Методы исследования при поиске и разведке нефти и газа

Геологические методы- Проведение геологической съемки предшествует всем остальным видам поисковых работ. Для этого геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так на- зываемые полевые работы. В ходе них они изучают пласты горных пород, выходящие на дневную поверхность, их состав и углы наклона. Для анали- за коренных пород, укрытых современными наносами, роются шурфы глу- биной до 3 м. А с тем чтобы получить представление о более глубоко зале- гающих породах, бурят картировочные скважины глубиной до 600 м. Итогом каме- ральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности .Геологическая карта—это проекция выходов горных пород на днев- ную поверхность. Антиклиналь на геологической карте имеет вид оваль- ного пятна, в центре которого располагаются более древние породы, а на периферии—более молодые.

Геофизические методы. К геофизическим методам относятся сейсми- ческая разведка, электроразведка и магнито- разведка.

Сейсмическая разведка (рис. 5.5) основана на использовании законо- мерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн. Волны создаются одним из следующих способов:

1) взрывом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м;

2) вибраторами;

3) преобразователями взрывной энергии в механическую.

Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные со- леной минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

Принципиальная схема электроразведки с поверхности земли приве- дена на рис. 5.6. Через металлические стержни А и В сквозь грунт пропускается электрический ток, а с помощью стержней M и N и специальной аппаратуры исследуется искусственно созданное электрическое поле. На основании выполненных замеров определяют электрическое сопро- тивление горных пород. Высокое электросопротивление является кос- венным 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 же породы, содержащие воду. Задачей гравиразведки является определение мест с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. Наша планета—это огромный магнит, вокруг которого рас- положено магнитное поле. В зависимости от состава горных пород, на- личия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определен- ной высоте совершают облеты исследуемой территории

Гидрогеохимические методы. К гидрогеохимическим относят газо- вую, люминесцентно-битуминологическую, радиоактивную съемки и гидрохимический метод. Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовых вод, отобранных с глубины от 2 до 50 м. Применение люминесцентно-битуминологической съемки основа- но на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в по- роде, с одной стороны, и на явлении свечения битумов в ультрафиолето- вом свете, с другой. Радиоактивная съемка выпол- няется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона.

Гидрохимический метод - основан на изучении химического состава подземных вод и содержания в них растворенных газов, а также органи- ческих веществ, в частности аренов.

28.История развития бурния скважин.

На основании археологических находок и исследований уста- новлено, что первобытный человек около 25 тыс. лет назад при изготовле- нии различных инструментов сверлил в них отверстия для прикрепления рукояток. Рабочим инструментом при этом служил кремневый бур. В Древнем Египте вращательное бурение (сверление) применялось при строительстве пирамид около 6000 лет назад. Первые сообщения о китайских скважинах для добычи воды и со- ляных рассолов содержатся в работах философа Конфуция, написанных около 600 г. до н. э. Скважины сооружались методом ударного бурения и достигали глубины 500 м. Это свидетельствует о том, что до этого тех- ника бурения развивалась в течение, по крайней мере, еще нескольких сот лет. За 200 лет до нашей эры с помощью бамбуковых труб и брон- зовой «бабы» в Китае проходили скважины глубиной до 1067 м. Иногда при бурении китайцы натыкались на нефть и газ. Так в 221…263 гг. н. э. в Сычуане из скважин глубиной около 240 м добывали газ, который ис- пользовался для выпаривания соли. Документальных свидетельств о технике бурения в Китае мало. Однако, судя по древней китайской живописи, барельефам, гобеленам, панно и вышивкам на шелке, эта техника находилась на довольно высо- кой стадии развития. Бурение первых скважин в России относится к IX веку и связано с до- бычей растворов поваренной соли в районе г. Старая Русса. Соляной про- мысел получил большое развитие в XV—XVII вв., о чем свидетельствуют обнаруженные следы буровых скважин в окрестностях г. Соликамска. Их глубина достигала 100 м при начальном диаметре скважин до 1 м. Стенки скважин часто обваливались. Поэтому для их крепления ис- пользовались или полые стволы деревьев или трубы, сплетенные из иво- 86 Основы нефтегазового дела вой коры. В конце XIX в. стенки скважин стали крепить железными тру- бами. Их гнули из листового железа и склепывали. При углублении сква- жины трубы продвигали вслед за буровым инструментом (долотом); для этого их делали меньшего диаметра, чем предшествующие. Позднее эти трубы стали называть обсадными. Конструкция их со временем была усовершенствована: вместо клепанных они стали цельнотянутыми с резь- бой на концах. Первая скважина в США была пробурена для добычи соляного рас- твора близ г. Чарлстона в Западной Вирджинии в 1806 г. При дальнейших поисках рассолов в 1826 г. близ г. Бернсвилла в шт. Кентукки слу чайно была найдена нефть.

(ВОПРОС 29) Понятие о скважине. Элементы конструкции скважины.

Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра.

а)Начальный участок I скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. В связи с этим направление выполняют следующим образом. Сначала бурят шурф - колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4...8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором

Б) Нижерасположенные участки скважины - цилиндрические. Сразу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кондуктором II.

В) После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Г) Последний участок IV скважины закрепляют эксплуатационной колонной. Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем.

(ВОПРОС 30)Способы бурения скважин. Область применения различных способов бурения скважин.

По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение.

При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее.

Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.

Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

(ВОПРОС 31)Оборудование ударного способа бурения скважин, достоинства и недостатки, область применения.

При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6.