Спосіб визначення місць закладення свердловин при пошуках вуглеводнів

1. Спосіб визначення місць закладення свердловин при пошуках вуглеводнів, який характеризується тим, що свердловини розташовують у зонах, які визначені з урахуванням тектоніки, мають високу перспективність на природний газ, мають умови для його достатньої циркуляції в зонах розущільнення порід, причому поряд з падінням, простяганням і розміром тектонічних порушень використовують викликані тектонічною енергією розпушення, зминання й ущільнення, а також тек U 2 (19) 1 3 16391 4 льнення порід, але не характеризує тип їх флюївстановлюють їх відносний вік і як першочергову донасиченості (газ або вода). для закладення свердловин визначають зону роВідомий спосіб визначення місць закладення зущільнення порід, яка знаходиться в висячому бурових свердловин (прототип), який полягає в крилі більш древнішого насуву нижче за падінням визначенні місць закладення свердловин при повід точки його пересічення з більш молодшим нашуках вуглеводнів в тектонічно напружених і гірнисувом. чо не розвіданих відкладеннях вугленосної форТеоретичною основою способу є наступне. мації, який характеризується тим, що свердловини Згідно до генетичної класифікації більшість розташовують у певних зонах, які визначені з урафахівців поділяє природні газоконденсатні систехуванням тектоніки, мають високу перспективність ми (ГКС) на дві групи: первинні - вихідні і вторинні на природний газ, мають умови для його достатновоутворені [Чахмахчѐв В.А. Геохимия процесса ньої циркуляції (в зонах розущільнення порід), миграции углеводородных систем. М., 1983с. 182причому поряд з падінням, простяганням і розмі192]. Виділення цих двох груп обумовлене не тільром тектонічних порушень використовують виклики різним складом вуглеводнів, а і принципово кані тектонічною енергією розпушення, зминання й різними умовами формування та розміщення покущільнення, а також тектонічні переноси уламколадів вуглеводнів промислового значення в їх мевого матеріалу як основу планування [див. патент жах. Росії №2143555, 6 МПК 6 Е21В43/30, Формування первинних ГКС відбувається безпубл.27.12.1999р., Бюл.№36]. посередньо в матриці розсіяної органічної маси і Недоліком способу за прототипом є те, що він теригенних та карбонатних різновидів порід, що її не визначає ізольованості виявлених за його довміщує. При зануренні осадової товщі вона зберіпомогою проникливих тектонічних зон від поверхні гається і в жорстких умовах катагенезу МК4 та виі, відповідно, не характеризує газо- або водонасище. На цьому етапі розвитку вони можуть займати ченість вугленосної товщі. Це значно знижує ефемайже весь поровий простір порід. Пластові води ктивність робіт по пошуку вуглеводнів, веде до в більшості випадків відсутні і, відповідно, відсутневиправданих витрат, пов'язаних з бурінням "пуснім є водяний контур навколо покладів вуглеводтих" свердловин, які розкривають не газо-, а водонів, які сформувалися в межах цієї ГКС. Вугленоснасичені проникливі зони. Заявлена авторами нана формація за рахунок високого вмісту органічної дійність у виборі місць закладення свердловин не речовини, яка генерує великий обсяг вуглеводнів, забезпечується через те, що способом не врахомає високий потенціал для утворення первинних вується можливий зв'язок цих проникливих зон з ГКС. Характерна для цієї формації велика кількість поверхнею і, відповідно, їх водо-, а не газонасичеу розрізі піщаних пластів-колекторів та зон розущіність. льнення різного походження, створює надзвичайЗадачею корисної моделі є підвищення ефекно сприятливі умови для подальшого зберігання тивності пошукових робіт і надійності вибору місць первинних ГКС. Саме на пошук покладів вуглевозакладення свердловин за рахунок чіткого визнаднів в зонах розущільнення природного походженчення у розрізі вугленосної формації положення ня в межах поширення цього типу ГКС і направлегазоопірної товщі, виділення границь між газо- і ний запропонований спосіб. водонасиченими відкладами в межах вугленосної Відомі праці "Перспективність ДДЗ на нетраформації і тестового підтвердження того факту, диційний газ центрально-басейнового типу" [Кащо флюїдом, який насичує обраний для подальбишев Б.П., Євдощук M.I. та ін. Збірник наукових ших пошукових робіт блок, є вуглеводні. праць, матеріали 5-ої Міжнародної конференції Пропонується спосіб визначення місць закла"Нафта - Газ України-98", Полтава, 15-17 вересня] дення свердловин при пошуках вуглеводнів, який та "Безводність розтину як критерій оцінки перспехарактеризується тим, що свердловини розташоктивності ДДЗ на нетрадиційний газ центральновують у зонах, які визначені з урахуванням тектобасейнового типу" [Кабишев Ю.Б. Збірник науконіки, мають високу перспективність на природний вих праць, матеріали 5-ої Міжнародної газ, мають умови для його достатньої циркуляції в конференції "Нафта - Газ України-98", Полтава, зонах розущільнення порід, причому поряд з па15-17 вересня], в яких зони розущільнення з продінням, простяганням і розміром тектонічних поникливістю, достатньою для промислового видорушень використовують викликані тектонічною бутку вуглеводнів, характеризуються як "поклади енергією розпушення, зминання й ущільнення, а газу центральнобасейнового типу". Даний термін також тектонічні переноси уламкового матеріалу запозичений з американської науково-технічної як основу планування, згідно корисної моделі політератури. В інших термінологіях вони ж мають передньо у ході буріння або по даним раніше проназву "газонасичені тріщинуваті зони". Одним з їх бурених свердловин визначають верхню границю різновидів є "поклади газу в зонах ділатансії". За викидонебезпечності вугільних шарів і верхню грасвоєю фізичною сутністю все це обсяги порід, які ницю викидонебезпечності порід, нижче цих граза рахунок впливу накладених тектонічних процениць виявляють зони розущільнення порід і ввасів на даний час мають підвищені (у порівнянні з жають їх перспективними на поклади вуглеводнів оточуючим гірничим масивом) фільтраційні і, можпри наявності газоопірної товщі, що залягає не ливо, ємнісні можливості. Це визначає їх практичнижче верхньої границі викидонебезпечності вугіну цінність: здатність віддавати вуглеводні у сверльних шарів, свердловину закладають таким чидловину, що їх розкрила, у більшому обсязі за той ном, щоб розкрити зону розущільнення в найбільже час у порівнянні з іншими зонами нерозущільшому обсязі, а при наявності насувів виділяють нених порід. насуви з зустрічним падінням площин змісників, 5 16391 6 Вторинні ГКС формуються за рахунок латеравідомих способів [наприклад, шляхом розрахунку льної та вертикальної міграції вуглеводнів в поропоказників згідно до "Инструкции по безопасному ди з більшими ємкісними характеристиками в зоні ведению горных работ при разработке пластов, катагенезу МК1 – МК3. Тут вони накопичуються в склонных к внезапным выбросам угля, породы и пастках різного походження і оточені пластовими газа". - М.: Недра, 1977.-159с. чи "Временного руводами, які по обсягу на багато порядків перевиководства по применению метода регионального щують обсяги газу, які вміщуються в межах будьпрогноза выбросе-опасности пород Донбасса по якого продуктивного горизонту. Зони розущільнегеологоразведочным данным". Мингео СССР, АН ня, пов'язані з тектонічними порушеннями, тут не УССР, ИГТМ ан УССР,- Днепропетровск, 1973. формують покладів вуглеводнів, бо навіть якщо 51с.]. Так, для теригенних порід по відібраних зразона порушення є газонасиченою, то при її розкзках керну визначається комплексний показник, ритті свердловиною і створенні найменшої депреякий враховує такі параметри, як: сії відбувається прорив вод по проникливій зоні і - тимчасовий супротив розтяганню; заводнення привибійного простору з витісненням - відкрита пористість; газового скупчення або навіть його розформуван- вміст уламкового і регенераційного кварцу; ням. - слюдисто-глинистих мінералів; Зважаючи на різні умови формування і збере- середньозважений розмір породоутворююження покладів вуглеводнів в межах первинних і чих мінералів; вторинних ГКС, принципово різною повинна бути і - протяжність контактів зерен. оптимальна технологія вибору місць закладення Верхня границя регіональне газонасичених вісвердловин при пошуках покладів вуглеводнів в їх дкладів проводиться на глибині виявлення ознак межах. Спосіб, що заявляється, дозволяє встановикидонебезпечності вугільних шарів. Автори ввавлювати сучасні границі між первинними і вторинжають, що сам вугільний шар, або вугільний шар і ними ГКС у просторі, виявляти газонасичені зони глинисті різновиди порід, що його безпосередньо розущільнення порід, які в межах первинних ГКС є вміщують, створюють у розрізі специфічний екран, перспективними для промислового видобутку вугякий розділяє регіональне водонасичену товщу, леводнів, та розташовувати в них свердловини в яка знаходиться в межах гідродинамічної системи найбільш оптимальних умовах для вирішення заінфільтраційного типу, від регіональне газонасидач пошуку, розвідки і експлуатації. Це має значчених порід, які знаходяться в межах гідродинаміний практичний інтерес, бо найбільші поклади вугчної системи елізійного типу. леводнів у вторинних ГКС на даний час вже Наступним показником, що підтверджує регіовиявлені. Можлива їх кількість дуже обмежена, нальну газоносність теригенних різновидів порід тому поклади вуглеводнів у первинних ГКС є осмалорухомим вуглеводневим газом, є наявність у новним перспективним джерелом енергетичної розрізі ознак викидонебезпечності теригенних різсировини у всіх регіонах світу. новидів порід. Саме в межах регіональнo насичеДля вирішення задачі виділення у обсязі порід ної малорухомим газом товщі порід необхідно і розмежування первинних та вторинних ГКС, тобпроводити вибір місця закладення пошукових, рото перспективних і безперспективних на пошуки звідувальних та експлуатаційних свердловин на покладів вуглеводнів у зонах розущільнення, аввуглеводневу сировину. тори найбільш ефективним вважають використанДля вирішення питання про вибір місць закланя показників, що характеризують викидонебезпедення свердловин згідно запропонованого способу чність теригенних різновидів порід (далі необхідно виділити зони розущільнення, з яких є викидонебезпечність порід) і викидонебезпечність можливий промисловий видобуток вуглеводнів. вугільних шарів. Фізична сутність полягає в тому, Для цього вивчають геологічні, сейсмічні дані та що: іншу наявну інформацію з метою виявлення зон, - наявність ознак викидонебезпечності вугільякі визначені з урахуванням тектоніки, мають виних шарів вказує на пере-насиченність перового і соку перспективність на природний газ, мають сорбційного простору останніх вуглеводневим гаумови для його достатньої циркуляції в зонах розом і набуття вугільними шарами властивостей зущільнення порід, причому поряд з падінням, подібних до солі, тобто формування газоопірної простяганням і розміром тектонічних порушень товщи; використовують викликані тектонічною енергією - наявність ознак викидонебезпечності порід розпушення, зминання й ущільнення, а також теквказує на суцільну насиченість порід вуглеводнятонічні переноси уламкового матеріалу як основу ми і відсутність рухомих пластових вод у розрізі. планування. При цьому значну увагу приділяють Таким чином автори вважають, що два вище ознакам, які вказують на напрямок дії сил, які принаведені показники можуть бути використані в позвели до формування тектонічних порушень. шукових цілях для з'ясування положення у розрізі Найбільш цінними з них є: регіональної газоопірної товщі (показник викидо- орієнтація окремих площин тектонічних сконебезпечності вугільних пластів) та контроля за лів, борозен сковзання; суцільною насиченістю газом у малорухомому - перенос уламкового матеріалу на їх поверхстані теригенних різновидів порід (показник викинях; донебезпечності порід). Для цього при бурінні све- ознаки циркуляції вуглеводнів. рдловин або переінтерпретації даних, одержаних Ця інформація використовується для з'ясупри попередніх бурових роботах, проводиться ровання напрямку дії основних тектонічних сил в зрахунок показників викидонебезпечності вугільгірничому масиві і визначення їх відносного віку, них шарів та теригенних порід розтину одним із 7 16391 8 встановлення прямих ознак наявності вільної цирвугільних шарів та теригенних порід розтину. Було куляції вуглеводнів. встановлено, що верхня границя викидонебезпечЩільність (наприклад на погонний метр керну ності вугільних шарів залягає на глибинах від 400 або ствола свердловини за даними акустичного до 800м і стратиграфічне тяжіє до відкладів свити каротажу, фотокаротажу) зон розпушення, змиC27, точніше її верхньої частини. Верхня границя нання і ущільнення та їх орієнтація відносно сторін викидонебезпечності порід має більш звивисті світу та площин насувів. Ці дані дозволяють праконтури і розташована на 50-150м нижче. вильно оцінити розміри зон розущільнення і їх пеПорівняння цих даних з результатами геофірспективність на пошуки вуглеводнів, встановити зичних досліджень, що характеризують газоводоорієнтацію порушень, які є непроникливими. насиченість розтину, дозволило співставити зміни Базуючись на цих даних свердловини розміцих показників з глибиною. Виявилося, що на тих щують таким чином, щоб зони розущільнення поглибинах, де вугільні шари та породи мають ознарід розкрити в максимальному обсязі, тобто при їх ки викидонебезпечності, водоносні горизонти (по максимальній товщині, найбільшій щільності та даних геофізичних досліджень) відсутні. Регіовідкритості тріщин. нальнo поровий простір порід насичений малоруВ зонах розвитку насувів, які у вугленосних віхомим вуглеводневим газом. Частково викидонедкладах всіх частин світу мають значне поширенбезпечна зона розкрита гірничими виробками ня, додатково виділяють за наявними геологічнишахт. Спостереження в останніх підтверджують ми, геофізичними даними насуви з зустрічним зроблені по даним вивчення керну і каротажу випадінням площин змісників, встановлюють їх відсновки. Дійсно, в зонах, де виникають викиди порід носний вік (який виник раніше - древніший, а який та вугілля, припливи пластових вод у гірські виропізніше -молодший) і як найбільш перспективну бки різко зменшилися, а усі розкриті теригенні подля пошуків, розвідки, або видобутку вуглеводнів роди насичені тільки газом. Після вивчення наяввизначають зону, яка знаходиться в висячому криних геологічних, сейсмічних, гірничих даних та лі більш древнішого насуву, будують за загально іншої інформацію виявлено зони, які мають високу відомими методиками поперечний до площин паперспективність на природний газ, мають умови діння змісників зустрічних насувів геологічний або для його достатньої циркуляції в зонах розущільсейсмічний профіль і першу свердловину задають нення порід, причому поряд з падінням, простяз таким розрахунком, щоб вона розкрила породи ганням і розміром тектонічних порушень викориснижче їх верхньої границі викидонебезпечності і товувались заміри викликаних тектонічною які знаходяться в висячому крилі більш древнішого енергією розпушень (розущільнення), зминань й насуву нижче точки його пересічення молодшим ущільнень. В гірничих виробках шахт зроблено насувом. Згідно до спостережень авторів, це є заміри тектонічного переносу уламкового матеріанайбільш розущільнена зона з максимальним стулу (протяжність, напрямок і частота борозен сковпенем розпушення (розущільнення), зминання і зання). За цим комплексом даних визначено напереносу уламкового матеріалу. прямки дії сил і їх відносний вік. Було встановлено, Практичною основою способу є закономірносщо більш древнішою є зона розущільнення порід, ті, виявлені і добре вивчені на вугільних шахтах, яка контролюється Безіменним насувом. Останній що працюють на значних глибинах. Крім того, при скоріш за все має герцинський вік. Зона дрібних розробці способу що заявляється, використано порушень, що його супроводжує, має відкритість закономірності виявлені авторами. Так, у Донецьщілин до 0,2мм, має прямі ознаки циркуляції по ній кому басейні ознаки викидонебезпечності вугленовуглеводнів (на стінках присутні сліди парафіниссних шарів на деяких шахтах проявляються вже з тої нафти). Щільність цих тріщин суттєво змінюглибин 400-600м (Донецько-Макіївський район). В ється в межах ділянки і в залежності від складу інших частинах басейну викидонебезпечні вугільні порід. Для пісковиків вона складає в середньому шари залягають на глибинах 700-800м (централь2-3 субвертикальні тріщини на погонний метр керна частина Красно-армійського району), а в деяких ну. В обсязі щілини утворюють нахилені під кутом районах ознаки викидонебезпечності вугільних 20-30° відносно вертикалі протяжні лінзовидні зошарів не встановлені навіть на глибинах більше ни, які кулісоподібно примикають до основного 1600м. контролюючого порушення. Вертикальна протяжРазом з тим на території Донецьконість цих зон розущільнення, розкрита однією розмакіївського геолого-промислового району, де ровідувальною свердловиною, може досягати 30зробляються викидонебезпечні вугільні пласти, 40м. Деякі свердловини зустріли 2-3 зони розущішахти "сухі", тобто припливи води до них дуже льнення. Як за даними пластовипробувань і геофінизькі вже з глибини 400-600м. зичних досліджень у свердловинах, так і даних Тут, при перетинанні гірськими виробками навиробок, які розкрили ці зони розущільнення порід віть потужних піщаних горизонтів, спостерігаються нижче верхньої границі викидонебезпечності вугітільки припливи газу, а інколи навіть рідких вуглельних пластів, всі вони насичені вуглеводневим воднів. При цьому припливи напірних вод практичгазом і не вміщують пластових вод, незважаючи но відсутні, а регіональне водоносні теригенні гона малі глибини від поверхні. ризонти не виявлені. Для вибору оптимального місця закладення Конкретний приклад реалізації способу. пошукової на вуглеводні свердловини були проПід час проведення розвідувальних робіт на аналізовані додаткові дані про наявність насувів з вугілля на території ділянки Чайкинська Глибока зустрічним падінням площин. В межах ділянки та№2 згідно до діючих інструкцій в обов'язковому ким є Ново-Чайкинський насув. Судячи зі структупорядку проводилася оцінка викидонебезпечності рних побудов він є молодшим, не супроводжується 9 16391 10 потужними зонами розущільнення порід. В той же Технічний результат використання запропоночас за вуглерозвідувальними даними вздовж лінії ваного способу визначення місць закладення свепересічення більш древнішого (Безіменного насурдловин при пошуках вуглеводнів полягає у настуву) більш молодшим (Ново-Чайкинським) насувом пному: даний спосіб пропонує відкривати нові спостерігалася максимальна кількість газопроявів і нафтогазові провінції, де поклади вуглеводнів попоглинань бурового розчину в свердловинах. Осов'язані з зонами розущільнення порід вугленосної бливо потужними вони були в висячому крилі Безформації, а також виявляти нові глибоко залягаюіменного насуву нижче лінії його перетинання Ночи поклади вуглеводнів у вже відомих нафтогазово-Чайкинським насувом. Базуючись на цих даних, вих провінціях. При цьому закономірності, які вибуло побудовано геологічний профіль в хрест навчені при проведенні розвідувальних робіт на сувів. Місце буріння першої пошукової свердловивугілля, де на невеликих глибинах велося колонни на ньому вибрано було таким чином, що вона кове буріння (з відбором керну) по щільній сітці і розкрила породи нижче їх верхньої границі викивикладені у представленому до патентування сподонебезпечності в висячому крилі більш древнішособі, будуть використані. го насуву, нижче точки його пересічення молодВикористання встановлених закономірностей шим насувом. розміщення зон розущільнення порід і покладів Отримані результати підтвердили виконані ровуглеводнів в них, забезпечить отримання більш зрахунки. Свердловиною в висячому крилі Безіповної і достовірної інформації, дозволить зменменного насуву, нижче точки його пересічення шити матеріальні витрати і час на пошуки, розвідку Ново-Чайкинським насувом дійсно було розкрито і розробку родовищ нафти і газу, забезпечить підчотири зони розущільнення, насичені вуглеводневищення ефективності і надійності розміщення вим газом, тобто значно більше ніж іншими свердрозвідницьких і експлуатаційних свердловин на ловинами в межах ділянки. нафтогазоперспективних об'єктах що досліджуються. Комп’ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601