Контрольная работа по "Геологии"

§ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ

Цель нефтегазопромысловой геологии заключается в геологическом  обосновании наиболее эффективной  деятельности по добыче нефти и газа и повышению использования недр.

 Основная цель разбивается  на ряд компонент, к которым  относятся промыслово-геологическое  моделирование залежей, подсчет  запасов нефти, газа, конденсата  и ценных попутных компонентов,  геологическое обоснование систем  разработки нефтяных и газовых  месторождений, геологическое обоснование  мероприятий по повышению нефте-, газойли конденсатоотдачи, обеспечение  комплекса наблюдений в процессе  разведки и разработки охраны  недр месторождений.

Другой вид компонент  — сопутствующие цели, которые  направлены на более эффективное  достижение основной цели. К ним  относятся геологическое обслуживание процесса бурения и эксплуатации скважин, а также внутренние цели нефтегазопромысловой геологии, такие, как совершенствование собственной  методологии и методической базы.

Задачи нефтегазопромысловой геологии состоят в получении  информации об объекте исследований, в поисках закономерностей, объединяющих наблюденные разрозненные факты  о строении и функционировании залежи в единое целое, в выработке правил рационального проведения исследований, в создании методов обработки, обобщения  и анализа результатов наблюдений и исследований, в оценке эффективности  этих методов в различных геологических  условиях и т.д.

Среди этого множества  могут быть выделены задачи трех типов: 1) конкретно-научные, 2) методические, 3) методологические.

Решение конкретно-научных  задач направлено на изучение конкретного  геолого-технического комплекса. Сюда входят следующие задачи:

1. Изучение состава и  свойств горных пород, слагающих  продуктивные отложения, состава  и свойств нефти, газа и воды, геологических и термодинамических  условий их залегания и закономерностей  их изменчивости в пределах  изучаемого объекта.

2. Выявление первичной  структуры залежи - выделение слоев,  пластов, горизонтов зон замещения  коллекторов, изучение пликативных,  дизъюнктивных и инъективных  дислокаций, зон с разным характером  нефтегазонасыщения и т.д.

3. Установление кондиций  и других граничных значений  естественных геологических тел  (например, для разделения высоко-, средне- и низкопродуктивных пород). В совокупности с задачами второй группы это позволяет оценить запасы нефти и газа и их размещение в объеме залежи.

§ 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ  ИНФОРМАЦИИ

Источниками первичной информации в нефтегазопромысловой геологии служат исследования разными методами, объединенные общей решаемой задачей.

Изучение керна, шлама, проб нефти, газа и воды в лабораториях с помощью специальных приборов — основной источник прямой информации о геолого-физических свойствах  пород и физико-химических свойствах  УВ и пластовой воды. Получение  этой информации затруднено тем, что  пластовые условия (давление, температура  и др.) отличаются от лабораторных и  поэтому свойства образцов пород  и флюидов, определенные в лабораторных условиях, существенно отличаются от тех же свойств в пластовых условиях. Отбор проб с сохранением пластовых условий весьма затруднителен. В настоящее время существуют герметичные пробоотборники только для пластовых нефтей и вод. Пересчет результатов лабораторного определения на пластовые условия может производиться с помощью графиков, построенных на основе данных специальных исследований.

Исследование скважин  геофизическими методами (ГИС) осуществляется в целях изучения геологических  разрезов  скважин, исследования технического состояния скважин, контроля за изменением нефтегазонасыщенности пластов в процессе разработки.

Для изучения геологических  разрезов скважин используются электрические, магнитные, радиоактивные, термические, акустические, механические, геохимические  и другие методы, основанные на изучении физических естественных и искусственных  полей различной природы. Результаты исследования скважин фиксируются  в виде диаграмм либо точечной характеристики геофизических параметров: кажущегося электрического сопротивления, потенциалов  собственной и вызванной поляризации  пород, интенсивности гамма-излучения, плотности тепловых и надтепловых  нейтронов, температуры и др. Теория геофизических методов и выявленные петрофизические зависимости позволяют  проводить интерпретацию результатов  исследований. В итоге решаются следующие  задачи: определения литолого-петрографической характеристики пород; расчленения  разреза и выявления геофизических  реперов; выделения коллекторов  и установления условий их залегания, толщины и коллекторских свойств; определения характера насыщения  пород — нефтью, газом, водой; количественной оценки нефтегазонасыщения и др.

Для изучения технического состояния  скважин применяются: инклинометрия  — определение углов и азимутов искривления скважин; кавернометрия  — установление изменений диаметра скважин; цементометрия — определение  по данным термического, радиоактивного и акустического методов высоты подъема, характера распределения  цемента в за-трубном пространстве и степени его сцепления с  горными породами; выявление мест притоков и затрубной циркуляции вод в скважинах электрическим, термическим и радиоактивным  методами.

Контроль за изменением характера насыщения пород в результате эксплуатации залежи по данным промысловой геофизики осуществляется на основе исследований различными методами радиоактивного каротажа в обсаженных скважинах и электрического — в необсаженных.

В последние годы получают все большее развитие детальные  сейсмические исследования, приносящие важную информацию о строении залежей.

Гидродинамические методы исследования скважин применяются для определения  физических свойств и продуктивности пластов-коллекторов на основе выявления характера связи дебитов скважин с давлением в пластах. Эти связи описываются математическими уравнениями, в которые входят физические параметры пласта и некоторые характеристики скважин. Установив на основе гидродинамических исследований фактическую зависимость дебитов от перепадов давлений в скважинах, можно решить эти уравнения относительно искомых параметров пласта и скважин. Кроме того, эта группа методов позволяет выявлять в пластах гидродинамические (литологические) экраны, устанавливать степень связи залежи нефти и газа с законтурной областью и с учетом этого определять природный режим залежи.

Применяют три основных метода гидродинамических исследований скважин  и пластов: изучение восстановления пластового давления, метод установившихся отборов жидкости из скважин, определение  взаимодействия скважин.

Наблюдения за работой  добывающих и нагнетательных скважин. В процессе разработки залежи получают данные об изменении дебитов и  приемственности скважин и пластов, обводненности добывающих скважин, химического состава добываемых вод, пластового давления, состояния  фонда скважин и другие, на основании  которых осуществляются контроль и  регулирование разработки.

Важно подчеркнуть, что для  изучения каждого из свойств залежи можно применить несколько методов  получения информации. Например, коллекторские  свойства пласта в районе расположения скважины определяют по изучению керна, по данным геофизических методов  и по данным гидродинамических исследований. При этом достигается разная масштабность определений этими методами - соответственно по образцу породы, по интервалам толщины пласта, по пласту в целом. Значение свойства, охарактеризованного несколькими методами, определяют, используя методику увязки разнородных данных.

Для контроля за свойствами залежи, изменяющимися в процессе ее эксплуатации, необходимые исследования должны проводиться периодически.

По каждой залежи, в зависимости  от ее особенностей, должен обосновываться свой комплекс методов получения  информации, в котором могут преобладать  те или иные методы.

Надежность получаемой информации зависит от количества точек исследования. Представления о свойствах залежи, полученные по небольшому числу разведочных  скважин и по большому числу эксплуатационных, обычно существенно различны. Очевидно, что более надежна информация по большому количеству точек.

 § 3. СРЕДСТВА ПОЛУЧЕНИЯ  ИНФОРМАЦИИ

В эмпирические средства нефтегазопромыс-ловой геологии входят в первую очередь скважины, а затем различные инструменты, приборы и лабораторные установки. Среди этих средств следует назвать колонковые долота для отбора керна, боковые сверлящие и стреляющие грунтоносы, пластовые пробоотборники и опробователи пластов, различные геофизические зонды, инклинометры, глубинные манометры, дебитометры и расходомеры, лабораторные установки для определения геолого-геофизических свойств пород и физико-химических свойств флюидов.

Наблюдения, проводимые по скважинам  в процессе эксплуатации залежей, являются важным и обильным источником информации о структуре залежи, эффективности  системы разработки, позволяющим  обосновывать мероприятия по ее совершенствованию.

Материальное моделирование. Средства для получения косвенной  информации - специально создаваемые  в лабораторных условиях искусственные  модели пластов и протекающих  в них процессов. Например, модель пласта в виде металлической трубы, заполненной песком, насыщенным нефтью, широко применяется для изучения процессов сжигания нефти методом  создания внутрипластового очага горения. Она позволяет измерять и регулировать параметры процесса, изучать условия  его устойчивости, устанавливать  конечные результаты, которые затем  с соблюдением требований теории подобия могут быть перенесены на реальные пласты.

Другой вид моделей  — натуральная модель в виде хорошо изученной залежи или ее участка  с протекающими в ней процессами или явлениями.

Метод натурального моделирования  широко применяется, например при внедрении новых методов повышения нефтеотдачи пластов. Прежде чем внедрить тот или иной метод в промышленных масштабах, его применяют на небольшом опытном участке залежи, где проверяется эффективность метода и отрабатывается технология. Опытный участок выбирается таким образом, чтобы промыслово-геологическая характеристика пласта в пределах участка была типичной в целом для залежи. В этом случае часть нефтегазоносного пласта в пределах участка выступает как натурная модель, являясь природным аналогом объектов, на которых предполагается применение испытываемого метода.

Проведение производственного  эксперимента в процессе разработки залежи. При этом источником необходимой  информации служит сам эксплуатируемый  объект. Так, на Ромашкинском месторождении  проводились промысловые эксперименты по ускорению создания сплошного  фронта заводнения на линии нагнетания воды; на Бавлинском месторождении  осуществлен эксперимент по разрежению сетки добывающих скважин в 2 раза по сравнению с запроектированной  плотностью с целью изучения влияния  плотности сетки на величины текущих  отборов и конечной нефтеотдачи.

§ 4. МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА  И ОБОБЩЕНИЯ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Обобщение информации может  происходить как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне. Как уже отмечалось, теоретические  методы нефтегазопромысло-вой геологии в значительной мере используют теоретические положения смежных геологических и технических наук, таких как тектоника, стратиграфия, петрография, геохимия, подземная гидромеханика, физика пласта и другие, а также экономика. Вместе с тем недостаточное развитие теоретических методов вызывает широкое использование эмпирических зависимостей. Основным методом обобщения эмпирического материала в нефтегазопромысловой геологии служит метод моделирования.

Реальное геологическое  пространство, содержащее бесконечное  множество точек, является непрерывным. На практике же геологическое пространство представляется конечным множеством точек, т.е. является дискретным, неполноопреде-ленным.

Неполноопределенное дискретное пространство используется для построения непрерывного геологического пространства, в котором значения представляющих интерес признаков каким-либо способом (путем интерполяции, экстраполяции, корреляции и т.п.) определены для  каждой точки. Такое пространство будет  полноопределенным. Переход от непол-ноопределенного  пространства к полноопределенному есть процедура моделирования реального  геологического пространства.

Следовательно, полученная модель является всего лишь представлением исследователя о реальном геологическом  пространстве, составленным по ограниченному  числу точек наблюдения.

Процедура моделирования  реального геологического пространства является основной частью промыслово-геологического моделирования залежей, отражающего  все их особенности, влияющие на разработку.

Различают два вида промыслово-геологических  моделей залежей. Это статические  и динамические модели.

Статическая модель отражает все промыслово-геологические свойства залежи в ее природном виде, не затронутом процессом разработки:

геометрию начальных внешних  границ залежи;

условия залегания пород  коллекторов в пределах залежи;

границы залежи с разным характером нефтегазоводона-сыщенности коллекторов;

границы частей залежи с разными  емкостно-фильтраци-онными параметрами  пород-коллекторов в пластовых  условиях.

Эти направления моделирования, составляющие геометризацию залежей, дополняются данными о свойствах  в пластовых условиях нефти, газа, воды, о термобарических условиях залежи, о природном режиме и его  потенциальной эффективности при  разработке (энергетическая характеристика залежи) и др.