Как ищут нефть

В 1860 - 70-е годы главным поисковым признаком был поверхностный выход нефти, вблизи которого и закладывали скважину. Эти годы были началом нефтяной промышленности. Двадцать лет спустя появился новый принцип поиска - "ход по следу", когда скважины закладывались по "нефтяной линии" - прямой, соединяющей две продуктивные скважины. В 1859 году нефтепромышленник США полковник Дрейк пробурил удачную скважину в низине. В результате скважины стали закладывать в пониженных рельефах, но вскоре нефть обнаружили на возвышении и буровые стали затаскивать в горы. Порой это приводило к крупным открытиям, т.к. повышение рельефа иногда соответствует антиклинальным поднятиям на глубине. Следуя этому принципу на побережье Мексиканского залива в 1901 - 1905 г. г. на антиклинальной складке было открыто 17 месторождений нефти.

В 1863 г. русский академик Г.В. Абих и позже американский геолог И.С.Уайт высказали идею, что нефтяные месторождения приурочены к антиклинальным складкам, положив начало антиклинальной теории.

Используя эту теорию, было обнаружено Новогрозненское месторождение нефти. В 1911 г. И.М. Губкин выявил рукавообразную залежь, не имеющую никакой связи с антиклиналью.

И в конце первого десятилетия прошлого века многие нефтепромышленники поняли, что без геологического обоснования бурение скважин - затея опасная. В эти годы широкое распространение получила геологическая съемка (метод изучения поверхностной геологии и геоморфологии местности, на основании чего составлялась геологическая карта района).

Геологическая съемка дала хорошие результаты. На ее основе было открыто уникальное нефтяное месторождение Болнвар-Коустл (Венесуэла), в Иране - нефтяной гигант Месджид-и-Сулейман и др. Влияние геологов распространилось и на процессы эксплуатации месторождений.

Проведение геологической съемки геологи называют полевыми работами, хотя им приходится работать и в тайге, и в горах. К полевому сезону геологи тщательно готовят снаряжение, топографический инструмент, карты, рацию, изучают предыдущие исследования. В маршрут отправляются на машинах, на лошадях или пешком. В маршруте внимательно изучаются пласты горных пород, выходящие на поверхность (их состав, углы выхода и наклона). Все это тщательно записывается в дневник, делаются фотография, рисунки. Приходится рыть шурфы, закопушки, канавы. При геологической съемке бурятся и мелкие (500 - 600 м) каргировочные скважины.

После окончания полевого геологического сезона, а он бывает летом, все данные изучаются, сводятся к составлению геологической карты и пояснительной записки к ней.

Геологическая карта - это проекция на горизонтальную плоскость (топографическую основу) выходов горных пород на дневную поверхность. Геологическая съемка бывает разного масштаба в зависимости от поставленных задач. Различают региональную и детальную съемки. Региональной съемкой покрыта вся территория РФ, а детальная съемка проведена далеко не везде.

Но геологическая съемка прослеживает антиклиналь не всегда. Чтобы "прощупать" глубокие недра используют геофизические методы поиска. сейсморазведку, гравиразведку, магниторазведку, электроразведку.

Рис. 4.1. Электроразведка методом сопротивлений

Сейсмический метод геофизики основал на изучении особенностей распространения упругих колебаний в земной коре. Сейсмические волны могут быть вызваны взрывом. Скорость их распространения в породе варьирует от 2 до 8 км/с и зависит от плотности: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее сейсмические волны. На разнице раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, и частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела.

Отраженные сейсмические волны улавливают сейсмоприемниками.

В настоящее время применяются невзрывные методы - импульсные, вибрационные и эл. динамические.

Гравиметрический метод впервые для поисков нефти был применен в 1922 г. на побережье Мексиканского залива. Данные гравиметрической съемки используют для составления соответствующих карт. В настоящее время используют высокочастотную гравиразведку для выявления месторождений нефти и газа на глубине.

Обычно гравиразведка применяется в комплексе с магниторазведкой. Над местом залегания магматических пород возникает магнитное поле. По отклонению магнитной стрелки судят о наличии железных руд. Часто магнитометры устанавливают на самолетах, что удобно для изучения труднодоступных районов. Современные магнитометры позволяют выявить поднятия на глубине 6-7 км.

Существует еще один геофизический метод — электроразведка, разработанный в 1923 г. французом К. Шлюмберже. Идея метода в том, что горные породы обладают различными диэлектрическими свойствами: нефть - диэлектрик, а отложения с железными минералами - проводники. Создавая искусственное электрическое поле, геофизики зондируют недра, изучают сопротивление горных пород.

Но геологические и геофизические методы поиска не всегда дают ответ на вопрос - есть в недрах залежь нефти или газа. Поэтому при поисковых работах рекомендуется комплексировать геолого-геофизические методы с геохимическими и гидрогеологическими. Газовая съемка впервые предложена В.А. Соколовым в 1930. Вокруг любой залежи образуется ореол рассеяния за счет фильтрации и диффузии газов по порам и трещинам пород. Достигая поверхности Земли, углеводородные газы образуют в верхних слоях микроконцентрацни. Отбирая пробы горных пород и грунтовых вод с глубин 2-3 до 20-50 м с помощью чувствительного газоанализатора определяют содержание газов в пробах. Чувствительность этих приборов очень высокая -они могут установить присутствие одного объема углеводородных газов в нескольких миллионах объемов воздуха. Над нефтяными и газовыми залежами обычно образуются газовые аномалии, которые являются прямым поисковым признаком. Но аномалия может смещаться от источника вверх, или может быть непромышленной залежью.

Люминесцентно-битуминологическая съемка исследует ореол рассеяния битумов. Над залежами нефти и газа содержание битумов в породе повышается, отбирают пробы и изучают их в ультрафиолетовом свете.

Радиоактивная съемка основана на перераспределении радиоактивных элементов (в первую очередь урана) над нефтегазовыми залежами. В пределах проекции контура залежи на дневную поверхность обнаруживается зона пониженной радиоактивности. Эти изменения регистрируются приборами.

Гидрохимическим методом изучают химический состав подземных вод и содержание в них растворенных газов. По мере приближения к залежи концентрация этих компонентов в водах возрастает, что служит признаком скопления УВ.

В акваториях и на шельфе широко применяются геофизические методы: сейсмические исследования методом отраженных волн (MOB), глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ) в комплексе с методом преломленных волн (МПВ), гравиметрия, магнитометрия, геотермические исследования.

Последние годы ознаменовались началом практических работ по построению моделей месторождений. Таких моделей создано пока немного, но работы по компьютеризации при изучении нефтегазоносности проводятся интенсивно. Обобщение накопленного опыта по методам поисков нефтегазоносных структур отражается в документе "Регламент по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей нефтяных и нефтегазовых месторождений", введенном в действие 10.03.2000 г.

Модель практически рассматривается как обширная сводка данных по геолого-геофизической изученности месторождения с целью прогнозирования нефтегазовых работ.

В геологических целях широко используется космическая техника. Возникла космическая геология, изучающая геологическое строение Земли - Аэрогеология.

Космическая геология располагает многими методами. Это - визуальное наблюдение, фото - телевизионная, спектрометрическая, радарная, инфракрасная и другие виды съемки, а также магнитные, радиационные, рентгеновские и другие исследования.

Благодаря космометодам получено много результатов по уточнению строения и формирования тектонических структур, проанализировано строение труднодоступных регионов, выявлены геологические особенности многих территорий.

Космическая геология выявляет структуры, благоприятные для накопления нефти и газа (в частности, зоны разломов) и других полезных ископаемых.