Структура и содержание курсовой работы: Геологическое обоснование разработки месторождения (на примере Богородского м-ния)

Введение, в котором обосновывается актуальность доразведки месторождения

Геологическое обоснование является краеугольным камнем при проектировании разработки нефтяных и газовых месторождений. Без детального и всестороннего изучения недр невозможно принятие экономически и технологически взвешенных решений, направленных на рациональное недропользование. Система разработки месторождения — это не просто набор скважин, а сложный комплекс технологических мероприятий, который должен быть идеально адаптирован под уникальные геолого-физические особенности каждой залежи. Именно геолог играет ключевую роль на всех этапах жизни месторождения, от выбора точки для заложения первой поисковой скважины до сопровождения эксплуатации и планирования доразведки.

Доразведка действующих месторождений представляет собой стратегически важную задачу. Ее главная цель — обеспечить прирост и возмещение запасов, вовлекая в разработку ранее невыявленные или пропущенные ресурсы. Это особенно актуально для зрелых месторождений, где первоначальная модель строения залежей требует уточнения.

Центральной проблемой, рассматриваемой в данной работе на примере Богородского месторождения, является его неравномерная геологическая изученность. Существующая сетка скважин сосредоточена преимущественно в южной части, в то время как северный участок остается недостаточно охарактеризованным. Это приводит к тому, что значительная часть запасов углеводородов по бобриковскому продуктивному горизонту классифицируется по категории С2, то есть как предварительно оцененные. Такая неопределенность не позволяет спланировать полномасштабную и эффективную разработку всей площади месторождения.

Исходя из этого, целью данной курсовой работы является геологическое обоснование необходимости заложения новой разведочной скважины для доразведки северной части Богородского месторождения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Проанализировать общую физико-географическую и геологическую характеристику района работ.
• Изучить историю геологоразведочных работ, стратиграфию, тектонику и нефтегазоносность месторождения.
• Оценить текущее состояние разработки и выявить его недостатки.
• Обосновать местоположение и проектные параметры новой разведочной скважины.
• Разработать комплекс геолого-геофизических исследований в проектируемой скважине.

Объектом исследования выступает Богородское нефтяное месторождение. Предметом исследования являются геолого-физические условия залегания углеводородов и процесс выработки запасов.

Общая характеристика района, где расположено Богородское месторождение

Для полного понимания условий, в которых предстоит выполнять проектные работы, необходимо рассмотреть административно-экономический и физико-географический контекст района. Богородский лицензионный участок, в пределах которого находится одноименное месторождение, административно расположен в Духовницком районе Саратовской области. Общая площадь лицензионного участка составляет 255,4 км².

Рельеф района представляет собой равнину, расчлененную речными долинами и овражно-балочной сетью. Климат умеренно-континентальный, с холодной зимой и жарким летом, что накладывает определенные требования к технологии строительства и эксплуатации объектов нефтегазовой инфраструктуры. Гидрографическая сеть представлена реками и ручьями, которые могут использоваться для технических нужд, но также требуют соблюдения строгих экологических норм при проведении работ.

Район обладает развитой транспортной инфраструктурой, включающей автомобильные дороги, что облегчает доставку оборудования, материалов и персонала на месторождение. Экономика Духовницкого района тесно связана с сельским хозяйством, однако нефтегазовая отрасль вносит существенный вклад в его развитие, создавая рабочие места и обеспечивая налоговые поступления. Близость к промышленным центрам Поволжья обеспечивает удобные логистические маршруты для транспортировки добытой нефти.

Краткая история геологической изученности территории

Современные представления о геологическом строении Богородского месторождения являются результатом многолетних и многоэтапных геологоразведочных работ (ГРР). Изучение территории началось с региональных геофизических и геологических съемок, целью которых было выявление общих закономерностей строения осадочного чехла и фундамента, а также выделение зон, потенциально перспективных для нефтегазоносности.

На последующих этапах исследования становились более детальными. Ключевую роль сыграла сейсморазведка, позволившая картировать отражающие горизонты, связанные с продуктивными пластами, и выявить локальные антиклинальные структуры, которые могли служить ловушками для углеводородов. Эти данные стали основой для планирования следующего, решающего этапа — поисково-разведочного бурения.

Разведочное бурение является главным инструментом для прямого изучения недр. Оно позволяет не только подтвердить или опровергнуть наличие залежей, но и получить бесценную информацию о составе пород, их коллекторских свойствах, а также о физико-химических характеристиках пластовых флюидов. На Богородском месторождении было пробурено 10 скважин, которые вскрыли продуктивные горизонты и дали промышленные притоки нефти, что и привело к открытию и постановке запасов на государственный баланс. Исследования проводились различными производственными и научными организациями, накопившими богатый опыт работы в Волго-Уральском регионе.

Стратиграфия и литология района, определяющие его геологическое строение

Геологический разрез Богородского месторождения представлен мощной толщей осадочных пород, залегающих на кристаллическом фундаменте. В стратиграфической колонке присутствуют отложения девонской, каменноугольной, пермской, юрской, меловой и четвертичной систем. Для целей нефтегазовой геологии наибольший интерес представляют отложения палеозоя, к которым приурочены основные продуктивные горизонты.

Продуктивные пласты на Богородском месторождении связаны с терригенными отложениями нижнего карбона. Ключевыми горизонтами являются:

1. Бобриковский горизонт: Является основным объектом разработки. Литологически представлен мелкозернистыми песчаниками и алевролитами, которые обладают хорошими коллекторскими свойствами (пористостью и проницаемостью). Формирование этих отложений происходило в условиях дельтовой равнины, что обуславливает изменчивость толщин и свойств пласта по площади.
2. Упинский горизонт: Залегает ниже бобриковского и также содержит промышленные скопления нефти. Представлен преимущественно карбонатными породами — известняками, которые обладают трещинно-поровым типом коллектора.

Проектируемая разведочная скважина №3 имеет своей целью не только уточнение строения бобриковского и упинского горизонтов, но и изучение нижележащих отложений. Проектной глубиной скважины (1250 м) предусмотрено вскрытие и изучение малевского горизонта, что позволит получить дополнительную информацию о геологическом разрезе и оценить перспективы нефтегазоносности более глубоких пластов.

Тектоническая структура как каркас для нефтегазовых залежей

Формирование и сохранность залежей углеводородов напрямую зависят от наличия геологических ловушек, которые образуются в результате тектонических движений земной коры. Богородское месторождение в тектоническом плане приурочено к локальной положительной структуре — антиклинальной складке. Именно в сводовой, наиболее приподнятой части этой складки создались благоприятные условия для аккумуляции нефти.

Детальное представление о морфологии этой структуры можно получить только путем анализа структурных карт по опорным отражающим горизонтам, которые строятся по данным сейсморазведки и бурения. Для данного месторождения ключевыми являются:

• Структурная карта по кровле бобриковского горизонта (Приложение Б).
• Структурная карта по кровле упинского горизонта (Приложение В).

Анализ этих карт позволяет определить размеры, амплитуду и ориентировку антиклинальной складки, а также выявить возможные осложняющие ее элементы, такие как тектонические нарушения (разломы). Залежи нефти в бобриковском и упинском горизонтах являются пластовыми сводовыми, их контуры контролируются положением водонефтяного контакта и структурным планом ловушки.

Обоснование нефтегазоносности и описание свойств пластовых флюидов

Нефтегазоносность разреза Богородского месторождения надежно подтверждена результатами бурения и испытания скважин. Главным доказательством является получение промышленных притоков нефти из 10 пробуренных скважин. Наличие углеводородов также подтверждается данными геофизических исследований скважин (каротажа) и результатами анализа образцов породы (керна).

На месторождении выделены две основные залежи:

1. Залежь в бобриковском горизонте: Является наиболее крупной. Запасы углеводородов в ее пределах оцениваются как по категории С1 (разведанные), так и по категории С2 (предварительно оцененные), что свидетельствует о разной степени изученности различных частей залежи.
2. Залежь в упинском горизонте: Имеет меньшие размеры по сравнению с бобриковской. Все запасы по ней отнесены к категории С1.

Тип залежей — пластовый, сводовый, литологически экранированный. Положение водонефтяного контакта (ВНК) определяет нижнюю границу продуктивности пластов.

Пластовые флюиды (нефть, газ, вода) характеризуются определенными физико-химическими свойствами. Нефть месторождения относится к категории легких, малосернистых. Понимание свойств нефти (плотность, вязкость), растворенного газа (газосодержание) и пластовой воды (минерализация) является критически важным для проектирования технологии добычи, подготовки и транспортировки продукции.

Анализ текущего состояния разработки и эксплуатации месторождения

Богородское месторождение находится на стадии промышленной эксплуатации, однако существующая система разработки имеет ряд существенных недостатков, которые снижают ее эффективность. Ключевой проблемой является неравномерное расположение скважин по площади залежей.

Анализ карты разработки показывает, что подавляющее большинство добывающих скважин сосредоточено в южной и центральной частях основной залежи, приуроченной к бобриковскому горизонту. В то же время северная часть структуры, где, согласно геологическим данным, также имеются перспективные запасы, остается неохваченной разработкой. Отсутствие скважин в этой зоне приводит к нескольким негативным последствиям:

• Неполная выработка запасов: Значительные объемы нефти в северном крыле структуры остаются недренированными.
• Высокая неопределенность: Геологическое строение и запасы этой части залежи относятся к категории С2, что не позволяет достоверно планировать дальнейшее развитие месторождения.
• Отсутствие контроля: Нет возможности контролировать продвижение пластовых вод и управлять процессом вытеснения нефти в этой зоне.

Такое состояние разработки не может считаться рациональным. Критический анализ текущей ситуации прямо указывает на необходимость ее совершенствования путем расширения сетки скважин и вовлечения в активную разработку недоизученных участков.

Специальная часть. Обоснование необходимости бурения разведочной скважины №3

Синтез и анализ всей представленной геологической информации позволяет сформулировать центральный тезис данной работы: для повышения эффективности разработки Богородского месторождения, уточнения его геологического строения и перевода запасов из категории С2 в С1 необходимо бурение новой разведочной скважины №3.

Это решение основано на следующих аргументах:

1. Геологическая недоизученность: Как было показано, северная часть залежи бобриковского горизонта изучена недостаточно. Единственный способ достоверно установить ее строение, толщины и коллекторские свойства пласта — это пробурить скважину непосредственно в этой зоне.
2. Перевод запасов: Бурение скважины №3 и получение из нее промышленного притока нефти станет основанием для пересчета запасов и их перевода из предварительно оцененной категории С2 в более достоверную, промышленную категорию С1. Это повысит капитализацию месторождения.
3. Оптимизация разработки: Новая скважина не только даст ценную геологическую информацию, но и станет элементом будущей системы разработки, позволив вовлечь в активную выработку запасы северного участка.

Выбор местоположения скважины является ключевым проектным решением. На основе анализа структурных карт по бобриковскому и упинскому горизонтам, проектная точка заложения скважины №3 выбрана в 500 метрах к северу от существующей скважины №16. Такое расположение позволяет, с одной стороны, находиться в зоне с высокой вероятностью нефтеносности, а с другой — максимально эффективно решить задачу доразведки неохваченной бурением территории.

Специальная часть. Проектирование конструкции и методов исследования скважины №3

Обосновав геологическую необходимость бурения скважины №3, следует разработать ее проектные параметры и программу исследований. Это практический этап, демонстрирующий, как именно будут решаться поставленные геологические задачи.

Проектные параметры скважины:

• Проектная глубина: 1250 метров.
• Проектный горизонт: Малевский горизонт нижнего карбона.

Такая глубина обеспечивает полное вскрытие всех целевых продуктивных горизонтов (бобриковского, упинского) с необходимым углублением в подстилающие породы для надежной геологической привязки. Конструкция скважины будет предусматривать спуск нескольких обсадных колонн (кондуктора, эксплуатационной колонны) с их последующим цементированием для изоляции пластов и обеспечения безаварийной работы.

Для получения максимального объема геолого-промысловой информации в скважине №3 планируется проведение комплекса исследований:

1. Отбор керна: Механическое извлечение образцов породы из продуктивных пластов для детального изучения их литологии и фильтрационно-емкостных свойств в лаборатории.
2. Геофизические исследования (каротаж): Проведение стандартного и расширенного комплекса каротажа для определения литологии, выделения коллекторов, оценки их пористости и нефтенасыщенности по всему стволу скважины.
3. Опробование пластов: Проведение гидродинамических исследований и отбор глубинных проб пластовых флюидов (нефти, газа, воды) для определения продуктивности пластов и свойств насыщающих их флюидов.

Реализация этой программы позволит в полной мере решить все задачи, стоящие перед разведочной скважиной.

Заключение, в котором суммируются ключевые выводы исследования

В ходе выполнения курсовой работы была решена поставленная цель — представлено комплексное геологическое обоснование заложения разведочной скважины №3 на Богородском месторождении. На основе анализа обширного материала были сделаны следующие ключевые выводы.

Изучено геологическое строение месторождения, включая стратиграфию, тектонику и условия залегания продуктивных горизонтов — бобриковского и упинского. Проведенный анализ текущего состояния разработки выявил ее главный недостаток — неравномерность расположения скважин и, как следствие, неполную выработку запасов из-за недоизученности северной части залежи.

На основе этого была доказана геологическая и технологическая необходимость бурения разведочной скважины №3. Обосновано ее оптимальное местоположение — в 500 метрах к северу от скважины №16, что позволит решить задачу уточнения геологического строения и перевода запасов категории С2 в С1.

В завершение был предложен детальный проект работ, включающий проектную глубину скважины (1250 м) и комплекс необходимых геолого-геофизических исследований, таких как отбор керна, каротаж и опробование пластов.

В конечном итоге, реализация предложенных мероприятий позволит получить новую геологическую информацию, уточнить объемы извлекаемых запасов и, самое главное, создать условия для более рациональной и эффективной системы разработки всего Богородского месторождения.

Список использованной литературы

1. Отчет «Геолого-геофизическая характеристика коллекторов мезозоя и палеозоя западной части Прикаспийской впадины». Эйдман И.Е. – Саратов: Нижне-Волжский НИИГиГ, 1974.
2. Отчет «Оперативный подсчет запасов Васильковского месторождения». Пороскун В.А. – М.: ООО «НОВА технолоджиз», 2007.
3. Отчет «Оперативный пересчет запасов Богородского месторождения». Пороскун В.А. – М.: ООО «НОВА технолоджиз», 2008.
4. Отчет «Оперативный подсчет запасов Никольского месторождения». До-рофеев Н.В. – М.: ООО «НОВА технолоджиз», 2009.
5. Отчет «Проект пробной эксплуатации Никольского месторождения». Сорокина Т.В. – М.: ООО «НОВА технолоджиз», 2009.
6. Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А. и др. Геология и геохимия нефти и газа. – 2-е издание. – М: Издат. центр «Академия». — 2004 г. – 415 с.
7. Калинникова М.В., Головин Б.А., Головин К.Б. Учебное пособие по геофизическим исследованиям скважин, Саратов 2005
8. ГОСТ Р 53375-2009 Скважины нефтяные и газовые. Геолого-технологические исследования. Общие требования.