Характеристика гигантских месторождений нефти и газа

Большой Бурган (Кувейт) выявлен в 1938 г. Начальные запасы нефти 9,13 млрд. т. Это тоже крупная антиклинальная складка размерами 40х(12-15) км, амплитуда 350 м. Углы падения 3-5м. Строение складки осложнено сбросами амплитудой 100-120 м. Залежи нефти приурочены к четырем пластам песчаников мелового возраста, залегающим на глубинах 1700-2300 м (формации вара, бурган и зубаир). Суточный дебит скважин достигает 1500-2000 т. Ежегодно из недр здесь выкачивают до 120 млн. т нефти - почти столько же, сколько давала вся Западная Сибирь в 1975 г. С начала эксплуатации (1946 г.) до настоящего времени из месторождения уже добыто более 1 млрд. т нефти.

Северная Африка в последние 10-15 лет стала крупным нефтегазодобывающим регионом мира. Особенно большой прогресс в области разведки недр наблюдается в Ливии и Алжире.

Ливийские месторождения нефти приурочены к крупному бассейну прогибания (Сиртская впадина), мощность осадочного чехла здесь до 8 км. Большую роль в геологическом строении впадины играют разломы, к ним тяготеют месторождения нефти. Труднодоступная Ливийская пустыня долгое время сдерживала поисковые работы, лишь в 1959 г. было открыто первое нефтяное месторождение Зелтен, а в 1961 г. - уникальное месторождение Сарир. На 1970 г. в недрах пустыни уже было выявлено 4 млрд. т. нефти. По уровню нефтедобычи и экспорту нефти Ливия входит в десятку ведущих нефтяных держав мира.

Месторождение Сарир называют сюрпризом пустыни. Запасы его оцениваются в 1,5-1,8 млрд. т, половину этого количества нефти надеются выкачать из недр. Месторождение является собственностью известного американского банкира Ханта и «Бритиш петролеум компании». В геологическом отношении структура представляет собой крупную антиклиналь размером 30 х 20 км, амплитудой 120 м. Северо-западное крыло складки нарушено крупным сбросом. Нефтяная залежь находится на глубине 2745 м и приурочена к песчаникам мелового возраста. Сверху ее удерживают непроницаемые глинистые породы, а на северо-западе экранирует cброс. Площадь залежи превышает 530 км2. На месторождении пробурено около 100 скважин, однако эксплуатируется лишь половина. В год здесь добывали 20-30 млн. т нефти, потенциальная добыча может достигать 60 млн. т. [13, с.80]

Несколько раньше, чем в Ливийской пустыне, нефтяникам сопутствовал успех при поиске нефти в крупнейшей пустыне мира – Сахаре. В 1956 г. недалеко от оазисов Берриан, Эль-Голеа и Туггурт пробурены скважины, давшие фонтаны нефти. В дальнейшем на территории Алжира были выявлены десятки нефтяных и газовых месторождений, среди них нефтяной гигант Хасси-Мессауд и газовый гигант Хасси-Р-Мель. Эти открытия вывели Алжир на одно из первых мест в мире по добыче нефти и газа.

Месторождение Хасси-Мессауд приурочено к крупному куполовидному поднятию размером 50 х40 км, амплитудой 300 м. Площадь поднятия 1300 км2. Складка осложнена разрывными нарушениями. Залежь нефти связана с древними песчаниками кембро-ордозикского возраста, залегающими на глубине 3000-3300 м. Пористость песчаников колеблется от 2 до 12 %, а проницаемость от 0 до 1000 мД. Коллекторские свойства очень плохие, поэтому, хотя запасы нефти исчисляются 5 млрд. т, извлечь из недр возможно в лучшем случае одну пятую часть этих богатств. Дебиты скважин относительно высокие - до 2000 т/ сут., а иногда и более 2500 т/ сут. Годовая добыча составляет почти 20 млн. т.[13, с. 86]

В 1986 г. в 200 км к восток-юго-востоку от Хасси-Мессауда открыто новое крупное месторождение нефти, где продуктивны породы девона и триаса на глубине 3,2-3,5 км. Дебиты скважины превышают 650 т/сут.

Уникальное газовое месторождение Алжира Хасси-Р-Мель имеет запасы по разным сведениям от 1,5 до 2,3 трлн. м3 газа. Оно дает 75 %.годовой добычи в стране.

Северная Америка - один из старых нефтегазодобывающих районов мира. В геологическом отношении низменности Канады и прерии США представляют собой области глубокого прогибания, заполненные мощными толщами осадочных пород. В некоторых районах мощность осадков достигает 20 км! Разработка нефтяных и газовых месторождений ведется тремя державами : США, Канадой и Мексикой еще с прошлого века. Поскольку США и Канада относятся к старым нефтедобывающим странам мира, и добыча ведется здесь довольно интенсивно, а новые крупные месторождения открываются все реже, то недра быстро истощаются.

Северо-Американский континент имеет ряд гигантских месторождений, которые и «делают погоду» в нефтегазодобыче. В пяти самых крупных газовых, месторождениях США содержится почти 45 % запасов газа, и дают они 55 % годовой добычи (всего же здесь свыше 3200 газовых месторождений).

Прадхо-Бей самая большая сенсация последних 25 лет. Американцы считают этого нефтяного «монстра» открытием века. Хотя геологическое изучение Аляски ведут с 1923 г., первые фонтаны нефти забили лишь спустя двадцать лет, а настоящий нефтяной бум начался в 1967 г., когда в 140 км к востоку-юго-востоку от мыса Барроу в прибрежной зоне выявили Прадхо-Бей. Извлекаемые запасы нефти порядка 1,5 млрд. т (почти половина извлекаемых запасов нефти США) и газа около 300 млрд. м3. Залежи литолого-стратиграфического типа приурочены к поднятию (73 х30 км), осложненному сбросом. Нефть обнаружена на глубине 2400-2700 м. К настоящему времени из недр Прадхо-Бея уже извлечено 750 млн. т нефти (57 % разведанных запасов).

Уникальное газонефтяное месторождение Северной Америки Панхендл-Хьюготон располагается в северо-западном Техасе и Оклахоме. До открытия газовых гигантов Западной Сибири это было самое крупное месторождение в мире. Запасы его оцениваются в 2 трлн. м3 газа, залежь имеет местами нефтяную оторочку. Месторождение связано с крупным поднятием Амарильо, осложненным сбросом. Размеры залежи 200х(12-90)км, площадь нефтегазоносности свыше 20 тыс. км2. Скважина-первооткрывательница пробурена в 1918 г. Сейчас на месторождении 20 000 скважин, более половины из них не действуют. За первые тридцать лет разработки было получено около 120 млн. т нефти и более 600 млрд. м3 газа. Сейчас годовая добыча составляла порядка 4 млн. т нефти и около 20 млрд. м3 газа. Месторождение старое и уже наполовину выработано. Большой интерес представляет также гелий, содержащийся в газовых залежах (от 0,2 до 0,5 %, а в некоторых местах до 1,86 %). Месторождение Панхендл-Хьюготон в настоящее время основной источник гелия в США.

Вторым полюсом нефтенакопления справедливо называют район Атабаски (Канада). Нефть здесь необычная - тяжелая, выветрелая. Ее плотность равна 1,0-1,07 г/см3, встречаются твердые битумы. Продуктивные песчаники залегают прямо на поверхности земли, к западу они погружаются на глубину до 700 м, а еще дальше, к Скалистым горам, эти пласты уходят на глубину в 10-12 км. В порах грубозернистых песчаников содержится до 20 % от пористого пространства вязкой асфальтовой нефти с высоким содержанием серы (4-5 %). Залежь стратиграфического типа, имеет размеры 170 х55 км, площадь ее около 75 тыс. км2. Запасы нефтяных песков Атабаски оценивают в 60-100 млрд. т, что равно всем известным на сегодня запасам нефтяных месторождений в мире. Обычными методами извлечь нефть из породы невозможно. Разработку производят карьерным способом, потом нефтенасыщенные пески доставляют на завод, где нефть гидрогенизируют. По расчетам можно будет извлечь из этого месторождения всего до 40 млрд. т нефти.

Южная Америка располагает лишь одним уникальным месторождением нефти Боливар Прибрежный (Боливар-Коустл, Венесуэла). Месторождение открыто в 1917 г., имеет размеры 85х20-80 км. Располагается частично вдоль северо-восточного побережья оз. Маракаибо, а на 4/5 скрыто под его водами. Глубина озера, соединенного узким проливом с Венесуэльским заливом Карибского моря; достигает 250 м. Месторождение связано с полого залегающими пластами мелового и палеогенового возраста, погружающимися на северо-восток. Многочисленные сбросы создают барьеры, удерживающие залежи нефти тектонического и стратиграфического типов. Всего выявлено более 200 залежей, дающих в год 85 млн. т нефти, что составляет более половины всей годовой добычи Южной и Центральной Америки и Карибского моря. Продуктивные горизонты залегают на глубине от 170 до 3400 м. Суточные дебиты отдельных скважин достигают 1500 т. Извлекаемые запасы нефти 4,3 млрд. т. Сейчас Боливар-Коустл обеспечивает более 70 % всей добычи Венесуэлы.

В Оринокской нефтегазоносной провинции (Венесуэла) в нижнем течении реки Ориноко вытянулся знаменитый асфальтовый пояс Офиси-на-Трембладор. Общие запасы тяжелых УВ оцениваются здесь в довольно широких пределах 200-500 млрд. т. По расчетам ленинградского геолога Н.С. Бескровного, для образования этого количества тяжелой нефти, асфальтов и битумов потребовалось бы почти 1,5 трлн. т. обычной нефти, что почти в 18 раз больше всех установленных на сегодня нефтяных богатств мира. Пока это месторождение практически не разрабатывается, хотя залежь выходит буквально на поверхность земли. Однако в будущем оно может стать важным источником синтетического топлива.

Западная Европа сравнительно небогата нефтью и газом.

В 1959 г. открыто уникальное газовое месторождение Слохтерен, а в 1969 г. - нефтяной гигант Экофиск в Северном море.

Слохтерен - месторождение газа, расположенное на побережье Северного моря в Нидерландах. Извлекаемые запасы оцениваются в 1,8 трлн. м3 (40 % газа всей Западной Европы). Залежи приурочены к антиклинали площадью 700 км2. Газ залегает в песчаниках пермского возраста (красный лежень) на глубине 2-3 км. Колоссальную газовую залежь перекрывают отложения каменной соли мощностью до 100 м.

Экофиск - нефтяной гигант, расположенный в акватории Северного моря в территориальных водах Норвегии. Глубина моря до 75 м. Извлекаемые запасы нефти 0,96 млрд. т. Продуктивные горизонты приурочены к пластам известняков мелового возраста, изогнутых в виде антиклинали размером 12 х 3 км. Глубина залегания залежи до 1,8 км. Дебит скважин около 500 т/ сут. Только четыре скважины обеспечивают добычу свыше 6 тыс. т/ сут. Предполагают, что месторождение будет в течение 10 лет покрывать потребность в нефти Великобритании и других стран Западной Европы на 10 %. Потенциальная годовая добыча 90 млн. т нефти.

Изучив геологические условия размещения нефтяных и газовых гигантов за рубежом, можно сделать очень важный вывод: в большинстве случаев гиганты тяготеют к областям устойчивого прогибания, заполненным мощными осадочными толщами преимущественно морского происхождения.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГАЗОВЫХ И НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ – ГИГАНТОВ

2.1. Формирование месторождений нефти и газа

Необходимы следующие условия для формирования месторождений нефти и газа в залегающих в глубинах земли отложениях, из которых экономически выгодно извлекать углеводороды: наличие соответствующих пород-коллекторов и относительно непроницаемых покрышек и ловушек, которые предотвращают утечку углеводородов к земной поверхности [8, с. 76].

Породы-коллекторы. Для того чтобы стать коллектором, порода должна обладать пористостью и проницаемостью. Те же свойства необходимы для сохранения нефти и газа, а также запасов подземных вод. Пористость – это процент содержания пустот в породе. Кристаллические породы могут иметь менее 1% пустот, тогда как некоторые песчаники – 35–40%, а кавернозные известняки могут обладать даже еще большей пористостью. Наиболее обычный тип пустот – промежутки между зернами крупнозернистых осадочных пород, подобных песчаникам.

Проницаемость – это свойство пород быть проводником при движении жидкостей или газов. Некоторые глины имеют такую же высокую пористость, как и песчаники, но они непроницаемы, так как размер их пор очень мал. Чем крупнее поры, тем выше проницаемость. Прямой связи между пористостью и проницаемостью, в общем, нет, хотя обычно породы с невысокой пористостью (10–15%) имеют также и низкую проницаемость. Если проницаемость мала, то нефть будет только слабо сочиться из породы и продуктивность окажется ниже экономически эффективной. Поэтому трудно извлекать нефть из глин, хотя обильные признаки нефти в них имеются во многих районах мира. Методы извлечения нефти из глинистых пород разрабатываются [8, с. 79].

Пласты пород-коллекторов должны иметь определенную мощность и относительно постоянную проницаемость по латерали. Мощность, ниже которой пласт-коллектор не может разрабатываться с необходимой экономической эффективностью, зависит от многих причин, включая стоимость бурения в данном районе, глубину, пористость и объем (запасы) нефти. Хотя обычно породами-коллекторами являются песчаники и карбонатные породы, любые породы, которые обладают необходимыми геологическими или структурными характеристиками, могут содержать нефть в промышленных количествах. Примером являются трещиноватые глины (аргиллиты), конгломераты, зоны выветривания на древних поверхностях гранитов и серпентизированные магматические образования.

Покрышки. Для образования залежей необходимо, чтобы пористые и проницаемые породы-коллекторы перекрывались породами, которые препятствуют последовательной миграции нефти и газа вверх. Обычные экранирующие породы – это относительно непроницаемые глины. Другие породы, которые могут служить покрышками, – это плотно сцементированные песчаники, пласты плотных карбонатных пород, глины плоскостей сбросов и даже тела соляных и изверженных пород [8, с. 80].

Ловушки. Большинство пород-коллекторов имеют вид пластов или слоев, которые на сколько-нибудь значительных расстояниях отклоняются от горизонтального положения. Величина наклона изменяется от примерно 4 м/км до 90. В результате этого капли нефти или пузырьки газа, насыщающие породы-коллекторы, просачиваются вверх через насыщенные водой поры к подошве и затем перемещаются вверх по восстанию пластов вдоль раздела коллектор – покрышка. Если наклон продолжается до поверхности и пласт-коллектор остается на всем протяжении проницаемым, нефть (газ) будет выходить из пласта. Но если наклон вверх не продолжается, а существует перегиб или породы-коллекторы теряют по латерали свою проницаемость, нефть будет улавливаться до того, как она сможет выйти из пласта на поверхность. Образование ловушки вследствие изменения направления наклона пластов пород обычно обусловлено движениями земной породы; такие ловушки относятся к структурному типу. Изменения проницаемости ведут к образованию стратиграфических ловушек [8, с. 83].

Простейшим типом структурной ловушки является выгнутая вверх складка-антиклиналь. Складчатость может быть результатом сокращения земной коры, сброса в глубинах земли, магматической деятельности, внедрения соляных масс; она может быть вызвана уплотнением над выступом погребенного рельефа или растворением пород. Скопление нефти и газа в антиклиналях происходит за счет улавливания движущихся вверх капелек жидкости и пузырьков газа аркой смятых в складку пластов.