image
energas.ru

Газовая промышленность Спецвыпуск № 4 2021

Спецвыпуск № 4 2021

Ретроспектива

»  01.12.2021 11:00 ВОПРОСЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ РАЗВЕДКИ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Первый номер ежемесячного производственно-технического журнала «Газовая промышленность» увидел свет в январе 1956 г. и был напечатан тиражом в 2000 экземпляров. Учрежденный как орган Министерства нефтяной промышленности СССР, Министерства коммунального хозяйства РСФСР и Научно-технического общества энергетической промышленности, он был призван содействовать развитию молодой на тот момент отрасли народного хозяйства – газовой.

На 40 страницах поднимались важные для того времени темы и обозначались стратегические задачи, актуальные и сегодня: вопросы рациональной разведки газовых месторождений; расчетные режимы давления газа в сетях низкого давления; актуальность использования неметаллических труб для строительства газопроводов; перспективы развития подземных хранилищ газа; газификация городов и рабочих поселков. Предлагаем перенестись на 65 лет назад и узнать о планах, которые строили первопроходцы отрасли 1.

1 Орфография и пунктуация в статьях приведены в соответствии с оригиналом.

Намеченное правительством резкое увеличение темпов развития газовой промышленности вызывает необходимость наращивания запасов природного газа и своевременной и полноценной подготовки газовых месторождений и залежей к разработке. 

Успешное выполнение этих задач требует максимального повышения эффективности геолого-разведочных работ по поискам и разведке газовых месторождений и правильного использования метража, выделяемого для разведки газовых месторождений.

За последнее время советскими учеными выяснен ряд особенностей формирования газовых залежей; смещение газовых залежей, зависимость образования залежей от степени обогащения газом подземных вод и др. Очень существенно изменились принципы разработки газовых месторождений: батарейное расположение скважин вместо равномерной сетки, научные методы установления рабочего дебита скважин и др. Введены или значительно усовершенствованы методы геологических и геофизических исследований: опорное бурение, нейтронный кароттаж и др. Все эти достижения при широком их использовании могут резко повысить эффективность и сократить сроки проведения геолого-разведочных работ на нефть и газ.

Разработана также новая методика рациональной разведки газовых месторождений, которая до настоящего времени остается еще малоизвестной широкому кругу разведчиков и совершенно недостаточно используется в практике разведки.

Задачей настоящей статьи является ознакомление читателей с рядом новых положений промышленной разведки газовых месторождений.

Одним из важных вопросов разведки является повышение эффективности разведочного бурения на газ, так как иногда на разведку уже выявленного месторождения затрачиваются десятки глубоких скважин, разведка затягивается на несколько лет и в то же время не всегда получаются полноценные данные, позволяющие подсчитать запасы по высоким категориям и составить обоснованный проект разработки. Следует подчеркнуть, что нередко число разведочных скважин, давших газ, превышает число необходимых эксплуатационных скважин. Таково, например, положение на Александровском месторождении в Ставрополье.

Основными задачами промышленной разведки являются подсчет запасов газа и подготовка месторождений к разработке.

Промышленная разведка газовых месторождений в настоящее время ведется методически, так же как и промышленная разведка нефтяных месторождений. Требования же, предъявляемые к промышленной разведке газовых и нефтяных месторождений, неодинаковы. В связи с этим и методика промышленной разведки этих месторождений должна быть различной.

Современные методы разработки нефтяных залежей, связанные с применением законтурного заводнения, требуют детальной разведки приконтурной части этих залежей с тем, чтобы выяснить возможность применения законтурного заводнения и в случае его применения правильно запроектировать положение рядов эксплуатационных и нагнетательных скважин. Известно также, что разработка нефтяных залежей в случае применения законтурного заводнения или интенсивного проявления водоносного режима производится от контура этой залежи к ее центральным частям, что также требует детальной разведки приконтурной части залежи с доведением запасов нефти этой залежи до категории А.

При разработке газовых залежей законтурное заводнение не применяется, а расположение эксплуатационных газовых скважин в связи с более легким по сравнению с нефтью передвижением газа по пласту приурочивается к повышенным частям структуры [1, 5, 6].

Поэтому для разведки приконтурной части газовой залежи с точки зрения подготовки ее к разработке следует затрачивать несравненно меньшее количество оконтуривающих скважин, чем для разведки той же части нефтяной залежи, особенно если продуктивно пласт распространяется по всей площади месторождения и структура его известна.

Можно указать, что отличие в этом отношении между нефтяными и газовыми месторождениями официально подтверждено в последней инструкции ГКЗ [2], в § 14 которой указано, что для нефтяных залежей контуры категории А2 определяются по скважинам, давшим промышленную нефть, тогда как для газовых месторождений контуры категории А2 в определенных случаях могут эксплуатироваться до внешнего контура газоносности.

Условия формирования залежей и существования газовых и нефтяных месторождений самым тесным образом связаны с подземными водами. Глубокое понимание взаимоотношения подземных вод и газо-нефтяных месторождений и широкое использование установленных закономерностей – одно из основных условий рациональной разведки газовых месторождений.

Большую экономию в заложении оконтуривающих скважин при разведке газовых залежей может дать изучение региональной гидрогеологии разведываемого продуктивного пласта, а также гидрогеологии этого пласта на разведываемой площади по данным специального испытания разведочных скважин, вскрывших газоносный пласт в его водоносной части.

Так, если на основании регионального изучения гидрогеологии будет установлено, что пластовые воды разведываемого продуктивного горизонта на данной площади являются застойными, т. е. неподвижными, то это будет означать, что газо-водяной контакт газовой залежи должен быть близок к горизонтальному. Кроме того, в этом случае по достоверному замеру напора воды в одной скважине и пластового давления газа в другой скважине по известным формулам [4] можно довольно точно рассчитать положение газо-водяного контакта.

При наличии движения воды продуктивного пласта газоводный контакт должен быть наклонным в сторону этого движения [7]. Замер напора воды продуктивного горизонта в двух-трех разведочных скважинах, давших воду в разных периферийных частях месторождения, в сочетании с замером пластового давления газа хотя бы в одной скважине позволит рассчитать наклон газо-водяного контакта и тем самым поможет правильно ориентировать дальнейшую разведку залежи.

При разведке газовых залежей в газонефтяных районах значительная часть разведочного метража затрачивается на бурение законтурных скважин с целью поисков подгазовых нефтяных залежей, причем эти скважины обычно бурятся по всей периферии залежи.

Знание гидрогеологии продуктивного пласта и в этом случае может сильно облегчить разведку залежи. Так, если имеют место движения воды разведываемого пласта, то подгазовая нефтяная залежь должна быть смещена в сторону этого движения [7]. Следовательно, в этом случае достаточно пробурить одну-две приконтурные скважины в той части газовой залежи, куда должна быть смещена нефтяная залежь, и если нефтяная залежь не будет здесь обнаружена, то это будет означать, что этой залежи нет по всей площади газовой залежи.

Исключительно важно знание гидрогеологии продуктивных толщ при разведке многопластовых газовых месторождений. Имеются месторождения, где количество газовых пластов достигает 10 и больше.

Разведывать газовую залежь каждого пласта такого месторождения применяющимися в настоящее время методами практически невозможно, так как нельзя в каждой разведочной скважине опробовать 10–15 газоносных горизонтов. Дело не только в том, что на такое опробование потребуется слишком много времени, но при таком порядке все разведочные скважины в конечном итоге будут простреляны против каждого горизонта и переведены на верхний горизонт. Следовательно, для эксплуатации нижних горизонтов эти разведочные скважины не будут пригодны. Естественно, что бурить самостоятельные разведочные скважины на каждый горизонт в пределах одной и той же площади также совершенно нерационально. В результате многопластовые месторождения газа оказываются весьма плохо подготовленными к разработке, а подсчет запасов газа по ним является обычно малодостоверным. Структура отдельных пластов проведенными разведочными скважинами может быть достаточно хорошо определена, но ввиду несовпадения контуров газовых залежей каждого пласта эти контуры по ряду пластов могут оказаться неизученными. Если же известна гидрогеология месторождения, то достаточно в одной центральной скважине определить пластовое давление газа по каждому пласту, а в одной или двух-трех периферийных скважинах изучить напор воды по этим пластам, чтобы на основании этих данных уверенно, и в некоторых случаях довольно точно определить положение газоводяного контакта и контура газоносности по каждому пласту.

Следует отметить, что описываемая здесь новая методика определения положения газоводяных контактов и контуров газоносности по данным замеров пластового давления газа и напора законтурных пластовых вод применима только в том случае, если при разведке месторождения до замера напора воды и давления газа в скважинах не допущено существенного нарушения установившегося в пластах за геологическое время равновесия между газом и жидкостью, что может произойти в результате аварийного фонтанирования скважин газом или водой или в результате большого отбора газа, нефти или воды из пластов в процессе пробной эксплуатации или для других целей. Значительное нарушение сложившегося за геологическое время равновесия пластовых флюидов может иметь место при разработке соседних газовых или нефтяных залежей.

Из изложенного ясно, что при разведке надо избегать нарушения равновесия жидкости и газа в пласте до тех пор, пока не будет получено такое количество данных по пластовому давлению газа и напору законтурных вод, которое будет достаточно для определения положения газо-водяного контакта и контуров газоносности по разведываемым газовым залежам. Если вновь разведываемое месторождение находятся в зоне взаимодействия с уже разрабатываемым месторождением, то при его разведке необходимо учитывать возможность «наведенного» наклона контакта газ –   вода и нефть – вода [7].

Определение истинного начального пластового давления газа и истинного начального напора пластовых вод должно отличаться большой точностью, так как в зависимости от этой точности находится и точность определения положения газо-водяного контакта.

Разведочные скважины в процессе промышленной разведки нефтяных и газовых залежей закладываются не только для их оконтуривания, но и на выявленной уже площади нефтеносности или газоносности. Некоторые из этих скважин получили название оценочных. Указанные скважины бурятся с целью получения данных, необходимых для составления рационального процесса разработки залежи. Главная же цель составления проекта рациональной разработки месторождения – это   возможность эксплуатации месторождения по наименьшему числу скважин. Число разведочных скважин, пробуренных в пределах газоносной площади, должно быть меньше числа эксплуатационных скважин, требующихся в первые годы для разработки месторождения.

Однако в некоторых случаях на месторождениях сложного геологического строения, пересеченных разрывами, с резким изменением мощности или литологического состава продуктивных пластов для возможности точного подсчета запасов приходится бурить относительно большое количество разведочных скважин. И в этом случае, однако, при вдумчивом подходе можно сократить число разведочных скважин, например за счет детальных геофизических работ (сейсморазведки или гидроразведки, предложенной В.П. Яковлевым), проводимых уже после бурения первых разведочных скважин. Геофизические работы обычно проводятся у нас только для выявления структурных условий в стадии поисковых работ, но сейсморазведку, например, можно с успехом использовать и для детализации строения и в стадии промышленной разведки.

Газовое месторождение Бильче-Волица (Западная Украина) было открыто сейсморазведкой, которая дала общую конфигурацию поднятия. Детальная сейсморазведка, проведенная после сейсмокароттажа газовых глубоких скважин и соответствующего уточнения сейсмогеологических условий, позволила существенно уточнить структуру, в частности установить наличие разрывов небольшой амплитуды (20–30 м), которые скважинами не могли быть прослежены.

Детальная разведка и подсчет запасов газа высокой точности необходимы для месторождений в новом районе, величина запасов которых является решающей для строительства крупных газопроводов или предприятий, пользующих- ся газом. Можно не стремиться к особой точности подсчета запасов газа в мелких месторождениях, особенно если они расположены рядом с крупными месторождениями.

С этой точки зрения число разведочных скважин, пробуренных на Казинском месторождении в Ставрополье, несомненно, излишне велико.

Как уже отмечалось нами [1, 5], не всегда необходимо стремиться детальнейшим образом изучить месторождение в стадии разведки. Решение некоторых вопросов и уточнение запасов довольно часто целесообразно перенести на стадию эксплуатации месторождения.

Мы должны подчеркнуть, однако, что излишества в детальности разведки, которые приводят к значительным затратам и замедлению разведки, выражаются в основном в излишнем числе разведочных скважин, но отнюдь не в детальности изучения самих скважин и точности замеров, производимых в скважинах. Наоборот, именно повышение точности замеров давления газа, напоров и минерализации пластовых вод, тщательное всестороннее исследование газовых скважин и т. д. определят возможность сокращения числа скважин и, следовательно, удешевят и ускорят разведку. Во многих случаях 2–3 точных замера напора пластовых вод, затраты на которые исчисляются сотнями рублей или в случае необходимости спуска колонны тысячами рублей, могут заменить бурение нескольких глубоких скважин стоимостью в несколько сотен тысяч или даже миллионов рублей.

Из изложенного следует, что при промышленной разведке газовых залежей требуется заложение меньшего количества разведочных скважин (особенно оконтуривающих), чем при промышленной разведке нефтяных залежей. Необходимо только правильно организовать проведение разведочных работ с тем, чтобы от каждой пробуренной скважины было получено все, что она может дать для выяснения залегания газа в пластах.

Для повышения эффективности разведочных работ на газ необходимо тщательное составление проектов разведки газовых месторождений, полностью учитывающих современные достижения науки и техники; нужно ясно понимать цели и возможности разведки, и повышать точность всех замеров и определений, проводимых в скважинах; внедрять в практику разведки основные геологические и гидрогеологические расчеты, примеры которых мы указали выше.

За счет уменьшения числа скважин, бурящихся для разведки выявленных месторождений, в соответствующих случаях можно будет существенно увеличить число поисковых и разведочных скважин на новых площадях, что поможет решить основную задачу, стоящую перед газовой промышленностью, – резко увеличить выявленные запасы природных газов и открыть новые газоносные районы.





← Назад к списку