авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Газогидраты севера тюменской области как новый объект изучения геофизическими методами

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Ильин Алексей Владимирович

Газогидраты севера Тюменской области как новый объект изучения геофизическими методами

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат
диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург

2012

Работа выполнена на кафедре геофизики ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель – доктор геолого-минералогических наук, профессор Сковородников Игорь Григорьевич

Официальные оппоненты: Демежко Дмитрий Юрьевич, доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геофизики Уральского отделения РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории геодинамики

Борисова Любовь Константиновна, кандидат геолого-минералогических наук, открытое акционерное общество «ВНИИГИС», заведующая лабораторией методики геофизических исследований скважин

Ведущая организация – Общество с ограниченной ответственностью «ТюменНИИгипрогаз»

Защита диссертации состоится 27 декабря 2012 года в 9 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу:
620144, г. Екатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30 (III уч. корпус, ауд. 3326).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан 26 ноября 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

д.г.-м.н., проф. А. Б. Макаров

ВВедение

Актуальность темы. Председатель Правительства Российской Федерации Владимир Владимирович Путин, выступая 11 октября 2010 года в Новом Уренгое на совещании, посвящённом обсуждению генеральной схемы развития газовой отрасли России, отметил, что в обозримом будущем реальной альтернативы природному газу ни в энергетике, ни в промышленности, ни в коммунальном секторе нет. При этом отмечено, что добычу газа в РФ планируется увеличить к 2030 году до 1 триллиона кубометров в год. Вместе с тем известно, разрабатываемые газовые месторождения севера Западной Сибири характеризуются значительной истощенностью.

В условиях истощения запасов разрабатываемых месторождений возникает потребность ввода в эксплуатацию новых объектов. Очевидно, что рациональное использование ресурсов не может осуществляться без детального изучения ёмкостных свойств и характеристик насыщения всего разреза вскрытых пород. Обычно коллекторами в Западной Сибири (ЗС) принято считать песчаники и алевролиты. Однако и другие породы, которые обладают определёнными геологическими и структурными характеристиками, могут содержать углевод в промышленных количествах.

В качестве перспектив прироста запасов газа можно рассматривать нетрадиционные для севера Тюменской области коллекторы – трещиноватые глины и аргиллиты. В первую очередь это надсеноманские (сенонские) отложения верхнего мела, поровое пространство которых, по мнению автора, содержит природные скопления газовых гидратов (ГГ). Методика же интерпретации комплекса ГИС для этой части разреза практически отсутствует. Причина заключается в том, что на фоне доказанной газоносности сеноманских залежей газа эти породы были отнесены к неколлекторам, и их изучению не уделялось должного внимания.

За последнее время накоплен определенный объём геолого-геофизической и промысловой информации об особенностях строения надсеноманских отложений. В отдельных скважинах проведены скважинные испытания нижнеберёзовской подсвиты. Все проведённые работы подтвердили перспективность вскрытых отложений, а полученные данные позволили разработать методические приёмы интерпретации комплекса ГИС. Предлагаемая методика должна стать основой выбора объектов испытания в открытом или обсаженном стволе скважины, а в случае подтверждения продуктивности выделенных объектов, может быть использована для подсчёта и корректировки геологических запасов газа, находящегося в гидратном состоянии.

Цель работы:

- определить, как проявляются газогидратные коллекторы на каротажных диаграммах стандартного комплекса ГИС;

- выработать методику выделения коллекторов, содержащих газовые гидраты, в конкретных геологических условиях;

- определить положение газогидратных коллекторов в разрезах пробуренных скважин и установить их распространённость по площади месторождений;

- разработать методику определения фильтрационно-ёмкостных свойств этих коллекторов.

Задачи исследований:

- изучение возможностей применения стандартного комплекса геофизических методов каротажа для выделения в геологическом разрезе скважин коллекторов, пустотное пространство которых содержит природные скопления газовых гидратов;

- теоретическое обоснование методических приёмов выделения коллекторов на основе стандартного комплекса ГИС в нетипичных для Западной Сибири коллекторах – трещиноватых глинах и аргиллитах надсеноманского комплекса, содержащих природные скопления ГГ;

- анализ данных о распространении природных скоплений газовых гидратов по предложенной автором методике в надсеноманских отложениях Западно-Сибирского нефтегазового региона;

- разработка методических приёмов интерпретации стандартного комплекса ГИС с целью определения коэффициента газонасыщенности в сложнопостроенных коллекторах надсеноманского комплекса;

Основные научные положения, защищаемые автором:

1.Петрофизические признаки коллекторов, содержащие природные скопления газового гидрата в надсеноманских отложениях Медвежьего месторождения.

2.Способ выделения в разрезах скважин коллекторов, насыщенных газогидратами, основанный на интерпретации результатов стандартного комплекса методов ГИС.

3.Способ количественной оценки газонасыщенности коллекторов, содержащих газовые гидраты.

Научная новизна:

- На примере нижеберёзовской свиты коньякского возраста Медвежьего месторождения показана возможность перехода воды и низкомолекулярных газов, содержащихся в поровом пространстве пород, в кристаллические соединения – газовые гидраты.

- Сформулированы петрофизические признаки нового типа коллектора в надсеноманских отложениях, являющихся нетипичными для Западно-Сибирского нефтегазоносного региона.

- Впервые предложена и применена на практике методика выделения границ гидратонасыщенных коллекторов в надсеноманских отложениях севера Тюменской области, основанная на данных стандартного комплекса ГИС.

- Впервые предложен метод количественной оценки коэффициента газонасыщенности сложнопостроенных коллекторов, основанный на раздельной интерпретации данных нейтронного и плотностного гамма-гамма каротажа.

Практическая значимость

Исследования автора, проводившиеся в рамках диссертационной работы, тесно связаны с реализацией производственных задач при планировании и проведении геологоразведочных работ на месторождениях севера Тюменской области.

Потенциальные объекты разработки надсеноманского возраста имеют не очень большие глубины залегания, а число скважин, вскрывших предполагаемые газовые и газогидратные залежи, велико. Следовательно, глины сенона можно рассматривать в качестве возвратного объекта разработки после выработки запасов газа в сеноманских отложениях. Экономическая целесообразность как разведки, так и эксплуатации этих залежей дополнительно подчеркивается практическим отсутствием затрат на создание необходимых коммуникаций. Существующая газотранспортная инфраструктура месторождений, находящихся на заключительных стадиях эксплуатации, может быть использована еще длительное время при условии загрузки новыми объёмами сырья, которые, в том числе, могут быть получены из скоплений газовых гидратов. По оценкам экспертов, разработка подмерзлотных газогидратных залежей начнётся уже в 2020-2025 гг.

Разработанные в ходе диссертационной работы методические рекомендации обеспечивают комплексную интерпретацию нейтронного и плотностного гамма-гамма-каротажа, что полностью позволяет решать геологические задачи по выделению и оценке газонасыщенности трещинных коллекторов нижнеберёзовской свиты верхнего мела, сложенных глинами, содержащими природные скопления газового гидрата.

Экономический эффект достигнут за счёт отказа от дорогостоящих дополнительных методов скважинных исследований, таких как широкополосный акустический каротаж и ядерно-магнитный каротаж, и решения поставленных задач по материалам стандартного комплекса ГИС.

Внедрение результатов работы:

- разработанные методические рекомендации по выделению газогидратов и оценке фильтрационно-ёмкостных свойств гидратонасыщенных коллекторов применены автором для интерпретации материалов ГИС в поисково-разведочных скважинах на месторождениях и лицензионных площадях ООО «Газпром добыча Надым»;

- по результатам исследования подана заявка на патент на изобретение «Способ выделения в разрезах скважин коллекторов, насыщенных газогидратами».

Апробация работы:

- основные положения работы доложены на двухмеждународных и двух региональных конференциях, прошедших в городах: Ханты-Мансийск (2008-2009 гг.), Екатеринбург (2009 г.), Новочеркасск (2010 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, определяемых ВАК, сделано 4 доклада на конференциях, текущие результаты и направления дальнейших исследований докладывались и обсуждались на научном семинаре факультета геологии и геофизики Уральского государственного горного университета.

Личный вклад автора. Диссертационная работа подготовлена на основе результатов исследований, выполненных автором и под его руководством в 2005-2011 гг. в ОАО «Красноярское управление геофизических работ», в 2011-2012 гг. в ООО «Газпром добыча Надым».

Автор обеспечил:

- научно обоснованную формулировку задачи об использовании данных стандартного комплекса ГИС для выделения и оценки ФЕС сложнопостроенных гидратонасыщенных коллекторов [1, 7];

- формулировку критериев выделения сложных ГГ коллекторов и принципов интерпретации комплекса скважинных геофизических методов для оценки их газонасыщенности [3, 5];

- апробацию и внедрение на лицензионных участках ООО «Газпром добыча Надым» новой методики интерпретации комплекса ГИС в надсеноманских отложениях[2];

- анализ и обобщение результатов выполненных исследований, подготовку соответствующих рекомендаций сервисным предприятиям и сообщений в научной печати, на научных конференциях и совещаниях [6];

Благодарности:

В проведении скважинных исследований и внедрении методики интерпретации комплекса ГИС в надсеноманских отложениях автор пользовался поддержкой менеджмента ООО «Газпром добыча Надым» и ОАО «Красноярское управление геофизических работ». Неоценимую помощь в анализе полученных данных оказал научный руководитель д.г.-м.н., профессор Сковородников И. Г. Автор выражает глубокую благодарность этим учёным и производственникам, а также многим другим специалистам, с которыми он сотрудничал в ходе работы.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 69 наименований, из них 4 на иностранном языке. Работа изложена на 107 страницах машинописного текста, включая 18 рисунков, 4 таблицы.

Диссертация включает следующие основные разделы:

Во введении сформулированы актуальность и цель работы, научная новизна и положения, выносимые на защиту, приведены сведения о практической ценности работы, сделан обзор научных публикаций, освещающих развитие методов ГИС для выделения газогидратных коллекторов.

В первой главе описываются геолого-геофизические особенности, характеристика пород-коллекторов региона работ. Выводы к главе содержат постановку задач изучения нетрадиционных для Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна пород-коллекторов – глин и аргиллитов нижней части берёзовской свиты, содержащих природные скопления газовых гидратов (ГГ).

Во второй главе изложены результаты анализа геофизического материала, на основе которого сделан вывод о газогидратном насыщении надсеноманских отложений (отложений сенона). В главе раскрыты проблемы выделения газогидратных коллекторов и геофизические методы оценки их фильтрационно-ёмкостных свойств. Приводятся теоретические предпосылки для комплексного применения методов нейтронного и плотностного гамма-гамма-каротажа с целью выделения в разрезе скважин интервалов насыщенных ГГ.

Третья глава содержит описание комплексного применения методов ГИС, методик интерпретации геофизических данных, а также приводится разработанная методика интерпретации и результаты её применения.

В четвертой главе описывается сравнительный анализ результатов проведённых автором исследований, сопоставление полученных теоретических данных с результатами прямых испытаний вновь выделенных коллекторов, делаются выводы о газогидратном заполнении порового пространства пород, входящих в состав нижнеберёзовской свиты верхнего мела.

В заключении излагаются основные выводы по диссертационной работе, описывается область её практического применения, определяются пути развития разработанного метода.

Основные защищаемые положения

  1. Петрофизические признаки коллекторов, содержащих природные скопления газового гидрата, в надсеноманских отложениях Медвежьего месторождения

До недавнего времени изучению надсеноманских отложений исследователями не уделялось должного внимания. Отложения березовской свиты никогда ранее не рассматривались в качестве потенциального нефтегазоносного объекта. Этому могли способствовать довольно большие доказанные запасы в нижележащих горизонтах. Также недостаток внимания отложениям сенонского возраста связан с тем, что в практике поисково-разведочных работ на нефть и газ изучению в основном подвергаются песчано-алевритистые породы. Остальным отложениям, в том числе и непосредственно флюидоупорам, уделяется значительно меньше внимания. В тех случаях, когда под ними обнаруживают залежи УВ, их рассматривают только в качестве «покрышек».

Процесс освоения месторождений севера Западной Сибири с самого начала осложнялся проблемой выбросов газа из неглубоких интервалов, приуроченных как к криолитозоне, так и расположенных в непосредственной близости от неё. Длительное время газопроявления объяснялись перетоками газа из более глубоких продуктивных горизонтов. В дальнейшем исследования различных авторов показали, что это самостоятельные скопления углеводородного сырья. Наличие УВ в отложениях нижнеберёзовской подсвиты фиксируется по многочисленным газопроявлениям в процессе бурения и подтверждается по результатам испытания на ряде месторождений ЯНАО и ХМАО (Агалаков С. Е., 1992; Бакуев О. В., 2003; Сулейманов Р. С., 2007).

Таким образом, сформировались представления о новом типе газовых залежей, которые представляют собой не только осложняющий фактор, но и определенную ресурсную базу. Однако в специальной литературе не удалось встретить четких рекомендаций и петрофизических критериев определения границ достаточно сложных по своему строению коллекторов надсеноманского комплекса.

При геофизическом сопровождении строительства поисковых скважин в Надым-Пур-Тазовском районе (НПТР) автором отмечено, что отложения нижнеберезовской подсвиты характеризуются взаимно связанным изменением показаний нейтронных методов каротажа (НК) и значений удельного электрического сопротивления (УЭС). Причём зарегистрированная аномалия НК тем больше, чем выше значение удельного электрического сопротивления. Наименьшие показания УЭС, равные 2 Омм, зафиксированы в прогнутых участках разреза (см. рис. 1, в), наибольшие – до 30 Омм – на сводах структур (см. рис. 1, а).

В свою очередь, глины кузнецовской и верхнеберезовской свит не имеют таких характеристик, напротив, отличаются постоянным уровнем регистрируемых параметров. На основе дифференциации геофизических полей сделано предположение о том, что отложения нижнеберезовской свиты являются коллекторами, а изменение их сопротивлений и приращения показаний НК зависят от характера насыщающих их флюидов. По этому же признаку глины кузнецовской и верхнеберезовской свит отнесены к литологическим экранам.

Рис. 1. Зарегистрированные геофизические параметры в скважинах, расположенных в различных участках локальной структуры (Ильин, 2008):
а – в своде; б – в крыле; в – за контуром газонасыщенности.
1 – плотные породы; 2 – глины и аргиллиты; 3 – алевролиты;
4 – опоковидные кремнистые аргиллиты; 5 – песчаники; 6 – газ;
7 – связанная вода

На каротажных диаграммах газонасыщенные коллекторы нижнеберёзовской свиты по сравнению с вмещающими породами характеризуются следующими особенностями.

  1. Слабо выраженная амплитуда ПС; по показаниям каверномера диаметр скважины соответствует номинальному; отсутствует радиальный градиент удельного электрического сопротивления при регистрации разноглубинными зондами. Эти признаки дают основание предполагать, что эта часть разреза слабо проницаема.
  2. Данные НК отличаются чётко выраженными повышенными показаниями; уменьшается объёмная плотность пород; удельное электрическое сопротивление увеличивается; возрастает скорость распространения акустической волны, а амплитуда сигнала имеет большое затухание акустических колебаний; увеличивается содержание фонового газа (CH4) по результатам газового каротажа. Перечисленные признаки указывают на то, что в порах коллектора отмечено присутствие газа (метана).

Эти наблюдения позволили предположить наличие в породе газогидратных скоплений. Газогидраты представляют собой кристаллическое образование, в котором низкомолекулярный газ содержится в полостях кристаллической решётки, составленной молекулами замёрзшей воды. Плотность газогидратов составляет 0,92 г/см3, то есть практически равна плотности льда. Водородный индекс ГГ равен 1,05. В нормальных термобарических условиях при диссоциации единицы объёма газогидрата из него выделяется 164 единицы объёма газа (Аксельрод С. М., 2009).

Вместе с тем известно, что зоной образования гидрата является порода, в которой давление и температура соответствуют термодинамическим условиям равновесного состояния гидрата газа. Зона гидратообразования может быть определена математическим путем в ходе решения уравнения изменения термического градиента в разрезе пород и уравнения равновесного стабильного существования гидрата в данной пористой среде.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.