Нефтепромысловая геология

На сегодня Удмуртская Республика располагает серьезной  сырьевой базой. Суммарные начальные  извлекаемые ресурсы нефти составляют около 900 млн. тонн, из них: 317 млн. тонн уже  извлекли, 34% извлекаемых запасов  приходится на промышленные (разведанные) категории А+В+С1, 5% – на предварительно оцененные категории С2 и остальная  часть – это перспективные  и прогнозные ресурсы. По величине извлекаемых  запасов к группе крупных относятся 3 месторождения, к средним – 3 и  к группе мелких относятся 112 месторождений.

В настоящее время основная часть разрабатываемых и подготовленных к разработке месторождений Удмуртии приурочена к Камско-Кинельской системе  прогибов (ККСП), причем подавляющее  большинство залежей нефти связано  с карбонатными (78,5 %) и меньше с  терригенными (21,5 %) породами. [8]

По типу резервуара почти  все установленные залежи относятся  
к пластовым сводовым и массивным, небольшое их число – к литологически ограниченным.

В стратиграфическом отношении 70,2 % запасов нефти приурочено к  среднекаменноугольным, 28,3 % – к  нижнекаменноугольным и 1,5 % –  
к девонским породам. В среднекаменноугольной толще залежи связаны  
с каширско-подольскими, верейскими и башкирскими образованиями;  
в нижнекаменноугольной – с яснополянскими и турнейскими осадками;  
в девонской – с кыновско-пашийскими терригенными породами.

С точки зрения увеличения ресурсов нефти на исследуемой территории терригенные отложения девона не представляют практического интереса. Наиболее перспективны терригенные  и карбонатные отложения нижнего  и среднего карбона. Однако сегодня в разработку нередко вводятся недостаточно изученные месторождения нефти. Это чаще всего связано с недоизученностью площади сейсморазведкой и структурным бурением  
до начала проведения поисково-разведочных работ, а иногда и необоснованным проектированием местоположений скважин на структурах. Разведочные скважины часто бурятся на самых приподнятых участках структур и попадают в сводовые части осложняющих структуру куполов,  
а промежуточные участки между ними остаются не изученными и нередко оказываются водоносными. При геологических построениях используются лишь материалы бурения указанных скважин, что приводит к составлению искаженных структурных карт. [7]

В процессе глубокого бурения  и более детального изучения разрабатываемых  месторождений выясняется, что структурные  планы и геологическое строение продуктивных пластов намного сложнее, чем это представляется обычно на период подсчета запасов нефти.

В дальнейшем на фоне единой структуры, как правило, выделяется значительное число отдельных разрозненных куполов. Продуктивные пласты, залегающие в пределах поднятия, в одних случаях  полностью нефтенасыщены во всех куполах и седловинах, в других – лишь в сводовых частях складок.

На разрабатываемых месторождениях чаще всего нефтеносными на всей площади  структуры являются продуктивные пласты верейского и башкирского возрастов, что связано с незначительной высотой куполов, осложняющих поднятия, а также со сравнительно большой  высотой залежей.

В яснополянских и турнейских породах залежи большей частью приурочены к отдельным куполам и изолированы  друг от друга водоносными зонами. Это связано, во-первых, со значительной амплитудой выявленных на структуре  куполов, во-вторых, высота залежей  обычно в указанных отложениях значительно  меньше, чем в вышезалегающих нефтегазоносных  комплексах.

На опыте наиболее характерных  и изученных месторождений –  Черновского и Гремихинского  – даны методические рекомендации по доразведке месторождений ККСП.

На период подсчета запасов  нефти в 1974 г. по данным бурения структурных  и глубоких скважин по кровле сакмарского  яруса на Черновской площади была построена структурная карта. За 1974– 1979 гг. в этом районе пробурено  еще 30 структурных скважин и проведена  переинтерпретация сейсмических данных. На основе полученных материалов была составлена уточненная структурная  карта. Сравнение последней  
(на 01.01.1983 г.) и ранее построенной (на 01.01.1974 г.) показывает, что они существенно различаются. На уточненной карте структура более расчлененная, в её пределах выделены отдельные купола с амплитудой от нескольких до 18м. Известно, что в этом регионе структурные планы нижнепермских отложений имеют соответствие с нижележащими, что подтверждено данными бурения глубоких скважин и на Черновской площади. [7]

Комплексное изучение данных бурения и испытания разведочных  и эксплуатационных скважин на Гремихинском месторождении также позволило  изменить представление о его  тектоническом строении и распределении  скоплений нефти в продуктивных пластах нижнего карбона.

Гремихинская структура  представлялась по нижнее - и среднекаменноугольным отложениям единым поднятием северо-западного простирания с очень крутыми склонами. Дополнительные данные глубокого бурения и переинтерпретации сейсморазведочных материалов позволили выделить в пределах изученной приподнятой части поднятия четыре купола амплитуда их составляет 10–20 м.

Яснополянские породы вскрыты  небольшим числом скважин.  
На основе комплексного изучения фактических материалов по тульским отложениям также были зафиксированы четыре купола, но с более крутыми склонам. Ловушки, приуроченные к пластам В-II и B-III в пределах куполов и разделяющих их седловин, заполнены нефтью до единого для всей структуры ВНК; этаж их нефтеносности составляет 60–70 м. Высота залежей в пластах яснополянского надгоризонта не превышает 12–15 м, а амплитуда куполов достигает 20 м и более. В связи с этим к продуктивным пластам в пределах куполов приурочены отдельные изолированные залежи со своими ВНК. Из этого следует, что сводная часть Гремихинского поднятия –  
не единое валоподобное поднятие, а складка, осложненная четырьмя куполами; залежи в яснополянских отложениях не имеют сплошного развития, а приурочены к отдельным куполам и разделяются между собой водоносными зонами; при проектировании разработки этих залежей необходимо учитывать наличие межкупольных водоносных зон. [7]

На Киенгопском месторождении  после подсчета запасов нефти  в процессе экспуатационного и разведочного бурения в турнейских отложениях было выявлено шесть самостоятельных  залежей, приуроченных к отдельным  куполам.

4. Происхождение нефти и газа, основные гипотезы.

Происхождение нефти долгое время было предметом жарких споров, которые полностью не затихли  и в наши дни. Существуют две противоположные  версии происхождения нефти: неорганическая и органическая. Выбор между этими  версиями осложняется тем, что нефть  и газ - весьма подвижные вещества-флюиды, они способны к перемещению - миграции внутри земной коры и ее осадочной  оболочки на большие расстояния, и  их скопления нередко находятся  достаточно далеко от предполагаемого  места образования. [9]

За основу принято считать  органическую, биогенную теории нефтеобразования. В них представлено о происхождении нефти из биогенного органического вещества осадочных отложений. Этот процесс, по мнению сторонников органической теории, носит стадийный характер. Нефть представляет собой продукт превращения органического вещества. Большинство осадочных отложений морского происхождения содержит определенное количество рассеянных органических веществ: остатки растительного и животного мира. Считается, что основным исходным веществом нефти обычно является планктон. [9]

Но так же существует теория неорганического происхождения  нефти, когда нефть образовывалась в результате термодинамических, химических, внутренних процессов земли.

История развития теорий.

В познании генетической природы  нефти и условий её образования  можно выделить несколько периодов. Первый из них (донаучный) продолжался до средних веков. Так, в 1546 Георгий Агрикола писал, что нефть и каменные угли имеют неорганическое происхождение; последние образуются путём сгущения и затвердевания нефти.

Второй период - научных  догадок - связывается с датой  опубликования труда М. В. Ломоносова "О слоях земных" (1763), где  была высказана идея о дистилляционном  происхождении нефти из того же органического  вещества, которое даёт начало каменным углям. [9]

Третий период в эволюции знаний о происхождении нефти  связан с возникновением и развитием  нефтяной промышленности. В этот период были предложены разнообразные гипотезы неорганического (минерального) и органического  происхождения нефти, а также  космического. [9]

Основы современной теории.

В 50-60-е гг. XX в. в СССР (Н. А. Кудрявцев, В. Б. Порфирьев, Г. Н. Доленко  и др.) и за рубежом (английский учёный Ф. Хойл и др.) возрождаются различные  гипотезы неорганического (космического, вулканического, магматогенного) происхождения  нефти. Однако на 6-м (1963), 7-м (1967) и 8-м (1971) Международных нефтяных конгрессах неорганические гипотезы не получили поддержки. [10]

Важным для познания генезиса нефти являлось установление в конце XIX - начале XX вв. оптической активности нефти, а также тесной связи нефти  с сапропелевым органическим веществом  в осадочных породах. Сапропелевую гипотезу, высказанную впервые немецким ботаником  
Г. Потонье в 1904-05, в дальнейшем развивали русские и советские учёные -  
Н. И. Андрусов, В. И. Вернадский, И. М. Губкин, Н. Д. Зелинский и другие. Сапропелевая гипотеза ассимилирована современной теорией осадочно-миграционного происхождения нефти. Развитию представлений о природе нефти и условиях формирования её залежей способствовали также труды немецкого учёного К. Энглера, американских геологов Дж. Ньюберри,  
Э. Ортона, Д. Уайта, русских и советских учёных - Г. П. Михайловского,  
Д. В. Голубятникова, М. В. Абрамовича, К. И. Богдановича и других. [10]

Этот период изучения нефти  характеризуется организацией широких  геолого-геохимических исследований, направленных на решение проблемы нефтеобразования и органически связанной с  ней проблемы нефтематеринских отложений. В СССР такие работы осуществлены  
А. Д. Архангельским в 1925-26. В США аналогичные исследования начаты в 1926 П. Траском. В 1932 была опубликована классическая работа И. М. Губкина "Учение о нефти", сыгравшая огромную роль в развитии представлений о генезисе нефти и формировании её залежей. В 1934 в нефти, асфальтах и ископаемых углях были найдены порфирины, входящие в молекулу хлорофилла и других природных пигментов.

Гипотезы неорганического  происхождения нефти.

Основные вехи в длительном процессе научного разрешения вопроса  о происхождении нефти были намечены русскими учёными. Впервые в 1763 М. В. Ломоносов высказал предположение  о происхождении нефти из растительных остатков, подвергшихся обугливанию  и давлению в земных слоях. Эти  идеи Ломоносова далеко опередили научную  мысль того времени, искавшую источники  нефти среди неживой природы. [10]

В 1805 г. знаменитый немецкий естествоиспытатель Александр фон  Гумбольдт высказал предположение, что нефть образуется на больших  глубинах в магматических породах. Он наблюдал, как нефть сочилась из таких пород в Южной Америке, Венесуэле. В 1866 г. французский химик  Пьер Бертло обнаружил, что газ ацетилен (ненасыщенный углеводород) при низких температурах может переходить в  тяжёлые углеводороды. На этом основании  он сделал вывод о том, что так  образовались углеводородные соединения метеоритов и что, по-видимому, подобное происхождение имеют углеводороды на других планетах.

В 1866 французский химик  М. Бертло высказал предположение, что  нефть образуется в недрах Земли  при воздействии углекислоты  на щелочные металлы. В 1871 французский  химик Г. Биассон выступил с идеей  о происхождении нефти путём  взаимодействия воды, CO2, H2S с раскалённым  железом.

В 1889 В. Д. Соколов изложил  гипотезу космического происхождения  нефти. По этой гипотезе исходным материалом для возникновения нефти служили  углеводороды, содержавшиеся в газовой  оболочке Земли ещё во время её звёздного состояния. По мере остывания  Земли углеводороды поглотились  расплавленной магмой. Затем, с формированием  земной коры, углеводороды проникли в  осадочные породы в газообразном состоянии, конденсировались и образовали нефти. [10]

Д. И. Менделеев, разделявший  вначале представление об органическом происхождении, склонялся к мысли  о происхождении её в результате реакций, идущих на больших глубинах, при высоких температурах и давлениях, между карбидом (углеродистым железом) и водой, просачивающейся с поверхности  земли. Гипотеза Менделеева о происхождении  нефти из неорганического вещества теперь имеет лишь исторический интерес. Теории происхождения нефти более  чем достаточно, и все они имеют  место существовать. Проблема происхождения  нефти перекликается с нерешенными  вопросами происхождения нашей  планеты, жизни на Земле, которая  имеет те же фактические и философские  корни. Так же есть одна теория которая  связывает органическое и неорганическое происхождение нефти. [10]