Нефтяная геология - Petroleum geology

Нефтяная геология - это изучение происхождения, возникновения, движения, накопления и разведки углеводородного топлива. Это относится к определенному набору геологических дисциплин, которые применяются к поиску углеводородов ( разведка нефти ).

Анализ осадочного бассейна

Нефтяная геология в основном занимается оценкой семи ключевых элементов в осадочных бассейнах :

Структурная ловушка, в которой разлом сопоставил пористый и проницаемый резервуар с непроницаемым уплотнением. Масло (показано красным) скапливается у уплотнения до глубины его основания. Любая дальнейшая миграция нефти из источника будет выходить на поверхность и просачиваться.

В общем, все эти элементы должны оцениваться через ограниченное «окно» в подземный мир, обеспечиваемое одной (или, возможно, несколькими) разведочными скважинами . Эти скважины представляют собой только одномерный сегмент Земли, и умение вывести из них трехмерные характеристики является одним из самых фундаментальных в нефтяной геологии. В последнее время доступность недорогих высококачественных сейсмических данных 3D (от отраженной сейсмологии ) и данных, полученных с помощью различных методов электромагнитной геофизики (таких как магнитотеллурия ), значительно повысила точность такой интерпретации. В следующем разделе кратко рассматриваются эти элементы. Более подробный трактат можно найти во второй половине этой статьи ниже.

При оценке источника используются методы геохимии для количественной оценки природы богатых органическими веществами пород, содержащих прекурсоры углеводородов, чтобы можно было оценить тип и качество вытесненных углеводородов.

Резервуар представляет собой пористый и проницаемый для литологического блока или набор блоков , который содержит запасы углеводородов. Анализ коллекторов на простейшем уровне требует оценки их пористости (для расчета объема углеводородов на месте ) и их проницаемости (для расчета того, насколько легко углеводороды будут вытекать из них). Некоторые из ключевых дисциплин, используемых при анализе коллектора, - это области структурного анализа , стратиграфии , седиментологии и разработки месторождений .

Уплотнение , или колпачок рок, представляет собой блок с низкой проницаемостью , которая препятствует утечке углеводородов из пласта породы. Обычные уплотнения включают эвапориты , мел и сланцы . Анализ пломб включает оценку их толщины и размера, чтобы можно было определить их эффективность.

Геологическая ловушка представляет собой стратиграфическую или структурная особенность , которая обеспечивает сопоставление резервуара и уплотнение таким образом, что углеводороды остаются в ловушке в геологической среде, а не выход (из - за их естественную плавучесть ) и теряется.

Анализ созревания включает оценку термической истории материнской породы, чтобы сделать прогнозы количества и времени образования и вытеснения углеводородов.

Наконец, тщательные исследования миграции позволяют получить информацию о том, как углеводороды перемещаются от источника к резервуару, и помогают количественно определить источник (или кухню ) углеводородов в определенной области.

Грязевой каротаж - распространенный способ изучения литологии при бурении нефтяных скважин.

Основные дисциплины в нефтяной геологии

В нефтегазовой геологии существует несколько основных дисциплин, специально предназначенных для изучения семи ключевых элементов, рассмотренных выше.

Анализ материнской породы

Что касается анализа материнской породы, необходимо установить несколько фактов. Во - первых, вопрос о том, действительно ли это какой - либо источник рок в области должен быть дан ответ. Выделение и идентификация потенциальных материнских пород зависит от исследований местной стратиграфии , палеогеографии и седиментологии для определения вероятности отложений богатых органическими веществами отложений в прошлом.

Если вероятность наличия материнской породы считается высокой, следующий вопрос, который необходимо решить, - это состояние термической зрелости источника и сроки созревания. Созревание нефтематеринских пород (см. Диагенез и ископаемое топливо ) сильно зависит от температуры, так что большая часть образования нефти происходит в диапазоне от 60 ° до 120 ° C. Генерация газа начинается при аналогичных температурах, но может продолжаться и за пределами этого диапазона, возможно, до 200 ° C. Следовательно, чтобы определить вероятность образования нефти / газа, необходимо рассчитать термическую историю материнской породы. Это выполняется с помощью комбинации геохимического анализа материнской породы (для определения типа присутствующих керогенов и их характеристик созревания) и методов бассейнового моделирования , таких как обратная отгонка , для моделирования температурного градиента в осадочной колонке.

Бассейновый анализ

Полномасштабный анализ бассейна обычно проводится до определения участков и перспектив будущего бурения. Это исследование касается нефтяной системы и исследует нефтематеринскую породу (наличие и качество); история захоронения; созревание (сроки и объемы); миграция и фокус; и потенциальные региональные уплотнения и основные резервуары (определяющие пласты-носители). Все эти элементы используются для изучения того, куда могут мигрировать потенциальные углеводороды. Затем определяются ловушки, потенциальные участки и перспективы в районе, который, вероятно, мог получить углеводороды.

Этап разведки

Хотя бассейновый анализ обычно является частью первого исследования, которое компания проводит перед переездом в район для будущих разведок, он также иногда проводится на этапе разведки. Геология разведки включает в себя все виды деятельности и исследования, необходимые для обнаружения новых залежей углеводородов. Обычно проводятся сейсмические (или 3D сейсмические) исследования, и старые данные разведки (сейсмические профили, каротажные диаграммы, отчеты) используются для расширения новых исследований. Иногда проводятся гравиметрические и магнитные исследования, а также наносятся на карту просачивания и разливы нефти, чтобы найти потенциальные области для залегания углеводородов. Как только разведочная или поисковая скважина обнаруживает значительное месторождение углеводородов, начинается этап оценки.

Оценочная стадия

Этап оценки используется для определения степени открытия. Для расчета потенциальных извлекаемых объемов определяются свойства углеводородных коллекторов, связность, тип углеводородов и контакты газ-нефть и нефть-вода. Обычно это делается путем бурения дополнительных оценочных скважин вокруг начальной разведочной скважины. Производственные испытания также могут дать представление о пластовом давлении и связности. Геохимический и петрофизический анализ дает информацию о типе (вязкость, химический состав, API, содержание углерода и т. Д.) Углеводорода и природе коллектора (пористость, проницаемость и т. Д.).

Стадия производства

После того, как месторождение углеводородов было обнаружено и оценка показала, что это коммерческая находка, начинается этап добычи. На этом этапе основное внимание уделяется добыче углеводородов контролируемым способом (без повреждения пласта, в пределах коммерческих объемов и т. Д.). Добывающие скважины пробурены и завершены на стратегических позициях. На этом этапе обычно доступна сейсморазведка 3D для точного нацеливания скважин на оптимальное извлечение. Иногда повышенная добыча (закачка пара, насосы и т. Д.) Используется для извлечения большего количества углеводородов или для повторной разработки заброшенных месторождений.

Анализ коллектора

Наличие породы-коллектора (как правило, песчаников и трещиноватых известняков) определяется путем сочетания региональных исследований (т.е. анализа других скважин в этом районе), стратиграфии и седиментологии (для количественной оценки характера и степени седиментации) и сейсмической интерпретации. После того, как возможный углеводородный коллектор идентифицирован, ключевыми физическими характеристиками коллектора, которые представляют интерес для исследователя углеводородов, являются его валовой объем породы, отношение нетто к валовому, пористость и проницаемость.

Объемный объем породы, или общий объем породы над любым контактом углеводород-вода, определяется путем картирования и сопоставления осадочных пакетов. Отношение чистой воды к общей, обычно рассчитываемое по аналогам и каротажным каротажам, используется для расчета доли осадочных паковок, содержащих породы-коллекторы. Общий объем породы, умноженный на отношение нетто к общей величине, дает чистый объем породы коллектора. Чистый объем породы, умноженный на пористость, дает общий объем пор по углеводородам, то есть объем внутри осадочного пакета, который флюиды (что особенно важно, углеводороды и вода) могут занимать. Суммирование этих объемов (см STOIIP и GIIP ) для данной разведки перспективы позволит исследователям и коммерческие аналитикам , чтобы определить , является ли финансово жизнеспособной перспектива.

Традиционно пористость и проницаемость определялись путем изучения проб бурения, анализа керна, полученного из ствола скважины, исследования смежных частей коллектора, выходящих на поверхность (см., Например, Guerriero et al., 2009, 2011 , ссылки ниже) и по методике оценки пласта с помощью инструментов на кабеле, спускаемых по самой скважине. Современные достижения в области сбора и обработки сейсмических данных означают, что сейсмические характеристики подземных пород легко доступны и могут использоваться для определения физических / осадочных свойств самих горных пород.

Смотрите также

использованная литература

  • В. Герриеро; и другие. (2011). «Улучшенный многомасштабный статистический анализ трещин в аналогах карбонатных коллекторов». Тектонофизика . Эльзевир. 504 : 14–24. Bibcode : 2011Tectp.504 ... 14G . DOI : 10.1016 / j.tecto.2011.01.003 .
  • В. Герриеро; и другие. (2009). «Количественная оценка неопределенностей в многомасштабных исследованиях аналогов трещиноватых коллекторов: реализован статистический анализ данных сканирования карбонатных пород». Журнал структурной геологии . Эльзевир. 32 (9): 1271–1278. Bibcode : 2010JSG .... 32.1271G . DOI : 10.1016 / j.jsg.2009.04.016 .

дальнейшее чтение

  • Брайан Френер. Поиск нефти: природа нефтяной геологии, 1859–1920 (University of Nebraska Press; 2011) 232 страницы

внешние ссылки

  • Нефтяная геология - форум, посвященный всем аспектам нефтяной геологии от разведки до добычи.
  • Oil On My Shoes - веб-сайт, посвященный науке и практическому применению нефтегазовой геологии.
  • AAPG - Американская ассоциация геологов-нефтяников
  • PetroleumGeology.org - Сайт об истории и технологиях нефтегазовой геологии