Теория происхождения нефти и газа

      Космогенный процесс образования метана описывает «космическая»-гипотеза образования нефти В Д. Соколова 

2. Геофизические методы исследования

     Геофизические исследования скважин — комплекс физических методов, используемых для  изучения горных пород в около  скважинном и межскважинном пространствах, а также для контроля технического состояния скважин. Геофизические  исследования скважин делятся на две весьма обширные группы методов  — методы каротажа и методы скважинной геофизики. Каротаж, также известный  как промысловая или буровая  геофизика, предназначен для изучения пород непосредственно примыкающих  к стволу скважины (радиус исследования 1-2 м). Часто термины каротаж и  ГИС отождествляются, однако ГИС  включает также методы, служащие для  изучения межскважинного пространства, которые называют скважинной геофизикой.

     Исследования  ведутся при помощи геофизического оборудования. При геофизическом  исследовании скважин применяются  все методы разведочной геофизики.

     К геофизическим методам относятся  сейсморазведка, электроразведка и магниторазведка.

      Сейсмическая  разведка основана на использовании  закономерностей распространения  в земной коре искусственно создаваемых  упругих волн. Волны создаются  одним из следующих способов:

      1) взрывом специальных зарядов  в скважинах глубиной до 30 м; 

      2) вибраторами;

      З) преобразователями' взрывной энергии  в механическую.

      Скорость  распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, а, частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливаются сейсмоприёмниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний земной поверхности, специалисты определяют глубину залегания пород, отразивших волны, и угол их наклона.

      Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

      Принципиальная  схема электроразведки с поверхности  земли приведена на рис. 5.6. Через  металлические стержни А и  В сквозь грунт пропускается электрический  ток, а с помощью стержней М  и N и специальной аппаратуры исследуется искусственно созданное электрическое поле. На основании выполненных замеров определяют электрическое сопротивление горных пород. Высокое электросопротивление является косвенным признаком наличия нефти или газа.  

           Электрическая разведка, или электроразведка,  является одним из основных  разделов разведочной геофизики  — науки, относящейся к циклу  наук о Земле и занимающейся  изучением геологического строения  земной коры и глубинных зон  нашей планеты. Методы электроразведки  широко применяются как при  геологоструктурных исследованиях  и геологическом картировании, так  и при поисках и разведке  месторождений полезных ископаемых.

       Методы электроразведки.     В электроразведке сейчас насчитывается свыше пятидесяти различных методов и модификаций, предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения верхней части разреза. В зависимости от принципа исследования их можно разделить на следующие группы: методы сопротивлений (методы постоянного тока) и электромагнитные методы. Рассмотрим сущность методов.

      Методы  сопротивлений. Методы сопротивлений основаны на пропускании в земле с помощью пары электродов известного постоянного тока и измерении напряжения, вызванного этим током, с помощью другой пары электродов. Зная ток и напряжение, можно вычислить сопротивление, а с учетом конфигурации электродов можно установить, к какой части подповерхностного пространства это сопротивление относится. Увеличение разноса токовых электродов влечет увеличение глубинности исследования и является зондирующим фактором для вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Кроме ВЭЗ к группе относятся его модификации, основанные на измерении амплитуд (ВЭЗ-ВП) и фаз (ВЭЗ-ВПФ) поля вызванной поляризации, однополюсное комбинирование (ОКЭЗ) и дипольное (ДЭЗ) электрическое зондирование, а также электропрофилирование (ЭП), при котором разносы не меняются, а вся установка перемещается по профилю или площадке. В последние десятилетия метод сопротивлений применяется в модификации двух- и трехмерной томографии на постоянном токе (Electric Resistivity Tomography).

     Методы  сопротивлений не относятся к  электромагнитным методам, т.к. хотя в  реальности применяется не постоянный, а низкочастотный ток, но магнитное  поле в данной группе методов не фигурирует. По данным методов сопротивлений  можно узнать распределение в  среде удельного сопротивления  и вектора вызванной поляризации.

     Электромагнитные  зондирования применяют главным  образом при региональных, структурно-картировочных  и разведочных исследованиях, когда  ставятся задачи расчленения геологического разреза на слои и блоки, определения  последовательности залегания пластов  и картирования тектонических структур, в частности при поисках месторождений нефти и газа. Электротомография применяется для задач рудной разведки, экологических и инженерно-геологических задач.

      Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Задачей гравиразведки является определение мест с аномально низкой силой тяжести.

      Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. Наша планета - это огромный магнит, вокруг которого расположено магнитное поле. В зависимости от состава горных пород наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определенной высоте совершают облеты исследуемой территории. Аэромагнитная съемка позволяет выявить антиклинали на глубине до 7 км, даже если их высота составляет не более 200...300 м.

Геологическими  и геофизическими методами, главным  образом, выявляют строение толщи осадочных  пород и возможные ловушки  для  нефти и газа. Однако наличие  ловушки еще не означает присутствия  нефтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженных  структур те которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидро геохимические методы исследования недр. 
 
 
 
 

3. Месторождения гиганты.

     В последние годы очень много говорят  и пишут о гигантских по запасам  месторождениях нефти и газа. Между  тем геологи вкладывают различный  смысл в это определение. Известный  американский геолог-нефтяник М. Хэлбути  к гигантам относит месторождения, содержащие более 13,7 млн. т нефти  или более 28 млрд. м3 газа. В США, Канаде, Мексике эти цифры являются общепринятыми. Южно-американские геологи считают, что к гигантам надо относить месторождения  с запасами 15 млн. т нефти и  более. У нас в стране также  нет единого мнения по этому вопросу, но наиболее распространена следующая  градация месторождений, предложенная А.А. Бакировым (1972 г.):

Запасы  нефти, млн. т, и газа, млрд. м3

Мелкие ................. до 10

Средние ................ 10-30

Крупные ................ 30-300

Гиганты ................ 300-1000

Уникальные ......... свыше 1000

Самыми  крупными нефтяными месторождениями  Аравийской нефтегазоносной провинции  и мира являются Гавар и Большой  Бурган.

     Месторождение Гавар (Саудовская Аравия) открыто в 1948 г., имеет начальные запасы 10,2 млрд. т нефти. Оно связано с  крупной валоподобной складкой. Длина  ее 225 км, ширина от 16 до 25 км, амплитуда 370 м. Углы падения складки от 5 до 10. Основные продуктивные горизонты  приурочены к трещиноватым известнякамверхнеюрского возраста (формация араб), которые отделены друг от друга непроницаемыми пластами ангидрита. Глубины залегания горизонтов 1550-1750 м. В год на месторождении добывается 80 млн. т нефти. Примечательно, что скважины обладают высокими дебитами, до 1500 т/сут. С 1950 по 1960 гг. суммарная добыча нефти всего лишь из 86 скважин составила 264 млн. т.

     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 3-5. 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. В 1985 г. годовая  добыча составила 50 млн. т.

     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 компани». В геологическом отношении структура представляет собой крупную антиклиналь размером 30х20 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 1967 г. ежесуточная добыча всех скважин составила 45 210 т, отдельные скважины имели дебит до 3000?4000 т/сут. В год здесь добывали 20-30 млн. т нефти, потенциальная добыча может достигать 60 млн. т.

     Месторождение Хасси-Мессауд приурочено к крупному куполовидному поднятию размером 50х40 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. В 1968 г. на месторождении эксплуатировалось 30 скважин, дававших в сутки более 51 000т нефти. Годовая добыча составляет почти 20 млн. т, а на начало 1972 г. суммарная добыча уже достигла 160 млн. т нефти. 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  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, к 1967 г. суммарная добыча газа возросла до 1,66 трлн. м3. 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.