Geologija Lezista Nafte i Gasa-3

ISTRAŽIVANJE NAFTE I GASA

- Savremena koncepcija istraživanja i metode -

Prelimanarna ispitivanja geološko-geofizičkim (jeftinijim) metodima

Seizmička istraživanja (regionalna i detaljna) suženih područja

Geološko-geotermičko modelovanje

Modelovanje generisanja, migracije i akumulacije UV

3D seizmika usmerena na drenažne zone – izdvajanje prospekata

Geološko-ekonomska ocena prospekata (analiza rizika, ER- “expected reserves”, procena vrste fluida i mogućih promena, EV “expected value”)

Istražno bušenje na racionalno odabranim lokacijama

Savremena koncepcija istraživanja nafte i gasa:

METODE ISTRAŽIVANJA NAFTE I GASA

Geološke (klasične) metode

Geohemijske metode

Geofizičke metode

Istražno bušenje (kao metod istraživanja)

KLASIČNE GEOLOŠKE METODE

Daljinska detekcija u istraživanju nafte i gasa

• Fotogeološko snimanje• Satelitsko snimanje• Radarsko snimanje• Ehometrijsko snimanje podmorja• Lasersko snimanje podmorja

Geološko kartiranje

Fotogeološko snimanje

Satelitsko snimanje

Radarsko snimanje

Ehometrijsko snimanje podmorja

LABORATORIJSKE GEOLOŠKE METODE

Paleontološke, petrološke i petrofizičkeUzorkovanje i vrste uzoraka :

Uzorci stena sa površinskih izdanakaUzorci stena sa morskog dnaKonvencionalna i bočna jezgra bušotina Uzorci sa sita (iz isplake)Uzorci potpovršinskih fluida

KONVENCIONALNA JEZGRA BUŠOTINA

JEZGRA NATOPLJENA NAFTOM (matične stene)

čaura za tvrde formacije

čaura za meke formacije

Eksploziv

Ispaljena čaura

otpustni klin

kvačilo

unutrašnjajezgrena cev

gumena obloga

Uređaj za bočno jezgrovanje (levo) i jezgrena cev za peskove (desno)

Shematski prikaz vibracionog sita

Kvarcni peščar s naftom

Tamnosmeđi šejl

Tamnosmeđi krečnjak

Problemi u pravilnoj interpretaciji uzoraka sa sita:

Mešanje sa stenskim fragmentima iz drugihhorizonata

Primese drugih materijalaIzmena fragmenataNeogdovornost u prikupljanju

PALEONTOLOŠKE METODE

• CILJ: odredjivanje relativne starosti sedimentnih tvorevina pomoću karakterističnih fosila i njihovih asocijacija, kao i biostratigrafska korelacija.

• PODELA: izdvajaju se makro- i mikro-paleontološka ispitivanja, pri čemu se iz okvira ovih drugih, kao posebna izdvajaju i paleopalinološka proučavanja.

PETROLOŠKE METODE• Mineraloška i strukturno-teksturna proučavanja

magmatskih, metamorfnih i sedimentnih stena.

• Najznačajnija su sedimentološka ispitivanja:Analiza mineralnog sastava (laki minerali, minerali glina, teški minerali, cementna materija, hemijska analiza).Analiza sklopa stena (struktura i tekstura).

Fizičko-hemijske analize voda (pH-Eh, salinitet i dr.)

PETROFIZIČKE METODE

Merenje i određivanje poroznosti, propusnosti, zasićenja fluidima i kapilarnog pritiska.

Rezultati imaju višestruki značaj za: procenu rezervi i proizvodnih mogućnostiIzradu karata izoporoziteta i izopermeabilitetaodredjivanje optimalnog rasporeda bušotina procenu verovatnog iskorišćenja ležišta predvidjanje ponašanja pritiska u ležištu i njegovog

obnavljanja tokom proizvodnje

GEOHEMIJSKE METODE U ISTRAŽIVANJU NAFTE I GASA

GEOHEMIJSKE METODE• Proučava se raspodela, količina, tip i stepen zrelosti

OM u Zemljinoj kori, prate pojave UV u toku bušenja i vrše razne korelacione studije ugljovodonika i matičnih stena.

• Geohemijske analize se rade na uzorcima s površine terena, na jezgrima bušotina, uzorcima sa sita, a u toku samog bušenja vrši se kontinuirana analiza isplake.

• Dele se na prospekcione i detaljne GH metode.

Prospekcione geohemijske metode

• Gasne metode

• Luminescentno-bituminološke metode

• Hidrohemijske metode

• Mikrobiološke metode

Gasne metode• Zasnivaju se na proučavanju prirode i koncentracije gasova u

zemljištu, uzorcima iz bušotina i isplaci, a shodno tome mogu se podeliti na površinske i dubinske (karotažne).

• Površinske gasne metode su razvijene u okviru površinske geohemijske prospekcije u težnji da se na osnovu proučavanja sekundarnih oreola rasejavanja, tj. povišenih koncentracija naftnih gasova u zemljištu lociraju moguće podzemne akumulacije nafte i gasa.

• Postoji više površinskih geohemijskih metoda, a izdvajaju se metod analize slobodnih gasova i metod analize gasova adsorbovanih u zemljištu.

Gasni karotaž• Kontinuirana kvalitativno-kvantitativna analiza gasa iz isplake za vreme

bušenja koja ukazuje na perspektivne horizonte.

• Količina gasa u isplaci zavisi od više faktora:– brzina bušenja, – prečnik bušotine, – poroznost stena, – zasićenje fluidima, – pritisci Intenzitet gasnih anomalija nije stoga dovoljan za donošenje pravilnih

zaključaka. Mnogo značajnija je kvalitativna analiza. Sastav gasa ukazuje na

vrstu ležišta, tj. da li je u pitanju gasno, naftno ili kondenzatno, kao ida li je po sredi suvi metanski gas ili vlažan gas.

Detaljne geohemijske metode

• Analiza sadržaja Corg

• Piroliza Rock-Eval• Mikroskopska analiza organske supstance• Elementalna analiza• Dopunske fiz.-hemijske analize kerogena• Analiza sadžaja ekstrakta i UV C15+ matičnih

stena

Osnovni zadaci detaljnih GH metoda• Identifikacija i karakterizacija potencijalnih i efektivnih

matičnih stena, • Determinacija njihovog naftno-gasnog potencijala, • Proučavanja oreola rasejavanja - najčešće preko

distribucije gasova.

• Geohemijske metode u sintezi sa ostalim metodama istraživanja omogućavaju utvrdjivanje termičke istorije sedimentnog basena, mehanizma i puteva migracije UV, kao i izdvajanje područja i horizonata perspektivnih za akumulaciju i očuvanje UV.

Aparatura Rock-Eval

Dijagram pirolize Rock-Eval

1-inertinit, 2-pirit, 3-vitrinit

Bituminit

Mikroskopska ispitivanja

Reflektogram različitih populacija fitoklasta (macerala uglja)

TAI (Thermal Alteration

Index)• Indeks termičkih promena (TAI) je

metoda za odredjivanja stepena zrelosti kerogena na osnovu boje palinološkog materijala.

• Ova proučavanja se vrše u normalnoj propuštenoj svetlosti, na palinološkim koncentratima.

ELEMENTALNA ANALIZA Hemijska analiza kerogena je neophodna dopuna mikroskopskim ispitivanjima jer se neposredno odnosi na odredjivanje tipa kerogena, a delimično i na odredjivanje stepena njegovih termičkih promena.

Parametri koji se u istraživanju nafte i gasa analiziraju su atomski odnos vodonika i ugljenika (H:C) i atomski odnos kiseonika i ugljenika (O:C) u kerogenu. Na osnovu ovih odnosa vrši se identifikacija dominantnog tipa kerogena u uzorku kao i stepena njegove zrelosti.

GEOFIZIČKE METODEU ISTRAŽIVANJU NAFTE I

GASA

PODELA PREMA MESTU PRIMENE:

TERESTRIČNE(površinske)

KAROTAŽNE(dubinske)

•Geomagnetske metode

•Gravimetrijske metode

•Seizmičke metode(Geoelektrične, termometrijske)

Električni karotaž

Akustični karotaž

Nuklearni karotaž

Ostale karotažne metode

Zavisnost rezolucije aeromagnetskog zapisa od rastojanja preletnih linija

Najveća primena je kod procene relativne debljine i rasprostranjenjasedimentnog basena, njegovoj početnoj rejonizaciji tj. izdvajanju eventualnih

zasebnih depresija i brzom eliminisanju manje perspektivnih područja.

Dalja obrada: predhodno filtriranje ("peglanje"), otklanjenje reginalnog fona (rezidualizacija), proračun viših izvoda (Etvešove anomalije).

Uporedni prikaz karte Bugeovih anomalija

(gore) i prvih izvoda (dole)

Razlika u položaju strukture pre i posle rezidualizacije

SEIZMIČKE METODE

Najvažnije geofizičke metode u istraživanju nafte i gasa !

Zasnivaju na principu merenja brzine prostiranja seizmičkih talasa kroz Zemljinu koru.

Merenja se vrše duž planiranih "trasa profila", a tehnika merenja se sastoji od pobudjivanja seimičkih (zvučnih) impulsa i registracije povratnih talasa specijalnim mikrofonima - tzv. "geofonima".

Potpovršinsko prostiranje seizmičkih talasa. Proizvod brzine i gustine predstavlja akustičnu impendancu.

Zavisnost seizmičkih brzina od petrološkog sastava (levo) i dubine (desno)

Seizmičkasekcija

Linearna zatamljenja

predstavljaju izražene elastične

diskontinuitetekoji su najčešće

posledica razlike u litološkom sastavu

stena.

STRUKTURNA INTERPRETACIJA

INTERPRETACIJA RASEDA

KORALNI SPRUD

SEIZMOSTRATIGRAFSKA INTERPRETACIJA

3D SEIZMIKA –HORIZONTALNI

PRESECISTRUKTURA

Koralni sprud (3D seizmika) i prateći “geofantazmogram”.

Podmorje Meksičkog zaliva (~1000 m vodenog stuba + 2000 m do ležišta) u domenu 2 naftna polja. Zeleno i belo – so, zuto i crveno – rezervoari.

VSP

INTERPRETACIJA DIREKTNIH INDIKACIJA UGLJOVODONIKA

Pouzdanost "bright-spot" indikacija je najveća do dubina od oko 1800-2500 m (gasno stanje). Pojavu "bright-spot" izazivaju i nekomercijalne

gasne akumulacije, ugljevi, kao i pojedini konglomerati ili vulkanske stene.

4 D seizmika

METODE GEOFIČKOG KAROTAŽA (MGK)

• Kontinuirano merenje specifičnih fizičkih svojstava stena u bušotinama pomoću posebnih uredjaja - tzv. "karotažnih sondi“ kao i prateće opreme za registraciju i obradu njihovih merenja.

• MGK su razvijene radi dobijanja informacija o litološkom profilu bušotine, identifikaciji poroznih i propusnih formacija i odredjivanja prirode fluida u njima, s obzirom na to da je jezgrovanje veoma skupa i dugotrajna operacija, a da uzorci sa sita ne pružaju dovoljno pouzdane informacije.

• Velika primena i u preciznoj identifikaciji perspektivnih horizonata, podrobnom raščlanjivanju produktivnih intervala, kvantitativnoj proceni rezervoar stena ležišta (petrofizičke osobine), tumačenju petrološko-sedimentoloških karakteristika, kalibraciji rezultata površinskih geofizičkih merenja, kao i u izvodjenju raznih istražnih i tehničkih operacija vezanih za bušenje.

Oprema za registraciju merenje

dubine

kontrolnipaneli merenje

dubine

bubanjkarota`ni

kabl

sonda

MGK

• Metode električnog karotaža• Metode nuklearnog karotaža• Metode akustičnog karotaža• Ostale karotažne metode

SP OTPORinverzna kriva

normalna krivaduga normala

kratka normala

AKUSTIK

ULTRAZVUČNI KAROTAŽ

DIPMETAR

Bušenje kao metod

istraživanja

• Istražno bušenje je veoma skupo, te ga ni u kom slučaju nije ekonomski opravdano primenjivati, kako je to nekad praktikovano, bez odgovarajućih pripremnih radova u cilju smanjenja rizika.

• Savremeno istraživanje nafte podrazumeva istražno bušenje tek posle primene ostalih metoda koje sužavaju istražni prostor i ukazuju na najperspektivnije lokacije za bušenje.

PODELA BUŠOTINA• Istražne bušotine se prema projektnom zadatku mogu

dela na prospekcione i eksploracione (istražne).

• Prospekcione bušotine obuhvataju tzv. strukturnebušotine (shallow structure tests) i stratigrafske(reperne) bušotine (stratigraphic tests).

• U eksploracione (istražne u užem smislu) spadaju “prve” istražne bušotine (engl. wildcat wells) i istražno-konturne bušotine (engl. step-out wells).

PODELA ISTRAŽNIH BUŠOTINA

• Istražne bušotine se prema projektnom zadatku mogu dela na prospekcione i eksploracione (istražne).

• Prospekcione bušotine obuhvataju tzv. strukturnebušotine (shallow structure tests) i stratigrafske(reperne) bušotine (stratigraphic tests).

• U eksploracione (istražne u užem smislu) spadaju “prve” istražne bušotine (engl. wildcat wells) i istražno-konturne bušotine (engl. step-out wells).

• Uobičajna praksa nekih zapadnih naftnih kompanija je da već prvom istražno-konturnom bušotinom traže granicu ležišta, odnosno, da se ona buši na priličnoj udaljenosti od prve pozitivne bušotine. Ta praksa se zasniva na činjenici da ako je ležište malo nije vredno daljeg razradjivanja, tj. da pošto je nafta otkrivena ne vredi bušiti još jednu pozitivnu bušotinu blizu prve.

• U slučaju potrebe rane procene nalazišta, granice ležišta se mogu tražiti drugom i trećom istražno-konturnom bušotinom koje se lociraju tako da prodju kroz pretpostavljenu granicu nafta-voda ili gas-voda.

Principi lociranja istražno-konturnih bušotina

• Rastojanje istražno-konturnih bušotina treba da bude usaglašeno sa predvidjenim rastojanjem eksploatacionih bušotina tj. da odgovara njihovom jednostrukom, dvostrukom ili n-strukom rastojanju, čime se izbegava nepotrebno pogušćavanje mreže.

• Istraživanje gasnih ležišta se razlikuje od istraživanja naftnih jer se usled veće mobilnosti gasa predvidja veće rastojanje bušotina.

• Najčešći princip lociranja istražno-konturnih bušotina je postupnost tj. postepeno proširivanje. Raspored bušotina pritom prvenstveno zavisi od pretpostavljenog modelaležišta.

Karakteristični rasporedi bušotina pri postupnomokonturivanju ležišta

• spiralni • kružni • unakrsni • paralelni

Ležišta kupolaste (brahiantiklinalne) strukture

a b

c d

pretpostavljenagranica ležišta

• Linearne antiklinale

• Asimetrične antiklinale

• Monoklinale

Tektonski dislocirana ležišta

Pad drilling

Multilateral drilling

Istražne operacije u toku bušenja

DST