Материал: Задача по наращиванию запасов углеводородного сырья нефти, газа и конденсата

3. СУММАРНЫЕ РЕСУРСЫ НЕФТИ, ГАЗА И КОНДЕНСАТА

Для сравнения нефтегазоносности различных регионов пользу­ются интегральными оценками, включающими в себя накоплен­ную добычу, запасы, ресурсы нефти, газа и конденсата всех кате­горий. Первым название таким оценкам еще в 1932 г. дал И. М. Губкин, объединив все слагаемые термином «общие геоло­гические запасы». Несмотря на то что это название очень метко отражало суть дела, оно не получило широкого распространения поскольку практика количественного прогнозирования нефтегазоносности регионов в те годы была ограниченной.

Второе рождение этого понятия связано с концом 50-х—на­чалом 60-х годов, когда в нашей стране стали широко разверты­ваться работы по количественной оценке перспектив нефтегазонос­ности, чему способствовало открытие ряда новых нефтегазоносных провинций страны. В геологический лексикон вошло новое поня­тие — «потенциальные ресурсы», в которое вкладывался тот же смысл, что и в понятие «общие геологические ресурсы».

Следует отметить, что с самого начала термин «потенциаль­ные ресурсы» вызвал резкую критику со стороны ряда видных ге­ологов.

В 1983 г. в практику работ по прогнозированию нефтегазоносаюсти вместо понятия «потенциальные ресурсы» введено понятие «суммарные ресурсы».

Суммарные ресурсы могут быть начальными и текущими. Под на-чальными суммарными ресурсами региона пони­мается сумма разведанных запасов (категорий A+B+C1) и пред­варительно оцененных запасов (категории С2) на месторождениях до начала их разработки, а также перспективных (категории Сз) и прогнозных ресурсов (категорий Д1+Д2), подсчитанных и оце­ненных в пределах региона на дату оценки или уточнения прог­нозных ресурсов.

Текущие суммарные ресурсы меньше начальных на величину накопленной добычи на разрабатываемых месторожде­ниях региона к моменту оценки прогнозных ресурсов.

Среди суммарных ресурсов нефти, газа и конденсата целесооб­разно выделять ресурсы, которые могут быть извлечены из недр. Таким ресурсам соответствует понятие

суммарные извлекаемые ресурсы. При этом суммар­ные ресурсы правильнее называть суммарными геологическими ресурсами.

Начальные суммарные извлекаемые ресурсы региона определяются суммой на ту же дату: извлекаемых запа­сов категорий A+B+C1+C2 до начала разработки месторожде­ний и залежей; извлекаемых перспективных ресурсов категории Сз и извлекаемых прогнозных ресурсов категорий Д1+Д2.

Текущие суммарные извлекаемые ресурсы от­личаются от начальных на величины накопленной добычи на дату оценки или уточнения прогнозных ресурсов.

4. ОБЪЕМНЫЙ МЕТОД ПОДСЧЕТА НАЧАЛЬНЫХ БАЛАНСОВЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ И СВОБОДНОГО ГАЗА

4. 1. СУЩНОСТЬ ОБЪЕМНОГО МЕТОДА

Сущность объемного метода заключается в определении массы нефти или объема свободного газа, приведенных к стандарт­ным условиям, в насыщенных ими объемах пустотного простран­ства пород-коллекторов залежей нефти и газа или их частей.

Величину этих объемов получают путем умножения горизон­тальной проекции площади залежей нефти или свободного газа (F) на среднее значение вертикальной эффективной нефте(газо)-насыщенной толщины пласта hэф.н. на среднее значение коэффици­ента открытой пористости kп.о. и на среднее значение коэффициен­та нефтенасыщенности kн. или газонасыщенности kг.. При этом вы­ражение Fhн.эф определяет объем коллекторов залежи (ее части), Fhн.эф kп.о.—объем пустотного пространства пород, Fhkп.о.kн. илиFhkп.о.kг. —объемы пустотного пространства пород-коллекторов, насыщенных соответственно нефтью или свободным газом.

В пустотном пространстве пород-коллекторов, насыщенных нефтью, в пластовых условиях нефть содержит растворенный газ. Для приведения объема пластовой нефти к объему нефти, дегази­рованной при стандартных условиях, используется среднее значе­ние пересчетного коэффициент  , учитывающего усадку нефти.

С учетом этих параметров объем нефтяной залежи (ее части) при стандартных условиях будет определяться выражением

Vн.ст =Fhн.эф kп.о. kн. 

Умножив Vн.ст на среднее значение плотности нефти при стан­дартных условиях, получим начальные запасы нефти, содержа­щиеся в этой залежи или ее части:

Q

н.н =Fhн.эф kп.о. kн. 

Для приведения объема свободного газа, содержащегося в за­лежи (ее части), к стандартным условиям используется произве­дение барического Кр и термического Kт. Коэффициентов: KрKт.=[(pо ао - pостaост)/pст ] [(Tо + tст)/(Tо + tпл)] где ро - среднее начальное пластовое давление в залежи (ее час­ти), МПа; аo - поправка, обратно пропорциональная коэффициенту сжимаемости реальных газов Zo при давлении ро; ао=1/Zо;pост - среднее остаточное давление, устанавливающееся в залежи, когда давление на устье добывающих скважин равно стандартно­му, МПа; aост - соответствующаяpост поправка на сжимаемость реальных газов, равная l/Zocт

pст - давление при стандартных, условиях, равное 0,1 МПа;Tо = 273 К;

tст =20°С; tпл - средняя температура в залежи в пластовых условиях, °С.

В соответствии с изложенным формула для подсчета началь­ных запасов свободного газа залежи (ее части) объемным мето­дом имеют следующий вид:Qн.г =Fhг.эф kп.о. kг KрKт

Часть балансовых запасов нефти, которая может быть извле­чена из недр, - извлекаемые запасы - определяется с помощью коэффициента извлечения kи.н: Qн.и. = Qн.н kи.н.

Объемный метод можно считать практически универсальным для подсчета запасов любой залежи или ее части при любой сте­пени изученности. Внешне он представляется довольно простым, однако эта простота таит в себе множество проблем. Основные проблемы объемного метода заключаются в своевременном выяв­лении особенностей геологического строения залежи и объектив­ном определении параметров, характеризующих объем пустотного пространства, насыщенного нефтью или свободным газом.

Любая залежь представляет собой сложный объект. Его слож­ность обусловлена типом пустотного пространства пород-коллекто­ров и условиями залегания их в ловушке, типом самой ловушки, характером насыщения пустотного пространства и его изменчиво­стью по площади и разрезу, взаимосвязанностью параметров, ус­ловиями залегания флюидов в недрах и т. п.. По существу объек­тивное выявление каждого из перечисленных факторов представ­ляется проблемой, которая нередко усложняется недостаточно­стью и низким качеством фактических данных. Поэтому процесс изучения залежи идет непрерывно с момента ее открытия до за­вершения разработки. Тем самым первоначально созданные пред­ставления о строении залежей в виде статических моделей посто­янно совершенствуются, а иногда и в корне меняются.

Совершенствование статических моделей происходит в резуль­тате как увеличения объема наблюдении, так и привлечения но­вых методов исследования и рационального комплексирования их с другими применительно к условиям каждой стадии геологоразве­дочных работ и разработки залежей. Чем ниже стадия изученно­сти залежи или проще ее строение, тем проще модель и применяе­мый вариант объемного метода. С повышением степени изученно­сти они усложняются. Именно этим обусловливается многовариант­ность объемного метода. Каждому варианту присущи свои спосо­бы определения объемов пород-коллекторов, объемов пустотного пространства, насыщенного нефтью или газом, способы определе­ния средних значений параметров по скважинам, подсчетным объектам или залежи в целом и т. п.

4. 2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ НЕФТИ И СВОБОДНОГО ГАЗА ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ

На любой стадии изученности залежей процесс подсчета запа­сов нефти и свободного газа объемным методом включает три этапа последовательных работ:

1) детальную корреляцию разрезов скважин с целью выделе­ния в разрезе литолого-стратиграфического комплекса нефтегазоносных горизонтов, пластов, пропластков и непроницаемых разделов между ними, а также прослеживание их по площади залежи;

2) выделение типов коллекторов и определение параметров пласта и насыщающих его флюидов по пластовым пересечениям в скважинах; на этом этапе в каждой скважине выделяются эф­фективные и эффективные нефте(газо)-насыщенные толщины плас­та, определяются коллекторские свойства пластовых пересечений, нефте(газо)-насыщенность, отметки ВНК и ГВК, параметры нефти в пластовых и поверхностных условиях, начальные пластовые дав­ление и температура;

3) построение статической модели и подсчет запасов в соответ­ствии со степенью изученности залежи; этим этапом предусматри­вается обоснование отметок ВНК и ГВК залежи в целом, обосно­вание и выделение границ залежи и подсчетных объектов и их ге­ометризация, выбор варианта объемного метода и обоснование параметров подсчета; обоснование границ категорий запасов и со­ставление подсчетного плана, подсчет балансовых (или забалан­совых) запасов по каждому подсчетному объекту и залежи в це­лом.

4.3. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ НЕФТИ И СВОБОДНОГО ГАЗА НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ИЗУЧЕННОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ В КОЛЛЕКТОРАХ ПОРОВОГО ТИПА

К коллекторам порового типа относятся преимущественно терригенные и частично карбонатные коллекторы. К настоящему вре­мени наиболее изучены коллекторы порового типа, что определя­ет более высокую достоверность расчетных параметров содержа­щихся в них залежей. Достоверность расчетных параметров повы­шается с каждой более высокой стадией изученности благодаря последовательной дифференциации подсчетных объектов, способствующей большей детализации строения залежей, более точному определению их геометрических форм и более глубокой дифферен­циации запасов.

4.3.1. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПО ЗАВЕРШЕНИИ СТАДИИ ПОИСКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ (ЗАЛЕЖЕЙ)

Запасы нефти и свободного газа открытых залежей подсчиты­ваются при минимальной информации, имеющейся к этому момен­ту. По единственной скважине, давшей промышленный приток нефти или свободного газа, должны быть выделены эффективные нефте(газо)- насыщенные толщины, изучены коллекторские свойст­ва и другие параметры. Структурный план залежи определяется структурной картой, служившей основой для постановки поиско­вого бурения. Граница площади с запасами категории C₁ прово­дится вокруг скважины на расстоянии, равном двум шагам буду­щей эксплуатационной сетки. На остальной площади залежи за­пасы относятся к категории С₂.

В зависимости от типа залежей расчет нефте(газо) насыщен­ных объемов и подсчет запасов производятся по разному.
Пластовые залежи.

Площадь нефтяной залежи F контролируется структурной кар­той по отражающему маркирующему горизонту (ОМГ) и предпо­лагаемым положением ВНК. Для залежей, связанных с пластами, отметка ВНК принимается с учетом закономерностей изменения контактов выявленных залежей по площади зоны нефтегазонакопления или с учетом коэффициента заполнения ловушек соседних залежей, т. е. аналогично тому, как определяется нефтеносная пло­щадь при подсчете перспективных ресурсов. Однако в данном слу­чае структурная основа по сейсмике должна быть увязана с данными единственной скважины. При этом необходимо учитывать закономерности в расхождениях между глубинами залегания ОМГ по данным скважины и сейсмики.

В газовых залежах отметка ГВК и газоносная площадь могут быть определены более надежно.

Эффективная нефте(газо) насыщенная толщина залежей при­нимается по данным единственной пробуренной скважины. Выделе­ние толщин пропластков производится по прямым качественным признакам на диаграммах ГИС с учетом кондиционных значений, определенных по геофизическим данным или принятых по анало­гии с соседними залежами.

Нефтенасыщенный объем залежи Vн. определяется без состав­ления карты изопахит. Объем коллекторов в преде­лах площади с запасами категории C₁ вычисляется путем умноже­ния площади F на нефте(газо) насыщенную толщину в скважи­не hн.эф. т. е.

Vн = Fhн.эф.

Объем коллекторов на площади с запасами категории С₂ со­стоит из двух частей: оставшегося объема в пределах внутренне­го контура нефтеносности (нефтяной зоны) и объема водонефтяной зоны.

Пер­вое слагаемое получают как произведение

Vнз =Fнз hн.эф

где Fнз - площадь, ограниченная внутренним контуром нефтеносности.

Объ­ем коллекторов в водонефтяной зоне (ВНЗ) равен

Vвнз = Fвнзhн.эф / 2.

где F внз — площадь, ограниченная внешним внутренним контуром нефтеноснос­ти.

Суммарный объем коллекторов с запасами категории С₂ равен:

Vс₂ = V нз + V внз

Чтобы определить среднее значение эффективной нефтенасыщенной толщины в пределах площади с запасами этой категории, необходимо полученный объем разделить на Fнз +Fвнз.

Коэффициенты открытой пористости kп.о и нефте(газо) насы­щенности kн(kг} принимаются по данным пробуренной скважины и рассчитываются по керну или ГИС. При расчете по керну бе­рется среднее арифметическое из всех наблюденных значений в проницаемых интервалах пласта, а по ГИС - средневзвешенное по толщине нефте(газо) насыщенных пропластков.

Пересчетный коэффициент  и плотность нефти н в поверхно­стных условиях при подсчете запасов нефти принимаются или по данным анализа пластовых проб из этой скважины, или по анало­гии с соседними залежами.

Начальное пластовое давление ро и пластовая температура tпл при подсчете запасов газовой залежи принимаются по данным за­меров в скважине.

Коэффициент сжимаемости Z рассчитывается по составу плас­тового газа, определенному по пробе, отобранной на устье скважи­ны, или принятому по аналогии с соседней залежью.

Таким образом, при подсчете запасов нефти и свободного газа вновь открытой залежи пластового типа применяется наиболее простой вариант объемного метода без составления карт нефте(газо)- насыщенных толщин.
Особенности подсчета запасов литологически и стратиграфически ограниченных и тектонически экранированных залежей.

Литологическое ограничение залежей может быть обусловлено вык-линиванием пласта по восстанию слоев, литолого-фациальным замещением пласта плохо проницаемыми породами и другими при­чинами. На стадии поисков оба вида ограничения могут быть ус­тановлены лишь в тех случаях, когда на залежи до первой про­дуктивной скважины были пробурены одна или несколько непро­дуктивных скважин.

Пласт, содержащий залежь, в зоне выклинивания отсутствует пол-ностью. При этом граница выклинивания проводится через се­редину расстояний между продуктивной и непродуктивными сква­жинами. На карте изопахит толщина пласта на этой границе при­нимается равной 0, а интерполяция от нее к продуктивной сква­жине ведется линейно (рис.4 а).

В случае литолого-фациального замещения в непродуктивных скважинах пласт представлен плохо проницаемыми породами.



Рис.4 Схемы определения объемов коллекторов литологически ограниченных залежей.

Пласты: а- выклинивающийся по восстанию; б - с уменьшающейся общей толщиной и литолого-фациальным замещением; в -с выдержанной общей толщиной и литолого-фапиональным замещением.

Границы: 1-выклинивания пласта, 2-литолого-фациального замеще-ния пласта; 3-плохо проницаемые породы; 4-нефть; 5-вода; скважины:

6-продуктивные, 7-без притока, 8-давшие воду; контуры нефтеносности: 9- внешний, 10-внутренний; 11-изолинии hн.эф; 12-границы площади с запасами категории C₁; цифры у скважин: верхняя - номер скважины, средняя - общая толщина пласта, нижняя - эффективная нефтенасыщен-ная толщина; объемы нефтенасыщенных коллекторов в зонах:

Vнз- нефтяной, V внз — водонефтяной.

В настоящее время геометризация пластов, подверженных литолого-фациальному замещению, представляется одной из наиболее сложных проблем. Она связана с тем, что подобное замещение может проявляться в различных формах. С одной стороны, лито-фациальное замещение может происходить в пластах с неиз­меняющейся по площади общей толщиной (рис.5а). С другой стороны, литолого-фациальным замещением может сопровождать­ся выклинивание пласта, причем замещение непроницаемыми по­родами наступает значительно раньше, чем происходит выклини­вание пласта или пропластка. При этом процесс замещения будет постепенным по толщине, а изменение толщины коллектора подоб­но выклиниванию (рис.5б). При резком литологическом заме­щении высокопродуктивные породы на очень коротком расстоянии, исчисляемом буквально метрами, могут смениться непроницаемы­ми (рис.5в). При постепенном литологическом замещении высокопродуктивные породы заме-щают­ся низкопродуктивными, а те, в свою очередь, непроницаемыми. Естественно, эти переходы возможны в пластах и пропластках как с неизменяющейся (рис.5г), так и с изменяющейся (рис.5, д) толщиной.



В каждом нефтегазоносном районе накоплен достаточный фактический ма­териал, позволяю-щий выявить основные закономерности в характере литолого-фациального замещения пластов, содер­жащих залежи нефти и газа, на основе которых осуществляется выбор той или иной модели. На стадии поисков при гео­метризации залежей можно использо­вать только модели а и б, (рис. 5). В обоих случаях граница замещения про­водится на середине расстояния между продуктивной и непродук-тивными сква­жинами.

В тех случаях, когда общая толщина пласта в продуктивной скважине сущест­венно (не менее чем вдвое) превышает толщину в

непродуктивных скважинах, расчет объемов

коллекторов ведется на основе карты изопахит Рис. 5. Возможные схе­- эффективных нефте-(газо)-насыщенных толщин мы литолого-фациаль-с пласта ( рис. 5б), которая почти аналогична ного замещения кол- карте для случая выклинивания. На границе рас- лекторов плохо прони-

пространения коллекторов эффективная толщи- цаемыми по­родами.

на пласта также принимается равной 0 м. Интерполяция изопахит между продук­тивной скважиной и нулевой изопахитой ведется линейно.Расчет объемов коллекторов для каждой категории запасов при неизменяю-щейся толщине пласта ведется без составления кар­ты изопахит

(см. рис. 4 в).

Определение границ стратиграфически ограниченных залежейосуществляют по данным сейсмических исследований с учетом за­кономерностей распространения залежей подобных типов в иссле­дуемом районе, а также по данным пробуренных скважин, послед­няя из которых
Скв.1



Рис. 6. Схема определения объема коллекторов стратиграфических ограничен­ных залежей по данным одной скважины.

о — профиль залежи, примыкающей к выступу древнего эрозионного рельефа; б — за­лежь в плане; в — профиль залежи, продуктивный пласт которой размыт я перекрыт более молодыми осадками. / — нефть; 2 — вода; 3 — зона отсутствия коллектора; 4 — кора вы­ветривания; 5—плохо проницаемые породы; 6—скважины; контуры нефтеносности- 7— внешний, 5 — внутренний; 5 — границы площади с запасами категории C₁; объемы нефте-насыщенных коллекторов в зонах: V В3 постепенного выклинивания коллекторов, Vv9— нефтяной, V ВНЗ водонефтяной;