Способ поиска и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений

 

Использование: на стадиях освоения нефтяных ресурсов при проведении многоцелевого экспресс-тестирования скважин в процессе бурения. Сущность: биогеохимическое тестирование проводят одновременно на стадии проходки мелких скважин и/или в процессе глубокого бурения. В определенных стратиграфических подразделениях в зависимости от поставленной задачи бурения выбирают соответствующий тест-интервал, свободный от техногенного и природного влияний. Проводят отбор образцов, в которых определяют содержание суммарной концентрации (СК) высокомолекулярных соединений белковой природы, показатель сорбционной активности. По устойчивому превышению значений среднеквадратичного отклонения СК по сравнению с фоновым в соответствующем стратиграфическом подразделении и другим биогеохимическим факторам судят о наличии углеводородной залежи. Технический результат: снижение затрат, повышение достоверности и надежности способа при различной степени сложности геологических разрезов. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области поиска и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений, в том числе на ранней и поздней стадии освоения нефтяных ресурсов, и может быть использовано как многоцелевое экспресс-тестирование скважин в процессе бурения, в частности, при оценке промышленной нефтеносности и разработке перспективных объектов; при разведке и оконтуривании локальных и/или верхних залежей многоярусных месторождений; для разведки и доразведки глубокопогруженных горизонтов и залежей на месторождениях, разбуриваемых на залежи в верхних горизонтах; для установления нефтеносности разреза на глубину под устьем при забуривании и/или под текущим забоем скважины; для оценки продуктивности нижних горизонтов и прослеживания распространения (доразведки) установленных залежей в пространстве между устьем и забоем при бурении и/или в процессе строительства наклонно направленных скважин и др. целях.

Известен способ поиска залежи углеводородов (1), основанный на определении аномальных величин суммарной концентрации высокомолекулярных соединений органической составляющей горных пород, по результирующему нарастанию которых в геологическом пространстве по мере приближения к углеводородной залежи судят о ее наличии. Однако известный способ требует высоких затрат за счет того, что отбор проб необходимо производить целиком по стволу скважины без какого-либо выделения интервалов тестирования и границ отбора проб.

Известен способ поиска залежи углеводородов (2), основанный на исследовании БГХС с учетом показателя сорбционной активности (ПСА) в пробах, отбираемых от поверхности в каждом встречающемся по разрезу литологическом типе горных пород, и содержании в них высокомолекулярных соединений белковой природы (ВМСБП) с интервалом отбора горных пород, соответствующим конкретным геологическим условиям, и для каждого литологического типа пород проводят сопоставление величины суммарной концентрации (СК) по отношению к среднему значению ПСА и по увеличению значений СК в интервале до 600 м на суше и 100 м на шельфе судят о содержании углеводородов.

Недостатками известного способа являются высокие затраты, связанные с необходимостью проведения тестирования проб всего интервала от поверхности до значительных глубин (600 м на суше и 100 м на шельфе). Кроме того, интервал опробования выбирается без учета специфики поставленных перед бурением задач, а также не учитывается роль и влияние на формирование сигнала БГХС антропогенных факторов с поверхности и природных факторов (нефте- и битумопроявлений, наличие закарстованных зон и т.п.), присутствующих в разрезе горных пород и значительно искажающих величину этого сигнала, что в целом снижает надежность и достоверность способа особенно при сложных геологических условиях.

Этот способ поиска залежи углеводородов наиболее близкий по техническому результату к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение затрат на способ поиска и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений, а также повышение его достоверности и надежности при сложных геологических разрезах и возможность решения многоцелевых задач бурения, в частности, для осуществления разведки и доразведки глубокопогруженных горизонтов и залежей на месторождениях, разбуриваемых на залежи в верхних горизонтах; для оценки промышленной нефтеносности и разбраковки перспективных объектов; для осуществления разведки и оконтуривания биогеотестированием локальных и/или верхних залежей многоярусных месторождений с успешностью последующего разбуривания по данным БГХТ и т.п.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе поиска углеводородных залежей, включающем биогеохимическое тестирование (БГХТ), основанное на определении в горных породах суммарной концентрации высокомолекулярных соединений (СК) с учетом показателя сорбционной активности (ПСА), по которому судят о принадлежности образцов керна, шлама к определенному литологическому типу горных пород в пробах, последовательно отбираемых от поверхности по глубине с интервалом отбора проб, определяемым конкретными геологическими условиями всех структур, планируемых к вводу в глубокое бурение, в соответствии с предлагаемым изобретением на стадии, предшествующей постановке глубокого бурения, осуществляемого в процессе проходки неглубоких скважин, и/или в процессе бурения глубоких скважин, в скважинах, подготовленных к БГХТ, проводят БГХТ в пределах тест-интервала, расположенного вблизи биогеохимического барьера, разделяющего разрез на верхнюю зону, в которой доминирующее влияние на величину и распределение СК по глубине оказывают техногенные и/или природные факторы, и нижнюю зону, в которой величина и распределение фонового уровня СК по глубине определяется естественным присутствием и жизнедеятельностью микроорганизмов, причем положение биогеохимического барьера определяют по одновременному изменению и установлению разброса измерения значений СК с глубиной на уровне 10-15% в эталонной непродуктивной скважине, вскрывающей типовой геологический разрез до глубины залегания потенциально продуктивного горизонта, при этом верхнюю границу тест-интервала определяют как наименьшую глубину, начиная с которой влияние факторов техногенного и/или природного происхождения качественно не изменяет форму распределения СК, а устойчивое отличие значений среднеквадратичного отклонения СК от фонового уровня среднеквадратичного отклонения СК с глубиной составляет более 20% на протяжении не менее 50 м в пределах конкретного стратиграфического подразделения и/или конкретного литологического типа горных пород, нижнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 50 м от верхней границы с интервалом отбора проб не менее 5 м, и по устойчивому превышению значений среднеквадратичного отклонения СК по сравнению с фоновым уровнем среднеквадратичного отклонения СК в соответствующем стратиграфическом подразделении и/или конкретном литологическом типе горных пород в эталонной непродуктивной скважине от его верхней границы до нижней судят о наличии углеводородной залежи под тестируемой скважиной, а по стабилизации значений среднеквадратичного отклонения СК на уровне фона в соответствующем стратиграфическом подразделении и/или конкретном литологическом типе горных пород в эталонной непродуктивной скважине от его верхней границы до нижней судят об отсутствии углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

Кроме того, в соответствии с предлагаемым изобретением БГХТ проводят в неглубокой скважине, глубина которой не менее 200 м.

Помимо этого, в соответствии с предлагаемым изобретением для каждого образца рассчитывают значения среднеквадратичного отклонения СК в скользящем окне по значениям СК в не менее чем двух пробах.

В то же время, в соответствии с предлагаемым изобретением отбор проб осуществляют на глубину не менее 50 м от верхней границы тест-интервала с интервалом отбора проб не менее 1 м.

К тому же, в соответствии с предлагаемым изобретением верхнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 5 м ниже биогеохимического барьера.

Кроме изложенного, в соответствии с предлагаемым изобретением по первой тестируемой скважине с положительным прогнозом на наличие углеводородной залежи для всех остальных тестируемых скважин на конкретном перспективном объекте фиксируют одинаковые границы тест-интервала, в пределах которых осуществляют отбор проб и делают прогноз на наличие или отсутствие углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

Помимо этого, в соответствии с предлагаемым изобретением в случае обнаружения нефтебитумных проявлений в типовом геологическом разрезе, верхнюю границу тест-интервала устанавливают вблизи биогеохимического барьера, присутствие которого обусловлено факторами природного происхождения и который соответствует максимальной глубине залегания нефтебитумных проявлений.

Кроме того, в соответствии с предлагаемым изобретением верхнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 5 м ниже биогеохимического барьера.

Вместе с тем, в соответствии с предлагаемым изобретением отбор проб осуществляют на глубину не менее 50 м от верхней границы тест-интервала с интервалом отбора проб не менее 1 м.

Кроме изложенного, в соответствии с предлагаемым изобретением по первой тестируемой скважине с положительным прогнозом на наличие углеводородной залежи, расположенной под нефтебитумными проявлениями для всех остальных тестируемых скважин на конкретном перспективном объекте фиксируют одинаковые границы тест-интервала, в пределах которых осуществляют отбор проб и делают прогноз на наличие или отсутствие углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

К тому же, в соответствии с предлагаемым изобретением в процессе бурения глубоких скважин на нижележащие горизонты на перспективном объекте, имеющем многоярусную и/или многоблочную структуру расположения углеводородных залежей и месторождений, верхнюю границу тест-интервала устанавливают вблизи биогеохимического барьера, присутствие которого обусловлено факторами природного происхождения и который соответствует максимальной глубине залегания обнаруженного продуктивного горизонта.

Помимо этого, в соответствии с предлагаемым изобретением верхнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 5 м ниже биогеохимического барьера.

Кроме того, в соответствии с предлагаемым изобретением отбор проб осуществляют на глубину не менее 50 м от верхней границы тест-интервала с интервалом отбора проб не менее 1 м.

В дополнение к изложенному, в соответствии с предлагаемым изобретением по первой тестируемой в процессе бурения на нижележащие горизонты скважине с положительным прогнозом на наличие углеводородной залежи на перспективном объекте, имеющем многоярусную и/или многоблочную структуру расположения углеводородных залежей и месторождений для всех остальных тестируемых скважин фиксируют одинаковые границы тест-интервала, в пределах которых осуществляют отбор проб и делают прогноз на наличие или отсутствие углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

Помимо этого, в соответствии с предлагаемым изобретением при положительном прогнозе БГХТ, осуществленного в процессе проходки неглубокой скважины, переходят к глубокому разведочному бурению в той же геологической структуре до глубины залегания продуктивного горизонта.

Кроме изложенного, в соответствии с предлагаемым изобретением БГХТ осуществляют одновременно в отложениях осадочного чехла и/или в породах кристаллического фундамента.

Сущность предлагаемого способа поиска и прогноза продуктивности залежи и месторождения основана на БГХТ, с помощью которого проводят анализ микробиологической составляющей, количественно оценивают закономерность формирования биогеохимических аномалий и развития микробных биоценозов по суммарному содержанию биогенных соединений, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Предлагаемый способ основан на следующих положениях: 1. Восходящая миграция углеводородов от залежи к дневной поверхности сопровождается развитием в горных породах специфических групп микроорганизмов; 2. Активизация процессов жизнедеятельности углеводородпотребляющих микроорганизмов на всем пути миграции углеводородов приводит к накоплению в горных породах микробной биопродукции и вызывает возникновение устойчивых биогеохимических аномалий, которые распространяются вплоть до поверхностных горизонтов; 3. Количественный анализ процессов аккумуляции биогенных соединений в горных породах и математическое моделирование закономерностей формирования биогеохимических аномалий дает возможность прогнозировать глубокозалегающие скопления углеводородов по результатам тестирования в пределах первых сотен метров разреза (1, 2).

Основные методологические принципы интерпретации результатов данных экспериментальных исследований состоят в следующем: Регистрируемый в горных породах биогеохимический сигнал (БГХС) является интегральной количественной характеристикой процессов аккумуляции высокомолекулярных соединений белковой природы (ВМСБП), контролирующей уровень развития сообществ микроорганизмов в горных в породах. Распределение этого параметра в разрезах над залежами углеводородов подчиняется определенным закономерностям, которые апроксимируются экстремальным асимметричным видом зависимости: БГХС=а(H_o-H_i)^bexp[с(H₀-H_i] [1], где БГХС - биогеохимический сигнал; a, b, c - константы (установочные параметры) для данного типа разреза; H_o - глубина продуктивного горизонта; H_i - глубина i-той точки опробования.

На основании проведенных исследований установлено, что функциональные зависимости этого класса одинаково успешно характеризуют пространственное распределение биогеохимических показателей как в пределах аномалий, формирующихся над скоплениями углеводородов, так и в непродуктивных разрезах (фиг. 1).

Как известно из общей теории роста микроорганизмов, аналогичным видом зависимости апроксимируются закономерности роста микробных клеток. В зависимости от создаваемых при культивировании условий возможны различные варианты развития микробиологических процессов (3). Рост микробных клеток характеризуется прохождением последовательных фаз. Первой является лаг-фаза, во время которой клетки приспосабливаются к новым условиям и интенсивно не размножаются. Следующая за ней - логарифмическая фаза, сменяющаяся стационарной фазой.

Динамика накопления белковых соединений в разрезах над скоплениями углеводородов позволяет выделить период адаптации, фазу экспоненциального роста и последующего перехода в стационарную фазу.

Адаптационные свойства микроорганизмов в природных экосистемах показывают, что существуют разные механизмы воздействия концентрационных факторов на продуктивность микробных биоценозов (4), из которых можно выделить два основных класса соединений: токсичные, оказывающие исключительно негативное влияние на развитие микроорганизмов, и другие, подверженные биодеградации, вызывающие отрицательные реакции только в том случае, если их содержание достигает критического уровня. При малых нагрузках они стимулируют жизнедеятельность микроорганизмов, что приводит к эвтрофированию - избыточному продуцированию биомассы. Поскольку процессы миграции углеводородов обеспечивают постоянное поступление энергетических субстратов для синтеза микробных клеток, формирование биогеохимических аномалий связано именно с эффектом эвтрофикации: в разрезах над скоплениями углеводородов экспоненциальный рост и накопление избыточных количеств микробной биомассы продолжается до тех пор. Пока их содержание не превышает критических нагрузок.

Основным аналитическим параметром, используемым при прогнозировании глубокозалегающих скоплений углеводородов, является суммарная концентрация в горных породах ВМСБП, образующихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов (СК мкг/г), вспомогательным - показатель сорбционной активности пород (ПСА, опт.ед.).

Сравнительный анализ распределения этих аналитических параметров в разрезах продуктивных и непродуктивных объектов является основой для решения разных классификационных задач в бурении.

Технический результат предложенного изобретения достигается тем, что на стадии, предшествующей постановке глубокого бурения, осуществляют проходку мелких скважин и/или в процессе глубокого бурения одновременно производят БГХТ толщи горных пород.

БГХТ включает пошаговый отбор образцов горных пород (от поверхности по глубине) и проведение в них аналитических исследований по определению содержания ВМСБП, оцениваемой величиной СК. Одновременно для уточнения литологического типа пород в тех же образцах исследуется показатель ПСА.

В качестве тест-интервала, по которому осуществляют прогноз, используется статистически значимо охарактеризованный интервал, выбранный в пределах конкретного стратиграфического подразделения или литологического типа горных пород, который расположен вне зоны влияния техногенного или природного факторов.

Дифференцированный выбор глубины тест-интервала в каждом конкретном случае обусловлен тем, что загрязняющие вещества (техногенного или природного происхождения), поступающие в геологическую среду, вызывают острую реакцию микроорганизмов, присутствующих в горных породах.

Следствием этой реакции является изменение продуктивности микробных биоценозов, что сопровождается как возрастанием, так и снижением СК ВМСБП. Поскольку основой метода БГХТ является исследование показателя СК белковых веществ, присутствующих в горных породах, то при осуществлении прогноза по данным БГХТ выбирают интервал в пределах геологического разреза, в котором с наибольшей вероятностью исключается влияние техногенного или природного факторов, искажающих значение этого показателя. Поэтому корректный выбор границ тест-интервала важен для достижения технического результата: повышения надежности и достоверности прогноза и удешевления способа.

В предлагаемом изобретении обоснованы требования к выбору тест-интервалов, которым должны соответствовать такие глубины, где в случае наличия нижерасположенной углеводородной залежи формирование кривой распределения СК по разрезу обусловлено исключительно влиянием залежи и где полностью исключено влияние иных факторов.

При реализации заявленного способа выбор тест-интервала обусловлен положением в геологическом разрезе биогеохимического барьера, разделяющего зоны, в которых интенсивность и направленность биогеохимических процессов различна.

Для корректировки выбора тест-интервала в конкретной тестируемой скважине необходимо располагать данными по значению и характеру распределения СК белковых веществ в образцах, отобранных из эталонной непродуктивной скважины.

В качестве такой скважины может быть использована непродуктивная скважина, заложенная в данном регионе и вскрывшая геологический разрез от поверхности до уровня потенциальной залежи. Осуществленное по этой скважине БГХТ, в отличие от известных ранее способов, позволяет получить фоновые (региональные) значения СК и характер изменения этого показателя по глубине в пределах каждого вскрытого стратиграфического подразделения и каждого встречающегося литологического типа пород.

Характер распределения СК по разрезу в таком случае будет соответствовать природному, свойственному данному региону фону и может служить эталоном для сравнения в пределах отдельных стратиграфических подразделений или литологических типов пород.

Наиболее корректной мерой оценки изменчивости является дисперсия значений СК ВМСБП в горных породах, характеризуемым стандартным отклонением S_ск..

Ниже приведены конкретные примеры реализации предлагаемого способа, которые проиллюстрированы на фиг. 2-11 (на фиг. 12 приведены условные обозначения, используемые на фиг. 1 -11).

Опробование БГХТ ведется с поверхности и скважина бурится с поверхности до глубины 200 м, в пределах которой анализируется СК и характер распределения СК по глубине.

Пример 1.

На фиг. 2 приведены значения и распределение по глубине показателя S_ск для непродуктивной скважины (Республика Татарстан), вскрывшей геологический разрез от 0 до 300 м, охватывающий стратиграфические подразделения от P₂ до C₃.

Как это следует из графика, характер изменения S_ск по разрезу нестабилен: четко выделяются две зоны - верхняя (до глубины 150 м) и нижняя (с глубины более 155 м). Указанные зоны разделяются условной границей, именуемой биогеохимическим барьером, разделяющим верхнюю зону, испытывающую значительное влияние техногенного фактора, от нижней зоны, соответствующей по значениям S_ск природному фону и не испытывающей влияния извне. Верхняя зона не может быть использована в качестве тест-интервала, так как здесь превалирует нестабильная окислительно-восстановительная обстановка, влажностный и температурный режим и ряд других явлений, вызывающих сложное многообразие протекающих здесь биогеохимических процессов. Именно поэтому распределение значений S_ск в этой зоне может характеризоваться скачкообразной, незакономерной изменчивостью (4) и не могут быть использованы для успешного прогнозного заключения. Поэтому выделение зоны, испытывающей влияние техногенного фактора, расположенной выше биогеохимического барьера, чрезвычайно важно при осуществлении БГХТ, что в известных способах во внимание не принималось и сказывалось на достоверности и надежности получаемых результатов и прогнозных заключений.

Зона, расположенная ниже биогеохимического барьера, отличается высокой стабильностью показателя S_ск, которые в среднем изменяются от 5 до 15, что свидетельствует о полном исключении влияния техногенного фактора.

Устойчивый характер распределения S_ск по глубине соответствует фоновому уровню этого значения для конкретного региона в пределах определенного стратиграфического подразделения (в данном случае отложений, датируемых P₁ и/или литологического типа пород.

Как показывает рассмотренный пример, в данной эталонной непродуктивной скважине, учитывая стабильность значений S_ск в нижней зоне, а соответственно характер распределения этого показателя по разрезу, в качестве верхней границы тест-интервала может использоваться лишь та часть разреза, которая расположена ниже биогеохимического барьера.

Пример 2.

На фиг. 3 приведен график распределения S_ск для продуктивного объекта (Республика Татарстан). Скважиной, вскрывшей нефтяную залежь в отложениях терригенного девона, пройден геологический разрез от 0 до 300 м, охватывающий стратиграфическое подразделение P₂ - P₁. Как видно из фиг. 3, в зоне, расположенной выше биогеохимического барьера (до глубины 75 м) наблюдается аналогичное, как описано в примере 1, нестабильное распределение S_ск, которое также может характеризоваться скачкообразной незакономерной изменчивостью.

В зоне, расположенной ниже биогеохимического барьера, наблюдается устойчивое возрастание значений СК, характеризуемое функциональной изменчивостью и описанное вышеприведенным уравнением [1]. Форма кривой распределения S_ск по глубине является типичной для продуктивных объектов и объясняется влиянием нижерасположенной углеводородной залежи, которая вызывает резкую активизацию углеводород-потребляющих микроорганизмов, а соответственно, возрастание значений СК высокомолекулярных соединений белковых веществ в горных породах (1, 2). Поэтому по данной скважине в качестве верхней границы тест-интервала может быть принята та часть разреза, которая также расположена ниже биогеохимического разреза (в данном случае глубина более 75 м).

Пример 3. Примеры корректного выбора тест-интервалов при тестировании перспективных объектов на стадии поисков и разведки в различных регионах приведены на следующих фигурах: фиг. 4 - Индия, штат Пондичери; фиг. 5 - Балтийская синеклиза; фиг. 6, 7 - Республика Татарстан.

Выбор тест-интервалов, по которым осуществляется прогноз в описанных скважинах, осуществляется отличным от известных способов путем.

За эталоны сравнения принимаются непродуктивные скважины, заложенные в тех же районах и вскрывшие геологический разрез от поверхности до глубины потенциально продуктивного горизонта. В этих скважинах исследовались значения и характер распределения S_ск. Положение биогеохимического барьера в них определялось соответственно принципам, изложенным в примере 1. Полученные данные сравнивались (в пределах одинаковых стратиграфических подразделений) со значениями S_ск по тестируемым скважинам, где также исследовались значения и характер распределения S_ск. Результаты подобного сравнения показывают, что во всех тестируемых скважинах четко выделяется зона техногенного влияния, которая как для эталонных скважин, так и для тестируемых, ограничивается положением в разрезе биогеохимического барьера.

Как видно из приведенных графиков (фиг. 4, 5, 6, 7), ниже биогеохимического барьера значения и характер распределения S_ск в эталонных непродуктивных скважинах и тестируемых существенно различаются. В случае, если тестируемые скважины заложены над продуктивным объектом (фиг. 4, 5, 6, 7) в зоне, расположенной ниже биогеохимического барьера, значения S_ск начинают стабильно расходиться по сравнению с эталоном.

Расхождение считается устойчивым, если, начиная с определенной глубины, значения S_ск в тестируемой скважине на 20 и более процентов превышают значения S_ск в эталонной скважине (в пределах определенного стратиграфического подразделения) и это превышение сохраняется на протяжении не менее 50 м по глубине (по разрезу). Эта глубина оптимальна как с точки зрения экономической целесообразности, так и, будучи статистически значимо охарактеризованной (при шаге отбора проб не более чем через 5 м), вполне достаточной для получения достоверных прогнозных оценок.

Последнее положение подтверждается тем фактом, что, как указывалось в примере 2, в случае наличия нижерасположенной углеводородной залежи, кривая распределения S_ск по глубине характеризуется закономерной функциональной изменчивостью, описанной вышеприведенным уравнением [1] и представленной на фиг. 1.

Пример 4. Сопоставление кривых распределения S_ск по глубине для эталонной и тестируемой (непродуктивной) скважины приведено на фиг. 8.

Характерно, что в случае, если тестируемая скважина является непродуктивной, то сравнение значений S_ск по данной скважине с этим же показателем по эталонной непродуктивной скважине в зоне, расположенной ниже биогеохимического барьера, показывает полную сходимость. Как видно из графика на фиг. 8, и в этом случае четко выделяется зона техногенного воздействия. В случае некорректного выбора границ тест-интервала, без учета влияния техногенного фактора, прогноз, осуществляемый с поверхности, мог бы повлечь за собой неправильную оценку.

Таким образом, в отличие от известных ранее способов, за тест-интервал, по которому дается прогнозная оценка продуктивности залежи и месторождения, принимается та часть разреза, которая находится вне техногенного влияния и поэтому должна располагаться ниже биогеохимического барьера. При этом за верхнюю границу этого тест-интервала принимается глубина, начиная с которой фиксируется стабильное превышение значений S_ск в тестируемой скважине по сравнению с эталонной на 20 процентов и более. Нижняя граница этого тест-интервала назначается на расстоянии не менее 50 м от верхней границы с шагом отбора образцов не более чем через 5 м. Эти условия удовлетворяют экономической целесообразности, высокой надежности и достоверности прогнозных оценок.

Данные БГХТ, полученные в пределах выбранных тест-интервалов, являются основой для отнесения объекта к разряду продуктивных (или непродуктивных).

Пример 5. На фиг. 9-11 иллюстрируется принципиальная схема выбора тест-интервала при наличии в разрезе локальных нефте- и битумопроявлений, а также в случае многоярусных месторождений. В этом случае заключение по скважине (на нижележащую залежь) дается на основе БГХТ в пределах только той части геологического разреза, которая находится вне зоны влияния этих природных факторов, которые могут искажать реальные значения СК ВМСБП.

Поскольку опробование в этих условиях ведется не с поверхности, а с больших глубин, то для опробования бурится скважина непосредственно под нефтебитумопроявлением либо вышерасположенным нефтяным пластом с глубиной в 50 м, в пределах которой анализируется СК и характер распределения СК по глубине.

Как видно из фиг. 9-11, положение биогеохимического барьера приурочено к области вблизи подошвы отложений, в которых отмечены нефте- или битумопроявления, или вблизи подошвы вышележащего нефтяного пласта.

В отличие от известных ранее способов поиска углеводородных залежей за тест-интервал, по которому дается прогнозная оценка на нижерасположенную залежь, принимается та часть разреза, которая находится вне природного влияния, обусловленного наличием вышележащих отложений с проявлениями нефти и битумов или нефтяного горизонта (в случае многоярусных месторождений). За верхнюю границу тест-интервала принимается глубина (часть разреза, расположенная ниже нефтебитумопроявлений или нефтяных пластов), начиная с которой фиксируется стабильное превышение значений S_ск по сравнению с эталонной на 20% и более.

Нижняя граница тест интервала назначается на расстоянии не менее 50 м от верхней границы с шагом опробования, составляющим не более чем через 5 м.

Данные БГХТ, получаемые в пределах тест-интервала в тестируемой скважине, являются основой для суждения об объекте как о продуктивном или непродуктивном.

Возможность осуществления заявленного изобретения, как видно из приведенных примеров, подтверждена результатами конкретных экспериментальных исследований на большом статистическом материале в различных регионах Российской федерации и за рубежом.

Экспериментально подтверждено достижение технического результата заявляемого способа: снижение затрат на способ поиска и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений на 80 - 90% за счет выявления без дополнительных затрат новых продуктивных объектов по пробам пород ранее пробуренных скважин; применения при любом типе бурения керна любого диаметра как по образцам, так и по шламу; выполнения аналитических исследований в стационарных и полевых условиях. Кроме того, за счет рационального выбора тест-интервала, теоретически и экспериментально обоснованного, также повышается достоверность и надежность способа при разной степени сложности геологических разрезов и возможность решения многоцелевых задач бурения, наиболее важными из которых являются, в частности:
1. Задача N 1 - поиск и обнаружение месторождений (залежей). Для глубокого бурения - это поисковый этап, когда скважина бурится на своде структуры, подготовленной к глубокому нефтепоисковому бурению сейсморазведкой или структурным бурением, либо иными признанными геологопоисковыми методами (например, геологическая съемка). Предлагаемое изобретение позволяет достоверно установить целесообразность бурения разведочной скважины при минимальных затратах.

2. Задача N 2 - разведочный этап глубокого бурения - разведка месторождений (залежей), установленных (открытых) на поисковом этапе. Требуется установление контуров залегания и подготовка месторождения к подсчету запасов.

Предлагаемое изобретение позволяет при небольших затратах по сравнению с традиционными методами установить контуры залежей по периметру и рекомендовать с достоверностью заложение разведочных скважин только в местах, характеризующихся положительными заключениями по БГХТ.

3. Задача N 3 - доразведка нижних продуктивно-перспективных горизонтов на месторождениях (залежах), которые разбуриваются эксплуатационным бурением на залежи в верхних горизонтах.

Предлагаемое изобретение позволяет осуществить с небольшими по сравнению с традиционными методами подбуривание "коротких" эксплуатационных скважин под верхнюю залежь (т.е. под объект эксплуатации) на определенную величину, т. е. на глубину тест-интервала. В этом случае при положительном заключении БГХТ эксплуатационная скважина может быть продолжена бурением до самого нижнего (из возможных в данном регионе) перспективного горизонта, а при отрицательном заключении БГХТ оборудуется как эксплуатационная скважина по верхнему объекту разработки.

Список литературы.

1. Патент РФ N 2039369 "Способ поиска залежи углеводородов", авторы: Т. Н. Нижарадзе, М.С. Рязанова; G 01 V 9/00 (Бюл. N 19, 10.07.95).

2. Патент РФ N 2091822 "Способ поиска залежи углеводородов", авторы: Т. Н. Нижарадзе, М.С. Рязанова; 6 G 01 V 9/00 (Бюл. N 27, 27.09.97).

3. Воробьва Л.И. Техническая микробиология. М., МГУ. 1997. - 167 с.

4. Коломенский Н.В. Инженерная геология, М., Высшая школа, 1964, - 480 с.

Формула изобретения

1. Способ поиска и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений, включающий биогеохимическое тестирование (БГХТ), основанное на определении в горных породах суммарной концентрации высокомолекулярных соединений (СК) с учетом показателя сорбционной активности (ПСА), по которому судят о принадлежности образцов керна, шлама к определенному литологическому типу горных пород в пробах, последовательно отбираемых от поверхности по глубине, отличающийся тем, что на стадии, предшествующей постановке глубокого бурения, осуществляемой в процессе проходки неглубоких скважин, и/или в процессе бурения глубоких скважин, в скважинах, подготовленных к БГХТ, проводят БГХТ в пределах тест-интервала, расположенного вблизи биогеохимического барьера, разделяющего разрез на верхнюю зону, в которой доминирующее влияние на величину и распределение СК по глубине оказывают техногенные и/или природные факторы, и нижнюю зону, в которой величина и распределение фонового уровня СК по глубине определяются естественным присутствием и жизнедеятельностью микроорганизмов, причем положение биогеохимического барьера определяют по одновременному изменению и установлению разброса значений СК с глубиной на уровне 10 - 15% в эталонной непродуктивной скважине, вскрывающей типовой геологический разрез до глубины залегания потенциально продуктивного горизонта, при этом верхнюю границу тест-интервала определяют как наименьшую глубину, начиная с которой влияние факторов техногенного и/или природного происхождения качественно не изменяют форму распределения СК, а устойчивое отличие значений среднеквадратичного отклонения СК от фонового уровня среднеквадратичного отклонения СК с глубиной составляет более 20% на протяжении не менее 50 м в пределах конкретного стратиграфического подразделения и/или конкретного литологического типа горных пород, нижнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 50 м от верхней границы с интервалом отбора проб не менее 5 м, и по устойчивому превышению значений среднеквадратичного отклонения СК по сравнению с фоновым уровнем среднеквадратичного отклонения СК в соответствующем стратиграфическом подразделении и/или конкретном литологическом типе горных пород в эталонной непродуктивной скважине от его верхней границы до нижней судят о наличии углеродной залежи под тестируемой скважиной, а по стабилизации значений среднеквадратичного отклонения СК на уроне фона в соответствующем стратиграфическом подразделении и/или конкретном литологическом типе горных пород в эталонной непродуктивной скважине от его верхней границы до нижней судят от отсутствии углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что БГХТ проводят в неглубокой скважине, глубина которой не менее 200 м.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для каждого образца рассчитывают значения среднеквадратичного отклонения СК в скользящем окне по значениям СК не менее чем в двух пробах.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхнюю границу тест-интервала устанавливают на глубине не менее 5 м ниже биогеохимического барьера.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что по первой тестируемой скважине с положительным прогнозом на наличие углеводородной залежи для всех остальных тестируемых скважин на конкретном перспективном объекте фиксируют одинаковые границы тест-интервала, в пределах которых осуществляют отбор проб и делают прогноз на наличие или отсутствие углеводородной залежи под тестируемой скважиной.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при положительном прогнозе БГХТ, осуществленного в процессе проходки неглубокой скважины, переходят к глубокому разведочному бурению в той же геологической структуре до глубины залегания продуктивного горизонта.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при положительном прогнозе БГХТ, осуществленного в процессе бурения глубокой скважины, переходят к глубокому разведочному бурению в той же геологической структуре до глубины залегания продуктивного горизонта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12