Геофизические методы разведки месторождений нефти и газа возникли в начале ХХ века, когда венгерский физик Лоранд фон Этвёш провёл геофизическое исследования нефтяного месторождения с помощью изобретённого им гравитационного вариометра.
В 1920-х годах для поисков нефти и газа начали использовать электрическую разведку. В 1930-х годах появилась сейсмическая разведка, основанная на методе отражённых волн.
Что такое геофизика?
Геофизики занимаются изучением строения Земли и анализируют ее физические параметры. Специалисты этой отрасли создают картину находящихся под поверхностью Земли нефтегазовых запасов. Нефтяные геофизики собирают и обрабатывают сейсмические данные, интерпретируют их для создания карт застройки буровых объектов. Они изучают физические свойства пород, оценивают глубину, качество и обширность залежей.
Методы геофизических исследований скважин, в применении к нефтегазовой отрасли, называют промысловой геофизикой. При решении её задач применяется комплекс геофизических исследований в скважинах, включающий электрический каротаж (боковое каротажное зондирование, микрокаротаж, боковой микрокаротаж), электромагнитный каротаж (индукционный, диэлектрический), радиоактивный каротаж (нейтронный, гамма-каротаж), акустический каротаж и газовый каротаж, а также опробование пластов, отбор образцов пород из стенок скважин, измерения диаметра скважины.
Новые методы геофизических исследований
Сегодня используются новые методы геофизических исследований геологических разрезов нефтяных и газовых скважин (скважина нефть): ядерно-магнитный, гидродинамический каротаж (определение пластового давления в различных точках). Для различных геологических условий в нефтегазоносных провинциях разработаны и применяются отдельные комплексы.
Для уточнения сведений промысловой геофизики используют данные петрофизических исследований образцов керна. Поскольку промыслово-геофизические работы проводятся в сложных условиях (высокие давления, температура), то применяемая скважинная аппаратура должна обладать соответствующими характеристиками — выдерживать температурные нагрузки до 200 °С и давление до 150 МПа.
При оперативной оценке нефтяных и газовых скважин методами промысловой геофизики выделяются пласты-коллекторы и прогнозируется их нефтегазоносность. При подсчёте запасов нефти и газа, по данным промысловой геофизики, определяются параметры нефтегазоносных пластов (эффективная мощность, коэффициент пористости и нефте- или газонасыщенности, положение водонефтяного контакта и газо-водяного контакта), проводится корреляция разрезов.
В процессе разработки месторождений нефти и газа (нефть газ) данные промысловой геофизики используются для контроля положения водонефтяного контакта (или газо-водяного контакта) и контуров нефтегазоносности, текущей нефте- или газонасыщенности эксплуатируемых пластов и их дебитов.
Данные промысловой геофизики применяются также для определения технического состояния скважин в процессе бурения (измерение диаметра и угла наклона скважин).
Геофизический сервис «Роснефти»
«Роснефть» и её дочерняя компания «Башнефть» развивают собственный геофизический сервис. «Башнефть-Петротест» является сервисным исследовательским предприятием «Роснефти», корпоративным интегратором инновационных разработок в области геофизических исследований скважин и их внедрения в производство.
«Башнефть-Петротест» занимается геофизическими и гидродинамическими исследованиями скважин, разработкой и внедрением инновационных технологий в нефтедобыче и геологоразведке, а также инженерно-технологическим сопровождением процессов добычи нефти и газа.
Геофизический сервис предприятия предоставляет широкий спектр исследований, начиная от подготовительных работ и заканчивая ремонтом и обслуживанием аппаратуры. Геофизики компании замеряют температуру, давление пласта, глубину нефтяных и газовых скважин, глубину залегания пластов, коэффициенты глинистости, пористости, определяют дебит жидкости, проводят гамма-каротаж.
Эффект от Отечественных инноваций
Технологии, разработанные «Роснефтью», позволяют сокращать затраты при проведении геофизических исследований на 35%. Экономия составляет более 85 млн рублей.
Геофизические исследования скважин помогают изучить пласты и определить потенциал добычи. Исследования проводятся на всем этапе жизни месторождений (геологоразведка, бурение, эксплуатация).
В период ГРР очень важно получить как можно больше информации от исследований конкретной скважины, потому что скважин поисковых и разведочных бурится единичное количество, однако именно на этом этапе принимаются решения по объему запасов нефти, которую в дальнейшем предстоит добыть.
Специалисты «Башнефть-Петротеста» провели успешные испытания новых технологий для геофизических исследований на Арланском месторождении в Республике Башкортостан.
С помощью электрического микросканера они получают на мониторах чёткое и детальное отображение стенок скважины в пластах породы при исследованиях после бурения.
Кросс-дипольный акустический каротаж позволяет при помощи излучения акустических сигналов определить структуру, строение пластов и коллекторов. Это важно при выборе метода бурения и направления ствола скважины.
Ядерно-магнитный каротаж в сильном поле выявляет пористость пород, а также газо- и нефтенасыщенность коллекторов. Это дает возможность с высокой точностью определять запасы углеводородов на новых месторождениях и обнаруживать новые залежи в зрелых и выработанных скважинах.
Новые технологии позволяют выявлять пропущенные потенциальные объекты разработки (коллекторы) в процессе бурения, а также уточнять характер насыщения коллекторов и геологическое строение. Эта информация важна при строительстве скважин в сложных условиях, бурении горизонтальных стволов и проведении гидравлического разрыва пласта, отмечают в компании.
«Видеть» с помощью звука
Раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации, является сейсмической разведкой. Она используется для создания графического представления подземной геологической структуры Земли, что позволяет разведочным компаниям точно и с минимальными затратами оценивать площадь с точки зрения ее нефтегазодобывающего потенциала.
Методы сейсморазведки основаны на использовании ударных волн и сигналов, направляемых вглубь земли. Методика сейсморазведки напоминает способ ориентации летучей мыши в пространстве — эхолокацию, которая помогает животным «видеть» с помощью звука. Так и геофизики с помощью сигналов заглядывают в толщу земли.
Виброисточниками или взрывами подается акустический сигнал. Проходя вглубь земли через толщи пород, сигнал возвращается на приемники и несет в себе полезную информацию о горных породах, через которые он прошел и от которых отразился. Приемники фиксируют, а специальные программы визуализируют сигналы в графическом виде.
Несейсмические методы — это гравиразведка, магниторазведка, электроразведка. Они основаны на использовании электрических сигналов, гравитационных, магнитных и радиоактивных волн. Важным инструментом для проведения несейсмических исследований также является аэрогеофизика. Она позволяет геологам с помощью летательных аппаратов исследовать огромные поверхности земли, в том числе труднодоступные территории.
«Газпром Недра» в апреле закончила полевой сезон сейсморазведки
Исследования проводились силами полевых партий производственных филиалов «Томскгазгеофизика» и «Костромагазгеофизика». Теперь специалисты компании приступают к изучению полученных материалов, чтобы оценить запасы газа. Полученный в ходе сейсморазведочных работ полевой материал передан для дальнейшей обработки и интерпретации.
Сейсморазведчиками были исследованы участки в Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО), а также в Иркутской и Амурской областях, сообщили в «Газпром Недра», отметив, что самый большой объём работ был выполнен в Арктике.
В Тазовском районе ЯНАО компанией реализован двухлетний проект сейсморазведочных работ на Сопочном участке недр. В период с 2021 года по 2023 год на территории Гыданского полуострова выполнено 780 кв. км высокоплотной широкоазимутальной сейсмической съемки, из них 380 кв. км — в завершившемся в апреле полевом сезоне. Геологи уже несколько лет исследуют Гыданский полуостров.
Проведено исследование перспективного Восточно-Бованенковского участка. Возле крупнейшего газового месторождения Ямала в поисках новых залежей газа проведены геофизические исследования в объеме 750 кв. километров.
В апреле также завершены и сейсморазведочные работы 3D на Мамырских участках в Иркутской области. Общая площадь проекта, реализованного в течение двух полевых сезонов, составила 1409 кв. км, в том числе 961 кв. км исследований выполнено в период с 2022 года по 2023 год на Мамырском-2 и Мамырском-3 лицензионных участках. Долгое время из-за низкой изученности Мамырских участков недр в Иркутской области не было желающих получить на них лицензию. Теперь их потенциал рассматривают специалисты «Газпром Недра».
На Белогорском лицензионном участке в Амурской области компанией выполнены сейсморазведочные работы 2D в объеме 497 погонных километров. В рамках проекта по импортозамещению на этом участке проведено опытное тестирование бескабельного сейсморегистрирующего оборудования отечественного производства. В процессе испытаний специалисты отметили соответствие разработки актуальным требованиям геофизической отрасли — эффективности, технологичности и экологичности.
На Воргенском лицензионном участке приступили к проведению 3D сейсморазведки
Компания «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» в апреле приступила к проведению 3D сейсморазведки на Воргенском лицензионном участке ЯНАО, входящем в отдаленную группу месторождений. Этот участок расположен в труднодоступной лесисто-болотистой местности в 300 км от Ноябрьска. Общая площадь участка составляет 11,7 тыс. кв. километров. Работы будут выполнены на площади 310 кв. километров.
В руководстве «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза» пояснили, что развитие Воргенского кластера позволит поддерживать уровень добычи и загруженность инфраструктуры начиная с 2025 года.
По результатам сейсмических работ будет принято решение о бурении поисково-оценочной скважины в 2024 году. Такой темп в отношении буровых работ стало возможно выполнить благодаря использованию новых технологий по обработке интерпретации сейсмики 3D, отметили в компании.
В период с 2018 года по 2019 год на Воргенском участке проводилась геохимическая съемка площадью 7 тыс. кв. км, подтвердившая перспективы его дальнейшего более детального изучения. Рентабельные геологические запасы участка оцениваются в 35 млн тонн.
По технологии «Зеленая сейсмика»
Специалисты «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза» подчеркнули, что 3D-сейсморазведка на Воргенском лицензионном участке проводится по технологии «Зеленая сейсмика», разработанной компанией «Газпромнефть-ГЕО». Технология минимизирует воздействие на природу и повышает безопасность сейсморазведочных работ.
Только за прошлый год, благодаря такой системе, удалось сохранить полтора миллиона деревьев, отметили в компании. Новые возможности обеспечат мониторинг местности с беспилотника в инфракрасном диапазоне. Это поможет выделить потенциально рискованные участки, выявить и предотвратить опасные ситуации, безопасно выполнять работы в сложных условиях.
Электробуровая для экологичной сейсморазведки
«Газпром нефть» совместно с «Тюменской сервисной геофизической компанией» планирует создать малогабаритную электрическую буровую установку для экологичной сейсморазведки, первую в нефтегазовой отрасли.
Буровая без двигателя внутреннего сгорания в два раза сократит потребление топлива и выбросы углекислого газа в поисковых проектах. Отказ от классического двигателя позволит сделать электробуровую на 60% меньше по размеру и мобильнее. Это вполовину уменьшит площадь лесных просек, прокладываемых для доставки оборудования. В 2023 году «Газпром нефть» задействует новые разработки в сейсморазведке на лицензионных участках в Западной Сибири.
