведок и подготовок этих месторождений к разработке, поэтому их именуют рациональными или ускоренными.

Ускоренные разведки газовых месторождений должны обеспечивать в короткие сроки максимальный    эффект  от применения газа вновь открытых месторождений. Проблема эта комплексна,  её должны решать учитывая экономичес­кий аспект  и фактор времени.

Разведочные этапы, при ускоренной подготовке месторождения газа к разработке делят на две стадии: оценочная разведка и детальная разведка (до разведка). Стадию оценочных разведок для маленьких и средних месторождений завершают после получения притока газа в двух-трех скважинах, для больших и уникальных месторождений - после разбуривания разреженных сеток скважин (одна скважина на 50-100 км² площади залежи). Последующие до-разведки небольших и средних залежей осуществляют методами опытно-промышленных эксплуатаций. Буре­ние разведочной скважины при этом проводить  не нужно. При до-разведке крупного и уникального месторождения (залежи) уточняют строение внутриконтурной части залежей при помощи уплотнения сеток разведочной скважины за счет бурения ОЭС и наблюдательной скважины, а также единичной разведочной скважины за пределами зоны эксплуата­ционных  разбуриваний.

Применяют такие методы ускоренной разведки газового мес­торождения:

         -разреженные сетки разведочных скважин – небольшие и средние месторождения разведывают  четырьмя-пятью единичными скважинами, большие одно-залежные разбуривают из расчета одна скважина на 50 км² продуктивной площади, уникальные - из расчета одна скважина на 100 км² площади залежи;

                -опытно-промышленную эксплуатацию используют для развед­ки мелкого и среднего месторождения газа, ввод в опытно-промышленные  эксплуатации осу­ществляют при наличии двух-трех скважин, которые дали газ. Установлена продолжительность опытно-промышленной эксплуатации срок её три года, степень отбора газа за это время обязан составлять приблизительно 10 % от общего запасов разведуемой залежи; завершается опытно-промышленная эксплуатация подсчетом запасов газа по методу падения давле­ния; для обеспечения запроектированного уровня отбора газа в случае необходимости бурятся единичные ОЭС;

         -опережающее эксплуатационное бурение - высокопродуктивная зона эксплуатационного разбуривания, крупной и уникальной зале­жи, доразведываются опережающими эксплуатационными скважинами, сгущение за их счет сетки разведочной скважины производят  в зависимости от характера изменчивости параметров неоднородности и продуктивности.

Разведывая газовые месторождения  (залежи)  и подготавливая их к разработке необходимо обеспечивать:

         1.Доказательство (геологическими данными, пробными или опытно-промышленными эксплуатациями, газодинамическим  и технико-экономическим  расчетом) наличие или отсутствие нефтяных оторочек промышленных зна­чений и при наличии оторочки установить условия ее эксплуатации;

         2.Проведение полноценных опробований и исследований по нескольким скважинам для того, чтобы получить основные параметры залежи;

         3.Установление характерных структурных и геометрических особенностей строений залежей;

         4.Определение   основных  параметров   коллекторов, которые   довольно   цельно характеризуют горизонт  как по разрезам, так и по площадям;

         5.Выяснение гидрогеологических условий и возможные   воздействия водо­напорных  систем  на режимы разработки залежей;

         6.Определение положений контактов   (контуров)   газовых и газонефтяных залежей;

         7.Определение составов газа, числа конденсата и иного сопутствующего компонента;

         8.Выявление всех (основных по запасам) залежей в разрезе.

Особенное место среди ускоренных методов отводится разведке газового месторождения с использованием опытно-промышленных эксплуатаций, которые позволяют с наименьшими расходами на разведочное бурение получить нужную  и в большинстве случаев более достоверную информацию для составлений проектов разработок этих месторождений при одновременном отборе газа из них и подаче его потребителям. Последнее обстоятельство в особенности значимо для газодобывающего района, где действующее месторождение не обеспечивается нужной подачей газа потребителям. В этом случае ввод  газового месторож­дения в опытно-промышленную эксплуатацию осуществляют на ранних стадиях их разведки, причем для маленьких залежей или линз он может быть оправдан даже при наличии только одной разведочной скважины, которая дала  промышленный приток газа.

Разведки газовых залежей должны вестись при учете условия их формирования, которые определяют степень заполнений ловушек газом. Под абсолютными газо-упорами - выдержанные толщи солей, а также ангидрита (на определенной глубине), под выдержанными мощными толщами глин, которые обладают хорошим  газо-упорным свойством, необходимо ожидать заполнение ловушки газом до замка при любой высоте. При менее надежной покрышке ловушку могут  заполнять до замка при небольшой высоте, но при большой их высоте необходимо ожидать, что они не будут заполнены полностью.

         Сказанное отлично можно подтвердить практикой во всех газоносных районах, и это необходимо учитывать при определении положений газо-водяных контактов и установлении контуров газовых залежей.

В чисто карбонатной породе не может быть сколько-нибудь выдержанных газоупоров. Поэтому промышленная газовая залежь в них может  образоваться только при перекрытии их иными газо-упорными породами, которые и определяют уровень заполнения ловушки, а значит и высотное положение ГВК.

Газовая залежь находится в гидродинамическом равновесии с окружающей её пластовой водой. Изучение этого равновесия дает возможности определить высотные положения ГВК, по данным надежного замера  пластового давления воды и газа и смещение газовых или нефтяных залежей при движении пластовой воды, которое выражают в наклоне ГВК или водонефтяного контакта (ВНК)    в сторону наименьшего напора воды.

Применение указанной возможности при разведке газового меcторождения может очень удешевить и ускорить ее проведение.

При разведке пластовой газовой залежи очень часто первые скважины не вскрывают ГВК, но при этом уже есть скважины, которые вскрыли пластовую воду за контуром залежи.

Наряду с применением замера напора воды в скважинах пробуренных на месторождении или в непосредственной близости от него, необходимо изучить и региональную гидрогеологию, так как при отсутствии сведения о напоре воды, которое  получено в районе разведываемого месторож­дения,  можно по  региональным  изменениям этого напора определять направление и характер вероятного смещения залежей газа и нефти.

Так, при вскрытии несколькими разведочными скважинами залежи газа, в нижнепермских и каменноугольных карбонатных отложениях, Оренбургского газоконденсатного месторождения, высотное положение ГВК было неизвестным. Напор воды,  рассматриваемых продуктивных отложений в районе этого месторождения, оценивали по информациям  региональной гидрогеологии, на базе чего, рассчитали  ориентировочное высотное положение ГВК на отметке около —1800 м. Разведка залежи  ориентировалась  на вскрытие рассчитанных контактов, причем оказалось, что в действительности он находится на отметке —1756 м. В итоге, оценка высотного положения ГВК с применением информации региональной гидрогеологии значительно помогла правильно сориенти­ровать разведку рассматриваемой залежи.

Разработку газовых залежей проводят  без законтурных заводне­ний и с расстановками эксплуатационных скважин, по преимуществу, в более высоких частях залежей в существенном удалении от контура. За­пас  газа в при-контурной части залежи в основном составляет небольшую долю всех ее запасов. Это помогает проводить разведки залежей без детальных их оконтуривании, за исключениями случаев, когда локальные структуры недостаточно ясно выявляют геолого-поисковыми работами и ГВК обладает  наклоном или когда под газовой залежью может находиться нефтяная оторочка промышленного значения.

В соответствии с "Классификацией запасов нефти и горючих газов" ввод газовых залежей в разработку, в том числе и в опытно-промышленной эксплуатации, разрешают исключительно при отсутствии в них нефти промышленного значения. Поиск нефтяной оторочки под газовой залежью может значительно осложнить раз­ведку этой залежи. Поэтому существенное внимание уделяют прог­нозированию наличия и характера такой оторочки.

Основная задача разведки газовых месторож­дений в новых районах -  подготовка запаса газа категорий С1 для обоснования строительства новых магистральных газопроводов или ГХК.

Записанное, в "Классификации запасов нефти и горючих газов", право ведения проектной и изыскательской работы по строительству магистраль­ного газопровода и промыслового объекта на основе оперативного подсче­та запасов газа, помогает существенно ускорить ввод газовых месторож­дений новых районов в разработку.

На сегодняшний день, в ряде районов определены уникальные по разме­ру газовые месторождения, которые требуют строительства магистрального газопровода или ГХК (Ямбургское, Даулетабад-Донмезское, Астрахан­ское и др.). К одному такому месторождению нужно подводить несколько ниток газопровода или предусматривать поочередный ввод мощностей ГХК. Как газопроводы, так и ГХК строят  не одновременно, а последовательно. Чтобы обосновать строительство  первой нитки газо­провода (первой очереди ГХК) вовсе не нужно разведывать все запасы газа этого месторождения до известных соотношений категорий. Развед­ку можно осуществить только на части месторождений, запасы газа которых достаточны для обоснования строительства этой нитки газопро­вода или ГХК определенной мощности.

Принятие этого порядка помогает ускорить строительство газо­провода или ГХК. Одновременно ускоренный ввод части месторождения в разработку облегчит разведку месторождения в общем.

После окончания строительства  и ввода в работу магистрального газопровода в новом районе, в нем продолжают разведку новых газовых месторождений. При этом могут нарастать ресурсы газа для нового маги­стрального газопровода. Их определение может происходить от­носительно продолжительное время.

Не секрет, что магистральные газопроводы строят  на ба­зе запаса газа единичного уникального газового месторождения или груп­пы крупных газовых месторождений, запасы же средних и особенно небольших газовых месторождений при этом обладают небольшой ролью. В соот­ветствии с этим при наращивании запаса газа для строительства нового магистрального газопровода  разведанность  уникальных и больших га­зовых месторождений газа обязана соответствовать требованию "Клас­сификации запасов нефти и горючих газов", разведанность же запаса средних и особенно небольших газовых месторождений з этом случае обязана ограничиваться доведением их до категории C1.

Разведывая многозалежные газовые месторождения, запасы кото­рых разведывают  для обеспечения строительства новых магистральных газопроводов, внимание уделяют   первооче­редной подготовке к формированию залежей, которые содержат базовые запасы газа на месторождении (к примеру, сеноманские залежи многозалежных месторождений севера Западной Сибири). В итоге, разведывая газовые месторождения в новых районах, частично применяют  ускорен­ный метод.

Отсутствие систем  магистрального газопровода определяет  перво­степенную нужду в ускоренной подготовки запаса промышлен­ной категории базовых месторождений. Разведку небольших и средних мес­торождений при отсутствии местного потребителя газа завершают на оце­ночной стадии при помощи подготовки запасов категорий C1 + С2.

Ускорение разведки базового месторождения достигают при помощи применения на оценочной стадии разреженной сетки скважин и подготовкой запасов только промышленной категории С1. Периферийный участок базового месторож­дения доразведывается опережающими наблюдательными и пьезометри­ческими скважинами, а также единичными разведочными скважинами. До-разведка крупного и уникального месторождения проводится в услови­ях их поэтапного ввода в разработку, В этой связи сгущение сетки разве­дочных скважин обязано осуществляться участками в соответствии с за­проектированным направлением промыслового обустройства месторож­дения.

Для контрольных оценок достоверности запаса, больших и уникаль­ных месторождений газа, которые подсчитаны  объемными методами по разражен­ной сетке скважин, может также применятся метод падения давления. Оперативная оценка, этим методом, запасов газа дренируемых зон базо­вых месторождений в условиях их поэтапного ввода в разработку, увеличивает результативность ускоренной разведки.

 

2.2 Совершенствование методики ускоренной разведки газовых месторождений

  Высокие  темпы формирования газовой промышленности в России, можно определять необходимостью сокращения срока разведки и ускорения подготовок к разработкам газовых и газоконденсатных месторождений. Из-за этого первостепенное значение приобретает вопрос  дальнейшего усовершенствования методик  ускоренной разведки газовых месторождений, увеличение качества исходных данных для проектирования и быстрейшего ввода в эксплуатацию, рациональной разработки залежей.

Основная цель  разведки газового, газоконденсатного и газонефтяного месторождения, как и месторождений других полезных ископаемых, -установление их промышленного значения и условий разработки. Необходимо при этом установить нужный уровень разведанности месторождения, чем и определяют  срок их разведки. Эта задача обязана решаться с учетом особенностей разработки газовых и газонефтяных месторождений (залежей), необходимостью и возможностями ускоренного ввода их в разработку учитывая при этом, оптимальные технико-экономические показатели  планируемой разведки и намечаемой разработки этих месторождений.

Правильный учет перечисленных факторов поможет проводить разведку газовых и газонефтяных месторождений с наименьшими расходами средств и времени и тем самым обеспечит ускоренный ввод их в разработку. Учет фактора  ускорения разведки обязан реализовываться с самого начала поисково-разведочных процессов и на всех его следующих стадиях, включая опытно-промышленную эксплуатацию.

Ускоренная разведка больших и уникальных газовых месторождений, по разреженной сетке скважин, с последующей их до-разведкой в процессе формирования эксплуатационного бурения - помогает на практике и в короткий срок  получить все нужные данные для подсчетов запаса газа и обоснованного проектирования разработок.

В итоге, широкое использование ускоренного метода разведки помогло существенно понизить сроки ввода в разработку большого количества месторождений газа и увеличить результативность их разведки.

 

 

Заключение

 

Значимость нефтегазовой отрасли в народном хозяйстве государства велика. Почти все отрасли промышленности, сельское хозяйство, транспорт, медицина и просто население государства на современном уровне развития употребляют нефть, природный газ и нефтепродукты. Потребление их внутри государства год от года увеличивается.

Перспектива формирования нефтегазового комплекса связана с огромным    ресурсом нефти и газа, который находится в недрах и еще не разведан. К ним относят большую площадь перспективных земель, как в пределе  суши, так и на акватории, где есть предпосылки для обнаружения больших скоплений нефти и газа.

Это относят  и к районам, где давно проводят добычу, и к тем районам, где поисковые работы почти не проводили. Среди первых - Урало-Поволжье, Тимано-Печора, Западная Сибирь, Предкавказье, Прикаспий, Восточная Сибирь, Дальний Восток (Сахалин). В этих  районах сосредоточиваются еще существенные прогнозные ресурсы нефти и газа, которые нужно разведать и прирастить запасы в государстве, в будущем.

Кроме этого, перспектива  обнаружения нового нефтегазового объекта имеется и в неизученной части РФ, где работу вообще не проводили, или проводили в маленьких объемах и они не дали позитивного исхода.

К ним относят, к примеру, центральные районы европейской части РФ. Тут есть впадины земной коры (Московская и Мезенская), которые имеют мощнейшие толщи древних отложений. Перспектива  нефтегазоносности этих впадин связана с отложениями венда (протерозой), нижнего и верхнего палеозоя.

Перспектива нефтегазоностности связана также с неизученной частью Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Новое открытие может быть сделано в арктических акваториях РФ, на шельфе Баренцева и Карского морей, являющиеся геологическим продолжением платформенных частей суши Русской и Западно-Сибирских плит, а последние -  наиболее продуктивные части РФ.

 

 

Список используемой литературы

 

          1.Зыкин М.Я., Козлов В.А., Плотников А.А. Методика ускоренной разведки газовых месторождений. – М.: Недра, 1984.

          2.Мстиславская Л.П. Нефтегазовое производство (Вопросы, проблемы, решения): Учебное пособие. – М.: РГУ нефти и газа, 2014.

          3.Нестеров И.И., Потеряева В.В., Салманов Ф.К. Закономерности распределения крупных месторождений нефти и газа в земной коре. – М.: Недра, 1975.

 

 

Скачать: poisk-razvedka-i-razrabotka-gazovyh-mestorozhdeniy-v-rossii.rar