Способ обнаружения залежей высоковязких нефтей и природных битумов

(51) Е 21 49/00 (2009.01) 21 49/08 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат при использовании предлагаемого способа заключается в повышении точности и достоверности результатов по прогнозу. Предлагаемый способ обнаружения залежей высоковязких нефтей и природных битумов заключается в том, что проводят геологогеофизические исследования изучаемого бассейна,выявляют структурные поднятия -купола на нем,после чего проводят крупномасштабные геологические съемки куполов, с помощью которых выявляют наличие грабенов, разделяющих купол на приподнятые и опущенные крылья, и тектонических нарушений в куполах. Затем определяют возраст геологических отложений, обнажающихся на дневной поверхности, на приподнятых и опущенных крыльях,примыкающих к грабенам и тектоническим нарушениям, а также проводят анализ на наличие углеводородов в этих отложениях. При этом возраст отложений,соответствующий среднегорскому или нижнемеловому и наличие углеводородов в этих отложениях указывают на наличие под этими отложениями нефтебитуминозных пород и залежей высоковязкой нефти под ними. Бурение поисковых скважин проводят именно на вышеуказанных куполах.(72) Надиров Надир Каримович Надиров Ариф Бариевич Солодова Елена Владимировна Трохименко Михаил Саввич(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-Инженерный Центр Нефть Национальной Инженерной Академии Республики Казахстан(56) Надиров Н.К., Тургымбекова Определение залежей нефтей и природных битумов методом термокаротажа. Научно-технологическое развитие нефтегазового комплекса. Доклады третьих международных научных Надировских чтений. Алматы, 2005, с. 74-81(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ(57) Изобретение относится к нефтяной геологии и может использоваться для поиска залежей высоковязких нефтей и природных битумов в бортах крупных акваторий, в том числе и в условиях волновой ситуации. 23533 Изобретение относится к нефтяной геологии и может быть использовано для поиска залежей углеводородов в бортах крупных акваторий, в том числе в условиях сложной волновой структуры. К таким акваториям относится практически вся территория Прикаспийской впадины (500 тыс.км 2). Высоковязкие нефти и природные битумы являются ценным комплексным химическим,энергетическим и дорожностроительным сырьем. Из природных получают строительные и дорожные битумы, легкую синтетическую нефть, компоненты моторных топлив, нефтяной кокс и т.д. Они используются как антикоррозионные покрытия и как тепло- и гидроизоляторы в промышленности. Высоковязкие нефти и природные битумы могут являться источником для получения серы, никеля,кобальта, урана, вольфрама. Запасов высоковязких нефтей и природных битумов на порядок больше, чем обычных, в классическом понимании,нефтей. Однако эффективные способы выявления их залеганий не разработаны. Поисковые работы на наличие углеводородов начинают с геолого-геофизических исследований. Целью таких исследований является подготовка выявленных структур для глубокого бурения. Последующими результатами каротажа в глубоких скважинах решается вопрос о нефтенасыщенности изучаемой площади. Известные способы геолого-геофизических исследований в пределах Северного борта Прикаспийской впадины из-за сложной волновой картины не позволяют получить необходимый фонд качественных структур для проведения глубокого бурения. Не все, даже тщательно подготовленные структуры оказываются заполненными промышленными скоплениями углеводородов. Имели место и отрицательные результаты на площади вышеуказанного региона. Известен способ оценки нефтеперспективности локальных структур, основанный на зависимости между крутизной крыльев структур и наличием или отсутствием в них углеводородов (Геология нефти и газа, 3, 1975, с. 73-76). В соответствии с данным способом показатель крутизны крыльев структуры К вычисляют как отношение высоты поднятия (в метрах) к длине его полуоси (в километрах),определяют Ккр (критическое) и по значениям Ккр делают вывод о наличии в ловушке скопления углеводородов. Недостатком этого способа является то, что применяемая при этом сейсмическая разведка дает надежные результаты только для условий неглубокого залегания структур. Известен способ обнаружения нефтегазоконденсатных залежей в подсолевых отложениях, включающий проведение геологогеофизических исследований,определение мощности подсолевых ангидритов в направлении их широтного простирания, выявление структурных поднятий, определение для каждого из них толщины подсолевых ангидритов за контуром продуктивности и в пределах контура 2 продуктивности. Затем определяют отношение толщины подсолевых ангидритов, определенных за контуром продуктивности, к толщине подсолевых ангидритов в пределах контура продуктивности. При двух- и более кратном отношении вышеуказанных толщин осуществляют бурение поисковых скважин. (Патент 11754, кл. 01 9/00. Бюлл. 7.15.07.2002). Недостатком известного способа является то, что он не позволяет обнаруживать залежи битума и высоковязких нефтей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является термокаротажный способ обнаружения залежей природных битумов и высоковязких нефтей.(Надиров Н.К., Тургымбекова Определение залежей тяжелых нефтей и природных битумов методом термокаротажа. Научно-технологическое развитие нефтегазового комплекса. Доклады третьих международных научных Надировских чтений. Алматы-Шымкент, 2005,с. 74-81). Тяжелые нефти и природные битумы имеют теплопроводность от 0,3 до 1,0 Вт/мК, породы вмещающего их осадочного комплекса имеют теплопроводность от 1,2 до 2,5 Вт/мК. Термокаротаж проводят после проведения геологогеофизических исследований и выявления структурных поднятий с помощью терморезисторного датчика на кабеле, спускаемом в скважину, и моста сопротивления типа Р-333. Сопротивление терморезистора линейно зависит от температуры. Строят график зависимости сопротивления терморезистора от температуры и по нему - рабочую таблицу для перевода показателей электрического сопротивления в температурные показатели. Данные термометрии позволяют выявить границы интервалов битумонасыщенности в разрезе скважин. Однако указанный способ сложен в исполнении и неточен, т.к. после бурения скважины термокаротаж проводят, как правило, не сразу. Время выстойки скважин составляет от нескольких часов до нескольких суток, что ведет к неизбежному сглаживанию геотермического градиента в них и,соответственно, к потере точной информации. Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности и достоверности результатов по прогнозированию. Техническим результатом является повышение точности и достоверности результатов прогнозирования при выявлении месторождений Мортук(100), Тюккараган(100), Капа(100) и Донгелексор(100), а также удешевление и упрощение способа прогнозирования. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом обнаружения залежей высоковязких нефтей и природных битумов,включающим проведение геолого-геофизических исследований изучаемого бассейна, выявление структурных поднятий на нем и последующее бурение поисковых скважин, отличительной особенностью которого является то, что после выявления структурных поднятий куполов на них 23533 проводят крупномасштабные геологические съемки,с помощью которых выявляют наличие грабенов,разделяющих купол на приподнятые и опущенные крылья, а также тектонических нарушений в куполах, затем определяют возраст геологических отложений, обнажающихся на дневной поверхности,на приподнятых и опущенных крыльях,примыкающих к грабенам и тектоническим нарушениям, а также проводят анализ на наличие углеводородов на этих отложениях, при этом среднегорские или нижнемеловые отложения с признаками углеводородов в них указывают на наличие под ними нефтебитуминозных отложений и залежей высоковязких нефтей, либо, при отсутствии бронирующих нефтебитуминозных отложений,указывают на наличие в зоне гипергенеза и индогипергенеза залежей тяжелой окисленной нефти. Многочисленные исследования показали, что различные нарушения глубокого залегания прямо или опосредованно предопределили процессы битумогенеза. Длительное активное проявление разломных нарушений глубокого залегания в верхней части осадочного чехла солянокупольных бассейнов является геологическим природным механизмом, который обуславливает создание потенциальных путей миграции углеводородов из подсолевых в надсолевые отложения, формирование ловушек - резервуаров в надсолевых отложениях,стимулирование образования нефтяных месторождений, последующее расформирование созданных ранее ловушек и деградацию нормальных нефтей до стадии высоковязких нефтей и природных битумов. Поисковые бурения в таких зонах результативно. Предлагаемый способ основан на использовании нового критерия оценки продуктивности выявленных структурных поднятий, а именно, на взаимосвязи наличия грабенов, разделяющих купол на приподнятые и опущенные крылья, а также тектонических нарушений в куполах, среднегорский и нижнемеловой возраст отложений на крыльях с признаками углеводородов на них с продуктивностью выявленного структурного поднятия. Предложенный способ реализуют следующим образом. Пример. Были проведены геолого-геофизические исследования восточной части Прикаспийской впадины. В результате этих исследований выявлены структурные поднятия на территориях Донгелексор, Копа, Алтайское, Алашаказган,Акшоки Вост., Акшоки Зап., Бектабан, Жаманагаш, Мортук, Акжар, Итасай, Карасай, Карахобдинск,Узынколь и др. На некоторых из этих куполов затем провели крупномасштабные геологические съемки(125000). С помощью этих съемок выявлено наличие грабенов и тектонических нарушений на отдельных куполах (Акшоки Вост., Акшоки Зап.,Мортук, Акжар, Карасай). Наличие грабенов и тектонических нарушений в куполах свидетельствует о ранее произошедшей широкой вертикальной миграции большого количества нефти из подсолевых в надсолевые отложения. В процессе вертикальной миграции нефть попадала в зоны гипергенеза и индогипергенеза, где находилась продолжительное время,под воздействием разрушительных экзогенных факторов притерпела сильную метаморфизацию,биодеградацию и превратилась в тяжелую вязкую окисленную нефть плотностью 910-990 кг/м 3,практически лишенную газовой составляющей. При этом залежи нефти имеют большие размеры локального типа и располагаются на сводах приподнятых крыльев у грабенов и тектонических нарушений. Далее на куполе Мортук определяли возраст геологических отложений на крыльях,примыкающих к грабенам и тектоническим нарушениям. Использовали метод, основанный на данных о содержании радиоактивных элементов и продуктов их распада в геологических отложениях. Было установлено, что возраст исследованных отложений на крыльях соответствует среднегорскому и нижнемеловому. Затем проводят анализ вышеуказанных отложений на содержание в них углеводородов. Определение углеводородов основано на окислении углерода органическими соединениями до СО 2 и водорода до Н 2 О и измерении количества конечных продуктов. Анализ показал наличие углеводородов в исследуемых отложениях. После получения вышеуказанных доказательных данных о наличии залежей высоковязких нефтей и природных битумов в куполе Мортука было проведено поисковое бурение, которое оказалось результативным. Предложенный способ позволил обнаружить залежи высоковязких нефтей и природных битумов в Мортуке, Кенкисаке, Копе, Иманкаре и др. и оценить их продуктивность. Ниже приведена таблица, характеризующая промышленные запасы обнаруженных по предполагаемому способу залежей высоковязких нефтей и природных битумов. Таблица Наименование площади Акшоки Вост. Акшоки Зап. Мортук Акжар Карасай Характеристики месторождений Казахстана Мощность пласта, м Содержание природных битумов,6,7-9,5 1-20 6,2 0,8-22 19,7 3-20 10-12 7,2 1,3-39,4 1,4-28,2 23533 Предложенный способ может быть использован не только на территориях соляных отложений, но и на территории бассейнов, не содержащих соляных пластов. Применение предлагаемого способа повышает точность и достоверность результатов по прогнозированию,повышает экономическую эффективность геолого-поисковых работ за счет использования нового критерия оценки продуктивности выявленных структурных поднятий. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ обнаружения залежей высоковязких нефтей и природных битумов, включающий проведение геолого-геофизических исследований изучаемого бассейна, выявление структурных поднятий на нем и последующее бурение поисковых скважин, отличающийся тем, что после выявления структурных поднятий-куполов, на них проводят крупномасштабные геологические съемки, с помощью которых выявляют наличие грабенов,разделяющих купол на приподнятые и опущенные крылья, и тектонических нарушений в куполах,затем определяют возраст геологических отложений, обнажающихся на дневной поверхности,на приподнятых и опущенных крыльях,примыкающих к грабенам и тектоническим нарушениям, а также проводят анализ на наличие углеводородов на этих отложениях, а бурение поисковых скважин проводят в местах, где возраст геологических отложений соответствует среднегорскому или нижнемеловому периоду и при наличии углеводородов в этих отложениях.