المؤسسة التعليمية للدولة في الميزانية الفيدرالية للتعليم المهني العالي

"الجامعة التكنولوجية لولاية كوبان"

كلية التربية بدوام كامل بمعهد النفط والغازوالطاقة.

قسم حقل النفط والغاز
ملاحظات المحاضرة
عن طريق الانضباط:

« جيولوجيا النفط والغاز»

للطلاب من جميع التخصصات التربوية:

130501 تصميم وإنشاء وتشغيل خطوط أنابيب النفط والغاز ومرافق تخزين النفط والغاز ؛

130503 التطوير والتشغيل

130504 حفر آبار النفط والغاز.

بكالوريوس في اتجاه 131000 "أعمال النفط والغاز"

بقلم: محاضر أول

شوستاك أ.

كراسنودار 2012

محاضرة 3- ميزات التراكم وتحويل المركبات العضوية أثناء التخلق ...........................………………….19
محاضرة 4 - التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية للنفط والغاز….2 5
محاضرة 5 - التغييرات في التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيت والغاز اعتمادًا على تأثير العوامل الطبيعية المختلفة .................................................................. 4 5
محاضرة 6 - مشاكل منشأ النفط والغاز ………………………….56
محاضرة 7 - هجرة الهيدروكربونات ………………………………………………………62
محاضرة 8 - تكوين الودائع ……………………………………………………………75
محاضرة 9 - تقسيم عمليات تكوين الزيت ..................81

المحاضرة رقم 10

المحاضرة 11 - حقول النفط والغاز وميزات تصنيفها الرئيسية …………………………………………………………………………………. 108

فهرس……………………………………………………………………….112

المحاضرة 1
المقدمة

من بين أهم أنواع المنتجات الصناعية ، يحتل النفط والغاز ومنتجات تصنيعها أحد الأماكن الرئيسية.

حتى بداية القرن الثامن عشر. تم استخراج النفط بشكل رئيسي من الحفارين ، التي كانت مزروعة بالحشائش. مع تراكم النفط ، تم تجريفه وتصديره إلى المستهلكين في حقائب جلدية.

تم تثبيت الآبار بإطار خشبي ، وكان القطر النهائي للبئر المغلف عادة من 0.6 إلى 0.9 متر مع بعض الزيادة إلى أسفل لتحسين تدفق النفط إلى البئر السفلي.

تم رفع النفط من البئر بمساعدة بوابة يدوية (لاحقًا محرك حصان) وحبل تم ربط جلد الخمر (دلو جلدي) به.

بحلول السبعينيات من القرن التاسع عشر. يتم استخراج الجزء الرئيسي من النفط في روسيا وفي العالم من آبار النفط. لذلك ، في عام 1878 كان هناك 301 منهم في باكو ، الخصم منها أكبر بعدة مرات من الخصم من الآبار. يُستخرج النفط من الآبار برافعة - وعاء معدني (أنبوب) يصل ارتفاعه إلى 6 أمتار ، وفي قاعه يتم تركيب صمام فحص ، يفتح عند غمر الناقض في السائل ويغلق عندما يتحرك لأعلى. تم رفع الرافعة (التكيس) يدويًا ، ثم جرها حصان (أوائل السبعينيات من القرن التاسع عشر) وباستخدام محرك بخاري (ثمانينيات القرن الماضي).

تم استخدام أول مضخات الآبار العميقة في باكو في عام 1876 ، وأول مضخة بئر عميق في غروزني في عام 1895. ومع ذلك ، ظلت طريقة الربط هي الطريقة الرئيسية لفترة طويلة. على سبيل المثال ، في عام 1913 في روسيا ، تم إنتاج 95٪ من الزيت بالجيل.

الغرض من دراسة تخصص "جيولوجيا النفط والغاز" هو إنشاء قاعدة من المفاهيم والتعاريف التي تشكل العلوم الأساسية - أسس المعرفة حول خصائص وتركيب الهيدروكربونات ، وتصنيفها ، وأصل الهيدروكربونات ، وعمليات تشكيل وأنماط مواقع حقول النفط والغاز.

جيولوجيا النفط والغاز- فرع الجيولوجيا الذي يدرس شروط تكوين ووضع وهجرة النفط والغاز في الغلاف الصخري. حدث تكوين جيولوجيا النفط والغاز كعلم في بداية القرن العشرين. مؤسسها هو جوبكين إيفان ميخائيلوفيتش.

1.1 تاريخ موجز لتطور إنتاج النفط والغاز
الطرق الحديثة في استخلاص الزيت سبقتها طرق بدائية:

• 
  تجميع النفط من سطح الخزانات ؛
• 
  معالجة الحجر الرملي أو الحجر الجيري المشبع بالزيت ؛
• 
  استخراج النفط من الحفر والآبار.

يبدو أن جمع النفط من سطح الخزانات المفتوحة هو أحد أقدم طرق استخراجه. تم استخدامه في Media ، Assyro-Babylonia و Syria قبل الميلاد ، في صقلية في القرن الأول الميلادي ، وما إلى ذلك. في روسيا ، تم استخراج النفط عن طريق جمعه من سطح نهر Ukhta في عام 1745 من تنظيم F.S. بريادونوف. في عام 1868 ، في خانات قوقند ، تم جمع النفط في خنادق لترتيب سد من الألواح الخشبية. عندما اكتشف الهنود الحمر النفط على سطح البحيرات والجداول ، وضعوا غطاءً على الماء لامتصاص الزيت ، ثم ضغطوه في وعاء.

معالجة الحجر الرملي أو الحجر الجيري المشرب بالزيتبهدف استخراجه ، تم وصفه لأول مرة من قبل العالم الإيطالي F. Ariosto في القرن الخامس عشر: بالقرب من مودينا في إيطاليا ، تم سحق التربة المحتوية على الزيت وتسخينها في الغلايات ؛ ثم تم وضعهم في أكياس وضغطوا بضغطة. في عام 1819 ، في فرنسا ، تم تطوير طبقات الحجر الجيري والحجر الرملي الحاملة للنفط بواسطة طريقة التعدين. تم وضع الصخور الملغومة في وعاء مملوء بالماء الساخن. مع التحريك ، يطفو الزيت على سطح الماء ، والذي تم تجميعه بواسطة مغرفة. في 1833-1845. تم استخراج الرمال المليئة بالنفط على شواطئ بحر آزوف. ثم تم وضعها في حفر ذات قاع مائل وسكب الماء. تم جمع الزيت المغسول من الرمل من سطح الماء بباقات من العشب.

استخراج النفط من الحفر والآبارمعروف أيضًا منذ العصور القديمة. في كيسيا - منطقة قديمة بين آشور وميديا ​​في القرن الخامس. قبل الميلاد. تم استخراج الزيت باستخدام دلاء جلدية من جلود النبيذ.

يعود أول ذكر لإنتاج النفط في أوكرانيا إلى بداية القرن الخامس عشر. للقيام بذلك ، حفروا حفرًا بعمق يتراوح بين 1.5 و 2 متر ، حيث تسرب الزيت مع الماء. ثم يُجمع الخليط في براميل ، ويغلق من القاع بسدادات. عندما يطفو الزيت الأخف ، تمت إزالة المقابس وتصريف المياه المستقرة. بحلول عام 1840 ، وصل عمق الحفر إلى 6 أمتار ، وبعد ذلك تم استخراج النفط من الآبار التي يبلغ عمقها حوالي 30 مترًا.

منذ العصور القديمة ، في شبه جزيرتي كيرتش وتامان ، يُستخرج الزيت باستخدام عمود يربط به شعر أو حزمة مصنوعة من شعر ذيل الحصان. تم إنزالهم في البئر ، ثم تم عصر الزيت في أطباق معدة.

في شبه جزيرة أبشيرون ، يُعرف استخراج النفط من الآبار منذ القرن الثالث عشر. ميلادي أثناء بنائهم ، تم حفر حفرة لأول مرة مثل مخروط مقلوب (مقلوب) لخزان النفط ذاته. ثم تم عمل الحواف على جانبي الحفرة: بمتوسط ​​عمق غمر مخروطي يبلغ 9.5 متر ، سبعة على الأقل. كان متوسط ​​كمية الأرض التي تم حفرها عند حفر مثل هذا البئر حوالي 3100 م 3 ، ثم تم تثبيت جدران الآبار من الأسفل إلى السطح بإطار خشبي أو ألواح. نفط. تم جمعها من الآبار بجلود النبيذ ، والتي تم رفعها بواسطة طوق يدوي أو بمساعدة حصان.

في تقريره عن رحلة إلى شبه جزيرة أبشيرون عام 1735 ، كتب الدكتور إ. ليرخ: "... في بالاخاني 52 بئراً نفطياً بعمق 20 قامة (1 فهم - 2.1 م) ، 500 باتمان من النفط ..." (1 باتمان 8.5 كجم). وفقًا للأكاديمي S.G. Amelina (1771) ، بلغ عمق آبار النفط في بالاخاني 40-50 م ، وكان قطر أو جانب مربع مقطع البئر 0.7-1 م.

في عام 1803 ، بنى التاجر باكو قاسمبيك بئري نفط في البحر على مسافة 18 و 30 مترًا من شاطئ بيبي هيبات. كانت الآبار محمية من الماء بواسطة صندوق من الألواح المتشابكة بإحكام. تم استخراج النفط منهم لسنوات عديدة. في عام 1825 ، أثناء عاصفة ، حُطمت الآبار وغمرت مياه بحر قزوين.

مع طريقة البئر ، لم تتغير تقنية استخراج الزيت على مر القرون. ولكن في عام 1835 ، استخدم مسؤول قسم التعدين ، فاليندورف في تامان ، لأول مرة مضخة لضخ النفط عبر أنبوب خشبي منخفض. يرتبط عدد من التحسينات الفنية باسم مهندس التعدين N.I. فوسكوبوينيكوف. لتقليل كمية الحفريات ، اقترح بناء آبار النفط على شكل رمح ، وفي 1836-1837. إعادة بناء نظام تخزين وتوزيع النفط بالكامل في باكو وبالاخاني. لكن أحد الأعمال الرئيسية في حياته كان حفر أول بئر نفط في العالم 1848.

لفترة طويلة ، تم التعامل مع إنتاج النفط من خلال التنقيب في بلدنا بتحيز. كان يعتقد أنه نظرًا لأن المقطع العرضي للبئر أصغر من المقطع العرضي لبئر النفط ، فإن تدفق النفط إلى الآبار يكون أقل بكثير. في الوقت نفسه ، لم يؤخذ في الاعتبار أن عمق الآبار أكبر بكثير ، وتعقيد بنائها أقل.

أثناء تشغيل الآبار ، سعى منتجو النفط لنقلها إلى وضع التدفق ، لأن. كانت أسهل طريقة للحصول عليه. ضرب أول تدفق زيت قوي في بالاخاني في عام 1873 في موقع خلفي. في عام 1887 ، تم إنتاج 42 ٪ من النفط في باكو بطريقة النافورة.

أدى الاستخراج القسري للنفط من الآبار إلى استنفاد سريع للطبقات الحاملة للنفط المجاورة لحفرة البئر ، وبقي الباقي (معظمه) في الأحشاء. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لعدم وجود عدد كافٍ من مرافق التخزين ، حدثت خسائر نفطية كبيرة بالفعل على سطح الأرض. لذلك ، في عام 1887 تم إلقاء 1088 ألف طن من النفط بواسطة النوافير ، وتم جمع 608 ألف طن فقط ، وتشكلت بحيرات نفطية واسعة في المناطق المحيطة بالنافورات ، حيث فقدت الأجزاء الأكثر قيمة نتيجة التبخر. أصبح الزيت المتجمد نفسه غير مناسب للمعالجة ، وتم حرقه. احترقت بحيرات النفط الراكدة لعدة أيام متتالية.

تم إنتاج النفط من الآبار ، حيث كان الضغط غير كافٍ للتدفق ، باستخدام دلاء أسطوانية يصل طولها إلى 6 أمتار. تم ترتيب صمام في قاعها ، والذي يفتح عندما يتحرك الدلو لأسفل ويغلق تحت وزن السائل المستخرج عندما يرتفع ضغط الجرافة. تم استدعاء طريقة استخراج النفط عن طريق الكفالة ترتان,فيفي عام 1913 ، تم إنتاج 95٪ من إجمالي النفط بمساعدتها.

ومع ذلك ، فإن الفكر الهندسي لم يقف مكتوف الأيدي. في السبعينيات من القرن التاسع عشر. في. اقترح شوخوف طريقة الضاغط لاستخراج الزيتعن طريق الحقن في البئر هواء مضغوط(الجسر الجوي). تم اختبار هذه التقنية في باكو فقط في عام 1897. واقترح M.M. طريقة أخرى لإنتاج النفط ، وهي رفع الغاز. Tikhvinsky في عام 1914

لقد استخدم الإنسان منافذ الغاز الطبيعي من المصادر الطبيعية منذ زمن سحيق. اكتشف فيما بعد استخدام الغاز الطبيعي الذي يتم الحصول عليه من الآبار والآبار. في عام 1902 ، تم حفر أول بئر في سوراخاني بالقرب من باكو ، والتي أنتجت الغاز الصناعي من عمق 207 م.

في تطوير صناعة النفطهناك خمس مراحل رئيسية:

المرحلة الأولى (حتى عام 1917) - فترة ما قبل الثورة ؛

المرحلة الثانية (من 1917 إلى 1941) الفترة التي سبقت الحرب الوطنية العظمى ؛

المرحلة الثالثة (من 1941 إلى 1945) - فترة الحرب الوطنية العظمى ؛

المرحلة الرابعة (من 1945 إلى 1991) - الفترة التي سبقت انهيار الاتحاد السوفياتي ؛

المرحلة الخامسة (منذ 1991) - العصر الحديث.

فترة ما قبل الثورة. النفط معروف في روسيا منذ فترة طويلة. مرة أخرى في القرن السادس عشر. كان التجار الروس يتاجرون في نفط باكو. تحت حكم بوريس غودونوف (القرن السادس عشر) ، تم تسليم أول زيت تم إنتاجه على نهر أوختا إلى موسكو. بما أن كلمة "زيت" لم تدخل اللغة الروسية إلا في نهاية القرن الثامن عشر ، فقد أطلق عليها حينئذ "الماء الكثيف الاحتراق".

في عام 1813 ، تم ضم خانات باكو وديربنت بأغنى مواردها النفطية إلى روسيا. كان لهذا الحدث تأثير كبير على تطوير صناعة النفط الروسية في الـ 150 عامًا القادمة.

آخر منطقة رئيسيةإنتاج النفط في روسيا ما قبل الثورةكانت تركمانستان. ثبت أن الذهب الأسود تم استخراجه في منطقة نبيت داج منذ حوالي 800 عام. في عام 1765 حوالي. تشلكن ، كان هناك 20 بئراً نفطياً بإجمالي إنتاج سنوي يبلغ حوالي 64 طناً في السنة. وفقًا للمستكشف الروسي لبحر قزوين ن. مورافيوف ، أرسل التركمان في عام 1821 حوالي 640 طنًا من النفط إلى بلاد فارس عن طريق القوارب. في عام 1835 ، تم أخذها من حوالي. يوجد تشيليكن أكثر من باكو ، على الرغم من أن شبه جزيرة أبشيرون كانت موضع اهتمام متزايد من قبل مالكي النفط.

بداية تطور صناعة النفط في روسيا عام 1848 ،

في عام 1957 ، استحوذ الاتحاد الروسي على أكثر من 70٪ من النفط المنتج ، واحتلت تتاريا الصدارة في البلاد من حيث إنتاج النفط.

كان الحدث الرئيسي في هذه الفترة هو اكتشاف وتطوير أغنى حقول النفط في غرب سيبيريا. مرة أخرى في عام 1932 ، الأكاديمي I.M. أعرب جوبكين عن فكرة الحاجة إلى بدء بحث منهجي عن النفط على المنحدر الشرقي لجبال الأورال. أولاً ، تم جمع المعلومات حول ملاحظات تسرب النفط الطبيعي (أنهار بولشوي يوغان ، بيلايا ، إلخ). في عام 1935 بدأت فرق التنقيب الجيولوجي العمل هنا ، مما أكد وجود نتوءات لمواد شبيهة بالنفط. ومع ذلك ، لم يكن هناك "نفط كبير". استمرت أعمال الاستكشاف حتى عام 1943 ، ثم استؤنفت في عام 1948. فقط في عام 1960 تم اكتشاف حقل نفط شايمسكوي ، تلاه ميجيونسكوي ، أوست-باليكسكوي ، سورجوتسكوي ، ساموتلورسكوي ، فاريجانسكوي ، ليانتورسكوي ، كوغولموجورسكي وغيرها. بداية إنتاج النفط الصناعي في غرب سيبيريا يعتبر عام 1965 ، عندما تم إنتاج حوالي مليون طن.في عام 1970 ، بلغ إنتاج النفط هنا 28 مليون طن ، وفي عام 1981 ، 329.2 مليون طن. أصبح غرب سيبيريا المنطقة الرئيسية المنتجة للنفط في البلاد ، وجاء الاتحاد السوفيتي على رأس العالم في إنتاج النفط.

في عام 1961 ، تم الحصول على أول نوافير النفط في حقلي أوزن وزيتباي في غرب كازاخستان (شبه جزيرة مانجيشلاك). بدأ التطور الصناعي في عام 1965. وبلغ احتياطي النفط القابل للاستخراج من هذين الحقلين وحدهما عدة مئات من الملايين من الأطنان. كانت المشكلة أن زيوت Mangyshlak كانت عالية البرافيني ولها نقطة صب +30 ... 33 درجة مئوية. ومع ذلك ، في عام 1970 ، زاد إنتاج النفط في شبه الجزيرة إلى عدة ملايين طن.

استمر النمو المنتظم لإنتاج النفط في البلاد حتى عام 1984. في 1984-1985. كان هناك انخفاض في إنتاج النفط. في 1986-1987. ارتفع مرة أخرى ، ووصل إلى الحد الأقصى. ومع ذلك ، بدءًا من عام 1989 ، بدأ إنتاج النفط في الانخفاض.

الفترة الحديثة. بعد انهيار الاتحاد السوفياتي ، استمر الانخفاض في إنتاج النفط في روسيا. في عام 1992 ، بلغت 399 مليون طن ، في عام 1993 354 مليون طن ، في عام 1994 317 مليون طن ، في عام 1995 307 مليون طن.

يعود الانخفاض المستمر في إنتاج النفط إلى حقيقة أن تأثير عدد من العوامل السلبية الموضوعية والذاتية لم يتم القضاء عليه.

أولاً ، تدهورت قاعدة المواد الخام للصناعة. إن درجة المشاركة في تطوير واستنفاد الودائع في المناطق عالية جدًا. في شمال القوقاز ، 91.0٪ من احتياطيات النفط المستكشفة تشارك في التطوير ، واستنزاف الحقول 81.5٪. في منطقة أورال فولغا ، تبلغ هذه الأرقام 88.0٪ و 69.1٪ على التوالي في جمهورية كومي 69.0٪ و 48.6٪ في غرب سيبيريا 76.8٪ و 33.6٪.

ثانياً ، انخفضت الزيادة في احتياطيات النفط بسبب الحقول المكتشفة حديثاً. بسبب الانخفاض الحاد في التمويل ، قللت منظمات الاستكشاف من نطاق الأعمال الجيوفيزيائية وحفر الاستكشاف. أدى ذلك إلى انخفاض عدد الرواسب المكتشفة حديثًا. لذلك ، إذا كان في 1986-90. وبلغ احتياطي النفط في الحقول المكتشفة حديثاً 10.8 مليون طن ثم في 1991-1995. 3.8 مليون طن فقط

ثالثًا ، قطع الماء للزيت المنتج مرتفع.. وهذا يعني أنه بنفس تكاليف وأحجام إنتاج سائل التكوين ، يتم إنتاج الزيت نفسه بشكل أقل وأقل.

رابعا ، تكاليف إعادة الهيكلة. نتيجة لانهيار الآلية الاقتصادية القديمة ، تم القضاء على الإدارة المركزية الصارمة للصناعة ، ولا يزال يتم إنشاء واحدة جديدة. عدم التوازن الناتج في أسعار النفط من ناحية ، والمعدات والمواد من ناحية أخرى ، جعل الأمر صعبًا. معدات تقنيةالحرف. لكن هذا ضروري في الوقت الحالي ، عندما تكون معظم المعدات قد استكملت عمرها الافتراضي ، وتتطلب العديد من الحقول الانتقال من طريقة تدفق الإنتاج إلى الضخ.

أخيرًا ، هناك العديد من الحسابات الخاطئة في السنوات الماضية.وهكذا ، في السبعينيات ، كان يعتقد أن احتياطيات النفط في بلدنا لا تنضب. وفقًا لهذا ، لم يكن التركيز على تطوير أنواع الإنتاج الصناعي الخاصة بهم ، ولكن على شراء السلع الصناعية الجاهزة في الخارج بالعملة التي يتم الحصول عليها من بيع النفط. تم إنفاق أموال طائلة على الحفاظ على مظهر الازدهار في المجتمع السوفيتي. تم تمويل صناعة النفط إلى الحد الأدنى.

على رف سخالين في السبعينيات والثمانينيات. تم اكتشاف رواسب كبيرة لم يتم تشغيلها بعد. وفي الوقت نفسه ، يضمن لهم سوق مبيعات ضخم في دول منطقة آسيا والمحيط الهادئ.

ما هي الآفاق المستقبلية لتطوير صناعة النفط المحلية؟

لا يوجد تقييم لا لبس فيه لاحتياطيات النفط في روسيا. يعطي العديد من الخبراء أرقامًا عن حجم الاحتياطيات القابلة للاسترداد من 7 إلى 27 مليار طن ، أي من 5 إلى 20 ٪ من العالم. توزيع احتياطيات النفط عبر روسيا على النحو التالي: غرب سيبيريا 72.2٪؛ منطقة أورال فولغا 15.2٪ ؛ مقاطعة تيمان بيتشورا 7.2٪ ؛ جمهورية ساخا (ياقوتيا) ، منطقة كراسنويارسك، منطقة إيركوتسك ، رف بحر أوخوتسك بحوالي 3.5٪.

في عام 1992 ، بدأت إعادة هيكلة صناعة النفط الروسية: اقتداءً بالمثال الدول الغربيةبدأت في إنشاء شركات نفطية متكاملة رأسياً تتحكم في استخراج النفط ومعالجته وتوزيع المنتجات النفطية التي يتم الحصول عليها منه.
1.2 أهداف وغايات جيولوجيا حقول النفط والغاز
لفترة طويلة ، كانت منافذ النفط والغاز الطبيعي تلبي احتياجات البشرية بالكامل. ومع ذلك ، التنمية النشاط الاقتصاديطالب الإنسان المزيد والمزيد من مصادر الطاقة. في محاولة لزيادة كمية النفط المستهلك ، بدأ الناس بحفر الآبار في أماكن مظاهر النفط السطحية ، ثم حفر الآبار. أولاً ، تم وضعهم حيث وصل الزيت إلى سطح الأرض. لكن عدد هذه الأماكن محدود. في نهاية القرن الماضي ، تم تطوير طريقة بحث واعدة جديدة. بدأ الحفر على خط مستقيم يربط بين بئرين ينتجان النفط بالفعل.

في المناطق الجديدة ، تم البحث عن رواسب النفط والغاز بشكل أعمى تقريبًا ، من جانب إلى آخر. ذكريات غريبة عن وضع البئر تركها عالم الجيولوجيا الإنجليزي ك. كريج.

اجتمع مديرو الحفر والمديرون الميدانيون معًا لتحديد موقع وتحديد المنطقة التي يجب وضع البئر فيها بشكل مشترك. ومع ذلك ، مع الحذر المعتاد في مثل هذه الحالات ، لم يجرؤ أحد على الإشارة إلى النقطة التي يجب أن يبدأ فيها الحفر. ثم قال أحد الحاضرين ، الذي تميز بشجاعة كبيرة ، مشيرًا إلى غراب يحوم فوقهم: "أيها السادة ، إذا كنت لا تهتم ، فلنبدأ في الحفر حيث يجلس الغراب ...". تم قبول العرض. تبين أن البئر كان ناجحًا للغاية. لكن إذا طار الغراب مائة ياردة إلى الشرق ، فلن يكون هناك أمل في لقاء النفط ... من الواضح أن هذا لا يمكن أن يستمر لفترة طويلة ، لأن حفر كل بئر يكلف مئات الآلاف من الدولارات. لذلك ، نشأ السؤال عن مكان حفر الآبار من أجل العثور بدقة على النفط والغاز.

تطلب هذا شرحًا لمنشأ النفط والغاز ، وأعطى دفعة قوية لتطوير الجيولوجيا - علم تكوين وهيكل الأرض ، وكذلك طرق التنقيب عن حقول النفط والغاز واستكشافها.

جيولوجيا حقول النفط والغاز هي فرع من فروع الجيولوجيا التي تتعامل مع دراسة تفصيلية لرواسب ورواسب النفط والغاز في الحالة الأولية (الطبيعية) وفي عملية التطوير من أجل تحديد أهميتها الاقتصادية الوطنية و استخدام عقلانيأحشاء من هذا التعريف ، يمكن ملاحظة أن جيولوجيا حقول النفط والغاز تقترب من دراسة رواسب ورواسب الهيدروكربونات (HC) من وجهتي نظر.

أولاً، يجب اعتبار الرواسب الهيدروكربونية في حالة ثابتة كأجسام جيولوجية طبيعية لتصميم التنمية بناءً على حساب الاحتياطيات وتقييم إنتاجية الآبار والخزانات / الظروف الجيولوجية الطبيعية /.

ثانيًا، يجب اعتبار رواسب الهيدروكربون في حالة ديناميكية ، حيث تبدأ عمليات نقل النفط والغاز والماء فيها ، عند تشغيلها ، في التدفق إلى الآبار السفلية لآبار الإنتاج ومن الآبار السفلية لآبار الحقن. في الوقت نفسه ، من الواضح أن ميزات ديناميكيات الكائن لا تتميز فقط بالخصائص الجيولوجية الطبيعية للرواسب (أي الخصائص في حالة ثابتة) ، ولكن أيضًا بخصائص النظام التقني (أي نظام التطوير ). وبعبارة أخرى ، فإن رواسب النفط أو الغاز التي يتم تطويرها هي كل لا ينفصل ، ويتكون بالفعل من عنصرين: جيولوجي (الرواسب نفسها) وتقني (نظام تقني مصمم لاستغلال الرواسب). سوف نسمي هذا كله مجمعًا جيولوجيًا وتقنيًا (GTC).

سمة من سمات جيولوجيا حقول النفط والغازتتكون في، ماذا او ما انها واسعة يستخدم المفاهيم النظرية والبيانات الواقعية التي تم الحصول عليها من خلال طرق العلوم الأخرى، وغالبًا ما تعتمد في استنتاجاتها وتعميماتها على الأنماط الراسخة في العلوم الأخرى.

الأهدافجيولوجيا النفط والغاز نكونفي التفسير الجيولوجي لأكثر الطرق فعالية لتنظيم إنتاج النفط والغاز ، مما يضمن الاستخدام الرشيد وحماية باطن الأرض و بيئة. يتم تحقيق هذا الهدف الرئيسي من خلال دراسة الهيكل الداخلي لمستودعات النفط والغاز وأنماط تغييرها في عملية التطوير.

يتم تقسيم الهدف الرئيسي إلى عدد من المكونات، تعمل كأهداف خاصة لجيولوجيا حقول النفط والغاز ، والتي تشمل:

• 
  النمذجة الجيولوجية الميدانية للرواسب
• 
  حساب الاحتياطيالنفط والغاز والمكثفات.
• 
  التوحيد الجيولوجي لنظام التنميةحقول النفط والغاز؛
• 
  التثبت الجيولوجي للقياساتلتحسين كفاءة التطوير واستخلاص النفط والغاز أو المكثفات ؛
• 
  إثبات مجمع الملاحظاتفي عملية الاستكشاف والتطوير.

نوع آخر من المكونات - الأهداف ذات الصلة، والتي تهدف إلى تحقيق أكثر فعالية للهدف الرئيسي. وتشمل هذه:

• 
  حماية التربةحقول النفط والغاز؛
• 
  الخدمة الجيولوجية لعملية الحفرآبار؛
• 
  تحسين المنهجية الخاصة والقاعدة المنهجية.

مهام جيولوجيا حقول النفط والغازهي في القرار قضايا مختلفةذات صلة: للحصول على معلومات حول موضوع البحث ؛ مع البحث عن الأنماط التي تجمع بين الحقائق المتباينة الملحوظة حول هيكل وعمل الوديعة في كل واحد ؛ وإنشاء المعايير التي يجب أن تلبيها نتائج الملاحظات والبحوث ؛ مع إنشاء طرق لمعالجة وتلخيص وتحليل نتائج الملاحظات والبحث ؛ مع تقييم فعالية هذه الأساليب في مختلف الظروف الجيولوجية ، إلخ.

من بين هذه المجموعة يمكن تمييزها ثلاثة أنواع من المهام:

1. 
   مهام علمية محددةجيولوجيا النفط والغاز ، التي تهدف إلى موضوع المعرفة ؛
2. 
   مهام منهجية;
3. 
   المهام المنهجية.

كل مجموعة مهام علمية محددة ،يمكن تقسيمها إلى المجموعات التالية.

1. دراسة تكوين وخصائص الصخورتكوين رواسب إنتاجية تحتوي على النفط والغاز ولا تحتوي عليهما ؛ دراسة تكوين وخصائص النفط والغاز والمياه والظروف الجيولوجية والديناميكية الحرارية لحدوثها. انتباه خاصيجب أن تعطى لقضايا التباين في التركيب وخصائص وظروف حدوث الصخور والسوائل المشبعة بها ، وكذلك القوانين التي يخضع لها هذا التباين.

2. مهام الاختيار(بناءً على حل مشاكل المجموعة الأولى) للأجسام الجيولوجية الطبيعية ، وتحديد شكلها وحجمها وموقعها في الفضاء ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يتم تمييز الطبقات والطبقات والآفاق ومناطق استبدال الخزان وما إلى ذلك. بشكل عام ، تجمع هذه المجموعة المهام التي تهدف إلى تحديد الهيكل الأساسي للإيداع أو الإيداع.

3. مهام التقسيمالكيانات الجيولوجية الطبيعية إلى كيانات شرطية ، مع مراعاة متطلبات وقدرات المعدات والتكنولوجيا والاقتصاد في صناعة النفط والغاز. الأهم هنا ستكون مهام تحديد الظروف والقيم الحدية الأخرى للهيئات الجيولوجية الطبيعية (على سبيل المثال ، لفصل الصخور عالية ومتوسطة ومنخفضة الإنتاجية).

4. المهام المتعلقة ببناء تصنيف اللجنة الحكومية للجمارك وفق خصائص متنوعة، وبشكل أساسي من خلال أنواع الهياكل الداخلية للودائع والودائع.

5. المهام المتعلقة بدراسة طبيعة وميزات وأنماط العلاقة بين هيكل ووظيفة SCC، بمعنى آخر. تأثير هيكل وخصائص الخزان على مؤشرات عملية التطوير وخصائص هيكل ومعلمات المكون الفني ، وكذلك على مؤشرات أداء GTC ككل (استقرار استخراج النفط والغاز ، ومعدلات التطوير ، وتكلفة الإنتاج ، واسترداد النفط النهائي ، وما إلى ذلك).

المهام المنهجيةتطوير المعدات المنهجية لجيولوجيا حقول النفط والغاز ، أي تحسين الأساليب القديمة وخلق طرق جديدة لحل المشكلات الجيولوجية الملموسة والعلمية.

الحاجة إلى حل المهام المنهجيةينشأ بسبب حقيقة أنه من حقبة إلى حقبة ، من فترة إلى أخرى ، معايير المعرفة ، وطرق تنظيم المعرفة ، وأساليب عمل علمي. في عصرنا ، تطور العلم سريع للغاية. في ظل هذه الظروف ، من أجل مواكبة الوتيرة العامة لتطور العلم ، من الضروري أن تكون لديك فكرة عما يقوم عليه العلم ، وكيف يتم بناء العلم وإعادة بنائه. معرفة علمية. الحصول على إجابات لهذه الأسئلة هو جوهر المنهجية . المنهجية هي طريقة لفهم بنية العلم وأساليب عمله.يميز بين منهجية علمية عامة وخاصة علمية.

المحاضرة 2
مصادر الوقود الطبيعي
الزيت عبارة عن سائل زيتي قابل للاشتعال وله رائحة معينة ، ويتكون من خليط من الهيدروكربونات لا يحتوي على أكثر من 35٪ من مواد الإسفلتين والراتنج ويقع في صخور الخزان في حالة حرة. يحتوي الزيت على 82-87٪ كربون ، 11-14٪ هيدروجين (بالوزن) ، أكسجين ، نيتروجين ، ثاني أكسيد الكربون ، كبريت ، وكميات صغيرة من الكلور ، اليود ، الفوسفور ، الزرنيخ ، إلخ.

تنتمي الهيدروكربونات المعزولة من زيوت مختلفة إلى ثلاث سلاسل رئيسية: الميثان ، النفثينيك والعطرية:

الميثان (البارافين) بالصيغة العامة C n H 2 n +2 ؛

نافثينيك - C n H 2 n ؛

عطري - C n H 2 n -6.

تسود الهيدروكربونات من سلسلة الميثان (الميثان CH 4 ، الإيثان C 2 H 6 ، البروبان C 3 H 8 والبيوتان C 4 H 10) ، والتي تكون تحت الضغط الجوي و درجة الحرارة العاديةفي حالة غازية.

البنتان C 5 H 12 ، الهكسان C 6 H 14 والهيبتان C 7 H 16 غير مستقرة ، تنتقل بسهولة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة والعكس صحيح. الهيدروكربونات من C 8 H 18 إلى C 17 H 36 هي مواد سائلة.

الهيدروكربونات التي تحتوي على أكثر من 17 ذرة كربون (C 17 H 36-C 37 H 72) هي مواد صلبة (بارافينات ، راتنجات ، أسفلتين).
تصنيف الزيت
اعتمادًا على محتوى الهيدروكربونات الخفيفة والثقيلة والصلبة ، بالإضافة إلى الشوائب المختلفة ، يتم تقسيم الزيت إلى فئات وفئات فرعية. هذا يأخذ في الاعتبار محتوى الكبريت والراتنجات والبارافين.

عن طريق محتوى الكبريتتنقسم الزيوت إلى:

• 
  منخفض الكبريت (0 ≤S≤0.5٪) ؛
• 
  كبريت متوسط ​​(0.5
• 
  كبريتية (1
• 
  حامض (S> 3٪).

راتنجات الأسفلت. الراتنجات- التكوينات شبه السائلة اللزجة المحتوية على الأكسجين والكبريت والنيتروجين ، القابلة للذوبان في المذيبات العضوية. الأسفلت- المواد الصلبة غير القابلة للذوبان في الألكانات منخفضة الوزن الجزيئي التي تحتوي على هياكل هيدروكربونية عالية التكثيف.

شمع البترول-إنه خليط من الهيدروكربونات الصلبةمجموعتان تختلفان بشكل حاد عن بعضهما البعض في الخصائص - البارافيناتج 17 ح 36 -من 35 ح 72 و سيريسين ج 36 ح 74 - ج 55 ح 112 . نقطة انصهار الأول 27-71 درجة مئوية، ثانيا- 65-88 درجة مئوية. عند نفس درجة حرارة الانصهار ، يكون للسيريسين كثافة ولزوجة أعلى. يصل محتوى البارافين في الزيت أحيانًا إلى 13-14٪ أو أكثر.

وحدات العالم من النفط

1 برميل حسب كثافة حوالي 0.136 طن من النفط

1 طن من النفط حوالي 7.3 برميل

1 برميل = 158.987 لتر = 0.158 م 3

1 متر مكعب حوالي 6.29 برميل

الخصائص الفيزيائية للزيت
كثافة(الكتلة الحجمية) - نسبة كتلة المادة إلى حجمها. كثافة زيت المكمن هي كتلة الزيت المستخرج إلى السطح من الأحشاء مع الحفاظ على ظروف المكمن ، لكل وحدة حجم. يتم التعبير عن وحدة الكثافة في النظام الدولي للوحدات بالكيلو جرام / م 3. ρ n \ u003d م / ف

حسب كثافة الزيت ، يتم تقسيمهم إلى 3 مجموعات:

زيوت خفيفة (بكثافة 760 الى 870 كجم / م 3)

زيوت متوسطة (871970 كجم / م 3)

ثقيل (أكثر من 970 كجم / م 3).

كثافة الزيت في ظروف المكمن أقل من كثافة الزيت منزوع الغاز (بسبب زيادة محتوى الغاز في الزيت ودرجة الحرارة).

يتم قياس الكثافة باستخدام مقياس كثافة السوائل. مقياس كثافة السوائل - جهاز لتحديد كثافة السائل بعمق العوامة (أنبوب به أقسام ووزن في الأسفل). على مقياس مقياس كثافة السوائل ، تم رسم تقسيمات توضح كثافة الزيت المدروس.

اللزوجة- خاصية السائل أو الغاز لمقاومة حركة بعض جزيئاته بالنسبة للآخرين.

معامل اللزوجة الديناميكية ( ). هي قوة الاحتكاك لكل وحدة مساحة للطبقات السائلة المتلامسة عند تدرج سرعة يساوي 1. / باسكال ث ، 1P (اتزان) = 0.1 باسكال ث.

متبادل اللزوجة الديناميكية تسمى السيولة.

تتميز لزوجة السائل أيضًا معامل اللزوجة الحركية ، بمعنى آخر. نسبة اللزوجة الديناميكية إلى كثافة السائل. في هذه الحالة ، تؤخذ م 2 / ث كوحدة. ستوكس (St) \ u003d سم 2 / ثانية \ u003d 10-4 م 2 / ثانية.

في الممارسة العملية ، المصطلح يستخدم في بعض الأحيان شرطي (نسبي)اللزوجة ، وهي نسبة وقت التدفق لحجم معين من السائل إلى وقت التدفق الخارج لنفس الحجم من الماء المقطر عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

لزوجة زيت الخزان هي خاصية للزيت تحدد درجة حركته في ظروف الخزان وتؤثر بشكل كبير على إنتاجية وكفاءة تطوير المكمن.

تتراوح لزوجة زيت المكمن من رواسب مختلفة من 0.2 إلى 2000 ميغا باسكال أو أكثر. القيم الأكثر شيوعًا هي 0.8-50 مللي باسكال.

تنخفض اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة ، مما يزيد من كمية غازات الهيدروكربون المذابة.

يتم تمييز الزيوت حسب اللزوجة

لزوجة منخفضة -  ن

لزوجة منخفضة - 1

مع زيادة اللزوجة - 5

اللزوجة العالية - n> 25 mPa s.

تعتمد اللزوجة على التركيب الكيميائي والجزئي للزيت ومحتوى القطران (محتوى المواد الإسفلتية الراتنجية فيه).
ضغط التشبع (بداية التبخير) لزيت المكمنهو الضغط الذي يبدأ عنده إطلاق الفقاعات الأولى من الغاز المذاب منه. يُطلق على زيت الخزان اسم مشبع إذا كان عند ضغط خزان مساوٍ لضغط تشبع غير مشبع - إذا كان ضغط الخزان أعلى من ضغط التشبع. تعتمد قيمة ضغط التشبع على كمية الغاز المذاب في الزيت ، وعلى تكوينه ودرجة حرارة المكمن.

يتم تحديد ضغط التشبع من خلال نتائج دراسة عينات الزيت العميق والرسوم البيانية التجريبية.

جي\ u003d Vg / V.ب.

عادة ما يتم التعبير عن محتوى الغاز في م 3 / م 3 أو م 3 / طن.
عامل غاز الحقل G هو كمية الغاز المنتجة بالمتر المكعب لكل 1 م 3 (طن) من الزيت منزوع الغاز.يتم تحديده بناءً على بيانات إنتاج النفط والغاز المصاحب لفترة زمنية معينة. هناك عوامل غاز: أولية ، محددة للشهر الأول من تشغيل البئر ، جارية - لأي فترة زمنية ومتوسط ​​الفترة من بداية التطوير إلى أي تاريخ تعسفي.
التوتر السطحي -هذه هي القوة المؤثرة لكل وحدة طول لكفاف الواجهة وتميل إلى تقليل هذا السطح إلى الحد الأدنى. يرجع ذلك إلى قوى الجذب بين الجزيئات (مع SI J / m 2 ؛ N / m أو dyn / cm) للزيت 0.03 J / m 2 ، N / m (30 dyne / cm) ؛ للمياه 0.07 جول / م 2 ، نيوتن / م (73 داين / سم). كلما زاد التوتر السطحي ، زاد الارتفاع الشعري للسائل. يكون التوتر السطحي للماء أكبر بثلاث مرات تقريبًا من التوتر السطحي للنفط ، وهو ما يحدد سرعات مختلفةحركتهم من خلال الشعيرات الدموية. تؤثر هذه الخاصية على خصوصية تطور الودائع.

الشعرية- قدرة السائل على الارتفاع أو الانخفاض في الأنابيب ذات القطر الصغير تحت تأثير التوتر السطحي.

Р = 2σ / ص

P هو ضغط الرفع ؛ σ - التوتر السطحي ص – نصف قطر الشعيرات الدموية .
ح= 2σ / صρ ز

ح - ارتفاع الرفع؛ ρ – كثافة السائل ز - تسارع الجاذبية.

لون الزيتيختلف من البني الفاتح إلى البني الداكن والأسود.

الخاصية الرئيسية الأخرى للنفط هي تبخر. يفقد الزيت الكسور الخفيفة ، لذلك يجب تخزينه في أوعية محكمة الغلق.

عامل انضغاط الزيت β نهو التغير في حجم زيت الخزان مع تغير الضغط بمقدار 0.1 ميجا باسكال.

يميز مرونة الزيت ويتحدد من النسبة

حيث V 0 - الحجم الأولي للزيت ؛ ΔV- تغيير حجم الزيت مع تغيير الضغط بمقدار Δр ؛

البعد β n -Pa -1.

يزداد معامل انضغاط الزيت بزيادة محتوى أجزاء الزيت الخفيف وكمية الغاز المذاب وزيادة درجة الحرارة وانخفاض الضغط وتكون قيمته (6-140) 10 -6 ميجا باسكال -1. بالنسبة لمعظم زيوت المكمن ، قيمتها (6-18) 10 -6 ميجا باسكال -1.

تتميز الزيوت المفرغة من الغازات بعامل انضغاط منخفض نسبيًا β n = (4-7) 10 -10 MPa -1.

معامل التمدد الحراري  نهي درجة تمدد الزيت مع تغير درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية

ن = (1/ Vo) (V / t).

البعد  - 1 / درجة مئوية. بالنسبة لمعظم الزيوت ، تتراوح قيم معامل التمدد الحراري من (1-20) * 10-4 1 / درجة مئوية.

يجب أن يؤخذ معامل التمدد الحراري للزيت في الاعتبار عند تطوير رواسب في نظام حراري هيدروديناميكي غير ثابت عندما يتعرض الخزان لعوامل باردة أو ساخنة مختلفة.
عامل حجم زيت الخزانب يوضح مقدار الحجم الذي يحتله في ظروف الخزان 1 م 3 زيت منزوع الغاز:

ب ن = V pl.n / V deg \ u003d  n./ pl.n

أين الخامس قدم مربع - حجم النفط في ظروف الخزان ؛ Vdeg هو حجم نفس كمية الزيت بعد تفريغ الغاز عند الضغط الجوي و t = 20 درجة مئوية ؛  pl.p - كثافة الزيت في ظروف الخزان ؛ -كثافة الزيت تحت الظروف القياسية.

باستخدام المعامل الحجمي ، من الممكن تحديد "انكماش" النفط ، أي لإنشاء انخفاض في حجم زيت المكمن عند استخراجه إلى السطح. انكماش الزيت U

U = (bn-1) / bn * 100

عند حساب احتياطيات النفط بالطريقة الحجمية ، يتم أخذ التغيير في حجم زيت المكمن أثناء الانتقال من ظروف الخزان إلى ظروف السطح في الاعتبار باستخدام ما يسمى عامل التحويل.

عامل التحويلهو مقلوب عامل حجم الزيت في المكمن.  = 1 / ب = Vdeg / Vb.s. = b.s. / n

النفط والغاز الطبيعي. الزيت ، تكوينه الأولي. وصفا موجزا ل الخصائص الفيزيائيةنفط. غاز الهيدروكربون. تكوين المكونات ووصف موجز للخصائص الفيزيائية للغاز. مفهوم المكثفات

ظروف تواجد النفط والغاز الطبيعي ومياه الخزان في القشرة الأرضية. سلالات جامع. الأنواع الحجرية لصخور الخزان. مسام الصخور وأنواعها وشكلها وحجمها. خصائص خزان الصخور. المسامية والكسر. نفاذية. كربونات. محتوى الطين. طرق دراسة خصائص المكامن. تشبع صخور المكمن بالنفط والغاز. سلالات الإطارات.

مفهوم الخزانات والفخاخ الطبيعية. مفهوم رواسب ورواسب النفط والغاز. اتصالات الماء والنفط والغاز والنفط. ملامح إمكانات النفط والغاز. تصنيف الودائع والودائع

أصل النفط والغاز. هجرة وتراكم المحروقات. تدمير الودائع.

تشكيل مياه حقول النفط والغاز وتصنيفها التجاري. معلومات عامة عن الضغط ودرجة الحرارة في مكامن النفط والغاز. ضغوط تكوين عالية بشكل غير طبيعي ومنخفضة بشكل غير طبيعي. خرائط Isobar والغرض منها.

مفهوم النفط والغاز المحافظات والمناطق والمقاطعات ومناطق تراكم النفط والغاز. مقاطعات ومناطق النفط والغاز الرئيسية في روسيا. أكبر حقول النفط والغاز والنفط في روسيا وفريدة من نوعها

القواعد الارشادية

عند حفر آبار النفط والغاز وتطوير حقول النفط والغاز ، فإن معرفة جيولوجيا البترول أمر أساسي ، أي أنه من الضروري معرفة التركيب والخصائص الفيزيائية للنفط والغاز ، وظروف حدوثهما في قشرة الأرض. تظل مسألة منشأ النفط ذات صلة دائمًا. اليوم ، يحاول العلماء تجاوز نظرية المنشأ العضوية المقبولة عمومًا من أجل اكتشاف رواسب جديدة. ومع ذلك ، لنبدأ بدراسة جوهر النظريات العضوية وغير العضوية لأصل النفط والغاز والأدلة لصالح كل منهما.

صخرة المكمن هي صخرة قادرة على احتواء النفط والغاز وإطلاقهما تحت ضغط هبوط الضغط. يمكن أن تكون صخور الخزان عبارة عن رمال وأحجار رملية وطمي وحجر غرين (أرضي) وحجر كلس ودولوميت (كربونات).

يتم توزيع الغاز والزيت والماء داخل المصيدة تحت تأثير قوى الجاذبية ، اعتمادًا على كثافتها. يقع الغاز ، باعتباره السائل الأخف ، في الجزء العلوي من المصيدة ، ويقع الزيت تحته ، والماء تحت الزيت. VNK - تلامس الماء بالزيت ، GNK - تلامس الغاز والنفط ، GVK - ملامسة الغاز والمياه. ارسم ترسبات الغاز والنفط وقم بتسمية GOC و VOC. ضع في اعتبارك ورسم الأنواع المختلفة من المصائد والرواسب.

تعلم مبادئ تقسيم مناطق النفط والغاز. المبدأ الرئيسي هو المبدأ التكتوني. تقع معظم مقاطعات النفط والغاز في روسيا داخل مناطق المنصات. ترتبط بها مقاطعات تراكم النفط والغاز السائدة في حقبة الحياة القديمة وحقبة الحياة الوسطى. يوجد على أراضي روسيا والدول المجاورة منصتان قديمتان - روسية وسيبيريا. على المنصة الروسية ، تتميز مقاطعات Volga-Ural و Timan-Pechora و Caspian و Baltic للنفط والغاز. على منصة سيبيريا ، تتميز مقاطعات Lena-Tunguska و Lena-Vilyui و Yenisei-Anabar للنفط والغاز. تم سرد مقاطعات المنصات القديمة أعلاه ، وتقتصر مقاطعات النفط والغاز في غرب سيبيريا وشمال القوقاز على المنصات الشابة. تقتصر مقاطعات الأراضي المطوية على المنخفضات الجبلية ، وأحواض طي جبال الألب بشكل رئيسي (الشرق الأقصى). تتوافق مقاطعات المناطق الانتقالية مع سفوح التلال الأمامية - مقاطعات Ciscaucasian Cis-Ural و Cis-Vekhoyansk للنفط والغاز. داخل المحافظات ، تتميز مناطق النفط والغاز ، داخل المناطق - مناطق النفط والغاز ، داخل المناطق - مناطق تراكم النفط والغاز ، والتي تتكون من رواسب.

الأدب 1 ، ص 126 - 203

أسئلة لضبط النفس

1. ما هو الزيت ، ما هي العناصر الكيميائية التي تدخل في تركيبته؟

2. تصنيف الزيت حسب الصفات التجارية.

3. ما هي كثافة ولزوجة الزيت وماذا يساوي؟ الوحدات. ما هي العوامل التي تعتمد عليها كثافة الزيت؟ أين كثافة النفط أكبر: في الخزان أم في ظروف السطح؟ اشرح السبب؟

4. ما هي الخصائص البصرية والزيت الحراري والكهربائي هل تعرف؟

5. ما هي عوامل الحجم والتحويل وانكماش الزيت؟ لماذا من المهم تطبيقها عمليا؟ ما هو ضغط التشبع GOR و GOR؟

6. ما هو التركيب الكيميائي للغازات الهيدروكربونية الطبيعية؟ أخبرنا عن كثافة ولزوجة غازات الهيدروكربون الطبيعية.

7. ما المقصود بالغاز الهيدروكربوني "الجاف" و "الرطب"؟

8. أخبرنا عن قابلية الانضغاط وقابلية الذوبان لغازات الهيدروكربون الطبيعية.

9. ما هو المكثف؟ ما هو تركيبها وكثافتها؟ ما هي هيدرات الغاز؟

10. ما هو التركيب الكيميائي وخصائص تكوين مياه حقول النفط والغاز؟

11. ما هو التمعدن وكيف يتغير مع العمق؟

12. ما الذي يحدد كثافة ولزوجة مياه التكوين؟ ما الذي يحدد انضغاطية مياه التكوين؟ ما هي الخواص الكهربائية لمياه التكوين وما الذي تعتمد عليه؟

13. ما هي أنواع المياه في تصنيف سولينا وأي منها مرتبط بالزيت؟

14. ما تسمى الصخور جامعي؟ قم بتسمية الأنواع الحجرية لصخور الخزان.

15. ما هي أنواع المساحات الفارغة الموجودة؟ صفهم.

16. ما المقصود بمسامية صخور المكمن؟ أعط معاملات المسامية الكلية والمفتوحة.

17. ما هي النفاذية؟ قم بتسمية أبعاد النفاذية. قانون دارسي.

18. ما المقصود بالتشبع بالزيت (تشبع الغاز)؟

19. ما يسمى سلالات الإطارات؟ ما هي السلالات التي يمكن أن تكون؟

20. الخزانات الطبيعية ومصائد النفط والغاز. رواسب النفط والغاز. أعط مفاهيم.

21. ما يسمى الخزانات الطبيعية؟ ارسم أنواعها.

22. ما يسمى مصيدة النفط والغاز؟ أعط صورًا لأنواع مختلفة من الفخاخ.

23. ما هو حقل نفط وغاز ، حقل نفط وغاز؟ سحب

إيداع الغاز والنفط ، إيداع النفط ، إيداع الغاز؟

24. كيف يتم توزيع الغاز والنفط والمياه في المصيدة؟ ما هو العامل الذي يعتمد عليه

أصل الزيت

هناك 4 مراحل في تطوير الآراء حول أصل النفط:

1) فترة ما قبل العلم ؛

2) فترة التخمين العلمي.

3) فترة تكوين الفرضيات العلمية ؛

4) العصر الحديث.

الأفكار المسبقة العلمية المشرقة هي آراء عالم الطبيعة البولندي في القرن الثامن عشر. كانون ك. كليوك. كان يعتقد أن الزيت يتكون في الجنة ، وهو من بقايا التربة الخصبة التي نبتت عليها جنات عدن.

مثال على وجهات نظر فترة التخمينات العلمية هو الفكرة التي عبر عنها M.V. Lomonosov بأن النفط يتكون من الفحم تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة.

مع بداية تطور صناعة النفط ، أصبحت مسألة منشأ النفط ذات أهمية عملية كبيرة. أعطى هذا دفعة قوية لظهور فرضيات علمية مختلفة.

من بين الفرضيات العديدة حول أصل الزيت ، أهمها: عضوي وغير عضوي.

الفرضية الأولى أصل عضويعبر عنه العالم الروسي العظيم إم. لومونوسوف. بعد ذلك ، تم تطوير الفرضية بواسطة الأكاديمي IM Gubkin. يعتقد العالم أن المادة العضوية لغرين البحر ، المكونة من الكائنات الحية النباتية والحيوانية ، هي مادة البداية لتكوين الزيت. تتداخل الطبقات القديمة بسرعة مع الطبقات الأصغر سنًا ، مما يحمي المادة العضوية من الأكسدة. يحدث التحلل الأولي للمخلفات النباتية والحيوانية دون الوصول إلى الأكسجين تحت تأثير البكتيريا اللاهوائية. علاوة على ذلك ، فإن الطبقة المتكونة في قاع البحر تغرق نتيجة الانحناء العام لقشرة الأرض ، وهو ما يميز الأحواض البحرية. عندما تغرق الصخور الرسوبية ، يزداد ضغطها ودرجة حرارتها. ينتج عن هذا تحويل المادة العضوية المشتتة إلى زيت مشتت بشكل منتشر. الضغط الأكثر ملاءمة لتكوين الزيت هو 15 ... 45 ميجا باسكال ودرجات الحرارة 60 ... 150 درجة مئوية ، والتي توجد على أعماق 1.5 ... 6 كم. علاوة على ذلك ، تحت تأثير الضغط المتزايد ، يتم إزاحة النفط إلى صخور قابلة للاختراق ، والتي يهاجر على طولها إلى مكان تكوين الرواسب.

مؤلف فرضية غير عضوية يعتبر D.I.Mendeleev. لقد لاحظ نمطاً مذهلاً: حقول النفط في بنسلفانيا (ولاية أمريكية) والقوقاز ، كقاعدة عامة ، تقع بالقرب من صدوع كبيرة في قشرة الأرض. مع العلم أن متوسط ​​كثافة الأرض يتجاوز كثافة القشرة الأرضية ، خلص إلى أن المعادن توجد بشكل أساسي في أحشاء كوكبنا. في رأيه ، يجب أن يكون من الحديد. أثناء عمليات بناء الجبال ، يتغلغل الماء في عمق القشرة الأرضية على طول الشقوق والصدوع التي تخترق القشرة الأرضية. عند مواجهة كربيدات الحديد في طريقها ، فإنها تتفاعل معها ، مما يؤدي إلى تكوين أكاسيد الحديد والهيدروكربونات. ثم يرتفع الأخير على طول نفس الصدوع إلى الطبقات العليا من قشرة الأرض ويشكل حقول نفط.

بالإضافة إلى هاتين الفرضيتين ، من الجدير بالذكر فرضية "الفضاء". تم طرحه في عام 1892 من قبل أستاذ جامعة موسكو الحكومية في.دي.سوكولوف. في رأيه ، كانت الهيدروكربونات موجودة في الأصل في سحابة الغاز والغبار التي تشكلت منها الأرض. بعد ذلك ، بدأوا في الظهور من الصهارة والارتفاع في حالة غازية من خلال الشقوق في الطبقات العليا من قشرة الأرض ، حيث تكثفوا ، مكونين رواسب الزيت.

تشمل فرضيات العصر الحديث " فرضية الصخور المنصهرة جيولوجي النفط لينينغراد ، الأستاذ ن.أ. كودريافتسيف. في رأيه ، على أعماق كبيرة عند درجات حرارة عالية جدًا ، يشكل الكربون والهيدروجين جذور الكربون CH و CH 2 و CH 3. ثم ، على طول الصدوع العميقة ، ترتفع ، أقرب إلى سطح الأرض. بسبب انخفاض درجة الحرارة ، في الطبقات العليا من الأرض ، تتحد هذه الجذور مع بعضها البعض ومع الهيدروجين ، مما يؤدي إلى تكوين العديد من الهيدروكربونات البترولية.

يعتقد NA Kudryavtsev وأنصاره أن اختراق الهيدروكربونات البترولية بالقرب من السطح يحدث على طول الصدوع في الوشاح وقشرة الأرض. تم إثبات حقيقة وجود مثل هذه القنوات من خلال التوزيع الواسع للقنوات الكلاسيكية والطينية على الأرض ، وكذلك أنابيب انفجار الكمبرلايت. تم العثور على آثار الهجرة الرأسية للهيدروكربونات من الطابق السفلي البلوري إلى طبقات الصخور الرسوبية في جميع الآبار المحفورة إلى أعماق كبيرة - في شبه جزيرة كولا، في مقاطعة فولغا-الأورال النفطية ، وسط السويد ، في ولاية إلينوي (الولايات المتحدة الأمريكية). عادة ما تكون هذه شوائب وعروق من البيتومين لملء الشقوق في الصخور النارية ؛ كما تم العثور على زيت سائل في بئرين.

حتى وقت قريب ، الفرضية المقبولة عمومًا زيت عضوي(تم تسهيل ذلك من خلال حقيقة أن معظم حقول النفط المكتشفة محصورة في صخور رسوبية) الذي بموجبه يقع "الذهب الأسود" على عمق 1.5 ... 6 كيلومترات. لا توجد بقع بيضاء تقريبًا في أحشاء الأرض في هذه الأعماق. لذلك ، فإن نظرية الأصل العضوي لا تقدم عمليا أي احتمالات لاستكشاف جديد ودائع كبيرةنفط.

هناك ، بالطبع ، حقائق عن اكتشاف حقول نفط كبيرة ليست في الصخور الرسوبية (على سبيل المثال ، حقل النمر الأبيض العملاق الذي تم اكتشافه على رف فيتنام ، حيث يتواجد النفط في الجرانيت) ، يتم تفسير هذه الحقيقة من خلال فرضية الأصل غير العضوي للزيت. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد في أحشاء كوكبنا كمية كافية من المواد المصدر لتكوين الهيدروكربونات. مصادر الكربون والهيدروجين هي الماء وثاني أكسيد الكربون. يبلغ محتواها في 1 م 3 من مادة الوشاح العلوي للأرض 180 و 15 كجم على التوالي. يتم توفير بيئة كيميائية مواتية للتفاعل من خلال وجود مركبات حديدية من المعادن ، يصل محتواها في الصخور البركانية إلى 20٪. سيستمر تكوين الزيت طالما يوجد ماء وثاني أكسيد الكربون وعوامل الاختزال (أكسيد الحديدوز بشكل أساسي) في أحشاء الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ممارسة تطوير حقل Romashkinskoye (على أراضي تتارستان) تعمل على فرضية الأصل غير العضوي للنفط. تم اكتشافه قبل 60 عامًا واعتبر مستنفدًا بنسبة 80٪. وفقًا لمستشار الدولة لرئيس تتارستان ر. يمكن إنتاج الزيت حتى 2200 جرام. وبالتالي ، فإن نظرية الأصل غير العضوي للنفط لا تشرح فقط الحقائق التي تحير "المواد العضوية" ، ولكنها تعطينا أيضًا الأمل في أن احتياطيات النفط على الأرض أكبر بكثير من تلك التي يتم استكشافها اليوم ، والأهم من ذلك أنها تستمر في التجديد.

بشكل عام ، يمكننا أن نستنتج أن النظريتين الرئيسيتين لأصل النفط تفسران هذه العملية بشكل مقنع تمامًا ، ويكمل كل منهما الآخر. والحقيقة تكمن في مكان ما في الوسط.

أصل الغاز

الميثان منتشر على نطاق واسع في الطبيعة. يتم تضمينه دائمًا في زيت الخزان. يذوب الكثير من الميثان في مياه التكوين على عمق 1.5 ... 5 كم. يشكل الميثان الغازي رواسب في الصخور الرسوبية المسامية والمكسورة. بتركيزات صغيرة ، توجد في مياه الأنهار والبحيرات والمحيطات وفي هواء التربة وحتى في الغلاف الجوي. تتشتت الكتلة الرئيسية من الميثان في الصخور الرسوبية والبركانية. تذكر أيضًا أنه يتم تسجيل وجود الميثان على عدد من كواكب النظام الشمسي وفي الفضاء السحيق.

يشير التوزيع الواسع للميثان في الطبيعة إلى أنه تشكل بطرق مختلفة.

اليوم ، تُعرف عدة عمليات تؤدي إلى تكوين الميثان:

البيوكيميائية.

محفز حراري

إشعاع كيميائي

ميكانيكي.

متحولة.

كوزموجينيك.

عملية كيميائية حيويةيحدث تكوين الميثان في الطمي والتربة والصخور الرسوبية والغلاف المائي. أكثر من اثني عشر بكتيريا معروفة ، نتيجة لنشاطها الحيوي مركبات العضوية(البروتينات والألياف والأحماض الدهنية) يتكون الميثان. حتى الزيت في أعماق كبيرة ، تحت تأثير البكتيريا الموجودة في مياه التكوين ، يتم تدميره إلى الميثان والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون.

عملية التحفيز الحرارييتكون تكوين الميثان من تحويل المادة العضوية للصخور الرسوبية إلى غاز تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة والضغط في وجود معادن الطين التي تلعب دور العامل المساعد. هذه العملية تشبه تكوين الزيت. في البداية ، تخضع المادة العضوية التي تتراكم في قاع المسطحات المائية وعلى الأرض للتحلل الكيميائي الحيوي. تدمر البكتيريا في نفس الوقت أبسط المركبات. عندما تغرق المادة العضوية في عمق الأرض وترتفع درجة الحرارة وفقًا لذلك ، يتلاشى نشاط البكتيريا ويتوقف تمامًا عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. ومع ذلك ، فقد تم بالفعل تشغيل آلية أخرى - تدمير المركبات العضوية المعقدة (بقايا المادة الحية) إلى هيدروكربونات أبسط ، وعلى وجه الخصوص ، إلى الميثان ، تحت تأثير زيادة درجة الحرارة والضغط. تلعب المحفزات الطبيعية - سيليكات الألمنيوم دورًا مهمًا في هذه العملية ، والتي تعد جزءًا من الصخور الطينية المختلفة ، بالإضافة إلى العناصر النزرة ومركباتها.

ما الفرق بين تكوين الميثان وتكوين الزيت في هذه الحالة؟

أولاً ، يتكون الزيت من مادة عضوية من نوع السابروبيل - رواسب البحار ورف المحيط ، المكونة من العوالق النباتية والعوالق الحيوانية المخصبة بالمواد الدهنية. مصدر تكوين الميثان هو مادة عضوية من نوع الدبال ، تتكون من بقايا كائنات نباتية. تشكل هذه المادة أثناء التحفيز الحراري الميثان بشكل أساسي.

ثانيًا ، تتوافق المنطقة الرئيسية لتكوين النفط مع درجات حرارة الصخور من 60 إلى 150 درجة مئوية ، والتي تحدث على عمق 1.5 ... 6 كم. في المنطقة الرئيسية لتكوين النفط ، إلى جانب النفط ، يتشكل الميثان أيضًا (بكميات صغيرة نسبيًا) ، بالإضافة إلى متماثلاته الأثقل. تتوافق المنطقة القوية من تكوين الغاز المكثف مع درجات حرارة تصل إلى 150 ... 200 درجة مئوية وأكثر ، وهي تقع أسفل المنطقة الرئيسية لتكوين النفط. في المنطقة الرئيسية لتكوين الغاز في ظل ظروف درجات الحرارة القاسية ، يحدث التدمير الحراري العميق ليس فقط للمواد العضوية المشتتة ، ولكن أيضًا الهيدروكربونات الصخرية الزيتية والنفط. ينتج عن هذا كمية كبيرة من الميثان.

العملية الكيميائية الإشعاعيةيحدث تكوين الميثان عند تعرضه للإشعاع المشع على المركبات الكربونية المختلفة.

وقد لوحظ أن الرواسب الطينية السوداء المتناثرة بدقة مع تركيز عالٍ من المواد العضوية ، كقاعدة عامة ، مخصبة أيضًا باليورانيوم. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تراكم المواد العضوية في الرواسب يساعد على ترسيب أملاح اليورانيوم. تحت تأثير الإشعاع المشع ، تتحلل المادة العضوية مع تكوين الميثان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون. يتحلل الأخير نفسه إلى كربون وأكسجين ، وبعد ذلك يتحد الكربون مع الهيدروجين ، ويشكل الميثان أيضًا.

عملية ميكانيكيةتكوين الميثان هو تكوين الهيدروكربونات من المواد العضوية (الفحم) تحت تأثير الأحمال الميكانيكية الثابتة والمتغيرة. في هذه الحالة ، تتشكل ضغوط عالية عند ملامسة حبيبات الصخور المعدنية ، والتي تشارك طاقتها في تحويل المادة العضوية.

عملية متحولةيرتبط تكوين الميثان بتحويل الفحم تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة إلى كربون. هذه العملية جزء من العملية العامة لتحويل المواد عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية. في ظل هذه الظروف ، يتحول الطين إلى صخور بلورية وجرانيت ، ويتحول الحجر الجيري إلى رخام ، إلخ.

عملية تكون كونيةتم وصف تكوين الميثان بواسطة الفرضية "الكونية" لتكوين النفط بواسطة V.D. Sokolov.

ما هو مكان كل من هذه العمليات في العملية العامة لتكوين الميثان؟ من المعتقد أن الجزء الأكبر من غاز الميثان في معظم حقول الغاز في العالم هو من أصل تحفيزي حراري. تتشكل على عمق 1 إلى 10 كم. نسبة كبيرة من الميثان من أصل كيميائي حيوي. تتشكل كميتها الرئيسية على أعماق تصل إلى 1 ... 2 كم.

الهيكل الداخلي للأرض

حتى الآن ، تم تشكيل أفكار عامة حول بنية الأرض ، حيث فتحت أعمق الآبار على الأرض فقط قشرة الأرض. سيتم مناقشة المزيد من التفاصيل حول الحفر العميق في القسم الخاص بحفر الآبار.

في الجسم الصلب للأرض ، يتم تمييز ثلاث قذائف: المركز - اللب ، والقشرة الوسيطة - الوشاح والقشرة الخارجية - قشرة الأرض. يتم عرض توزيع الأجواء الأرضية الداخلية حسب العمق في الجدول 16.

الجدول 16 الغلاف الجوي الداخلي للأرض

حاليا ، هناك العديد من الأفكار حول الهيكل الداخليوتكوين الأرض (V.Goldshmidt ، G.Washington ، AE Fersman ، إلخ). يُعرف نموذج جوتنبرج-بولن بأنه النموذج الأكثر كمالًا لهيكل الأرض.

نواة – إنها أكثر قشرة الأرض كثافة. وفقًا للبيانات الحديثة ، يتم التمييز بين اللب الداخلي (الذي يعتبر في حالة صلبة) واللب الخارجي (الذي يعتبر في حالة سائلة). يُعتقد أن اللب يتكون أساسًا من الحديد مع خليط من الأكسجين والكبريت والكربون والهيدروجين ، وأن اللب الداخلي يحتوي على تركيبة من الحديد والنيكل ، والتي تتوافق تمامًا مع تكوين عدد من النيازك.

التالي هو عباءة. الوشاح مقسم إلى علوي وسفلي. يُعتقد أن الوشاح العلوي يتكون من معادن سيليكات المغنيسيوم الحديدي مثل الزبرجد الزيتوني والبيروكسين. يتميز الوشاح السفلي بتكوين متجانس ويتكون من مادة غنية بأكاسيد الحديد والمغنيسيوم. في الوقت الحاضر ، يُقدر الوشاح كمصدر للظواهر الزلزالية والبركانية ، وعمليات بناء الجبال ، فضلاً عن منطقة إدراك الصهارة.

فوق عباءة قشرة الأرض. تم إنشاء الحدود بين قشرة الأرض والعباءة من خلال تغيير حاد في سرعات الموجات الزلزالية ، ويسمى قسم موهوروفيتش ، تكريما للعالم اليوغوسلافي أ. القارات والمحيطات وتنقسم إلى قسمين رئيسيين - قاري ومحيطي وجزءان وسيط - شبه قاري وشبه محيطي.

ترتبط هذه الطبيعة للإغاثة الكوكبية هيكل مختلفوتكوين الأرض: القشرة. يصل سمك الغلاف الصخري تحت القارات إلى 70 كم (متوسط ​​35 كم) ، وتحت المحيطات 10-15 كم (متوسط ​​5-10 كم).

تتكون القشرة القارية من ثلاث طبقات رسوبية وجرانيتية ونيس وبازلت. تحتوي القشرة المحيطية على هيكل من طبقتين: تحت طبقة رسوبية رخوة وفضفاضة توجد طبقة بازلتية ، والتي بدورها يتم استبدالها بطبقة مكونة من الجابرو مع صخور فوق أساسية تابعة.

تقتصر القشرة شبه القارية على أقواس الجزر وتكون أكثر سمكًا. تقع القشرة تحت المحيطات تحت المنخفضات المحيطية الكبيرة ، في البحار الداخلية والهامشية (أوخوتسك ، واليابانية ، والبحر الأبيض المتوسط ​​، والأسود ، وما إلى ذلك) ، وعلى النقيض من القشرة المحيطية ، لها سماكة كبيرة للطبقة الرسوبية.

هيكل القشرة الأرضية

قشرة الأرض هي الأكثر دراسة من بين جميع القذائف. وهي مكونة من الصخور. الصخور عبارة عن مركبات معدنية ذات معادن ثابتة و التركيب الكيميائي، وتشكل أجسامًا جيولوجية مستقلة تشكل قشرة الأرض. تنقسم الصخور إلى ثلاث مجموعات حسب أصلها: نارية ، رسوبية ومتحولة.

الصخور الناريةتشكلت نتيجة تصلب وتبلور الصهارة على سطح الأرض في أعماق سطح الأرض أو في أحشاءها. هذه الصخور بلورية في الغالب. لا تحتوي على بقايا حيوانية أو نباتية. الممثلون النموذجيون للصخور النارية هم البازلت والجرانيت.

صخور رسوبيةتشكلت نتيجة لهطول الأمطار العضوية و مواد غير عضويةفي قاع الأحواض المائية وسطح القارات. وهي مقسمة إلى صخور طينية ، وكذلك صخور كيميائية وعضوية ومختلطة الأصل.

الصخور البطنيةتشكلت نتيجة ترسب قطع صغيرة من الصخور المدمرة. الممثلون النموذجيون: الصخور والحصى والحصى والرمال والحجارة الرملية والطين.

صخور من أصل كيميائيتشكلت نتيجة ترسيب الأملاح من المحاليل المائية أو نتيجة تفاعلات كيميائيةفي قشرة الأرض. هذه الصخور هي الجبس ، الملح الصخري ، خام الحديد البني ، التوف السيليسي.

سلالات من أصل عضويهي بقايا الحيوانات والنباتات المتحجرة. وتشمل هذه الحجر الجيري والطباشير.

السلالات من أصل مختلطتتكون من مواد ذات أصل ديتريتال ، كيميائي ، عضوي. ممثلو هذه الصخور هم المرل والطين والحجر الجيري الرملي.

الصخور المتحولةتتكون من الصخور النارية والرسوبية تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والضغوط في سمك القشرة الأرضية. وتشمل هذه الصخر الزيتي والرخام والجاسبر.

تأتي صخور الأساس في أودمورتيا من تحت التربة والرواسب الرباعية على طول ضفاف الأنهار والجداول ، في الوديان ، وكذلك في مختلف الأعمال: المحاجر ، والحفر ، وما إلى ذلك ، تسود الصخور الأصلية تمامًا. وتشمل هذه أصنافًا مثل الأحجار الغرينية والأحجار الرملية وأقل بكثير - التكتلات والأحجار الحصوية والطين. تشمل صخور الكربونات النادرة الحجر الجيري والمارل. كل هذه الصخور ، مثل غيرها ، تتكون من معادن ، أي مركبات كيميائية طبيعية. لذلك ، تتكون الحجر الجيري من الكالسيت - مركب من تكوين كربونات الكالسيوم 3. إن حبيبات الكالسيت الموجودة في الحجر الجيري صغيرة جدًا ولا يمكن تمييزها إلا تحت المجهر.

تحتوي المارل والطين ، بالإضافة إلى الكالسيت بأعداد كبيرةمعادن طينية صغيرة مجهرياً. لهذا السبب ، بعد التعرض للمارل بحمض الهيدروكلوريك ، تتشكل بقع موضحة أو داكنة في موقع التفاعل - نتيجة لتركيز جزيئات الطين. في الحجر الجيري والمارل ، توجد أحيانًا أعشاش وأوردة من الكالسيت البلوري. في بعض الأحيان ، يمكنك أيضًا رؤية قطرات من الكالسيت - نتوءات بين بلورات هذا المعدن ، نمت في أحد طرفي الصخر.

تنقسم الصخور الترابية إلى الصخور الصلبة والطينية. يتكون معظم السطح الصخري للجمهورية من الصخور البطنية. وتشمل هذه الأحجار الطرية والأحجار الرملية التي سبق ذكرها ، وكذلك الأحجار النادرة والتكتلات.

تتكون الأحجار الغرينية من حبيبات فضية من معادن مثل الكوارتز (SiO 2) ، الفلسبار (KAlSi 3 O 8 ؛ NaAlSi 3 O 8 ∙ CaAl 2 Si 2 O 8) ، وجزيئات طينية أخرى لا يزيد قطرها عن 0.05 مم. كقاعدة عامة ، يتم ترسيخ الأحجار الطينية بشكل ضعيف ، وتكون متكتلة ، وتشبه الطين في المظهر. إنها تختلف عن الطين في التحجر الأكبر واللدونة الأقل.

الحجر الرملي هو ثاني أكثر الصخور الأساسية شيوعًا في أودمورتيا. وهي تتكون من جزيئات ديتريتال (حبيبات الرمل) ذات التركيبات المختلفة - حبيبات الكوارتز ، والفلسبار ، وشظايا من الصخور السيليسية والانسفورية (البازلت) ، ونتيجة لذلك تسمى هذه الأحجار الرملية متعددة المعادن أو متعددة المعادن. يتراوح حجم حبيبات الرمل من 0.05 مم إلى 1-2 مم. كقاعدة عامة ، يتم لصق الأحجار الرملية بشكل ضعيف ، وسهولة فكها ، وبالتالي تُستخدم لأغراض البناء مثل الرمال العادية (النهرية الحديثة). غالبًا ما تحتوي الأحجار الرملية السائبة على تراكيب وعدسات وخرسانة من الأحجار الرملية الجيرية ، والتي يتم ترسيخ المادة الفتاتية منها بالكالسيت. على عكس الأحجار الطينية ، تتميز الأحجار الرملية بفراش أفقي ومائل. تحتوي الأحجار الرملية أحيانًا على قذائف كلسية صغيرة من المياه العذبة ذوات الصدفتين. كلها مجتمعة (الفراش المائل ، الرخويات الأحفورية النادرة) تشهد على الأصل النهري أو الغريني للحجر الرملي المتعدد الأشكال. يرتبط تدعيم الأحجار الرملية بواسطة الكالسيت بتحلل بيكربونات الكالسيوم إلى مياه جوفيةتنتشر عبر مسام الرمال. في هذه الحالة ، تم عزل الكالسيت كمنتج تفاعل غير قابل للذوبان نتيجة لتطاير ثاني أكسيد الكربون.

أقل شيوعًا ، يتم تمثيل الصخور الأرضية بأحجار الحصى والتكتلات. هذه صخور قوية تتكون من شظايا مدورة (دائرية ، بيضاوية) أو مصقولة من مارل بنية اللون مثبتة بالكالسيت. Mergeli - الأصل المحلي. كمزيج من مادة clastic ، تأتي عبر الكرات الداكنة والاسفنج (البازلت القديم) التي جلبتها أنهار بيرميان من جبال الأورال. يتراوح حجم شظايا الحصى من 1 (2) ملم إلى 10 ملم ، على التوالي ، في التكتلات من 10 ملم إلى 100 ملم وأكثر.

في الأساس ، تنحصر رواسب النفط في الصخور الرسوبية ، على الرغم من وجود رواسب نفطية محصورة إما في الصخور المتحولة (المغرب ، فنزويلا ، الولايات المتحدة الأمريكية) أو الصخور النارية (فيتنام ، كازاخستان).

13. الخزانات. المسامية والنفاذية.

جامعيُطلق على الصخر اسم صخرة لها خصائص جيولوجية وفيزيائية توفر الحركة الفيزيائية للنفط أو الغاز في فراغها. يمكن تشبع صخر المكمن بالزيت أو الغاز والماء.

تسمى الصخور ذات الخصائص الجيولوجية والفيزيائية ، والتي تكون فيها حركة النفط أو الغاز مستحيلة ماديًا غير جامعي.

جامعة استراخان الحكومية التقنية

قسم جيولوجيا النفط والغاز

دورة المحاضرة

عن طريق الانضباط:

الأسس الجيولوجية لتطوير حقول النفط والغاز ومكثفات الغاز

مقدمة

تتكون محاضرة "الأسس الجيولوجية لتطوير حقول النفط والغاز ومكثفات الغاز" من ثلاثة أجزاء مترابطة:

1.أساسيات جيولوجيا حقول النفط والغاز

2.حساب الاحتياطيات وتقدير الموارد الهيدروكربونية

.قواعد جيولوجية لتطوير حقول النفط والغاز.

الهدف الرئيسيدراسة هذا التخصص هو الدعم الجيولوجي للتطوير الفعال للنفط والغاز.

يوضح الجزء الأول أن جيولوجيا حقول النفط والغاز هي علم يدرس رواسب النفط والغاز في حالة ثابتة وديناميكية كمصادر للمواد الخام الهيدروكربونية.

ولدت جيولوجيا حقول النفط والغاز كعلم في بداية القرن الماضي (1900) وقطعت شوطًا طويلاً في التطور. ينقسم هذا المسار إلى عدة مراحل ، تختلف في نطاق القضايا التي يجب حلها وطرق ووسائل حلها. المرحلة الحديثةالتي بدأت في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين ، تتميز بالاستخدام الواسع النطاق لأساليب التأثير على الطبقات الإنتاجية في تطوير الرواسب النفطية. تُعد نتائج أبحاث جيولوجيا حقول النفط والغاز بمثابة أساس جيولوجي لتصميم وتنظيم الرواسب الهيدروكربونية. تعتبر جيولوجيا حقول النفط والغاز خزانًا للنفط والغاز قبل التطوير كنظام جيولوجي ثابت يتكون من عناصر مترابطة:

خزان طبيعي، شكل معين بحجم فراغ محدد ؛

سوائل التكوين

الظروف الحرارية.

يعتبر الرواسب الهيدروكربونية المتطورة كنظام ديناميكي معقد يغير حالته بمرور الوقت.

يحتوي الجزء الثاني من الدليل على تعريفات لمجموعات وفئات احتياطيات وموارد النفط والغاز والمكثفات. يتم النظر بالتفصيل في طرق حساب الاحتياطيات وتقدير موارد النفط ومكثفات الغاز والمكونات المرتبطة بها. لحساب احتياطيات النفط والغاز ، من الضروري إجراء دراسة جيولوجية شاملة للحقل الذي ترتبط به رواسب النفط والغاز ومعرفة ميزات ظروف حدوثها.

الجزء الثالث يعطي المفاهيم الأساسية للدعم الجيولوجي والميداني لتطوير رواسب النفط والغاز. يتم النظر في أنظمة تطوير حقول النفط والغاز متعددة الطبقات ومنشأة تشغيلية منفصلة ، وكذلك أنظمة تطوير حقول النفط مع الحفاظ على ضغط المكمن ، وطرق التحكم الجيولوجي والميداني على عملية يتم النظر بالتفصيل في تطوير رواسب الهيدروكربون وطرق تحسين استخلاص النفط.

وتنتهي الدورة بموضوع: "حماية التربة الجوفية والبيئة في عملية حفر الآبار وتطوير الرواسب الهيدروكربونية". وبالتالي ، فإن المهام الرئيسية لهذا التخصص هي كما يلي:

دراسة تفصيلية للرواسب الهيدروكربونية

التبرير الجيولوجي لاختيار أنظمة التنمية

مراقبة تطوير مكامن النفط والغاز من أجل تبرير واختيار الإجراءات لإدارة عمليات التنمية

تعميم الخبرة في تطوير حقول النفط والغاز

تخطيط إنتاج النفط والغاز والمكثفات ؛

حساب احتياطيات النفط والغاز والمكثفات والمكونات المرتبطة بها ؛

حماية التربة الجوفية والبيئة في عملية حفر الآبار واستغلال الرواسب الهيدروكربونية.

يتم تطوير كل حقل من حقول النفط والغاز والمكثفات وفقًا لوثيقة المشروع التي أعدتها منظمة بحثية متخصصة وتنص على نظام التطوير الأكثر عقلانية لهذا المجال من وجهة النظر الوطنية.

إن تطوير مستودعات النفط (الغاز) عبارة عن مجموعة من الأعمال المنفذة للتحكم في عملية حركة سوائل المكمن على طول الخزان إلى الفتحات السفلية لآبار الإنتاج. يشمل تطوير رواسب النفط (الغاز) العناصر التالية:

Ø عدد الآبار في الوديعة ؛

Ø وضع الآبار على الوديعة ؛

Ø ترتيب (تسلسل) تشغيل الآبار ؛

Ø وضع التشغيل الجيد

Ø توازن طاقة التكوين

نظام تطوير رواسب النفط (الغاز) هو حفر وديعة مع آبار إنتاجية وفق مخطط معين وخطة معتمدة ، مع مراعاة تدابير التأثير على المكمن. يُطلق على نظام التطوير العقلاني عندما ، مع الاستخدام الكامل لطاقة المكمن وتطبيق التدابير للتأثير على المكمن ، فإنه يضمن أقصى استخلاص للنفط والغاز من باطن الأرض في أقصر وقت ممكن وبأقل تكلفة ، مع الأخذ في الاعتبار الظروف الجيولوجية والاقتصادية المحددة للمنطقة.

يعود تاريخ تطوير صناعة النفط والغاز في روسيا إلى أكثر من قرن من الزمان. حتى منتصف الأربعينيات من القرن التاسع عشر ، كان تطوير حقول النفط يتم فقط باستخدام الطاقة الطبيعية للرواسب. كان بسبب عدم كفاية مستوى عالتقنيات وتقنيات التطوير ، فضلاً عن عدم وجود شروط مسبقة موضوعية لإحداث تغيير جوهري في هذا النهج تجاه التنمية.

منذ منتصف الأربعينيات من القرن الماضي ، ونتيجة لاكتشاف مناطق جديدة للنفط والغاز ، ارتبط تطوير صناعة النفط بتطوير رواسب من نوع المنصة مع مناطق كبيرة محملة بالنفط ، وعمق كبير من التكوينات الإنتاجية ونظام طبيعي غير فعال - نظام ضغط مائي مرن يتحول بسرعة إلى نظام غاز مذاب. في وقت قصير ، أثبت العلماء وعمال الإنتاج الروس من الناحية النظرية وأثبتوا في الممارسة العملية ضرورة وإمكانية استخدام أنظمة تطوير جديدة بشكل أساسي مع مدخلات صناعية من الطاقة الإضافية في خزانات النفط المنتجة عن طريق حقن الماء فيها.

كانت الخطوة التالية في التقدم العلمي والتكنولوجي هي البحث عن العمليات التي توفر زيادة إضافية في كفاءة تطوير الرواسب النفطية. في السنوات الاخيرةيعمل الفكر العلمي والهندسي على إيجاد طرق لزيادة كفاءة تدفق المياه. في الوقت نفسه ، يتم البحث عن طرق جديدة للتأثير على مكامن النفط وهي تخضع للاختبار والاختبار الصناعي والتنفيذ ، والتي تستند إلى عمليات فيزيائية وكيميائية جديدة بشكل أساسي لإزاحة النفط من صخور المكمن.

تطوير رواسب الغاز مع مراعاة كفاءة عاليةحتى الآن ، تم تنفيذ نظمها الطبيعية باستخدام الطاقة الطبيعية دون تحفيز اصطناعي للتكوين.

في الفترة الاخيرةتلعب حقول مكثفات الغاز دورًا مهمًا في توازن رواسب الهيدروكربون.

وهنا تتمثل إحدى المهام الأكثر إلحاحًا في البحث عن طرق مجدية اقتصاديًا لتطوير حقول مكثفات الغاز التي تمنع فقدان المكثفات في الخزان.

القسم 1: "طرق دراسة التركيب الجيولوجي للتربة التحتية والرواسب الهيدروكربونية في المناطق التجارية"

الفصل 1

يتم دائمًا عزل رواسب HC من سطح النهار وتقع على أعماق مختلفة - من عدة مئات من الأمتار إلى عدة كيلومترات - 5.0-7.0 كم.

الهدف الرئيسي من الملاحظات الجيولوجية لعملية حفر الآبار هو دراسة التركيب الجيولوجي للرواسب والآفاق الإنتاجية الفردية والسوائل التي تشبع هذه الآفاق. كلما كانت هذه المعلومات أكثر اكتمالا وأفضل ، كان مشروع تطوير الحقل أفضل.

يجب التحكم جيولوجيًا في عملية حفر الآبار. في نهاية حفر البئر ، يجب أن يتلقى الجيولوجي المعلومات التالية عنها:

القسم الجيولوجي للبئر ، الصخر للعمل المنجز ؛

موقع في قسم آبار صخور الخزان ؛

طبيعة تشبع صخور الخزان ، ما هي مشبعة ، ما هو سائل التكوين

الحالة الفنية للآبار (تصميم البئر وتوزيع الضغط ودرجة الحرارة على طول جوف البئر)

يجب إجراء مراقبة جيولوجية دقيقة بشكل خاص عند حفر الآبار الاستكشافية ، والتي سيتم على أساسها حفر آبار إنتاج النفط والغاز.

تنقسم طرق دراسة أقسام حفر الآبار إلى مجموعتين:

1.الطرق المباشرة

2.طرق غير مباشرة

تسمح لنا الطرق المباشرة بالحصول مباشرة على معلومات حول القسم الذي تم تمريره من الحجر الصخري وتكوين المواد وموضع الخزان والتشبع.

توفر الطرق غير المباشرة معلومات حول قسم الآبار بواسطة علامات غير مباشرة ، أي من خلال علاقة خصائصها الفيزيائية بنفس خصائص مقاومتها لمرور التيار الكهربائي والمغناطيسي والمرن.

تعتمد الأساليب المباشرة على دراسة:

عينات الصخور المأخوذة من البئر أثناء الحفر (اللب ، والعقل ، وحامل التربة الجانبي)

أخذ عينات السوائل أثناء الاختبار المصاحب والثابت.

أخذ عينات سائل التكوين أثناء الاختبار في سلسلة الإنتاج

تسجيل الغاز

رصد المضاعفات أثناء عملية الحفر (انهيار جدران البئر ، فقدان سائل الحفر ، مظاهر سائل الخزان)

تجعل الطرق غير المباشرة من الممكن الحكم على التركيب المادي لقسم البئر ، وخصائص الخزان ، وطبيعة تشبع صخور المكمن بسائل المكمن عن طريق علامات غير مباشرة: النشاط الإشعاعي الطبيعي أو الاصطناعي ، وقدرة الصخور على التصرف كهرباءالخصائص الصوتية المغناطيسية الحرارية.

الدراسة الأساسية

المادة الأساسية هي المعلومات الرئيسية عن البئر.

يعتمد اختيار فترة الحفر مع أخذ العينات الأساسية على مجموعة المهام الجيولوجية.

في الحقول الجديدة التي لم يتم استكشافها بشكل جيد ، عند حفر الآبار الأولى ، يوصى بإجراء أخذ عينات أساسية مستمرة بالتزامن مع مجمعات البحوث الجيوفيزيائية. بالنسبة للحقول التي تم استكشاف الجزء العلوي من القسم فيها ، ولا يزال يتعين استكشاف الجزء السفلي ، في الفترة المدروسة ، يجب أخذ اللب فقط عند ملامسات الأجنحة ، وفي الفاصل غير المستكشف ، أخذ العينات الأساسية المستمرة (انظر الشكل 1)

لا يتم حفر آبار الإنتاج وتعتمد جميع الملاحظات على بيانات التسجيل والحفر. في هذه الحالة ، يتم أخذ اللب في الأفق الإنتاجي لدراسته التفصيلية.

عند دراسة اللب ، من الضروري الحصول على المعلومات التالية حول البئر:

وجود علامات النفط والغاز

التركيب المادي للصخور وانتمائها الطبقي

خصائص خزان الصخور

السمات الهيكلية للصخور والظروف المحتملة لحدوثها

عينات الصخور التي يتم إرسالها إلى المختبر لدراسة محتوى الهيدروكربون يتم غمرها بالبرافين (ملفوفة في شاش ومغمورة عدة مرات في البارافين المنصهر ، في كل مرة يسمح للبارافين الذي غمر الشاش بالتصلب). ثم توضع العينات المشمعة في أوعية معدنية ذات أغطية مسطحة. يتم نقل العينات باستخدام الصوف القطني أو الورق الناعم وإرسالها إلى المختبر لتحليلها. يتم تسليم باقي النواة إلى وحدة التخزين الأساسية.

يجب أولاً دراسة علامات النفط والغاز في النوى في الحفارة على عينات وفواصل جديدة ثم بمزيد من التفصيل - في مختبر إدارة الحقل.

الشكل 1 - أ - حفر بدون حفر ؛ ب - الحفر بالحفر

يتم تحديد فترات حفر الآبار مع أخذ العينات الأساسية من خلال الغرض من الحفر ودرجة دراسة القسم. تنقسم جميع الآبار العميقة إلى 5 فئات: - مرجعي ، حدودي ، تنقيب ، استكشافي ، تشغيلي.

يتم حفر آبار مرجعية لدراسة التركيب الجيولوجي العام في مناطق جديدة لم يتم استكشافها بالحفر العميق. يتم أخذ العينات الأساسية بالتساوي في جميع أنحاء حفرة البئر. في نفس الوقت ، الحفر بالحفر يكون من 50 إلى 100٪ من العمق الكلي للآبار.

يتم حفر الآبار المعيارية لدراسة التركيب الجيولوجي وإمكانات النفط والغاز للأراضي الجديدة ، وكذلك لربط المواد الجيولوجية والجيوفيزيائية. يبلغ الحفر باستخدام الحفر 20٪ على الأقل من إجمالي عمق البئر.

يتم حفر الآبار الاستكشافية للبحث عن رواسب النفط والغاز. يتم أخذ العينات الأساسية هنا في فترات حدوث الآفاق الإنتاجية وجهات الاتصال لمختلف الوحدات الطبقية. مع أخذ العينات الأساسية ، لا يتم تمرير أكثر من 10-12٪ من عمق الآبار.

يتم حفر الآبار الاستكشافية داخل مناطق بها إمكانات نفطية وغازية مؤكدة من أجل تحضير الرواسب للتطوير. يتم أخذ اللب فقط في فترات زمنية من الآفاق الإنتاجية في حدود 6-8٪ من عمق البئر.

حفر الآبار التنموية لتطوير مكامن النفط والغاز. جوهر ، كقاعدة عامة ، لا يؤخذ. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، لدراسة التكوين الإنتاجي ، تتم ممارسة أخذ العينات الأساسية في 10٪ من الآبار موزعة بالتساوي على المنطقة.

يتم تنفيذ الفترات الزمنية مع أخذ العينات الأساسية بواسطة بتات خاصة - بتات أساسية ، والتي تترك في وسط البتة الصخور غير المحفورة ، والتي تسمى النواة ، وترفعها إلى السطح. يُطلق على الجزء المحفور من الصخر عمليات القطع ، والتي يتم إحضارها إلى السطح بواسطة نفاثة من سائل الحفر أثناء عملية الحفر.

أخذ عينات من الصخور بمساعدة حاملات التربة الجانبية

يتم استخدام هذه الطريقة عندما فشل الفاصل الزمني المخطط في أخذ النواة. بالإضافة إلى ذلك ، حتى عندما كشفت الدراسات الجيوفيزيائية بعد الحفر ، عن آفاق الاهتمام من وجهة نظر إمكانات النفط والغاز ، إلا أن هذه الفترة الفاصلة لم تضيء بالنواة. بمساعدة حامل تربة جانبي ، يتم أخذ عينة صخرية من جدار البئر. حاليًا ، يتم استخدام نوعين من الأجزاء:

1.إطلاق كراكات جانبية

2.حفر حاملات التربة الجانبية

مبدأ تشغيل حامل الرماية: ينزل إكليل من الخراطيش على الأنابيب مقابل الفاصل الزمني الذي يهمنا. أثناء الانفجار ، اصطدمت الأكمام بجدران البئر. عند رفع الأداة ، ترتفع الأكمام الموجودة على المقاود الفولاذية مع الصخور الملتقطة من جدار البئر.

عيوب هذه الطريقة:

الحصول على الصخور المكسرة

عينة صغيرة الحجم

المهاجم لا يخترق الصخور الصلبة

انسكاب الصخور السائبة

حفر حاملات التربة الجانبية - تقليد الحفر الأفقي ، نحصل على عينات صغيرة الحجم.

أخذ عينات الحمأة

في عملية الحفر ، تقوم القطع بتدمير الصخور ويتم جلب شظايا الصخور إلى السطح بواسطة نفاثة من سائل التنظيف. تسمى هذه الحطام وجزيئات الصخور الحمأة. على السطح ، يتم أخذها وغسلها من سائل الحفر ودراستها بعناية ، أي تحديد التركيب المادي لهذه الأجزاء. تم رسم نتائج البحث على رسم بياني وفقًا لعمق أخذ عينات الحمأة. يسمى هذا الرسم البياني سجل الحمأة (انظر الشكل 2) ، وأثناء عملية الحفر ، يتم أخذ العقل في جميع فئات الآبار.

أرز. 2 شلاموجرام

طرق مسح الآبار الجيوفيزيائيةتدرس بشكل مستقل عند دراسة دورة نظم المعلومات الجغرافية.

طرق البحث الجيوكيميائية

تسجيل الغاز

في عملية حفر الآبار ، يغسل سائل الحفر التكوين الإنتاجي. تدخل جزيئات النفط والغاز إلى المحلول ويتم حملها معه إلى السطح ، حيث يقوم جهاز أخذ العينات الخاص بإزالة الغاز من طين الحفر ، ويدرس محتوى الهيدروكربونات الخفيفة والمحتوى الكلي للغازات الهيدروكربونية. يتم تطبيق نتائج الدراسة على مخطط خاص لتسجيل الغاز (انظر الشكل 3).

الشكل 3 رسم تخطيطي لتسجيل الغاز

إذا تم إثبات وجود تكوين إنتاجي أثناء عملية الحفر ، فسيتم فحص عينة غاز باستخدام كروماتوجراف لمحتوى المكونات الفردية مباشرة على البئر.

التسجيل الميكانيكي

يتم دراسة معدل الاختراق ، ويتم تسجيل الوقت المستغرق في الحفر 1 متر ويتم تطبيق النتائج على شكل خاص (انظر الشكل 4).

أرز. 4. قطع التسجيل الميكانيكية فارغة

الفرجار

قياس الكهف -التحديد المستمر لقطر البئر باستخدام الفرجار.

أثناء الحفر ، يختلف قطر البئر عن قطر البئر ويختلف حسب النوع الصخري للصخور. على سبيل المثال ، في الفاصل الزمني لحدوث صخور رملية قابلة للاختراق ، يحدث تضيق ، انخفاض في قطر البئر ، نتيجة لتشكيل كعكة طينية على جدران البئر. في الفترة الفاصلة لحدوث الصخور الطينية ، على العكس من ذلك ، لوحظ زيادة في قطر البئر مقارنة بقطر البئر نتيجة تشبع الصخور الطينية بسائل الحفر وترشيح المزيد من الانهيار لجدران البئر ( انظر الشكل 5). في الفترة الفاصلة بين حدوث صخور الكربونات ، يتوافق قطر البئر مع قطر البئر.

أرز. 5. زيادة وتقليل قطر البئر حسب الصخر الصخري

مراقبة معاملات سوائل الحفر ومظاهر مياه النفط والغاز

أثناء حفر البئر ، قد تحدث المضاعفات التالية:

انهيار جدران الآبار مما يؤدي إلى إلتصاق أداة الحفر.

امتصاص سائل الحفر ، حتى رحيله الكارثي - عند فتح مناطق الاضطرابات المتقطعة ؛

ترقق مائع الحفر وتقليل كثافته مما قد يؤدي إلى إطلاق النفط أو الغاز.

الاختبار المصاحب والثابت للتكوين الإنتاجي

يميز بين الاختبار المرتبط والثابت للتكوين الإنتاجي.

يتمثل الاختبار المصاحب للتكوين الإنتاجي في أخذ عينات من النفط والغاز والمياه من التكوينات المنتجة في عملية الحفر باستخدام أجهزة خاصة:

اختبار تشكيل على تسجيل كابل OPK

جهاز اختبار التكوين على أنابيب الحفر - KII (مجموعة من أدوات الاختبار)

يتم أخذ العينات الثابتة بعد حفر البئر.

نتيجة اختبار الطبقات ، يتم الحصول على المعلومات التالية:

طبيعة سائل التكوين

معلومات حول ضغط الخزان ؛

لوائح VNK و GVK و GNK ؛

معلومات حول نفاذية صخر الخزان.

وثائق التصميم لبناء الآبار

الوثيقة الأساسية لبناء الآبار هي أمر جيولوجي وتقني. تتكون من 3 اجزاء:

الجزء الجيولوجي

الجزء الفني

يحتوي الجزء الجيولوجي على المعلومات التالية عن البئر:

قسم تصميم جيد

عمر الصخور ، عمق حدوثها ، زوايا الانحدار ، الصلابة

فترات المضاعفات المحتملة، فترات أخذ العينات الأساسية.

الجزء الفني يقول:

طريقة الحفر (الوزن على المثقاب ، أداء مضخات الطين ، سرعة الدوار)

عمق نزول الأعمدة وعددها وقطرها

ارتفاع الرفع للأسمنت خلف العمود ، إلخ.

الفصل الثاني طرق المعالجة الجيولوجية لمواد الحفر ودراسة التركيب الجيولوجي للحقل

تتيح المعالجة الجيولوجية لمواد حفر الآبار إنشاء ملف تعريف ميداني وخرائط هيكلية على طول الجزء العلوي من التكوين الإنتاجي ، مما يتيح لك الحصول على صورة كاملة لهيكل الحقل. للحصول على دراسة مفصلة لجميع قضايا هيكل المجال ، من الضروري إجراء ارتباط شامل (مقارنة أقسام البئر).

يتكون ارتباط أقسام البئر من تحديد الطبقات المرجعية وتحديد عمق حدوثها من أجل تحديد تسلسل حدوث الصخور ، وتحديد الطبقات التي تحمل الاسم نفسه لتتبع التغييرات في سمكها وتركيبها الصخري. في أعمال حقول النفط ، هناك ارتباط عام بين أقسام الآبار وبين ارتباط منطقي (تفصيلي). مع وجود ارتباط عام ، تتم مقارنة أقسام البئر ككل من فوهة البئر إلى أسفل لأفق واحد أو أكثر (معايير) انظر الشكل 6.

يتم إجراء الارتباط التفصيلي (النطاقي) من أجل دراسة مفصلة للطبقات والحزم الفردية.

يتم عرض نتائج الارتباط في شكل مخطط ارتباط. المعيار (أفق العلامة) هو تكوين في قسم البئر ، والذي يختلف بشكل حاد في خصائصه (تكوين المواد ، النشاط الإشعاعي ، الخواص الكهربائية ، إلخ) عن التكوينات العلوية والأساسية. يجب عليه:

من السهل أن تكون في سياق الآبار ؛

أن تكون حاضرة في سياق جميع الآبار ؛

كن صغيرًا ولكن ثابتًا.

أرز. 6. السطح المرجعي

مع الارتباط النطاقي ، يتم أخذ سقف التكوين الإنتاجي كسطح مرجعي. إذا كانت ضبابية - النعل. إذا كان غير واضح ، فاختر أي طبقة مستدامة داخل المنطقة ، الطبقة البينية داخل الطبقة.

تجميع أقسام المجال - نموذجي ، متوسط ​​، ملخص

عند إجراء ارتباط عام ، نحصل على معلومات حول فراش الصخور وسمكها. هذه المعلومات ضرورية لبناء قسم ميداني. في مثل هذا القسم ، يتم إعطاء خاصية متوسطة للصخور وعمرها وسمكها.

إذا تم استخدام السماكة الرأسية للطبقات ، فإن القسم يسمى المقطع النموذجي. يتم إجراء مثل هذه التخفيضات في المناطق التجارية. في مناطق الاستكشاف ، يتم تجميع الأقسام العادية ، حيث يتم استخدام سمك تكوين حقيقي (عادي).

في حالة تغيير قسم الإيداع بشكل كبير في المنطقة ، يتم إنشاء أقسام الملخص. عند تجميع عمود صخري في قسم الملخص ، استخدم أقصى سمكلكل طبقة ، وفي العمود "سمك" تعطى قيمته القصوى والدنيا.

تجميع قسم الملامح الجيولوجية للوديعة

قسم الملف الجيولوجي - تمثيل رسومي لهيكل التربة التحتية على طول خط معين في الإسقاط على مستوى عمودي. اعتمادًا على الموضع على الهيكل ، يتم تمييز المقاطع الجانبية (1-1) ، والعرضية (2-4) والقطرية (5-5).

يوجد قواعد معينةاتجاه خط الملف الشخصي في الرسم. إلى اليمين الشمال والشرق والشمال الشرقي والجنوب الشرقي.

اليسار - الجنوب ، الغرب ، الجنوب الغربي ، الشمال الغربي.

غالبًا ما تستخدم المقاييس 1: 5000 ، 1: 10000 ، 1: 25000 ، 1: 50000 ، 1: 100000 لإنشاء قسم ملف التعريف للإيداع.

لتجنب تشويه زوايا الانحدار للصخور ، يُفترض أن تكون المقاييس الرأسية والأفقية متماثلة. ولكن من أجل وضوح الصورة ، يتم أخذ المقاييس الرأسية والأفقية بشكل مختلف. على سبيل المثال ، المقياس الرأسي هو 1: 1000 ، والمقياس الأفقي هو 1: 10000.

إذا انحرفت الآبار - نقوم أولاً ببناء إسقاطات أفقية ورأسية لحفر الآبار المنحرف ، وتطبيق الإسقاطات الرأسية على الرسم وإنشاء ملف تعريف.

تسلسل إنشاء قسم الملف الشخصي للحقل

يتم رسم خط مستوى سطح البحر - 0-0 وعليه نقوم بتأجيل موضع البئر. يتم اختيار موضع البئر الأول بشكل تعسفي. نرسم خطوطًا عمودية من خلال النقاط التي تم الحصول عليها ، والتي نرسم عليها ارتفاعات رأس البئر على مقياس ملف التعريف. نقوم بتوصيل رؤوس الآبار بخط سلس - نحصل على التضاريس.

أرز. 9. قسم الملف الشخصي للميدان

من فوهة البئر نقوم ببناء آبار البئر حتى القاع. نقطع إسقاطات الجذوع المنحنية في الرسم. على طول جوف البئر ، نرسم أعماق حدوث الآفاق الطبقية ، وعناصر التواجد ، وأعماق الصدوع ، والتي تعطى أولاً.

بناء خريطة هيكلية

الخريطة الهيكلية هي رسم جيولوجي يعرض في خطوط أفقية التضاريس تحت الأرض لسقف أو نعل أي أفق واحد ، على عكس خريطة طبوغرافية، تظهر في خطوط أفقية تضاريس سطح الأرض ، والتي يمكن أن تشارك في هيكلها آفاق من مختلف الأعمار.

تعطي الخريطة الهيكلية فكرة واضحة عن بنية التربة التحتية ، وتوفر تصميمًا دقيقًا لآبار الإنتاج والاستكشاف ، وتسهل دراسة رواسب النفط والغاز ، وتوزيع ضغوط المكمن على منطقة الرواسب. يظهر مثال على إنشاء خريطة هيكلية في الشكل 10.

أرز. 10. مثال على بناء خريطة هيكلية

عند إنشاء خريطة هيكلية ، عادةً ما يتم أخذ المستوى الأساسي على أنه مستوى سطح البحر ، والذي يتم من خلاله قياس الأفقية (isohypses) للإغاثة تحت الأرض.

العلامات تحت مستوى سطح البحر تؤخذ بعلامة ناقص ، فوقها بعلامة زائد.

يتم استدعاء فترات الارتفاع المتساوية بين الأنماط المتساوية قسم isohypse.

في الممارسة الميدانية ، عادة ما تستخدم الطرق التالية لإنشاء الخرائط الهيكلية:

طريقة المثلثات - للهياكل غير المضطربة.

طريقة الملف الشخصي - للهياكل المتضررة بشدة.

مجموع.

يتكون إنشاء خريطة هيكلية باستخدام طريقة المثلث من حقيقة أن الآبار متصلة بخطوط ، وتشكل نظامًا من المثلثات ، ويفضل أن تكون متساوية الأضلاع. ثم نقوم بالاستيفاء بين نقاط فتح الخزان. نقوم بتوصيل العلامات التي تحمل الاسم نفسه - نحصل على خريطة هيكلية.

يتم تحديد العلامة المطلقة لنقطة فتح الخزان بواسطة الصيغة:

+ A.O. = + Al- ،

أ.العلامة المطلقة لنقطة فتح الخزان هي المسافة العمودية من مستوى سطح البحر إلى نقطة فتح التكوين ، م.

ال- ارتفاع فوهة البئر - المسافة العمودية من مستوى سطح البحر إلى فوهة البئر ، م

ل- عمق اختراق التكوين - المسافة من فوهة البئر إلى نقطة اختراق التكوين ، م.

ΣΔ ل- تصحيح انحناء الآبار م.

يوضح الشكل 11 خيارات حفر الخزان المختلفة:

أرز. 11. خيارات مختلفة لفتح الخزان

شروط تواجد النفط والغاز والماء في باطن الأرض

لتنفيذ نظام عقلاني لتطوير وتنظيم التشغيل الفعال لخزانات النفط والغاز ، من الضروري معرفة خصائصها الفيزيائية وخزاناتها ، والخصائص الفيزيائية والكيميائية لسوائل المكمن الموجودة فيها ، وشروط توزيعها في المكمن ، والسمات الهيدروجيولوجية للخزان.

الخصائص الفيزيائية للصخور - الخزانات

تتميز التكوينات الإنتاجية لحقول النفط المحتوية على الهيدروكربونات بالخصائص الرئيسية التالية:

المسامية؛

نفاذية؛

تشبع الصخور بالزيت والغاز والماء في ظروف مختلفة من حدوثها ؛

تكوين حبيبي

خصائص السطح الجزيئي عند التفاعل مع النفط والغاز والمياه.

المسامية

تحت مسامية الصخر يُفهم وجود فراغات (مسام ، تجاويف ، شقوق) فيه. تحدد المسامية قدرة الصخر على احتواء سائل الخزان.

المسامية - نسبة حجم مسام العينة إلى حجمها ، معبرًا عنها كنسبة مئوية.

ن = الخامسص/الخامسحول *100%

من الناحية الكمية ، تتميز المسامية بمعامل المسامية - نسبة حجم المسام للعينة إلى حجم العينة في أجزاء من الوحدة.

كص= V.ص/الخامسحول

تتميز الصخور المختلفة بقيم مسامية مختلفة ، على سبيل المثال:

الصخر الزيتي - 0.54 - 1.4٪

الطين - 6.0 - 50٪

الرمال - 6.0 - 52٪

الأحجار الرملية - 3.5 - 29٪

الحجر الجيري والدولوميت - 0.65 - 33٪

في الممارسة الميدانية ، يتم تمييز الأنواع التالية من المسامية:

الإجمالي (المطلق ، المادي ، الإجمالي) هو الفرق بين حجم العينة وحجم الحبوب المكونة لها.

مفتوحة (مسامية التشبع) - حجم جميع المسام والشقوق المترابطة التي يخترق فيها السائل أو الغاز ؛

فعال - حجم المسام المشبعة بالزيت أو الغاز مطروحًا منه محتوى الماء المربوط في المسام ؛

عامل كفاءة المسامية هو نتاج عامل المسامية المفتوحة وعامل تشبع النفط والغاز.

تكون صخور الكربونات منتجة عندما تكون المسامية 6-10٪ أو أعلى.

تتراوح مسامية الصخور الرملية من 3 - 40٪ ، بشكل رئيسي 16-25٪.

يتم تحديد المسامية عن طريق التحليل المختبري للعينات أو عن طريق نتائج التسجيل.

نفاذية الصخور

نفاذية الصخور [إلى]- قدرتها على تمرير سائل الخزان.

تتمتع بعض الصخور ، مثل الطين ، بمسامية عالية ولكن نفاذية منخفضة. الأحجار الجيرية الأخرى - على العكس من ذلك - منخفضة المسامية ، ولكن عالية النفاذية.

في ممارسة حقول النفط ، يتم تمييز الأنواع التالية من النفاذية:

مطلق؛

فعالة (المرحلة) ؛

نسبيا؛

النفاذية المطلقة هي نفاذية الوسط المسامي عندما تتحرك فيه مرحلة واحدة (الزيت أو الغاز أو الماء). كنفاذية مطلقة ، من المعتاد النظر في نفاذية الصخور ، التي تحددها الغاز (النيتروجين) - بعد استخراج وتجفيف الصخور إلى وزن ثابت. تميز النفاذية المطلقة طبيعة الوسط نفسه.

نفاذية المرحلة (الفعالة) هي نفاذية الصخور لسائل معين في وجود وحركة في مسام الأنظمة متعددة الأطوار.

النفاذية النسبية هي نسبة نفاذية الطور إلى المطلق.

عند دراسة نفاذية الصخور ، يتم استخدام صيغة قانون دارسي للترشيح الخطي ، والتي بموجبها يتناسب معدل ترشيح السائل في وسط مسامي مع انخفاض الضغط ويتناسب عكسياً مع لزوجة السائل.

V = Q / F =كوب/ ميكرولتر ,

س- معدل التدفق الحجمي للسوائل عبر الصخر في ثانية واحدة. - م 3

الخامس- سرعة الترشيح الخطي - م / ث

μ هي اللزوجة الديناميكية للسائل ، ن ق / م2

F- منطقة الترشيح - م2

∆ ص- انخفاض الضغط على طول العينة L ، MPa

ك- معامل التناسب (معامل النفاذية) ، يتحدد بالصيغة:

K = QML /FΔP

وحدات القياس هي كما يلي:

[L] م [F] م2 [س] م3 / ق [P] -n / م2 [ μ ] -ns / م2

بالنسبة لجميع قيم المعاملات التي تساوي واحدًا ، يكون بُعد k هو m2

المعنى المادي للبعد كهذه هي المنطقة. تحدد النفاذية حجم منطقة المقطع العرضي لقنوات الوسط المسامي الذي يتم من خلاله ترشيح مائع التكوين.

في مجال الأعمال التجارية ، يتم استخدام وحدة عملية لتقييم النفاذية - دارسي- في الساعة 10 12مرات أقل من ك = 1 م2 .

لكل وحدة في 1 دتأخذ نفاذية مثل هذا الوسط المسامي ، عندما يتم تصفيتها من خلال عينة منها المنطقة 1 سم2 الطول 1 سمعند الضغط التفاضلي 1 كجم / سم2 لزوجة السوائل 1cP(centi-poise) هو 1 سم3 /مع. قيمة 0.001 د- اتصل ميلدارسي.

التكوينات الحاملة للنفط والغاز لها نفاذية تتراوح من 10-20 md إلى 200 md.

أرز. 12. النفاذية النسبية للماء والكيروسين

من التين. 12 ، يمكن ملاحظة أن النفاذية النسبية للكيروسين يطبخ- يتناقص بسرعة مع زيادة تشبع الخزان بالماء. عند الوصول إلى تشبع الماء ك- حتى 50٪ معامل نفاذية نسبية للكيروسين يطبخخفضت إلى 25٪. مع زيادة كتصل إلى 80٪ ، يطبخينخفض ​​إلى 0 ويتم ترشيح الماء النقي من خلال الوسط المسامي. يحدث التغيير في النفاذية النسبية للماء في الاتجاه المعاكس.

شروط تواجد النفط والغاز والماء في الرواسب

توجد رواسب النفط والغاز في الأجزاء العلوية من الهياكل التي تتكون من صخور مسامية وغير منفذة تتداخل معها. (الإطارات).تسمى هذه الهياكل الفخاخ.

اعتمادًا على ظروف التواجد والنسبة الكمية للنفط والغاز ، تنقسم الرواسب إلى:

غاز نقي

مكثفات الغاز

زيت الغاز (بغطاء غاز)

زيت مع غاز مذاب في الزيت.

يقع النفط والغاز في الخزان وفقًا لكثافتهما: يتم ترسيب الغاز في الجزء العلوي ، ويتم ترسيب النفط في الأسفل ، وحتى الماء السفلي (انظر الشكل 13).

بالإضافة إلى النفط والغاز ، تحتوي أجزاء النفط والغاز في التكوينات أيضًا على الماء في شكل طبقات رقيقة على جدران المسام والشقوق تحت الشعيرية التي تحتفظ بها قوى الضغط الشعرية. هذا الماء يسمى "متصلة" أو "متبقية".محتوى الماء "المربوط" هو 10-30٪ من الحجم الكلي لمساحة المسام.

الشكل 13. توزيع النفط والغاز والمياه في الخزان

عناصر الإيداع النفط والغاز:

ملامسة الزيت والماء (WOC) - الحد الفاصل بين أجزاء الزيت والماء للخزان.

اتصال الغاز والنفط (GOC) - الحد الفاصل بين أجزاء الغاز والنفط في الإيداع.

ملامسة الغاز والماء (GWC) - الحد الفاصل بين الأجزاء المشبعة بالغاز والأجزاء المشبعة بالماء من الرواسب.

المحيط الخارجي لقدرة تحمل الزيت هو تقاطع WOC مع الجزء العلوي من التكوين الإنتاجي.

المحيط الداخلي لقدرة تحمل الزيت هو تقاطع WOC مع قاع التكوين الإنتاجي ؛

المنطقة القريبة من الكنتور هي جزء من رواسب الزيت بين المحيط الخارجي والداخلي للقدرة على تحمل الزيت ؛

حفر الآبار داخل الكفاف الداخلي للنفط ، وفتح خزان النفط إلى سمكه الكامل.

الآبار المحفورة داخل المنطقة الكنتورية ، مفتوحة في الجزء العلوي - الخزان المشبع بالزيت ، أسفل WOC - الجزء المشبع بالماء.

حفر الآبار خلف ملامح المحيط الخارجي للنفط ، وفتح الجزء المشبع بالماء من الخزان.

معامل تشبع الماء - نسبة حجم الماء في العينة إلى حجم مسام العينة.

كفي= V.ماء/الخامسحيث

معامل تشبع الزيت هو نسبة حجم الزيت في العينة إلى حجم مسام العينة.

إلىن\ u003d Vnef / V ثم

بين هذه المعاملات هناك العلاقة التالية:

إلىن+ كفي=1

سماكة الخزان

في ممارسة حقول النفط ، يتم تمييز الأنواع التالية من سمك التكوين الإنتاجي (انظر الشكل 14):

سمك التكوين الكلي حمشترك- السماكة الكلية لجميع الطبقات البينية - نفاذية وغير منفذة - المسافة من السقف إلى قاع التكوين.

سمك فعال حef- السماكة الكلية للطبقات البينية المسامية والنفاذة ، والتي يمكن للسوائل أن تتحرك من خلالها.

دفع سمك النفط أو الغاز الفعال حefن-لنا- السماكة الكلية للطبقات البينية المشبعة بالزيت أو الغاز.

حمشترك-(السمك الكلي)

ef= ح1 + ح2efn- أنف= ح1 + ح3

أرز. 14 سماكة الضحك للطبقات المنتجة

لدراسة أنماط التغييرات في السماكة ، يتم تجميع خريطة - إجمالي ، وفعّال ، وفاعلية ، وسماكة مشبعة بالنفط والغاز.

تسمى الخطوط ذات السماكة المتساوية isopachs ، والخريطة هي خريطة isopach.

تشبه تقنية البناء إنشاء خريطة هيكلية باستخدام طريقة المثلث.

الظروف الحرارية تحت التربة لحقول النفط والغاز

من الضروري معرفة درجة الحرارة والضغط في أعماق حقول النفط والغاز من أجل الاقتراب الصحيح من حل القضايا ذات الأهمية العلمية والاقتصادية الوطنية:

1.تشكيل ووضع رواسب النفط والغاز.

2.تحديد حالة طور تراكمات الهيدروكربونات على أعماق كبيرة.

.قضايا تقنية حفر وحقن الآبار العميقة والعميقة.

.تنمية جيدة.

درجة الحرارة في الأمعاء

لاحظت العديد من قياسات درجة الحرارة في الآبار الخاملة أن درجة الحرارة تزداد مع العمق ويمكن أن تتميز هذه الزيادة بخطوة حرارية أرضية وتدرج حرارة جوفية.

مع زيادة عمق التكوينات المنتجة ، تزداد درجة الحرارة أيضًا. تغيير درجة الحرارة لكل وحدة عمق تسمى. التدرج الجيوحراري. تتراوح قيمته بين 2.5 - 4.0٪ / 100 م.

التدرج الحراري الأرضي هو الزيادة في درجة الحرارة لكل وحدة طول (عمق).

غراد ر = ر2 -t1 / ح2 -ح1 [ 0 سم]

الخطوة الحرارية الأرضية [G] هي المسافة التي تحتاجها لتتعمق أكثر حتى ترتفع درجة الحرارة بمقدار 10 من.

G = ح2 -ح1 / ر2 -t1 [م /0 من]

أرز. 15. تغير في درجة الحرارة مع العمق

يتم تحديد هذه المعلمات من خلال قياسات درجة الحرارة في الآبار الخاملة.

يتم إجراء قياسات درجة الحرارة مع العمق إما باستخدام مقياس حرارة كهربائي على طول جوف البئر بالكامل ، أو باستخدام مقياس حرارة أقصى - للأغراض العلمية.

يُظهر مقياس الحرارة الأقصى درجة الحرارة القصوى عند العمق الذي تنحدر إليه. يسجل مقياس الحرارة الكهربي سجلًا مستمرًا لدرجة الحرارة على طول حفرة البئر عند رفع الجهاز.

للحصول على درجة الحرارة الحقيقية للصخور ، يجب أن يكون البئر في حالة راحة لفترة طويلة، 25-30 يومًا على الأقل ، بحيث يتم إنشاء النظام الحراري الطبيعي ، المضطرب بالحفر. بناءً على نتائج قياسات درجة الحرارة ، يتم إنشاء مخططات حرارية - تعتمد منحنيات درجة الحرارة على العمق. باستخدام بيانات الرسم الحراري ، يمكن تحديد التدرج والخطوة الحرارية الأرضية.

في المتوسط كره ارضيهقيمة التدرج الحراري الأرضي 2.5-3.0 0ج / 100 م.

ضغط الخزان في أعماق حقول النفط والغاز

كل خزان تحت الأرض مملوء بالزيت أو الماء أو الغاز ولديه طاقة نظام دفع مياه الخزان.

طاقة الخزان هي الطاقة الكامنة لسائل الخزان في مجال الجاذبية الأرضية. بعد حفر البئر ، يختل التوازن في النظام الطبيعي الذي يحركه الماء: تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية ويتم إنفاقها على نقل السوائل في الخزان إلى قيعان آبار الإنتاج ورفعها إلى السطح.

مقياس طاقة المكمن هو ضغط الخزان - وهو ضغط السائل أو الغاز في الخزانات في حالة طبيعية.

في حقول النفط والغاز ، ضغط المكمن (ص رر ) مع زيادة العمق بمقدار 0.8 - 1.2 ميجا باسكال لكل 100 متر عمق ، أي بحوالي 1.0 ميجا باسكال / 100 م.

الضغط الذي يوازنه عمود من المياه المعدنية بكثافة ρ = 1.05 - 1.25 جم / سم 3 (103كجم / م 3) يسمى الضغط الهيدروستاتيكي العادي. يتم حسابه على النحو التالي:

الرقم الهيدروجيني = حρ في/ 100 [ميجا باسكال]

H - العمق ، م.

ρ في- كثافة الماء ، جم / سم3 ، كجم / م3 .

اذا كان ρ في إذا أخذنا مساوٍ لـ 1.0 ، فإن هذا الضغط يسمى الهيدروستاتيكي الشرطي

الضغط الهيدروستاتيكي الشرطي هو الضغط الناتج عن عمود من المياه العذبة بكثافة 1.0 جم / سم 3الارتفاع من فوهة البئر إلى القاع.

صاي جي.= N / 100 [MPa]

الضغط الذي يوازنه سائل التنظيف مع الكثافة ρ و = 1.3 جم / سم 3وأكثر من ذلك ، فإن الارتفاع من فوهة البئر إلى قاع البئر يسمى فوق الهيدروستاتيكي (SHPP) أو ضغط الخزان المرتفع الشاذ (AHRP). هذا الضغط أعلى بنسبة 30٪ أو أكثر من الضغط الهيدروستاتيكي التقليدي و 20-25٪ أعلى من الضغط الهيدروستاتيكي العادي.

تسمى نسبة AHRP إلى الضغط الهيدروستاتيكي العادي معامل ضغط التكوين الشاذ.

إلىأ= (صAHRP/ صغ.) >1,3

الضغط تحت الضغط الهيدروستاتيكي هو ضغط تكوين منخفض بشكل غير طبيعي (ANRP) - وهو ضغط يتم موازنته بواسطة عمود من سائل الحفر بكثافة أقل من 0.8 جم / سم 3. إذا كان كا< 0,8 - это АНПД.

أحد أهم خصائص التكوين هو ضغط الصخور - وهو الضغط الناتج عن التأثير الكلي للضغوط الجيوستاتيكية والجيوتكتونية على التكوين.

الضغط الجيوستاتيكي هو الضغط الذي تمارسه كتلة الكتلة الصخرية العلوية على التكوين.

صg.u.= حص/ 100 [ميجا باسكال]

أين، ρ ص = 2.3 جم / سم 3 - متوسط ​​كثافة الصخور.

الضغط الجيوتكتوني (ضغط الإجهاد) هو الضغط الذي يتشكل في الطبقات نتيجة للحركات التكتونية المستمرة والمتقطعة.

ينتقل ضغط الصخور عن طريق الصخور نفسها ، وداخل الصخور - عن طريق هيكلها العظمي (الحبيبات التي تشكل الطبقة). في فيفويتم مواجهة ضغط الصخور بضغط التكوين. يسمى الفرق بين الضغط الجيوستاتيكي وضغط الخزان بضغط الختم.

صيصل= صز- ررر

في الممارسة الميدانية ، يُفهم ضغط الخزان على أنه الضغط عند نقطة ما في الخزان الذي لا يتأثر بممرات انخفاض الآبار المجاورة (انظر الشكل 16) Δ صيتم حسابها باستخدام الصيغة التالية:

Δ ف = فرر- صزاب ,

أين، Ppl-خزان الضغط

بزاب- الضغط في قاع بئر التشغيل.

أرز. 16 توزيع ضغط الخزان أثناء تشغيل الآبار

ضغط الخزان الأولي ص0 - هذا هو الضغط الذي تم قياسه في البئر الأول الذي فتح الخزان قبل سحب أي كمية ملحوظة من السائل أو الغاز من المكمن.

ضغط المكمن الحالي هو الضغط الذي تم قياسه في تاريخ معين في بئر تم فيه إنشاء توازن إحصائي نسبي.

لاستبعاد تأثير الهيكل الجيولوجي (عمق القياس) على ضغط المكمن ، يتم إعادة حساب الضغط المقاس في البئر إلى منتصف مرحلة تحمل النفط أو الغاز ، إلى نقطة منتصف حجم الخزان أو إلى المستوى الذي يتزامن مع اتصال المياه.

أثناء تطوير رواسب النفط أو الغاز ، يتغير الضغط باستمرار ، أثناء مراقبة التطور ، يتم قياس الضغط بشكل دوري في كل بئر.

لدراسة طبيعة تغيرات الضغط داخل منطقة الخزان ، يتم إنشاء خرائط الضغط. تسمى خطوط الضغط المتساوي خطوط متساوية ، والخرائط هي خرائط متساوية الضغط.

أرز. 17. رسم بياني لتغييرات الضغط بمرور الوقت حسب الآبار

تتيح المراقبة المنهجية للتغيرات في ضغط الخزان الحكم على العمليات التي تحدث في الخزان وتنظيم تطور الحقل ككل.

يتم تحديد ضغط الخزان باستخدام مقاييس ضغط قاع البئر التي يتم خفضها في البئر على سلك.

السوائل والغاز في الخزان تحت الضغط ، وهو ما يسمى خزان.من ضغط التكوين صرر- يعتمد على احتياطي طاقة المكمن وخصائص السوائل والغازات في ظروف المكمن. صررتحدد احتياطيات رواسب الغاز ومعدلات تدفق الآبار وظروف تشغيل الرواسب.

تظهر التجربة ذلك ص0 (ضغط الخزان الأولي) المقاس في أول بئر محفور يعتمد على عمق الخزان ويمكن تحديده تقريبًا من f-le:

ف = هوج [الآلام والكروب الذهنية]

ح- عمق الودائع ، م

ρ- كثافة السائل ، كجم / م 3

g هي تسارع السقوط الحر

إذا كان البئر يتدفق (فيضان) ، ف رر يتم تحديده من خلال الصيغة:

ص رر =هوج + P (ضغط الرأس)

إذا كان مستوى السائل في البئر لا يصل إلى الفم

ص رر = ح 1ميكروغرام

ح 1- ارتفاع عمود السائل في الآبار م.

أرز. 18. تحديد ضغط المكمن المخفض

في خزان غاز أو جزء غاز من خزان نفط ، يكون ضغط الخزان متماثلًا تقريبًا في جميع أنحاء الحجم.

في رواسب النفط ، يكون ضغط الخزان أجزاء مختلفةمختلف: على الأجنحة - الحد الأقصى ، في القبو - الحد الأدنى. لذلك ، من الصعب تحليل التغيرات في ضغط الخزان أثناء تشغيل الخزان. من الأنسب إحالة قيم ضغط الخزان إلى مستوى واحد ، على سبيل المثال ، إلى مستوى التلامس بين الماء والزيت (WOC). يسمى الضغط المشار إليه في هذا المستوى بالانخفاض (انظر الشكل 18) ويتم تحديده بواسطة الصيغ:

ص1inc =ص1 + س1 ميكروغرام

ص2inc =ص2 - X2 ميكروغرام

الخصائص الفيزيائية للنفط والغاز والماء

تسمى الغازات من حقول الغاز بالغازات الطبيعية ، وتسمى الغازات الناتجة مع النفط النفط أو الغازات المصاحبة.

تتكون الغازات الطبيعية والغازات البترولية بشكل أساسي من الهيدروكربونات المشبعة من السلسلة C. ن ح 2n + 2 : الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان. بدءا من البنتان (C 5ح 12) وما فوق السوائل.

غالبًا ما تحتوي الغازات الهيدروكربونية على الهيدروكربون (CO 2، كبريتيد الهيدروجين H 2S ، النيتروجين N ، الهيليوم He ، الأرجون ، Ar ، بخار الزئبق والميركابتان. محتوى أول أكسيد الكربون 2 و ح 2يصل S أحيانًا إلى عشرات بالمائة ، وشوائب أخرى - كسور بالمائة ، على سبيل المثال ، في خليط الخزان من AGCF ، محتوى ثاني أكسيد الكربون هو 12-15٪ ، وكبريتيد الهيدروجين 24-30٪.

يتم تحديد الوزن الجزيئي (M) - الغازات الهيدروكربونية بالصيغة:

م = ميكرومترأناصأنا

مأنا- الوزن الجزيئي للمكون i -th

صأنا- حصة المكون الأول في الخليط من حيث الحجم.

الكثافة هي نسبة كتلة المادة إلى الحجم الذي تشغله.

ρ = م / ف [كجم / م3 ].

الكثافة في حدود 0.73-1.0 كجم / م 3. في الممارسة العملية ، يستخدمون الكثافة النسبية للغاز - نسبة كتلة غاز معين إلى كتلة الهواء من نفس الحجم.

الكثافة النسبية للغازات المختلفة مذكورة أدناه:

الهواء - 1.0CH 4 - 0,553ن 2- 0.9673 ج 8ح 6 - 1,038كو 2- 1.5291 ج 3ح 8 - 1,523ح 2S - 1.1906 ج 4ح 10 - 2,007

للانتقال من الحجم إلى الظروف الطبيعيةبالنسبة للحجم المشغول بنفس المقدار في ظروف المكمن ، فإن المعامل الحجمي لغاز المكمن V ، هو الحجم الذي سيشغل 1 م 3 الغاز في ظروف المكمن.

الخامس = الخامس0 Z (TP0 / ت0 * ف)

أين ، ف0 - حجم الغاز في الظروف العادية عند الضغط الأولي ص 0 , ودرجة الحرارة تي0 .

V هو حجم الغاز عند الضغط الحالي P ودرجة الحرارة T هي معامل الانضغاط الفائق للغاز.

عامل حجم غاز الخزان V في الداخل 0.01-0.0075

إن لزوجة الغاز هي خاصية للغاز لمقاومة حركة بعض الجسيمات بالنسبة للآخرين. في نظام SI ، تُقاس اللزوجة الديناميكية بـ mPa * s (ميل-باسكال في الثانية) ، على سبيل المثال ، اللزوجة الديناميكية للماء عند 0 200C هي µ = 1 mPa * s. تتراوح لزوجة الغاز من حقول الغاز بين 0.0131-0.0172 ميجا باسكال * ثانية.

تبلغ لزوجة خليط مكمن AGCM 0.05 - 0.09 mPa * s.

ذوبان الغازات في الزيت

يتناسب حجم الغاز أحادي المكون الذي يذوب في وحدة حجم السائل بشكل مباشر مع الضغط

الخامسجي/الخامسو = αP

أين ، ف جي - حجم الغاز المذاب

الخامس و - حجم السائل

النفط والغاز الطبيعي

خطة دراسة الموضوع

• 1. الزيت ، تكوينه العنصري.
• 2. وصف موجز للخصائص الفيزيائية للزيت.
• 3. غاز الهيدروكربون.
• 4. تكوين المكونات ووصف موجز للخصائص الفيزيائية للغاز.
• 5. مفهوم مكثفات الغاز.
• 6. منشأ النفط والغاز.
• 7. النفط كمصدر لتلوث البيئة.

يعتبر النفط والغاز الطبيعي من المعادن القيمة. لاحظ IM Gubkin أن الدليل على أصل النفط ليس فقط ذو أهمية علمية وتقنية ، ولكن أيضًا ذو أهمية عملية قصوى ، لأن. إنه يوفر مؤشرات موثوقة حول مكان البحث عن النفط وكيف أنه أكثر ملاءمة لتنظيم استكشافه.

يعد أصل النفط أحد أكثر مشاكل العلوم الطبيعية تعقيدًا والتي لم يتم حلها بعد. تستند الفرضيات الحالية إلى أفكار حول الأصل العضوي وغير العضوي للنفط والغاز.

الزيت عبارة عن خليط من الهيدروكربونات يحتوي على مركبات الأكسجين والكبريت والنيتروجين. اعتمادًا على غلبة عدد من الهيدروكربونات ، يمكن أن تكون الزيوت: الميثان ، النفثينيك ، العطرية.

تعتمد الجودة التجارية للزيت على محتوى البارافين. تتميز الزيوت: برافيني منخفض لا يزيد عن 1 ٪ ، بارافيني قليلاً - من 1 ٪ إلى 2 ؛ نسبة عالية من البارافيني تزيد عن 2٪.

تتميز الخصائص الفيزيائية الرئيسية للزيت بالكثافة والمعامل الحجمي واللزوجة والانضغاط والتوتر السطحي وضغط التشبع.

تم العثور على الغاز الهيدروكربوني في أحشاء الأرض في شكل تراكمات مستقلة ، تشكل رواسب غازية أو أغطية غازية ، وكذلك في الماء الذائب. الغاز القابل للاحتراق عبارة عن خليط من الهيدروكربونات المشبعة الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان ، وغالبًا ما يكون في تكوين الغاز هيدروكربونات أثقل البنتان والهكسان والهبتان. تحتوي الغازات الهيدروكربونية عادةً على ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وكبريتيد الهيدروجين وكميات صغيرة من الغازات النادرة (الهيليوم والأرجون والنيون).

تتميز غازات الهيدروكربون الطبيعية بالخصائص الفيزيائية التالية ، الكثافة ، اللزوجة ، عامل انضغاط الغاز ، قابلية الذوبان في الغاز في السائل.

ما هو النفط والغاز الطبيعي؟

ما هي الخصائص الرئيسية للنفط والغاز؟

ما هي نظريات اصل النفط؟

ما هي الزيوت تسمى البارافيني؟

ما هي خصائص الزيوت؟

رئيسي:

إضافي: ص ٩٣-٩٩

شروط تواجد النفط والغاز الطبيعي وماء التكوين في القشرة الأرضية

خطة دراسة الموضوع

• 1. مفهوم الصخور - الجامعون. مجموعات السلالات - جامعي.
• 2. الفراغات المسامية في الصخور وأنواعها وشكلها وحجمها.
• 3. خصائص خزان الصخور.
• 4. تكوين الحبيبات.
• 5. المسامية ، التكسير.
• 6. نفاذية.
• 7. كربونات.
• 8. طرق دراسة خصائص المكمن.
• 9. تشبع صخور المكمن بالنفط والغاز.
• 10. السلالات - الإطارات. مفهوم الخزانات والفخاخ الطبيعية. اتصالات الماء والنفط والغاز والنفط. ملامح إمكانات النفط والغاز.
• 11. مفهوم رواسب ورواسب النفط والغاز.
• 12. تدمير الودائع.
• 13. مياه التكوين ، تصنيفها التجاري. المياه المتنقلة والمقيدة.
• 14. معلومات عامة عن الضغط ودرجة الحرارة في مكامن النفط والغاز. خرائط Isobar والغرض منها.

ملخص موجز للقضايا النظرية.

الخزان الطبيعي - وعاء طبيعي للنفط والغاز والماء ، يمكن أن تدور فيه ويتم تحديد شكله من خلال نسبة الخزان إلى صخور الإحاطة (الخزان) ضعيفة النفاذية. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الخزانات الطبيعية: خزان ، ضخم ، صخري محدود من جميع الجهات.

تسمى الصخور التي لها القدرة على احتواء النفط والغاز والمياه وإطلاقها بكميات صناعية أثناء التطوير بالخزانات. تتميز المجمعات بخصائص سعوية وفلترة.

تسمى الإطارات الصخور ضعيفة النفاذية والتي تغطي وتحمي تراكم النفط والغاز. يعد وجود الإطارات من أهم شروط الحفاظ على تراكمات النفط والغاز.

المصيدة هي جزء من مكمن طبيعي يمكن أن تتشكل فيه تراكمات من النفط والغاز بسبب العتبة الهيكلية ، والغربلة الطبقية ، والقيود الصخرية. أي مصيدة عبارة عن شكل ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد يتم فيه تجميع الهيدروكربونات وتخزينها بسبب خصائص التكاثف والترشيح والغربلة.

تشير هجرة النفط والغاز إلى الحركات المختلفة لهذه السوائل في الكتلة الصخرية. يميز بين الهجرة الابتدائية والثانوية.

تُفهم رواسب النفط والغاز على أنها تراكمات صناعية محلية لهذه المعادن في الخزانات القابلة للاختراق - مصائد من أنواع مختلفة. تسمى منطقة باطن الأرض المحدودة مكانيًا والتي تحتوي على رواسب أو عدة رواسب من النفط والغاز الموجودة في نفس المنطقة بالحقل.

أسئلة لضبط النفس حول الموضوع:

ما هي أنواع الخزانات الطبيعية؟

الخصائص الرئيسية للصخور - الخزانات؟

ما هو الفخ؟

أنواع مصائد النفط والغاز؟

أنواع هجرة النفط والغاز؟

أنواع حقول النفط والغاز؟

محافظات النفط والغاز

خطة دراسة الموضوع

• 1. تقسيم المناطق الحاملة للنفط والغاز في روسيا ، وآفاق تنميتها ؛
• 2. مفهوم النفط والغاز المحافظات والمناطق والمقاطعات ومناطق تراكم النفط والغاز.
• 3. أهم مقاطعات ومناطق النفط والغاز في روسيا.
• 4. أكبر حقل نفط ونفط وغاز فريد من نوعه في روسيا.
• 5. خصائص المحافظات النفطية والغازية المتطورة صناعة النفط(غرب سيبيريا ، فولغا أورال ، تيمان بيتشورا ، شمال القوقاز ، شرق سيبيريا).
• 6. الملامح الرئيسية للهيكل الجيولوجي وإمكانات النفط والغاز.

ملخص موجز للقضايا النظرية.

في شرق الجزء الأوروبي من الاتحاد الروسي ، توجد مقاطعات شاسعة للنفط والغاز في الفولغا والأورال وبحر قزوين.

دخلت مقاطعة فولغا-أورال للنفط والغاز تاريخ صناعة النفط والغاز في البلاد تحت اسم باكو الثانية.

تتوافق مقاطعة النفط والغاز في غرب سيبيريا مع منصة Epipaleozoic ، وتحتل جزءًا كبيرًا من أراضي الأراضي المنخفضة الغربية لسيبيريا الشاسعة.

مقاطعة بحر قزوين للنفط والغاز ، وتقع في جنوب شرق الجزء الأوروبي من الاتحاد الروسي

من الضروري النظر في السمات الرئيسية للهيكل الجيولوجي ومحتوى النفط والغاز وحقول النفط والغاز.

أسئلة لضبط النفس حول الموضوع:

• 1. الخصائص العامة لمقاطعة الفولغا - الأورال للنفط والغاز؟
• 2. الخصائص العامة لمقاطعة النفط والغاز غرب سيبيريا؟
• 3. الخصائص العامة لمحافظة النفط والغاز في بحر قزوين؟
• 4. الملامح الرئيسية للبنية الجيولوجية للمحافظات؟

المصادر الرئيسية والإضافية حول الموضوع

أساسي: ص 92 - 110 ؛ 119-132 ؛ 215 - 225

إضافي: الصفحات 105-122

أنظمة رواسب النفط والغاز

خطة دراسة الموضوع

• 1. مصادر الطاقة في الخزانات ، وصف موجز لأنماط تشغيل رواسب النفط والغاز
• 2. النظم الطبيعية لرواسب النفط والغاز ، والعوامل الجيولوجية لتكوينها ومظاهرها.
• 3. ضغط التشبع وتأثيره على طريقة عمل الرواسب.
• 4. وصف موجز لضغط الماء ، ضغط الماء المرن ، ضغط الغاز (نظام غطاء الغاز) ، الغاز المذاب وأنظمة الجاذبية.
• 5. خصائص الأنظمة الطبيعية لرواسب الغاز ومكثفات الغاز.
• 6. تحديد أنماط تشغيل الودائع في عملية التشغيل التجريبي.

ملخص موجز للقضايا النظرية.

يمكن أن تكون طاقة الخزان في رواسب النفط والغاز على النحو التالي: ضغط المياه الهامشي ؛ القوى المرنة للنفط والغاز والماء ؛ توسع الغاز المذاب في الزيت ؛ ضغط الغاز المضغوط الجاذبية. يتم تحديد مظهر طاقة الخزان من خلال طبيعة الخزان الجوفي ونوع الخزان وشكل الرواسب ؛ خصائص المكمن للتكوين داخل وخارج الخزان ، وتركيب ونسبة السوائل في الخزان ، والبعد عن منطقة إمداد مياه التكوين وظروف التنمية.

نظام الخزان هو طبيعة مظهر من مظاهر طاقة المكمن التي تنقل النفط والغاز على طول الخزان إلى قاع الآبار وتعتمد على الظروف الطبيعيةوتدابير للتأثير على الخزان.

اعتمادًا على مصدر طاقة الخزان ، الذي يضمن حركة النفط من الخزان إلى البئر ، توجد الأنماط التالية لترسبات النفط: الأنماط المدفوعة بالماء ، والمرونة بالدفع بالماء ؛ نظام الغاز المذاب أوضاع ضغط الغاز والجاذبية. مع الظهور المتزامن لعدة أنواع من الطاقة ، من المعتاد التحدث عن وضع مختلط أو مشترك.

في تطوير حقول الغاز ، يتم أيضًا استخدام ضغط الماء والغاز والأنماط المختلطة. ضغط الماء نادر للغاية.

تؤدي تقنية فتح الآفاق الإنتاجية إلى زيادة إنتاجية الآبار ، وتحسين تدفق النفط والغاز من الطبقات البينية منخفضة النفاذية ، مما يساهم في النهاية في زيادة استخراج النفط.

تعتمد طرق اختراق الخزان على ضغط المكمن ودرجة تشبع المكمن بالزيت ، ودرجة الصرف ، وموضع التلامس بين الغاز والماء والزيت وعمق المكمن وعوامل أخرى.

يتم اختيار تصميم قيعان الآبار مع مراعاة الخصائص الصخرية والفيزيائية وموقع الآبار في الرواسب ، وبالتالي ، يمكن أن تكون قيعان الآبار مفتوحة أو مغلفة.

أسئلة لضبط النفس