ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 5

 

  Главная      Учебники - Разные     ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - 1970 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  3  4  5  6   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 5

 

 

измеряющихся   в   большинстве   случаев   несколькими   десятитысячными   долями

процента,   могут   литологически   замещаться   трещиноватыми   алевролитами,

представляющими собой коллекторские породы. Такая картина наблюдается, например,

в формации Спраберри в западном Техасе (см. стр. 123).

Под   микроскопом   видно,   что   кероген   состоит   из   скоплений   тонких   частиц

органического вещества, главным образом обрывков растений, водорослей, спор, спорангиев,

пыльцы, частиц смолы, воска и т.п. В наиболее обогащенных пластах оно образует до 50 %

объема   сланцев   и   даже   более.   Кероген   содержит   также   желтые   или   красно-желтые

полусфероидальные   тельца   и   неправильной   формы   прожилки   красновато-желтого,   темно-

коричневого   и   черного   материала.   Этот   материал   при   перегонке   может   давать   масло

(сланцевую   нефть).   До   нагревания   такое   масло   (смола,   деготь),   по-видимому,   почти   не

содержится   в   керогене,   поскольку   только   очень   небольшое   количество   битумоида   удается

экстрагировать из сланцев обычными органическими растворителями [42]. По мере увеличения

содержания   керогена   горючие   сланцы   через   торбаниты   и   богхеды   переходят   в   Кеннеди,

которые могут быть названы «керогеновым углем» в отличие от углей ряда торф - антрацит [т.е.

гумусовых   углей]   [43].   Часто   наблюдаемые   постепенные   переходы   от   горючих   сланцев   к

кеннелям свидетельствуют об их общем происхождении [44].

Кероген в горючих сланцах среднего качества имеет крайне тонкозернистую структуру

и   тесно   связан   с   глинистыми,   песчаными   и   карбонатными   частицами.   Породы,   богатые

керогеном, обладают гладким раковистым изломом и отличаются тусклым или шелковистым

блеском. Органическое вещество этих сланцев горит легко и напоминает кеннельский уголь.

Химический состав керогена изменяется в следующих пределах (в вес.%):

Углерод

69-80

Водород

7-11

Азот

1,25-2,50

Сера

1,80

Кислород

9-17

По   химическому   составу   он   отличается   от   природной   нефти   высоким   содержанием

кислорода и азота. Эти элементы каким-то способом должны быть удалены из органического

вещества   горючих   сланцев,   прежде   чем   оно   может   быть   преобразовано   в   нефти   и   газы.

[Элементарный   состав   керогена,   как   и   его   компонентный   состав,   зависит,   во-первых,   от

исходного органического вещества и от фациальной обстановки седименто- и диагенеза, а во-

вторых,   от  того,   какой   ступени   катагенеза   достигли  в  своем   развитии  вмещающие   породы.

Примесь   сапропелевого   вещества   способствует   повышению   содержания   водорода.   По   мере

развития   катагенеза   содержание   гетероэлементов   (О+S+N)   снижается,   но   на   определенных

этапах   мезокатагенеза   иногда   временно   повышается   из-за   усиленной   эмиграции

углеводородов.¹

Подземные

 

нафтидопроявления

 

В   небольших   количествах   нефть   и   газ   встречаются   во   многих   скважинах,

пробуренных   в   осадочных   породах,   особенно   если   бурение   велось   в   пределах

нефтегазоносных   районов.   Здесь   в   любой   разведочной   скважине   устанавливаются

какие-либо признаки нефти и газа, хотя эти признаки могут быть настолько слабыми,

что скважину оставляют как непродуктивную. Если геолог обнаруживает в скважине

слабые нефте- или газопроявления, у него возникают два вопроса: 1) достаточно ли

интенсивны эти проявления, чтобы указывать на промышленное значение скважины и

2)   не   располагается   ли   скважина,   обнаружившая   нефть   или   газ,   у   края   залежи.

Естественно,   такие   проблемы   не   приходится   решать,   если   происходит   выброс   и

скважина   начинает   фонтанировать   нефтью   и   газом   или   если   результаты   анализа

показывают, что керн из скважпны интенсивно насыщен нефтью и газом и обладает

достаточно   хорошей   проницаемостью.   Когда   на   поверхности   керна   интенсивно

выделяются нефть и газ, такие проявления называют «живыми» в отличие от неясных

асфальтовых примазок, представляющих собой «мертвые» нафтидопроявления.

Во   многих   случаях,   однако,   нефте-   и   газопроявления   в   скважинах   занимают

промежуточное положение между безусловно промышленным и непромышленным их

значением. В таком случае перед каждым геологом-нефтяником и буровым инженером

возникает проблема, к каким из этих двух типов проявлений отнести их.

Нефте-   и   газопроявления   могут   наблюдаться   непосредственно   или

устанавливаться косвенно при определении различных физических параметров во время

бурения   разведочной   скважины.   Эти   параметры   рассматриваются   в   гл.   3.   Техника,

используемая   при   полевых   и   лабораторных   исследованиях,   усовершенствована   в

настоящее   время   до   такой   степени,   что   данные,   получаемые   при   измерениях   в

скважине, могут обеспечить геологу вполне достоверную информацию. На основании

этих   данных   определяют,   какие   флюиды   заполняют   поровое   пространство

коллекторских   пород,   мощность   коллектор-ского   пласта,   его   пористость   и

проницаемость, т.е. устанавливают ценность пласта для промышленной эксплуатации.

Однако   будут   ли   данные,   полученные   при   исследовании   какой-либо   конкретной

скважины, служить достаточным основанием для того, чтобы провести в дальнейшем ее

опробование   и   попытаться   получить   из   нее   промышленные   притоки   нефти   и   газа,

зависит от индивидуального подхода геолога.

Залежи, месторождения и провинции. Промышленные скопления нефти и газа

классифицируются как  залежи,  месторождения  и  провинции  [45]. Термины «залежь»

(pool), «месторождение» (field), «провинция» (province) и «субпровинция» (subprovince)

используются   для   описания   и   определения   местоположения   различных   нефтяных   и

газовых   скоплений   и   групп   скоплений.   Они   объединяют   в   себе   геологический   и

географический факторы и понятны геологам, геофизикам и инженерам, работающим в

нефтяной   промышленности.   Но   эти   понятия,   как   и   многие   другие   в   геологии,

переплетаются одно с другим, что вызывает иногда трудности в точном определении их

значения.   В   конечном   счете   использование   того   или   иного   термина   определяется   в

основном местными традициями, даже если этот термин и не соответствует наилучшей

и наиболее точной научной классификации и терминологии.

Залежь.  Наиболее простой формой, образуемой промышленными скоплениями

нефти и газа в природе, является залежь¹. Залежь определяется как масса нефти, газа

или   того   и   другого   вместе,   заполняющая   отдельный   природный   резервуар,

находящийся   в   условиях   единой   системы   пластового   давления.   Залежь   может   быть

небольшой и занимать площадь всего в несколько акров или крупной, охватывающей

площадь во много квадратных миль. Она может содержать только газ или только нефть

или   то   и   другое   вместе.   Термин   «крупная   залежь»   применяется   произвольно   по

отношению к залежам, общие извлекаемые запасы нефти которых составляют 50 млн.

баррелей (7-8 млнт) и более².

Месторождение.  Когда   несколько   залежей   связаны   единой   геологической

структурой, тектонической или литолого-стратиграфической, то группа

¹Ежегодные карты, цифры добычи и другие геологические данные для всех мировых

нефтяных   и   газовых   залежей   публикуются   в   июльском   номере   журнала  World  Oil  и   в
декабрьском номере Oil and Gas Journal, издаваемых соответственно в Хьюстоне (Техас) и Талсе
(Оклахома).   Кроме   того,   оба   журнала   ежегодно   в   январе   или   феврале   помещают   на   своих
страницах   обзоры   и   прогнозные   цифры   дебитов,   давая   детальную   статистическую   сводку
разведочных   и   эксплуатационных   работ   во   всех   районах   земного   шара   за   прошедший   год.
Нефтяное   отделение   Американского   института   горных  инженеров   и  инженеров-металлургов
(American  Institute  of  Mining  and  Metallurgical  Engineers) в Нью-Йорке публикует ежегодный
список всех мировых залежей, приводя для каждой из них большое количество геологических и
промысловых данных.

²Размеры нефтяной залежи обычно измеряются количеством нефти, которая может быть

добыта и извлечена на поверхность. Но это только часть всей нефти, находящейся в резервуаре
(обычно от ¼ до ¾ общего объема). Остающаяся в пласте нефть называется  неиавлекаемой,  а
нефть,   которая   может   быть   добыта,  -  извлекаемой.  Общие   запасы   нефти   (извлекаемой   и
неизвлекаемой) в залежи называются геологическими запасами.

таких   залежей   называется  месторождением.  [Месторождением   в   СССР   принято

называть не просто совокупность залежей в пределах одного участка, а весь участок в

целом,   включая   отложения,   покрывающие   и   частично   подстилающие   залежь.

Месторождение может состоять из одной залежи, но может быть многопластовым и

содержать несколько десятков залежей. ]

Отдельные   залежи,   входящие   в   месторождение,   могут   находиться   на   разных

глубинах   одна   над   другой,   но   они   могут   также   распространяться   в   латеральном

направлении   в   пределах   геологической   структуры.   Геологические   структуры,   к

которым чаще всего приурочены месторождения нефти и газа,  -  это соляные штоки,

антиклинальные   складки,   образованные,   например,   толщей   переслаивающихся

песчаников и глинистых пород, а также сложные комбинации тектонических разрывов,

складок   и   литолого-стратиграфических   изменений   в   разрезе.   Много   примеров

месторождений показано  на картах  и разрезах в главах 6-8, посвященных  описанию

типов   ловушек.   Количество   нефти,   которое   может   быть   добыто   из   залежи   или

месторождения, не является характерным признаком их различия. Залежь Ист-Тексас,

например,   и   многие   залежи   Среднего   Востока   приурочены   к   единым   природным

резервуарам. Тем не менее общая добыча из каждой этих залежей превысит добычу из

многих месторождений и даже провинций. Поскольку месторождение может включать

в себя несколько тесно связанных залежей, термины «залежь» и «месторождение» часто

путают, особенно на ранних стадиях разработки.

Провинция.  Под   нефтегазоносной   провинцией   понимается   регион,   в   пределах

которого нефтяные и газовые залежи и месторождения находятся в одинаковых или

близких   геологических   условиях.   Поскольку   на   практике   этот   термин   используется

довольно свободно для обозначения сравнительно крупных нефтегазоносных районов,

границы так называемых провинций часто неопределенны. Например, для провинции

Мид-Континент,   расположенной   на   юге   центральной   части   США,   характерны

определенные   особенности   стратиграфии,   структуры   и   распределения   нефтяных   и

газовых   скоплений.   Поэтому   термин   «провинция»   имеет   чрезвычайно   большое

значение для геологов и в целом для нефтяной промышленности. В пределах одной

провинции могут выделяться отдельные субровинции. В провинции Мид-Континент,

например,   выделяются   субпровинция   песчаников   Чероки   на   юго-востоке   Канзаса   и

северо-востоке  Оклахомы, субпровинция  бассейна  Анадарко в западной  Оклахоме и

северо-западном   Техасе,   рифовая   субпровинция   на   западе   центрального   Техаса,

субпровинция Панхандл в северо-западном Техасе и многие другие. [Как следует из

приводимого примера (Мид-Континент), автор наделяет нефтегазоносную провинцию

признаком, которым она не обладает. Общность условий залегания скопления нефти и

газа в действительности характерна не для провинции Мид-Континент в целом, а лишь

для   ее   частей   (субпровинций).   Термины   «нефтегазоносная   провинция»   и

«субпровинция»   крайне   неопределенны   и   лишены   генетического   смысла.   В   СССР

большинство   исследователей   вместо   этих   терминов   используют   понятие   о

н е ф т е г а з о н о с н ы х   б а с с е й н а х ,   представляющих   выраженные   в   современной

структуре   земной   коры   впадины,   различные   по   тектонической   характеристике   и

размерам,   в   которых   обеспечиваются   генерация   углеводородов,   их   аккумуляция   и

обычно сохранность возникших скоплений нефти и газа.]

Значение мелких проявлений нефти и газа. Хотя ключ к познанию геологии нефти и

газа   следует   искать   в   основном   в   изучении   крупных   промышленных   залежей,   небольшие,

непромышленные   скопления   углеводородов   часто   имеют   большое   значение   для   геолога-

разведчика. Важность изучения мелких скоплений заключается в следующем:

1. Изучение мелких скоплений нефти и газа часто приводит к открытию промышленных

залежей.   Почти   все   нефтегазоносные   провинции   были   обнаружены   в   результате   бурения,

проводимого на основании наличия проявлений нефти, газа или асфальта вблизи поверхности

или   на   глубине.   Видимые   на   поверхности   признаки   или   выходы   нафтидов   часто   были

единственной  причиной  разведочного   бурения;   особенно  это   характерно  для   ранних  стадий

развития нефтяной промышленности.

Небольшие глубинные проявления нефти и газа представляют также огромную ценность

для выбора направления разведочных работ. Чем больше бурится скважин и в распоряжение

геолога поступает больше описаний разрезов и данных каротажа, тем все в большей мере он

руководствуется   глубинными   нефте-   и   газопроявлениями   и   другими   сведениями   о   наличии

нефти и газа в пласте для ориентации разведки. Столкнувшись даже с самыми незначительными

проявлениями  нефти  или  газа   в  скважине,   геолог-нефтяник   должен  попытаться   ответить   на

вопрос  

-

  не  расположена ли эта скважина в непосредственной близости от залежи?  Оценка

значения   небольших   глубинных   нефте-   и   газопроявлений   составляет,   таким   образом,

значительную часть работы современного геолога-нефтяника.

2.   Непромышленные   скопления   нефти   и   газа   указывают   на   присутствие   нефтема-

теринских   пород.   Хотя   многое   в   проблеме   происхождения   нефти   остается   еще   неясным,

большинство геологов полагает, что она образуется в некоторых типах нефтематеринских пород

в определенных геологических условиях. Однако нет единого мнения о том, какие именно типы

пород являются нефтематеринскими. Но когда в каком-либо районе встречаются нафтиды в

любой форме и в любых условиях  -  на поверхности или на глубине,  

-

  то вне зависимости от

промышленного значения их скоплений само присутствие углеводородов доказывает, что они

тем или иным путем образовались в данном районе. Следовательно, здесь имеются или имелись

в   прошлом   и   нефтематеринские   породы,   каков   бы   ни   был   их   характер.   Как   мы   увидим   в

дальнейшем, этот вывод очень важен для правильной оценки перспектив нефтегазоносности

нового и лишь частично разведанного региона. Если на присутствие нефтематеринских пород

указывают   только   непромышленные   скопления   нефти   и   газа,   то   можно   полагать,   что

незначительный   размер   этого   скопления   обусловлен   либо   размером   ловушки,   либо

недостаточно благоприятными условиями для аккумуляции углеводородов, либо положением

вскрывшей скопление скважины вблизи края  

-

  залежи. Поэтому даже небольшие скопления

нафтидов   обычно   побуждают   разведчика   продолжать   поиски   более   крупных   ловушек,

располагающихся в более благоприятных условиях

.

Географическое

 

положение

Скопления   нефти,   газа   и   других   нафтидов   распределены   по   земному   шару

неравномерно. В обширных районах Азии, Австралии и Африки, например, до сих пор

не   обнаружено   промышленных   залежей   нефти   и   газа   или   количество   и   запасы

открытых залежей незачительны. Кажущаяся бедность этих районов нефтью и газом

может   быть   обусловлена   только   недостаточным   количеством   буровых   и

исследовательских   работ.   В   то   же   время   другие   районы   этих   материков   обладают

промышленной нефтегазоносностью, и поскольку в разрезе непродуктивных районов

имеются   мощные   неразведанные   толщи,   их   также   можно   рассматривать   как

перспективные   объекты   с   благоприятными   для   нефтегазонакопления   условиями.   С

другой стороны, некоторые крупные районы исключительно богаты нефтью и газом.

Два   выдающихся   в   этом   отношении   региона,   которые   даже   назывались   «нефтяной

осью»   или   «нефтяными   полюсами»,   поскольку   они   находятся   на   противоположных

сторонах земного шара [46],  -  это регион Среднего Востока и регион Мексиканского

залива  -  Карибского моря. Регион Мексиканского залива  -  Карибского моря включает

провинцию Галф-Кост в США, а также провинции Мексики, Колумбии, Венесуэлы и

Тринидада. Нефтяной полюс Среднего Востока охватывает провинции Ирана, Ирака,

Кувейта, Саудовской Аравии и провинцию Закавказья  -  Апшеронского полуострова в

СССР. В этих двух регионах сосредоточены  две трети  выявленных на земном шаре

нефтяных ресурсов, и можно надеяться, что будущие открытия здесь еще увеличат это

соотношение.

Менее крупные, но важные в промышленном отношении регионы находятся в

Северной Америке, они включают провинции Мид-Континент, Аппалачскую, бассейна

Иллинойс,   Скалистых   гор,   Калифорнии,   прерий   Канады   (особенно   Альберту)   и

провинцию   Тампико   в   Мексике.   Основные   нефтегазоносные   регионы   Европы   -   это

Польская   провинция,   провинция   Северо-Германской   низменности,   Карпатская

низменность  -  Румыния   (Плоешти),   провинция   Северного   моря,   Трансильванский

бассейн, Эмбенская солянокудольная провинция, Предуральский прогиб, Ферганская

Таблица 2-1 Добыча и запасы нефти

Суточная добыча по оценке на
1963 г., тыс. баррелей/сутки

Запасы по оценке на 1963 г.,
млн. баррелей

Северная Америка

Канада

717

5675

США

7537

34272

Мексика

320

2500

Всего

8574

42447

Южная Америка

Аргентина

262

2300

Боливия

9

200

Бразилия

92

300

Чили

36

200

Колумбия

167

900

Эквадор

7

25

Перу

5

380

Тринидад

134

500

Венесуэла

3246

17000

Всего

3958

21805

Европа

Австрия

49

240

Франция

50

235

ФРГ

142

650

Италия

34

300

Нидерланды

42

250

Великобритания

2

11

Всего

219

1686

Средний Восток

Абу-Даби

49

7500

Бахрейн

45

243

Иран

1470

37000

Ирак

1120

25500

Израиль

3

25

Кувейт

1930

63500

Нейтральная зона

306

10 000

Катар

193

2950

Саудовская Аравия

1618

60000

Турция

14

350

Всего

6748

207 068

Африка

Алжир

502

7000

Ангола

14

200

Конго (Киншаса)

2

10

ОАР

113

1500

Габон

17

150

Ливия

470

7000

Марокко

3

15

Нигерия

71

500

Всего

1192

16375

Дальний Восток

Австралия

-

50

Бирма

11

35

Индия

33

750

Индонезия

452

10000

Япония

16

50

Малайзия

67

600

Новая Гвинея

3

10

Пакистан

8

25

Филиппины

-

0,5

Всего

                       590                                               11520,5

Суммарные добыча и запасы нефти (капиталистические страны)

Суточная добыча по

оценке на 1963 г., тыс.

баррелей/сутки

Запасы по оценке

на 1963 г., млн.

баррелей

Запасы в % к

мировым

Северная Америка

8 574

42 447

12,6

Южная Америка

4 010

21 805

7,0

Европа

349

1 926

0,6

Средний Восток

6 748

207 068

62,5

Африка

1 192

16 375

5,0

Дальний Восток

590

11 521

3,5

Всего

21 463

301 142

91,2

впадина   и   Волго-Уральская   провинция   в   СССР.   На   Дальнем   Востоке   основные

нефтепроизво-дящие   районы   расположены   на   островах   Церам,   Ява,   Калимантан

(Борнео), Суматра, Новая Гвинея, в Бирме и на Японских островах. Запасы и темпы

добычи нефти в различных странах мира показаны в табл. 2-1, а рост мировой добычи

нефти - на фиг. 2-8.

При   рассмотрении   программы   разведочных   работ   очень   важно   учитывать

политическую обстановку в стране и географическое положение района [47]. В ряде

стран, таких, как СССР, Мексика, Бразилия и Аргентина, нефтяная промышленность и

разведочные   работы   контролируются   либо   непосредственно   правительством,   либо

государственными   компаниями.   В   других   странах,   как,   например,   в   большинстве

государств Европы, в Венесуэле, Колумбии, Перу и США правительство полностью или

в определенной мере владеет правом на добычу полезных ископаемых, но дает частным

компаниям концессии или лицензии на разведку определенных территорий, регулируя

ее   и   контролируя   точное   выполнение   установленных   правил.   Такое   же   положение

существует в основном и в провинциях Канады - в Альберте, Саскачеване и Манитобе.

Разница   здесь   заключается   только   в   том,   что   правом   на   разработку   полезных

ископаемых   владеет   не   столько   правительство   Канады,   сколько   провинциальные

власти,   которые   в   каждой   провинции   устанавливают   собственные   правила   ведения

разведочных   работ   и   следят   за   их   выполнением.   В   большинстве   нефтедобывающих

штатов   США   положение   иное  -  минеральные   богатства   недр   принадлежат   здесь

владельцам   земли.   Организации,   ведущие   поисковое   бурение,   имеют   дело   с

отдельными   землевладельцами,   и   обе   стороны   получают   часть   доходов   от   добычи

нефти и газа.

В районах, где минеральные ресурсы принадлежат владельцам земли отдельные

земельные   владения,   как   правило,   невелики,   и   при   разведочных   работах   здесь

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  3  4  5  6   ..