Содержание к диссертации
Введение
1.СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ И НЕФТЕНОСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ 23
1.1 . История изучения и освоения ресурсов нефти региона 23
1.2. История геологического развития и литолого-фациальная характеристика разрезов 30
1.3 .Типизация разрезов 45
1.4. Индексация пластов-коллекторов 51
1.5 .Тектоническое строение территории 58
1.6.Классификация типов структур и ловушек нефти 78
1.7.Нефтегазоносность 96
1.8.Нефтегазогеологическое районирование 111
2.ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ РЕСУРСОВ НЕФТИ 116
2.1 . Состояние запасов и ресурсов нефти 116
2.2. Районирование территории по перспективам нефтеносности 129
2.3. Зональный прогноз перспектив наращивания ресурсной базы 141
2.4. Геолого-экономическая эффективность освоения ресурсов нефти Удмуртской Республики 151
2.5.Создание кадастра объектов лицензирования на основе ранжирования по совокупности геологических признаков 165
3.ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ 183
3.1. Современные методы и технологии производства геолого-геофизических исследований 183
3.2.Новые разработки по методике поисков, оценки и разведки залежей нефти 193
4.УВЕЛИЧЕНИЕ РЕСУРСНОЙ БАЗЫ ЗА СЧЕТ ВНЕДРЕНИЯ НОВЫХ И НОВЕЙШИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ 201
4.1 .Анализ и перспективы внедрения новых технологий повышения нефтеотдачи 201
4.2.Метод регулирования процесса теплового воздействия при разработке залежей высоковязкой нефти с послойной неоднородностью коллекторов 229
5. ОСВОЕНИЕ ЗАПАСОВ НЕФТИ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ 240
5.1.Опыт бурения горизонтальных скважин 240
5.2 Теологическое обоснование использования горизонтального бурения на месторождениях Удмуртии 244
5.3. Динамикаработы ГСиБГС 282
5.4. Причины обводнения ГС и БГС 287
5.5. Оценочные расчеты влияния отдельных параметров на дебит горизонтальной скважины 287
5.6.Зависимость дебита от длины ГС 294
5.7 Зависимость дебита ГС от технологии заканчивания скважины 295
5.8. Геофизические исследования в ГС 301
5.9. Методика оценки технологической и экономической эффективности бурения ГС и БГС 3 03
5.10.Технико-экономическая эффективность эксплуатации ГС и БГС. 312
5.11 .Новые проекты 316
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 324
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 328
- История изучения и освоения ресурсов нефти региона
- Состояние запасов и ресурсов нефти
- Современные методы и технологии производства геолого-геофизических исследований
Введение к работе
Актуальность проблемы. Нефтяная промышленность России характеризуется все менее и менее благоприятными показателями своего развития. Одной из важнейших проблем по праву считается резкое ухудшение состояния сырьевой базы комплекса как в количественном (сокращение ее объема), так и в качественном (рост доли трудноизвлекаемых запасов) отношениях.
Начиная с 1994 года, приросты запасов нефти не компенсируют текущую добычу (восполнение добычи новыми запасами остается на уровне 3/4). Открываются в основном мелкие, не превышающие нескольких миллионов тонн, и низкопродуктивные месторождения. Уменьшаются размеры открываемых месторождений не только в освоенных регионах, но и на новых перспективных площадях. Основные приросты запасов получают, в большинстве случаев, в освоенных регионах за счет доразведки ранее открытых залежей, а также перевода запасов из предварительно оцененных в разведанные. Ускоренно растут также объемы списания запасов как неподтвердив-шихся.
Продолжает ухудшаться структура запасов - доля «трудноизвлекаемых» уже достигла 55-60 % и продолжает расти. Для выработки остаточных запасов нефти разрабатываемых месторождений и вводимых в эксплуатацию новых залежей необходимы новые технологии со значительно большими затратами финансовых и материально-технических ресурсов, нежели при использовании традиционных систем разработки. Более 70 % запасов нефтяных компаний находится в диапазоне низких дебитов скважин на грани рентабельности. Свыше трети разрабатываемых нефтяными компаниями запасов имеют обводненность более 70 %.
Ухудшилось использование фонда скважин, сократилось их общее количество. Неработающий фонд скважин привел к разбалансированию систем разработки месторождений, выборочной отработке запасов нефти. В конечном счете, все это ведет к безвозвратным потерям части извлекаемых запасов и является грубейшим нарушением Закона «О недрах» в части рационального использования недр. Основная причина перевода скважин в категорию бездействующих и консервацию - это низкий дебит нефти и высокая обводненность продукции, делающие их эксплуатацию убыточной для компаний в рамках действующей налоговой системы.
В силу изложенного, высока доля нерентабельных запасов. Обеспеченность рентабельными в разработке запасами (аналог «доказанных извлекаемых запасов» по западной классификации) по России в целом не превышает 20-25 лет, а по некоторым компаниям -15-20 лет.
Центральные районы Волго-Уральской нефтегазоносной провинции (НГП) характеризуются достаточно высокой степенью разведанности и освоенности недр (65 и 35 % соответственно). Ежегодные объемы добычи по трем основным регионам (Татарстан, Башкортостан, Удмуртская Республика) составляют около 50 млн. т в год, при этом приросты запасов нефти вновь открываемых месторождений и залежей нефти обеспечивают воспроизводство сырьевой базы не более чем на 50-60 %. Большая часть крупных залежей и месторождений уже выявлены, поэтому основными объектами поисков становятся небольшие залежи (до 1-3 млн. т извлекаемых запасов нефти), чаще всего сложнопостроенного типа. Подобные залежи требуют нетрадиционных подходов к подготовке нефтепоисковых объектов, их опоискова-нию и подготовке запасов.
Несмотря на относительно высокую изученность территории, до настоящего времени в ней имеются слабонзученные перспективные земли и крайне слабо изученные части разреза.
Среди экономических на первый план выдвигается проблема резкого удорожания метра проходки поискового и разведочного бурения, стоимости подготовки тонны запасов нефти, а следовательно необходимость экономически обоснованной постановки геологоразведочных работ и выбор на этой основе наиболее приоритетных направлений и рационального комплекса исследований и методов разведки недр.
В то же время имеется существенный резерв по наращиванию ресурсной базы на территории разрабатываемых месторождений в первую очередь за счет оптимизации доразведочных работ на локально-нефтеносные горизонты. Кроме того, увели 14чение ресурсной базы связывается с увеличением коэффициента извлечения нефти (КИН) за счет внедрения новых методов и технологий разработки месторождений. Увеличение конечного КИН за счет физико-химических, термических, биологических и других методов на 5-15 % по сравнению с традиционными методами и технологиями разработки позволит ежегодно наращивать ресурсную базу добычи нефти.
К числу наиболее перспективных и современных относятся внедряемые комплексные технологии разработки с применением горизонтального бурения, зарезки боковых горизонтальных стволов из нерентабельного, высокообводненного фонда скважин и термических и термополимерных методов воздействия на объектах с неф-тями высокой и повышенной вязкости. Здесь на первый план выдвигается проблема геологического обоснования рационального размещения горизонтальных стволов (ГС), оптимизации их длины в условиях реализуемой сетки скважин. Все это в комплексе позволяет практически «реанимировать» бездействующий, высокообводнен-ный фонд скважин, увеличивать зону дренирования запасов и площадь охвата воздействием.
Исследования автора проводились в рамках проблемной тематики Министерства природных ресурсов и Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации, отраслевых и целевых программ, тематических планов институтов ИГиРГИ, ВНИИнефть, ТатНИПИнефть, УдмуртНИПИнефть по научному обоснованию направлений и планов нефтегазопоисковых работ на базе оценки ресурсной базы регионов Урало-Поволжья, изучения истории развития и современного геологического строения, изучения закономерностей размещения и формирования месторождений углеводородов, разработки рационального комплекса геолого-геофизических исследований по поиску объектов нетрадиционного типа, геолого-экономической оценки запасов и ресурсов нефти, совершенствования технологий разработки месторождений и увеличения коэффициента извлечения нефти.
Целью данной работы является разработка методики определения наиболее приоритетных направлений освоения ресурсов нефти, разработка рационального комплекса методов разведки и доразведки месторождений нефти, разработка комплекса геолого-технологических решений, позволяющих существенно повысить ко 15
нечную нефтеотдачу и на этой основе обеспечить комплексное решение проблемы воспроизводства ресурсной базы и стабилизации добычи нефти в «старых» нефтедобывающих районах.
Задачи исследований:
1. Анализ и обобщение материалов по изучению детального геологического строения, выявлению закономерностей размещения ловушек нефти разного типа и нефтеносности разреза центральных районов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.
2. Разработка методики оценки приоритетных направлений освоения ресурсов нефти.
3. Создание алгоритмов программ расчета технико-экономических показателей освоения недр.
4. Разработка рационального комплекса методов разведки и доразведки в районах с высокой степенью разведанности недр.
5. Геологическое обоснование наиболее приоритетных технологий разработки месторождений с нефтями высокой и повышенной вязкости с целью увеличения конечного коэффициента нефтеизвлечения.
6 На основе решения вышеназванных задач - разработка научно обоснованных приоритетных направлений освоения ресурсов недр центральных районов Волго-Уральской HI 11.
Методы решения поставленных задач.
Базируются на детальных исследованиях геологического и тектонического строения основных нефтегазоносных и потенциально-нефтегазоносных комплексов, в основу которых положено выделение структурных зон и этажей, характеризующихся общностью истории геологического развития; анализе и разработке методических подходов к определению наиболее приоритетных направлений освоения ресурсов нефти; теоретических исследованиях и использовании результатов обработки статистической информации и промысловых данных по гелогическому обоснованию и оценке перспектив применения со J6
временных технологий разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти.
Научная новизна
1. Уточнено тектоническое строение и составлена схема тектонического районирования территории. Протрассированы на базе новых геологогеофизич-ских данных разломы и прогибы, валы и флексуры, имеющие различную природу и время формирования. Исследования генезиса локальных структур, контролирующих ловушки и залежи нефти, позволили подразделить их на морфо-генетические типы и провести районирование территории по типам структур.
2. На основе проведенного районирования разработана методика определения наиболее приоритетных направлений освоения ресурсов нефти. В основу методики положена дифференциация запасов и ресурсов нефти по нефтегазоносным районам и этажам, оценка подтверждаемое™ ресурсов нефти при переводе их в запасы промышленных категорий, принцип аналогии расчетных величин коэффициентов извлечения нефти для ресурсов категории D, Сз и С2, оценка удельных затрат на подготовку ресурсов и запасов нефти, экспресс оценка технико-экономических показателей освоения ресурсов и запасов нефти, ранжирование объектов и территорий. Предложенная методика послужила основой для планирования и эффективного ведения геологоразведочных работ на территории Татарстана (1990-1995 гг.) и Удмуртской Республики (1995-2005 гг.).
3. Совместно со специалистами институтов «ТатНИПИнефть», «Умурт-НИПИнефть», ОАО «Татнефтегеофизика» разработан рациональный комплекс методов для картирования ловушек нефти разного типа, который позволяет дифференцированно, исходя из преимущественного типа ловушек нефти существенно оптимизировать геологоразведочный процесс, избежать непроизводительных затрат и повысить степень подтверждаемости подготовленных нефте-поисковых объектов. Важным элементом предложенного подхода является комплексация геолого-геофизических методов, направленная на изучение морфологии ловушки и собственно самой ловушки как емкости для углеводородов. 4. Разработана методика доразведки залежей, сосредоточенных в локально-нефтеносных горизонтах палеозоя, которая обеспечила прирост запасов нефти на базе детального изучения промыслово-геофизических данных в объеме не менее 50 млн. т нефти.
5. Предложена постановка региональных и детальных геологоразведочных работ центральной части и западного борта Мелекесской впадины, Казан-ско-Кажимского прогиба, центральной части Северного купола Татарского свода и Токмовского свода, базирующихся на научно-обоснованной уточненной оценке прогнозных ресурсов нефти западных районов Татарстана и Удмуртской Республики,
6. На примере залежей и месторождений Удмуртской Республики, разработаны геологические критерии применимости новых технологий разработки на месторождениях, содержащих нефти высокой и повышенной вязкости (термические и термополимерные методы). Доказано, что применение новых технологий на объектах, характеризующихся весьма благоприятными геологическими параметрами их внедрения, обеспечивает увеличение коэффициента извлечения нефти до 15 %.
7. Предложены критерии применимости горизонтального бурения, как метода позволяющего обеспечить более полную выработку и довыработку запасов нефти, разработана методика оценки технологической и экономической эффективности бурения горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов, методика расчета технологических показателей разработки нефтяных месторождений системами вертикальных и горизонтальных скважин.
Основные защищаемые положения
1. Методика оценки приоритетных направлений освоения ресурсов нефти на основе зонального прогноза перспектив наращивания ресурсной базы.
2. Алгоритм программ расчета технико-экономических показателей в целях ранжирования наиболее приоритетных направлений освоения ресурсов нефти. 3. Рациональный комплекс геолого-геофизических методов разведки и доразведки в районах с высокой степенью разведанности недр.
4. Геологическое и технико-экономическое обоснование увеличения ресурсной базы за счет внедрения новых и новейших технологий повышения нефтеотдачи.
5. Метод регулирования процесса теплового воздействия при разработке залежей высоковязкой нефти с послойной неоднородностью коллекторов.
6. Новые технологии разработки нефтяных месторождений сложного
строения системами горизонтальных скважин.
Достоверность полученных результатов
Достоверность полученных результатов достигалась в результате сопоставления теоретических выводов с практикой поисков и разведки нефтяных месторождений, а также внедрением технологий разработки месторождений сложного строения, содержащих нефти высокой и повышенной вязкости.
Практическая ценность работы и реализация результатов в промышленности
Выявлены особенности размещения ловушек и залежей нефти разного типа, установлены закономерные связи типов ловушек с особенностями осад-конакопления, определены наиболее приоритетные направления освоения ресурсов нефти, что позволило ориентировать производственные мощности геофизических и геологоразведочных организаций на выявление, подготовку, опо-искование и разведку наиболее значимых объектов и обеспечивать ежегодно эффективность глубокого бурения не менее 100-150 т нефти на метр проходки. Разработанные методики и технологии разработки месторождений нефти позволяют существенно поднять конечные коэффициенты нефтеизвлечения и стабилизировать добычу нефти на сложнопостроенных месторождениях Вол-го-Уральской НГП.
По результатам выполненных научных исследований разрабатывались и внедрялись в производство долгосрочные и ежегодные планы геологоразведочных работ, что является научным обеспечением государственных программ по воспроизводству минерально-сырьевой базы (приросту запасов нефти) на предприятиях Министерства природных ресурсов и Министерства промышленности и энергетики РФ.
Под руководством автора и при его непосредственном участии проведены подсчеты прогнозных ресурсов нефти республики Татарстан в 1989-1993 гг., что явилось основой для разработки государственной программы геологического изучения недр. Автор являлся руководителем работ в 1988-1999 гг. по определению приоритетных направлений освоения ресурсов нефти в республике Татарстан и Удмуртской Республики, руководителем научных исследований, которые легли в основу программы развития минерально-сырьевой базы Удмуртской Республики на 1996-2010гг., руководителем работ по технико-экономической оценке добывных возможностей ОАО «Удмуртнефть», ГП «Удмуртторф», ОАО «Уральская нефть» на лицензионный период. Современные методы и технологии разработки месторождений нефти с использованием систем ГС находят свое применение на месторождениях Оренбургской, Новосибирской и Пермской областей, Удмуртской Республики.
Результатом реализации исследований автора является выявление и подготовка новых нетрадиционных нефтеперспективных ловушек нефти, открытие месторождений, связанных с ловушками сложного строения в отложениях палеозоя центральных районов Волго-Уральской провинции. Значительно расширены перспективы нефтеносности терригенных и карбонатных отложений девона и нижнего карбона на склонах Южного и Северного куполов Татарского свода, Мелекесской впадины, Верхнекамской впадины. Это, в свою очередь, привело к открытию новых залежей и существенному повышению эффективности геологоразведочных работ. Увеличена ресурсная база западных районов Татарстана и Удмуртской Республики, что послужило основанием постановки современных геолого-геофизических работ по выявлению новых залежей нефти. В пределах бортовых частей Камско-Кинельской системы прогибов открыты месторождения, приуроченные к карбонатным и терри-генным комплексам девона и нижнего и среднего карбона. Открыты Матросовское, Алеевское, Кабановское, Кайсегуртское месторождения. На базе разработанной методики оценки приоритетных направлений освоения ресурсов нефти строится стратегия развития геологоразведочных работ в Удмуртской Республике. Это позволило повысить подтверждаемость подготовленных сейсморазведкой нефтепоисковых объектов до 70 %, а по отложениям среднего и нижнего карбона до 90 %, а коэффициент перевода ресурсов категории С3 в запасы промышленных категорий приближается к единице.
Геологическое обоснование применения новых и новейших технологий повышения нефтеотдачи пластов является основой их применения на каждом вновь вводимом в разработку объекте. Анализ технологической и экономической эффективности термических и физико-химических методов повышения нефтеотдачи на Гремихинском, Лиственском, Мишкинском месторождениях служит надежной основой расширения этих методов на объектах с нефтями повышенной и высокой вязкости.
Работы автора в области проектирования разработки месторождений системой горизонтальных и вертикальных скважин используются при составлении технологических документов на объектах Удмуртской Республики, республики Татарстан, Оренбургской и Новосибирской областей. Методика обоснования заложения горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов позволила достичь увеличения продуктивности ГС в 3-7 раз, в сравнении с вертикальными скважинами и «реанимировать» методом зарезки боковых горизонтальных стволов (БГС) скважины с дебитами 0,2-0,5 т/сут и обводненностью 80-95 %, доведя эти параметры до 4-12 т/сут и 10-30 %. Расчетные значения коэффициентов нефтеизвлечения увеличены на 3-5 %. За разработку и внедрение данной технологии автор удостоин премии Правительства и Государственной премии Удмуртской Республики.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях ОАО «Татнефть» (1989-1993гг.), на заседаниях Ученого Совета «ТатНИПИнефть», «УдмуртНИПИнефть», Удмуртского государственного университета (1989-2005г.г.), научно-технических сове 21
тах «ТатНИПИнефть», «Лениногорскнефть», «Азнакаевнефть», «Татнефть», «Удмуртнефть», «Белкамнефть» (1990-2004г.г.), научно-технических семинарах и конференциях ОАО «Удмуртнефть», Удмуртского государственного университета (1994-2005г.г.), научно-практических конференциях в городах Санкт-Петербурге, Альметьевске, Москве, Казани, Уфе, Саратове (1990-2004г.г„), на Центральной комиссии по разработке нефтяных месторождений в городах Москве и Ижевске, на международных конференциях по строительству горизонтальных скважин в г.Москве и г.Ижевске (1999-2004г.г.), международных технических форумах в г.Алмате (1997г.), г.Калгари (1999г.).
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на
349 страницах машинописного текста, содержит 94 рисунка и 32 таблицы. Список использованной литературы содержит 218 наименований.
Публикации
Результаты исследований автора изложены в 88 печатных научных трудах и в 89 рукописных фондовых отчетах, С соавторами издан справочник по физико-химическим свойствам нефтей, газов и вод Удмуртской Республики и «Концепция развития топливно-энергетического комплекса Удмуртской Республики на 2002-2010 гг. В 2003 году издана монография «Нефтегазоносность Удмуртской Республики». В области разработки нефтяных месторождений автор имеет 2 патента на изобретения.
Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоит в постановке задачи, обобщении результатов исследований, разработке методических подходов при решении проблем, формировании научного на-парвления.
На протяжении многих лет автор проводил совместные исследования с учеными различных научно-исследовательских и производственных организаций.
Автор приносит благодарность А.А. Боксерману, А.Т. Горбунову, Р.Н. Дияше-ву, ЮЛ. Желтову, М.М. Ивановой, В.Е. Лещенко, Е.В. Лозину, Р.Х. Муслимову, Э.М. Халимову, Н.Г. Абдуллину, Б.М. Сучкову, В.И. Кудинову, Е.И. Богомольному, М.И. Дацику, В.М. Проворову, Н.В. Зубову, Н.А. Струковой, И.К. Шпилевой, А.В. Кулагину, Т.Ю. Павловой, Ю.Б. Митрейкину, Е.Б. Грунису, А.А. Голову, А.А. Аксенову, Н.А. Крылову, Р.Т.Фазлыеву, Ю.Н. Батурину, В.Е. Орлу, В.Т. Хромову, А.В. Овчаренко, К.С. Басниеву, В.Е.Гавура, Н.Н.Лисовского, И.Т.Мищенко, М.М.Ивановой, А.А.Губайдуллину, Л.Д.Америка, сотрудничество с которыми позволило решить ряд научных и производственных задач, что дало возможность повысить эффективность геологоразведочных работ и разработки нефтяных месторождений в регионах Урало-Поволжья.
Автор благодарит своих коллег из ОАО «Удмуртнефть» - В.И. Кудинова, М.И. Дацика, Е.И. Богомольного, Н.А. Струкову, И.К. Шпилевую, Н.В. Зубова за помощь при выполнении работы.
История изучения и освоения ресурсов нефти региона
Геологические исследования на исследуемой территории начались с изучения пермских отложений во второй половине XVIII века. Целый ряд путешественников -Рычков, Лепехин, Паллас, Георги, Фальк, Герман - заинтересовался красноцветньши отложениями Приуралья с многочисленными разрабатывавшимися в них в то время месторождениями медных руд и цехштейновыми отложениями Поволжья. Однако только в XIX столетии начинается этап более пристального изучения пермских осадков Приуралья.
В 1849 году Мурчисон проехал «вдоль Сибирского тракта» и констатировал здесь «рухляки, песчаники и конгломераты» пермской системы. При осмотре дач Ижевского и Боткинского заводов эти же отложения были отмечены Э. Гофманом в 1854 году, В 1886 году Н. А. Головкинский подразделил пермские отложения на три части: нижнюю красноцветнуго свиту, среднюю серую (цехштейн), которой автор дал название казанского яруса, и верхнюю - ярус пестрых мергелей.
На научную основу изучение геологического строения региона было поставлено в конце XIX века. Этот период тесно связан с именем П. И. Кротова, исследования которого проводились по заданию Общества Естествоиспытателей при КГУ и по поручению Геологического Комитета. В 1880-1896 гг. П. И. Кротов геологической съемкой в бывшей Вятской губернии установил почти повсеместное распространение верхнепермских отложений, среди которых им были выделены (снизу вверх): серая толща (цехштейн), брахиоподовые слои, конхиферовые слои и ярус пестрых мергелей. Кроме того, П. И. Кротов впервые установил наличие Вятского увала.
Новая схема стратиграфии пермских отложений, включающая верхне- и нижнепермские образования, предложена А. А. Штукенбергом в 1884-1887 гг., в ходе геологической съемки территории бывшего Сарапульского уезда и смежных районов, Верхнепермские отложения подразделялись на песчано-мергельную плитняковую свиту, толщу медистых песчаников и красноцветную толщу. Песчано-мергельная свита соответствовала низам казанского яруса, а красноцветная свита -татарскому ярусу.
Дальнейший вклад в уточнение стратиграфии пермских и более молодых отложений внесли С. Н. Никитин, А. А. Чернов, А. В. Нечаев, М. Э. Ноинский, Г. Н. Фредерике, Н. Г. Кассин и другие исследователи. В советское время, в конце двадцатых годов начался новый период геологического изучения региона. В 1932 году Б. В. Селивановский и С. Г, Каштанов установили крупную синклиналь в белебеев-ских отложениях с осью, проходящей в районе г. Сарапула. И. И. Кром в 1934 году, исследуя водораздел и бассейн рек Ижа и Чепцы, установил две толщи в верхнепермских красноцветных образованиях и отнес их к горизонтам татарского яруса. Н. Н. Нелидов в 1936 году на севере Удмуртии выделил VII-IX свиты по схеме стратиграфии Н. Г. Кассина и указал на наличие меридиональных складок, своды которых тяготели к повышенным элементам рельефа. В этом же году А. В. Любцовым в Ижевском районе республики описаны отложения, сопоставляемые автором с верхами III свиты, всей IV свитой и низами V свиты Н. Г. Кассина, Касаясь гидрогеологии района, А. В. Любцов отмечает, что изолированные водоносные горизонты в верхнепермских отложениях выделить невозможно, и констатирует три зоны глубин залегания грунтовых вод, приуроченные, в основном, к песчаным линзам: 5-20 м, 20-40 м и более 40 м от поверхности.
В 1937 году Е. И. Тихвинской была предложена новая стратиграфическая схема пермских отложений Приуралья. Автор выделяет следующие подразделения: ар-тинская толща; кунгурская толща, представленная на юго-западе доломитами с гипсом, северо-восточнее - красноцветными образованиями бирской свиты и на северо-востоке - так называемыми Соликамскими доломитами. Бирская и Соликамская свиты перекрыты в восточных районах красноцветами юговскои свиты, западнее же на породы кунгура налегают морские отложения спириферового подъяруса, которому соответствуют юговские слои. Среди верхнеказанских отложений описаны конхифе-ровый подъярус и синхроничная ему белебеевская свита. Осадки татарского яруса подразделяются на уржумскую и сарминскую свиты. В 1939 году было опубликовано описание геологического строения территории 109-го листа общей десятиверстной карты Европейской части СССР, в котором используется стратиграфическая схема, приведенная выше.
В 1937 году М. В. Мальцев и В. И. Монякин закартировали Богатырскую, Ягошурскую и Адамовскую структуры, относящиеся к валу, выделенному Н. Г. Кассиным и названному Глазовским В. И. Солуном в 1938 году. А. Д. Архангельский полагал, что этот вал является продолжением Сокско-Шешминского вала. В 1942 году А. А. Борисов, И, В. Бочков и другие геологи говорили о значительных перспективах нефтеносности Глазовского вала. В 1939 году Е. Н. Ларионовой в ходе маршрутной геологической съемки масштаба 1:50000 в Сарапульском Прикамье была уточнена стратиграфия пермских отложений и выявлена Ижевская брахиантикли-наль (Голюшурминское поднятие), в том же году закартированная А, П. Блудоро-вым, Е. А, Дряхлова составила карты Гондыревского и Ключевского поднятий. В 1938-1939 гг. Д, С. Миковым была проведена магнитная съемка территории Вятско-Камского бассейна в масштабе 1:100000 и 1:200000, в результате которой для поисков нефти были рекомендованы зоны аномалий магнитного поля у д. Зура, у г. Глазова и в низовьях р. Иж.
В 1939 году трестом «Прикамнефть» впервые было проведено структурное бурение на территории Удмуртии. На Богатырской площади были пробурены три скважины, остановленные в верхнепермских породах. По геолого-технологическим причинам структурное бурение в Удмуртии было приостановлено. В 1942 году П. Е. Коробецких и Г. И. Николаев установили Акаршурское, Кватчинское и Карашурское поднятия в междуречье Ижа и Валы. В 1943-1945 гг. Н. И. Воронин выделил Дуван-скую, Татаринскую, Яганскую, Сапаровскую, Бисаркинскую, Жеребенковскую и За-вьяловскую брахиантиклинали. В 1943 году под руководством Г. А. Ведринцева на территории республики впервые были проведены электроразведочные работы методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), в результате которых была составлена структурная схема по опорному геоэлектрическому горизонту, отождествляемому с кровлей загипсованных пород уфимского яруса.
Состояние запасов и ресурсов нефти
Ресурсы нефти - это естественная база развития нефтедобывающей отрасли. От количественной и качественной характеристики сырьевой базы, ее надежности зависит динамика добычи нефти. В свою очередь, объемы добычи УВ в нашей стране на ближайшую перспективу определяются величиной и размещением разведанных запасов, их структурой (включающей в том числе и добывные возможности запасов), а также ожидаемыми приростами из предварительно оцененных запасов категории Сг, перспективных (С3) и прогнозных (Дг и Дг) ресурсов.
По состоянию на 01.01.2006 г. в России более 1900 нефтяных и нефтегазовых месторождений. Основная часть разведанных извлекаемых запасов нефти (75 %) разрабатывается. Запасы нефти подготовленных к эксплуатации разведьшаемых и законсервированных месторождений равны 25 %. Величина предварительно оцененных запасов на открытых в настоящее время месторождениях составляет около 40 % от баланса разведанных запасов. Ведущее место по запасам и добыче принадлежит Западной Сибири и Урало-Поволжью.
Открытые месторождения крайне неравноценны по промышленной значимости, основные запасы сосредоточены в небольшом числе крупных месторождений: на месторождениях только 3,4 % (с начальными извлекаемыми запасами нефти категорий А+В+С] более 100 млн. т) обеспечивают 72 % добычи.
Перспективы открытия месторождений будут сдерживаться неблагоприятным распределением запасов по их размерам и эффективности освоения. В подавляющем большинстве нефтедобывающих районов предполагается выявление средних и мелких залежей нефти. Доля малоэффективных запасов в общем балансе разведанных извлекаемых запасов достигла 30 % (возросла в 1,5 раза). Вследствие опережающей выработки активных запасов, доля малоэффективных в балансе текущих извлекаемых запасов нефти еще выше (более 40 %). Однако невовлеченные в настоящее время в разработку месторождения имеют в целом более сложную структуру запасов (с точки зрения добывных возможностей), чем эксплуатируемые месторождения.
Доля малоэффективных запасов в последние годы составила одну треть общего прироста по Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Структура малоэффективных запасов выглядит следующим образом: 68 % запасов сосредоточено в низкопроницаемых коллекторах, 16% - в залежах высоковязких нефтей и 16% - в подгазовых частях залежей нефти. Следует отметить также, что в последние годы возрастает доля запасов, сосредоточенных на больших глубинах.
Проблеме анализа и динамики ресурсной базы России, Волго-Уральской провинции и Удмуртской Республики посвящено много опубликованных работ [53-63].
Начальные потенциальные ресурсы нефти Удмуртии составляют 902,8 млн. т, из них: промышленные - 357,9 млн. т (40 %), недоразведанные - 63,8 млн. т (7 %), перспективные - 112,0 млн. т (13 %), накопленная добыча - 252,6 млн. т (коэффициент выработанности - 0,41) (рис. 2.1).
В окско-башкирском карбонатном комплексе (IV) содержится 34 % от всех ресурсов нефти, из которых 88 % оценены по категории А+В+Сь коэффициент освоенности достигает 0,4. Анализ ресурсов различных категорий по комплексам показывает, что наиболее изученными и освоенными являются залежи в окско-башкирском карбонатном (IV) и визейском терригенном (111) комплексах. Коэффициент освоенности верейского терригенно-карбонатного комплекса (V), содержащего около 24 % всех ресурсов равен 0,07. Это, вероятно, объясняется тем, что на многопластовых месторождениях залежи верейского и каширо-подольского возраста являются возвратным объектом разработки, доля недоизученных запасов в этом комплексе пород значительная.
Современные методы и технологии производства геолого-геофизических исследований
В целях снижения издержек и непроизводительных затрат при проведении геолого-геофизических работ на перспективных участках и территориях необходимо оптимизировать комплекс проводимых работ и исследований.
Вопросам выявления и подготовки сложнопостроенньгх нефтеперспективньгх объектов посвящено много работ [85-111]. Данные исследования позволили существенно повысить подтверждаемость объектов глубоким бурением и ресурсов нефти при переводе их в запасы промышленных категорий. В последние годы вводу месторождения в разработку, как правило, предшествует проведение 3-D сейсморазведки, что позволяет кроме морфологии нефтепоискового объекта построить детальную геологическую модель, на базе которой проводится в последующем гидродинамическое моделирование. На перспективных, новых площадях применение дорогостоящих методов приведет к низкой экономической эффективности проекта в целом. Поэтому, исходя из принципа геологической информативности и экономической целесообразности, на поисковом этапе наиболее приемлемы более дешевые методы исследований.
Залогом успешного ведения геологоразведочных работ является удачное ком-плексирование информативных геолого-геофизических методов.
Предлагаемая ниже схема, основана на результатах и потенциальных возможностях отдельных видов исследований геологического разреза.
Благодаря большой обзорности и характерным свойствам проявления структур земной коры, космические съемки (КС) с успехом используются в нефтяной геологии для оценки перспектив нефтегазоносности структурных элементов различного ранга, в зависимости от решаемых задач.
Анализ схем дешифрирования КС регионального и континентального уровней генерализации по участкам, где проводились дистанционные исследования в комплексе с морфоструктурными, выделены линеаменты различного ранга и кольцевые образования.
Морфоструктурный анализ при подготовке площадей слагается из морфомет-рических построений (структурный анализ расчлененности рельефа, анализ базисной поверхности по долинам рек разного порядка), ландшафтно-индикационного дешифрирования аэрофотоснимков (АФС), полевых структурно-геоморфологических исследований.
Морфоструктурный анализ направлен на выявление прямой и косвенной связи между формами рельефа и строением земных недр, т.е. прогноз локальных поднятий в осадочном чехле.
На основе анализа геоиндикационных признаков, результатов морфометриче-ских построений и линеаментного анализа выделяются зоны и объекты (участки), перспективные на проведение геолого-поисковых работ.
Подобная работа проведена по территории южной части Удмуртии. В результате выявлено более 20 объектов под постановку детальных сейсморазведочных работ.
Магниторазведка, гравиразеедка и электроразведка
В последние годы возможности гравиразведки, магниторазведки и электроразведки значительно возросли на основе новейших достижений в регистрации и обработке данных на ЭВМ, поэтому они могут играть важную роль в поисках ловушек углеводородов в качестве опережающих методов при подготовке площадей для поисков залежей нефти.
Как показывает опыт работы материалы магниторазведки совместно с данными гравиметрии позволяют прогнозировать приподнятые участки фундамента, среди которых выделяются: а) выступы - блоки; б) выступы - эрозионные останцы.
Со структурами облекания этих блоков связана промышленная нефтеносность терригенных отложений девона. Локальные эрозионные формы рельефа фундамента или структуры их облекания часто служили цоколем для образования в последующем седиментационных ловушек. Выступы - блоки в магнитном поле отображаются минимумами. В гравитационном - положительными аномалиями. Выступы эрозионного типа отображаются в магнитном и гравитационном полях локальными положительными аномалиями различной интенсивности. Высокоточная гравиразведка успешно может прогнозировать структуры облекания рифогенных массивов. В поле силы тяжести они находят отображение в виде локальных положительных аномалий, которые успешно регистрируются современными гравиметрами.
В пределах выявленных локальных положительных аномалий силы тяжести по методике «ГОНГ», выделяются аномалии типа «Залежь» (АТЗ), перспективные на поиски скопления УВ. АТЗ представляет собой минимум гравитационного поля интенсивностью 0,1-0,2 мГал, выделяемые по профилям, пересекающим положительные аномалии.
Материалы электроразведки методом ЗСБЗ показывают, что данный метод позволяет решать задачи, основываясь на высокой контрастности геоэлектрических свойств разреза осадочного чехла. Песчаные тела увеличенной мощности в терри-генных отложениях девона выделяются 4-10-кратным уменьшением удельного электрического сопротивления (0,8 ом/м) относительно вышележащих глинисто-алевритовых пород. Над песчаным раздувом отмечается увеличение продольной проводимости терригенных отложений верхнего девона, т.е. отмечается аномалия продольной проводимости. Для надежного выделения локальных объектов их толщины должны быть не менее нескольких десятков метров.
В Удмуртии в опытном порядке проведены электроразведочные работы методами ДНМЭ (дифференциально-нормированные измерения на поверхности поляризующего разреза) и ЗСБЗ (зондирование становлением поля в ближней зоне). Работы проводились с целью установления возможности прямого прогнозирования залежей УВ по данным этих методов. В результате получены устойчивые корреляционные связи между параметрами электрического поля и скоплениями УВ. В связи с этими обнадеживающими результатами работы по внедрению в Удмуртии методов ДНМЭ и ЗСБЗ рекомендуется продолжить.
