У різних геологічних умовах

Методика проведення пошукового бурiння повнiстю залежить вiд характеру пошукових об’єктiв – пасток нафти i газу. Велика рiзноманiтнiсть особливостей їхньої геологiчної будови вимагає диференцiйованого пiдходу до проведення пошуково-розвiдувальних робiт на нафту i газ в конкретнiй геологiчнiй обстановцi. Це зумовило виникнення ряду методичних прийомів i систем (схем) розташування пошукових свердловин.

Пастки нафти i газу за типом (морфологiєю) структур, що їх контролюють, i складностi будови резервуару подiляються на кiлька груп, для кожної iз яких рекомендується рацiональна система (схема) розташування пошукових свердловин.

Розглянемо найбiльш розповсюдженi схеми розташування пошукових свердловин.

1. Закладання пошукових свердловин на антиклiнальних пастках. В цю групу об’єднанi пастки, що приуроченi до куполоподібних, брахiантиклiнальних i лiнiйно витягнутих антиклiнальних складок, а також до багатокупольних пiднять з покладами пластового склепiнного i масивного типiв.

1.1. На достовiрно пiдготовлених до пошукового бурiння антиклiнальних i брахiантиклiнальних складках для вiдкриття покладiв склепiнного типу достатньо бурiння однiєї свердловини в найбiльш оптимальнiй частинi структури – склепiннi.

Достовiрнiсть пiдготовки простих антиклiналей оцiнюється кратнiстю перевищення амплiтуди пiдняття А над похибкою пiдготовки Е. При величинi А³(2,5–4,0)Е переважно достатньо бурiння однiєї склепiнної свердловини. Величина Е визначається або iз досвiду роботи в районi як середнє квадратичне вiдхилення прогнозних вiдмiток структурної поверхнi вiд фактичних, установлених за даними наступного бурiння, або аналiтично за похибками даних, що використовуються при пiдготовцi структур. Мiнiмальнi величини Е в платформних районах при глибинах до 2–2,5 км становлять 10–25 м, виявляючи загальну тенденцiю зростання з глибиною. В загальному випадку при вiдсутностi iнших даних в платформних районах слiд приймати Е=0,01Н, де Н – глибина залягання структурної поверхнi, що картується.

У районах з доказаною регiональною продуктивнiстю горизонтiв пошукового поверху при високiй надiйностi пiдготовки структур, високих значеннях коефiцiєнтiв заповнення пасток, а також величинах А<2,5Е, особливо при А<(1,0–1,5)Е, коли великi похибки визначення склепiння, допускається одночасне бурiння кiлькох (але не бiльше трьох) пошукових свердловин в склепiннiй частинi структури.

1.2. При розбурюваннi структур з недостатньо виясненим розрiзом для розкриття i випробовування перспективних горизонтiв не можна обмежитись бурiнням лише однiєї свердловини в склепiннi.

У випадку аварiї або ускладнення в цiй свердловинi пошукове завдання не вирiшується i при наявностi ще двох свердловин, пробурених на крилах складки, якщо вони виявились за контуром покладу. В таких випадках в склепiнних частинах складок рекомендується закладати двi свердловини, щоби досвiд бурiння, одержаний в першiй свердловинi, використовувався для успiшного буріння другої свердловини.

1.3. В районах з доведеною регiональною продуктивнiстю горизонтiв пошукового поверху при високiй надiйностi пiдготовлених до пошукового бурiння структур i значень К_З.П., близьких до 1, допускається одночасне бурiння декiлькох (але не бiльше трьох) пошукових свердловин в склепiннiй частинi структури.

1.4. На вузьких, лiнійно витягнутих складках пошукове бурiння доцiльно здiйснювати або поздовжнім профiлем, або дiагональним профiлем iз 3 свердловин.

1.5. Куполоподібнi складки слiд пошуковувати трьома свердловинами, розташованими на радiальних профiлях. Перша свердловина буриться в склепiннi структури, наступнi закладаються на двох профiлях трьохпроменевої системи (приблизно через 120° по колу).

1.6. Пошуки на багатокупольних структурах, в яких можуть бути виявленi великi пластовi поклади з єдиним контуром, здiйснюються шляхом випереджувального бурiння свердловин за методом “критичного напрямку” на ділянках, що визначають ступiнь заповнення всiєї пастки (рис. 12.1).

Рис. 12.1 – Схема розташування свердловин на багатокупольних пастках

Для багатокупольних пiднять, що складаються iз декiлькох локальних структур, поклади яких можуть мати єдиний контур, “критичними напрямками” є мiжкупольнi дiлянки (зони “повного заповнення всiх куполiв”) i можливi дiлянки замикання пiдняття в цiлому (зони “максимального заповнення пастки”).

Перша свердловина закладається на найбiльш значному i гiпсометрично високому куполi. При вiдкриттi нею пластових покладiв нафти або газу другу свердловину закладають в сiдловинi мiж куполами – в “зонi повного заповнення всiх куполiв”, з метою вияснення ступеня самостiйностi вiдкритого покладу i його висоти.

Бурiнням цiєї свердловини виясняють повноту заповнення нафтою i газом не тiльки дослiджуваного купола, але й iнших куполiв, що розташованi в межах розкритого цiєю свердловиною гiпсометричного рiвня, а також положення контактiв газ-нафта-вода, якщо розкритий пласт насичений не на повну товщину. Якщо пласт в другiй свердловинi повнiстю насичений нафтою або газом, подальший обсяг пошукового бурiння направляється на установлення максимальних запасiв, приурочених до даного пiдняття в цiлому.

Третю свердловину задають на дiлянцi розкриття пастки в межах iзогiпси, що охоплює все пiдняття – в “зонi максимального заповнення пастки”. Якщо друга свердловина виявиться законтурною (дасть воду), подальшi пошуки проводять на кожному куполi окремо.

1.7. В районах iз складною геологiчною будовою i в умовах низької вирiшувальної спроможностi геофiзичних методiв розвiдки, коли характер i направлення змiщення склепiнь невiдомi, опошукування брахiантиклiнальних складок слiд здiйснювати за трикутною системою (склепiння – крило – периклiналь).

Одне з небагатьох в областi пошукового бурiння положень, по якому iснує майже повна єднiсть поглядiв, таке: якщо не можна обмежитись однiєю-двома свердловинами, що закладаються в склепiннi, наступнi пошуки на антиклiналi здiйснюють за профiльною системою. В першу чергу бурять свердловини на профiлi навхрест простягання складки, а в другу – двi свердловини на периклiнальних закiнченнях, в результаті чого утворюється класичний “хрест”.

1.8. Головним при пошукуваннi малоамплiтудних антиклiнальних пасток є доказ їх замкнутостi, тобто випереджувальне бурiння в тих точках (дiлянках), якi характеризують як збереження очiкуваних покладiв нафти i газу або вiдсутнiсть пастки, так i ступінь її заповненостi вуглеводнями. Такими “прiоритетними” дiлянками i елементами можуть бути слабо вираженi крила i периклiнальнi закiнчення антиклiнальних складок. Розбурювати такi структури на стадiї пошукiв необхiдно за методом “критичного напрямку”, тобто одночасно закладаючи двi пошуковi свердловини – одну в зонi очікуваного склепiння, а другу – в зонi найбiльш слабо вираженого замикання пастки (рис. 12.2).

Рис. 12.2 – Схема розташування свердловин на малоамплітудних пастках

1 – ізогіпси; 2 – пробурені працюючі свердловини; 3 – ліквідовані свердловини

1.9. На антиклiнальних пастках, ускладнених тектонiчними порушеннями з незначною амплiтудою, яка менша за товщину продуктивного горизонту (поклад не розбитий на окремi самостiйнi блоки), система розташування пошукових свердловин аналогiчна системi розташування свердловин для непорушених антиклiналей.

При розбурюваннi антиклiнальних структур, ускладнених порушеннями великої амплiтуди, не виключено виявлення на однiй площi двох самостiйних покладiв. У випадку скиду (рис. 12.3 б) на деякiй вiдстанi i по обидвi боки вiд нього закладаються двi пошуковi свердловини для вияснення продуктивностi об’єктiв в опущеному i припiднятому блоках.

Рис. 12.3 – Схема розташування свердловин на порушених антиклінальних пастках

Якщо установлена наявнiсть пiдкиду (рис. 12.3 а), вказанi ранiше завдання пошукiв вирiшуються бурiнням однiєї пошукової свердловини, яка перетинає поверхню пiдкиду в зонi перекриття в планi контурiв склепiнних дiлянок верхнього i нижнього блокiв, що забезпечить розкриття перспективного горизонту як у припiднятому, так i в опущеному блоках структури.

Для визначення оптимального мiсцеположення пошукових свердловин за основу можна вибрати положення так званих опорних лiнiй. Для склепiнних тектонiчно екранованих пiдкидом покладiв опорними лiнiями є: вiсь складки i лiнiя, що проходить мiж проекцiями слiдiв перетину площини порушення з пiдошвою пласта у пiдкинутiй частинi i покрiвлею пласта у скинутiй частинi структури. При цьому пошукова свердловина закладається в точцi перетину опорних лiнiй.

Для склепiнних тектонiчно екранованих скидом покладiв опорними лiнiями є: вiсь складки i лiнiї паралельнi проекцiям слiдiв перетину покрiвлi пласта у скинутiй i пiдкинутiй частинах з площиною порушення, що проходить на вiдстані в півтора рази бiльше вiдстанi мiж експлуатацiйними свердловинами, прийнятій для даного нафтогазоносного району. Пошуковi свердловини закладаються на перетині опорних лiнiй в кожному блоцi.

На складках, що розбитi серiєю тектонiчних порушень на ряд блокiв, доцiльно закладати поодинокi пошуковi свердловини в окремих iзольованих блоках, причому перша свердловина закладається в найбільш припіднятому блоці.

1.10. На асиметричних антиклiнальних складках, де передбачається невiдповiднiсть структурних планiв рiзних горизонтiв, використовується принцип закладання пошукових свердловин в “принциповому” напрямку. У такому випадку доцiльно одночасно забурити двi пошуковi свердловини: першу в склепiннi структури, а другу – в напрямку можливого змiщення склепiння. При цьому слiд мати на увазi, що асиметрична складка характеризується тим, що склепiння на глибинi може бути змiщене для складчастих районiв здебільшого в сторону пологого крила (рис. 12.5 а), для платформного пiдняття – в сторону крутого крила (рис. 12.5 б).

Рис. 12.5 – Схема розташування свердловин на асиметричних пастках

Цю обставину необхiдно обов’язково враховувати при закладаннi пошукових свердловин, змiщуючи їх в сторону вiдповiдного крила вiдносно склепiння, що картується по верхнiх горизонтах.

2. Закладання пошукових свердловин на пастках тектонiчно екранованого типу. Цей тип пасток широко розповсюджений в районах розвитку диз’юнктивних порушень, в зонах солянокупольної тектонiки, в значних грабеноподiбних структурах i т.ін. Тектонiчнi порушення, звичайно, створюють пастку в комбiнацiї з iншими структурними факторами (складки i моноклiналi).

Якщо тектонiчно екранованi поклади контролюються бiльш значним структурним елементом, наприклад, брахiантиклiналлю або соляним куполом, то вони, як правило, виявляються попутно при пошуках iнших типiв покладiв. У тих випадках, коли тектонiчне порушення є досить значним структурним елементом (який можна закартувати i прослiдкувати по площi), поклади, що ним контролюються, можуть бути самостiйними об’єктами пошукiв.

Розглянемо приклади двох рiзновидiв тектонiчно екранованих пасток (рис. 12.6).

1 – пробурені свердловини; 2 – ізогіпси; 3 – внутрішній контур нафтоносності;

4 – зовнішній контур нафтоносності; 5 – тектонічне порушення; 6 – глини;

7 – пісковики; 8 – поклад нафти

У першому випадку (рис. 12.6 а) пастка утворена криволiнiйним (вигнутим у планi) пiдкидом, який перетинає моноклiнально залягаючий перспективний пласт, а в другому (рис. 12.6 б) – плоским скидом, що перетинає пласти. В обох випадках пошуки покладiв повиннi бути зосередженi вздовж лiнiї розриву. Пошуковi свердловини треба закладати в найбiльш високих структурних умовах, що виявляються за даними структурно-геологiчного картування або за даними геофiзичних методiв.

3. Закладання пошукових свердловин на неантиклiнальних пастках. До групи неантиклiнальних вiдносяться такi основнi типи пасток:

а) лiтологiчно екранованi:

– пастки виклинювання (фестоноподiбнi);

– пастки фацiальних замiщень на регiональних структурних елементах, на крилах i периклiналях локальних структур;

б) лiтологiчно обмеженi, приуроченi до:

– пiщаних утворень русел i дельт палеорiчок;

– прибережних валiв;

– гнiздоподiбно залягаючих пiщаних лiнз, якi оточенi зi всiх сторiн непроникними породами;

в) стратиграфiчно екранованi:

– у пластах-колекторах, зрiзаних поверхнею незгідності;

– ерозiйно-останцевi.

Пов’язанi з такими пастками поклади досить широко розповсюдженi в осадовому чохлi i вмiщують iнодi значнi запаси нафти i газу.

За нашого часу завдання вибору рацiональних систем розташування свердловин для пошукiв покладiв неантиклiнального типу вирiшена не повнiстю через вiдсутність, як правило, надiйних методiв виявлення пасток. Як показує практика пошуково-розвiдувальних робiт на нафту i газ, бiльшiсть лiтологiчно екранованих i лiтологiчно обмежених покладiв вiдкривається попутно при пошуках i розвiдцi покладiв в антиклiнальних пастках, тобто з використанням систем розташування свердловин, описаних вище.

Пастки виклинювання можуть бути встановленi шляхом побудови структурних карт покрiвлi продуктивного пласта, сумiщених з картами iзолiнiй рiвних значень товщин (iзопахiт). Вони бувають приуроченi до дiлянок найбiльш високого положення нульової лiнiї товщини колектора. Для пошукiв лiтологiчно обмежених пасток необхiдне старанне вивчення геологiчної обстановки, проведення палеогеографiчних i палеотектонiчних дослiджень, якi допомагають виявити положення прадавнiх берегових зон, напрямок можливих палеотечiй i рiчкових русел, зон iнтенсивного прогинання i прадавнiх пiднять, якi контролювали розподіл колекторiв i межi їхнього виклинювання.

Цiлеспрямованi пошуки покладiв нафти i газу в зонах лiтологiчного виклинювання i стратиграфiчної незгідності слiд здiйснювати шляхом бурiння коротких профiлів свердловин (по двi-три) навхрест простягання цих зон (рис. 12.7).

Першу пошукову свердловину закладають на деякiй вiддалi вiд очікуваного екрану зi сторони можливого iснування покладу. Вiддаль до екрану визначається або мiнiмально можливими запасами нафти i газу, якi економiчно доцiльно розробляти на даному етапi в конкретному районi, або вiддалю мiж експлуатацiйними свердловинами для даного нафтогазоносного району (рис. 12.7 а).

Рис. 12.7 – Схема розташування свердловин на неантиклінальних пастках

1 – ізогіпси покрівлі пласта-колектора; 2 – лінія виклинювання пласта-колектора;

3 – контур нафтоносності; 4 – свердловини; 5 – прогнозований поклад

При вiдсутностi колекторiв в розрiзi першої свердловини другу свердловину закладають вниз за падінням пластiв. При наявностi колекторiв i негативних результатах випробування в першiй пошуковiй свердловинi наступнi пошуковi свердловини можуть закладатись за простяганням лiнiї лiтологiчного або стратиграфiчного екрану для виявлення затокоподiбних покладiв (рис. 12.7 б).

У зонах регiонального виклинювання порiд-колекторiв, а також при пошуках рукавоподiбних (по-американському шнуркових), дельтових, барових та iнших лiтологiчних покладiв може виявитись успiшним використання методу зигзагопрофiльного бурiння в напрямку як регiонального занурення порiд, так i їхнього простягання (рис. 12.8).

Розглянемо цей метод на прикладi пошукiв дельтових i рукавоподiбних покладiв. При пошуках таких покладiв першочергового значення набувають аналiз iсторiї геологiчного розвитку району, орiєнтовне визначення мiсцеположення фацiй, що характеризуються виклинюванням пiщано-алевритових вiдкладiв тощо.

Нехай на основi фактичних даних, зафiксованих геологiчною картою, в межах певної дiлянки спостерігається глибокий ерозiйний врiз в товщi порiд. В таких умовах можна передбачити, що тут протiкала палеорiка (на нашому прикладi в пiвнiчно-схiдному напрямку), дельта-авандельта якої являють суттєвий iнтерес для пошукiв лiтологiчних покладiв нафти i газу.

Рис. 12.8 – Схема розташування свердловин методом зигзаг-профілю

а – геологічна карта району робіт; б – зигзаг-профіль пошукових свердловин в напрямку занурення пластів для виявлення дельтових та інших літологічних покладів нафти і газу.

1 – очікуваний контур похованої долини палеорiки; 2 – колонкові свердловини;
3 – пошукові свердловини; 4 – можливе положення берегової лiнiї регресуючого моря; 5 – можлива межа розповсюдження алевро-пiщаних шарiв авандельтової зони; 6 – зовнiшнiй контур нафтоносностi, встановлений в результатi бурiння пошукових свердловин; 7 – дiлянка геологiчної карти, що визначає наявнiсть похованої долини палеорiки; 8 – поверхня стратиграфічної незгідності

Якщо колонковими свердловинами, що розташованi на профiлi, заданому навхрест простягання похованої долини, буде простежений ерозiйний врiз в товщу вiдкладених ранiше порiд, то бурiння пошукових свердловин необхiдно проектувати на подальшому зануреннi пластiв. Першу свердловину слiд закладати на продовженнi похованої долини. Результати бурiння цiєї свердловини можуть виявитись рiзними: вона або розкриє насиченi нафтою або газом пiщано-алевритовi осадки дельти-авандельти, або опиниться, наприклад, на захiдному обмеженнi похованої долини. У цьому випадку наступну пошукову свердловину необхiдно закладати на значному вiддаленнi на північний схід вiд першої з таким розрахунком, щоби виявити зону авандельти. Результати бурiння другої пошукової свердловини, в свою чергу, можуть бути рiзними. Вона може розкрити продуктивнi вiдклади шуканої дельти або попасти за контур нафтогазонасичення, тобто в зони крайових вод. У другому випадку мiсцеположення наступної пошукової свердловини визначається на деякому вiддаленнi вiд другої пошукової свердловини за пiдняттям пластiв.

Якщо результати бурiння першої i другої пошукових свердловин виявляється незадовiльними, то похована долина вiдхилилась не на пiвнiчний схiд, а на пiвнiчний захiд. Це припущення треба перевiрити бурiнням пошукової свердловини між крайньою західною колонковою свердловиною і першою пошуковою.

Стратиграфiчно екранованi пастки утворюються там, де пласт-колектор незгідно перекривається бiльш молодими непроникними вiдкладами, а зрiзані пласти ускладненi структурними вигинами. В таких випадках створюються сприятливi умови для утворення покладiв.

Пошуки таких покладiв базуються на основi детального вивчення вiдкладiв, виявлення всiх перерв в осадконагромадженнi i кутових незгідностей в розрiзi осадової товщi. При достатньому числi розрiзiв свердловин вдається прослiдкувати зони зрiзання i трансгресивного перекриття можливо продуктивних горизонтiв. Для цiєї мети складають спецiальнi карти (структурнi i геологiчнi) поверхнi незгідності.

Пошуковi свердловини бурять на профiлi навхрест простягання очікуваних зон зрiзання (рис. 12.9). Першу свердловину закладають в головнiй частинi, а наступнi – послiдовно в напрямку падiння пластiв або вздовж зони зрізання. Відстані між свердловинами вибираються із врахуванням величини кута незгідності. В платформних умовах при малих кутах незгідності свердловини в профілі розміщаються з відстанями 2–3 км, в складчастих областях – значно частіше. При виявленні зон зрізання продуктивних пластів проводиться згущення профілів свердловин.

Рис. 12.9 – Схема розташування свердловин на стратиграфічно екранованих пастках

1– iзогiпси покрiвлi пласта-колектора; 2 – iзогiпси поверхнi стратиграфiчної незгідності; 3 – поверхня незгідності; 4 – зона зрiзування пласта;

5 – очiкуваний поклад

Пошуки стратиграфічних покладів на крилах і перикліналях структур, у виступах давнього рельєфу, а також кільцевих покладів проводиться здебільшого попутно з пошуками пластових склепінних покладів. Для оконтурення їх може знадобитись буріння свердловин за межами структури. В цих випадках свердловини слід розташовувати послідовно від головної частини в напрямку занурення пластів. Вибір відстаней між свердловинами можна проводити із врахуванням методик пошукового буріння на пластові склепінні поклади.

4. Закладання пошукових свердловин на рифових пастках.Вибiр системи розмiщення пошукових свердловин на рифових пастках визначається морфологiєю рифового тiла, його спiввiдношенням з прилягаючими фацiями i розподiлом порiд-колекторiв та iстинних покришок. При надiйнiй пiдготовцi рифогенних пасток до бурiння їх пошуковують в залежностi вiд особливостей геологiчної будови таким чином.

Пошуки скупчень нафти i газу в конусоподiбних, округлих в планi рифах невеликих розмiрiв, що характеризуються високою щiльнiстю запасiв на одиницю площi, доцiльно проводити бурiнням однiєї багатостовбурної свердловини в склепiннiй частинi (рис. 12.10 а).

Пошуки покладiв, приурочених до гостровершинних вигнутих рифів (пiдковоподiбних), слiд здiйснювати шляхом бурiння 1–2 незалежних багатостовбурних пошукових свердловин, якi закладаються на гребенi рифової пастки (рис. 12.10 б). На округлих або злегка подовжених з крутими схилами i плоскими вершинами (столоподiбнi рифи) i атолоподібних з кiльцеподiбним розповсюдженням бiогермних рiзновидiв рекомендується закладання двох радiальних профiлiв “трьохпроменевої системи” свердловин (рис. 12.10 в).

Якщо геофiзичними методами (МЗГТ, електро- або гравiрозвiдкою) вдається прослiдкувати можливi рифовi зони, то пошукове бурiння в першу чергу треба проводити вздовж осi рифового гребеня. Свердловини цього поздовжнього профiлю слiд закладати в склепiннях окремих пiднять. Потiм кожне iз пiднять необхiдно перетнути профiлем iз трьох свердловин, включаючи пробуренi, з вiддаллю мiж свердловинами 1,5–2 км (рис. 12.10 г).

Якщо перша пошукова свердловина попадає в зарифову зону, то наступна змiщується в сторону вiдкритого моря. Якщо першою пошуковою свердловиною розкритi передрифовi вiдклади, то наступну закладають ближче до берегової лiнiї. Всi свердловини повиннi бути залежнi вiд попереднiх, а їх мiсцеположення слiд коригувати за результатами фацiального аналiзу розкритих вiдкладiв. Для цього в пошукових свердловинах на рифових пастках необхiдно забезпечити максимально можливий відбір керну.

Рис. 12.10 – Схема розташування свердловин на рифогенних пастках

1 – ізогіпси покрівлі пласта-колектора; 2 – свердловини; 3 – прогнозований поклад; 4 – межі поширення рифових фацій

5. Закладання пошукових свердловин на солянокупольних структурах. У районах розвитку солянокупольної тектонiки родовища, як правило, багатопокладнi i вмiщують поклади рiзних типiв (рис. 12.11).

При пошуках покладiв, приурочених до прорваних соляних куполiв, свердловини часто розташовують на радіальних профілях.

Перші свердловини розміщують на різних боках соляного ядра. При необхідності нарощують профілі залежними пошуковими свердловинами за падінням перспективних пластів.

Найбільш перспективними є поховані соляні куполи, які проривають тільки частину осадової товщі. Над ними можуть бути виявлені пластові склепінні, здебільшого тектонічно порушені поклади; в приконтактних частинах соляного штоку слід чекати наявності літологічних, а на периферії куполів – тектонічно і стратиграфічно екранованих покладів. В деяких випадках чолові частини таких покладів бувають перекриті виступами солі (карнізи) або ангідрито-гіпсових відкладів (кепрок). Тому пошукове буріння повинно плануватись з урахуванням різнотипного характеру покладів. Поряд з вертикальними свердловинами, які розміщуються на коротких профілях з віддаллю близько 1000 м, слід бурити і похилі свердловини.

Рис. 12.11 – Схема розташування свердловин на

солянокупольних пастках

1 – соляний купол; 2 – прогнозований поклад; 3 –карніз із ангідрито-гіпсових відкладів (кепрок)

Особливо ефективні результати можуть дати свердловини, які проходять паралельно схилу соляного штоку і розкривають ряд продуктивних горизонтів. Деколи такі свердловини слід проводити через сольові відклади штока з наступним виходом до пластів продуктивної товщі.