Лекции разработка. Лекция общие принципы проектирования разработки
 Скачать 2.81 Mb.
|
|
Битуминозные песчаники Атабаски (провинция Альберта, Канада) являются примером природных битумов, кроме того, природные битумы имеются в России, Казахстане, Китае, на острове Мадагаскар. Мировые запасы сверхтяжелых нефтей оцениваются в 350 млрд. м3 и сосредоточены, в основном, в Венесуэле (Пояс Ориноко), в Канаде, Китае, Индии. Примерно треть этих запасов является доказанными. Месторождения тяжелых нефтей открыты в 155 различных геологических провинциях. Около трети запасов тяжелых нефтей сосредоточены в 48 гигантских нефтяных месторождениях, расположенных, в основном, в Канаде, США, на Ближнем Востоке, Южной Америке. Большие запасы тяжелых нефтей открыты в Казахстане, Азербайджане, России, Румынии, в районе Карибского бассейна, в Юго-Восточной Азии. Прогнозные ресурсы природных битумов в Российской Федерации оцениваются несколько десятков миллиардов тонн. 71 % сосредоточены в Волго-Уральском регионе, главным образом в Татарстане. В тектоническом плане ареал скоплений тяжелых нефтей (ТН) и природных битумов (ПБ) в пределах Татарстана охватывает Мелекесскую впадину, Южно - и Северо - Татарской своды. По разрезу пермских образований выделяется три битумоносных комплекса: 1) нижнепермский – карбонатный; 2) уфимский – терригенный; 3) казанский – карбонатно-терригенный. Каждый комплекс залегает под более или менее выдержанной покрышкой для: комплекса 1- глинисто-алевритовая пачка в основании шешминского горизонта уфимского яруса; комплекса 2 - толща глин в нижней части казанского яруса; комплекса 3 - разнофациальные отложения татарского яруса. Последний комплекс подразделяется на два – нижне- и верхнеказанский. Поля скоплений битумов по комплексам в плане не совпадают. Скопления битумов в нижнепермских отложениях приурочены преимущественно к западному склону Южно-Татарского свода, а также к восточному борту Мелекесской впадины. Коллекторами являются сильно выщелоченные, кавернозные, местами закарствованные доломиты и известняки сакмарского и в меньшей степени ассельского ярусов. Битумопроявления в уфимском ярусе связаны с песчаными отложениями шешминского горизонта и в плане в общих чертах совпадают в нижнепермском комплексе, за исключением юго-востока. Поля распространения битумопроявлений в казанском ярусе значительно смещены на запад по сравнению с нижнепермским и уфимским комплексами, почти целиком совпадают с Мелекесской впадиной и лишь частично выходят за ее пределы. Основной объем битумопроявлений приходится на верхние уфимские и казанские отложения. Согласно оценкам, произведенными в Казанском государственном университете и институте ТатНИПИнефть самыми перспективными являются отложения казанского яруса, в которых заключено более 60% суммарного объема прогнозных запасов природных битумов в республике. В то же время подсчет запасов, показал, во-первых, что величина ресурсов этого нетрадиционного вида углеводородного сырья значительно ниже, чем предполагалось по более ранним оценкам, а во-вторых, что большая часть запасов (61,6%) сосредоточена в терригенных коллекторах уфимского яруса. На территории Татарстана во всех битуминозных горизонтах разреза выявлено около 450 залежей ПБ. Они встречены почти во всех частях Республики. Геологические запасы и ресурсы ПБ всех категорий составляют по различным оценкам специалистов составляют от 2,6 до 7,2 млрд.т. С учетом значительности территории (67787 км2), различной изученности на битумоносность пермских отложений и их тектоники, было намечено провести специальные поисково-разведочные работы на ПБ в три очереди: в первую очередь - на западном склоне Южно-Татарского свода и восточном борту Мелекесской впадины (юго-восточное Закамье), во вторую очередь - в западной части Мелекесской впадины, Казанско-Кировском прогибе и на восточном склоне Токмовского свода (юго-западное Закамье) и в третью очередь - на северо-татарском своде и северной части Казанско-Кировского прогиба. С 1970 г по сегодня поисково-разведочные работы на залежи ПБ, в том числе и попутные поиски их при структурном бурении, проводились, в основном, в пределах западного склона Южно-Татарского свода и восточного борта Мелекесской впадины, т.е. на землях первой очереди работ. По состоянию на 1.01.2001 г. в Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых и Республиканской комиссии по запасам полезных ископаемых Республики Татарстан утверждены запасы природных битумов категории В+С1+С2 в 9-и месторождениях (Мордово-Кармальском Ашальчинском Нижне-Кармальском, Подлесном, Студено-Ключевском, Олимпиадовском, Краснополянском, Южно-Ашальчинском и Каменском). Балансовые запасы в них составляют 63,5, извлекаемые – 21,8 млн.т. В результате проведения геолого-разведочных работ и подсчета запасов предусматривается ежегодное увеличение извлекаемых запасов в размере 7-9 млн.т. На 60 из выявленных залежей ПБ проведены предварительные разведочные работы, определены геологические запасы - 189,3 млн.т. и основные черты строения. На остальных залежах специальные разведочные работы пока не проводились. В действующей классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов скопления ПБ, которые еще не разведывались или ожидаются на еще не изученных землях, относятся к прогнозным ресурсам категории Д. Но 249 залежей ПБ, хотя они вскрыты единичными скважинами, все же уже выявлены. Именно из таких залежей после разведочных работ появились запасы категорий С1 и С2. Поэтому рассматривать их ресурсы как прогнозные неправомерно, их нужно выделить в отдельную категорию перспективных ресурсов категории С3. Они являются ближайшими объектами постановки разведочных работ на ПБ. Условия и закономерности образования месторождений ТН и ПБ Формирование современного рельефа и палеорельефов различных стратиграфических горизонтов геологического разреза территории Татарстана тесно связаны с воздействием тектонических процессов, происходящих здесь и оказывающих влияние как на верхние слои пород, так и на более глубоко залегающие породы. Пермские породы, как и карбонатные, так и терригенные, несут следы вторичных изменений, которые возникли в результате воздействия минерализованных и пресных вод различных газов и углеводородов. Процессы протекали и в более глубоко залегающих породах карбона и девона, в которых за геологическую историю имели место перерывы в осадконакоплении, формирование глубоких врезов и карстование пород, оказавшихся выше и ниже древних базисов эрозии. Немалую роль играли температура и давление. В связи с этим на всех стратиграфических уровнях породы осадочного чехла находятся в значительно преобразованном состоянии относительно их первичного состава. Деградация нефти на путях миграции дополняет и усиливает гипергенные процессы в породах, контактирующих с углеводородами. Следы вторичных изменений проявляются в породах в виде скоплений кальция, гипса, кремния, пирита и халькопирита, самородной серы, окислов железа и других минералов. Классификация ТН и ПБ Под термином природные битумы понимают как природные органические соединения, с первичной углеводородной основой, имеющие твердую, вязкую и вязко-жидкую консистенцию. Они образуют широкий спектор соединений от высокоуглеродистых разностей до отдельных классов или сложной смеси высокомолекулярных углеводородов, содержащих асфальтеново - смолистые компоненты и металлы. По классификации В.А. Успенского все природные битумы разделены на 12 классов: газы, нефти, мальты, асфальты, асфальтиды, озокериты, элатериты, альгариты, кериты, антраксолиты, оксикериты и гуминокериты. Классы битумов разграничиваются по признакам их растворимости в хлороформе, удельному весу, твердости, коксуемости. Для растворимых в хлороформе битумов основопологающим остается содержание в битуме масляной фракции (табл.2). В классе нефтей В.А. Успенский (табл.3.) также выделяет отдельные классификационные разряды легких, утяжеленных и тяжелых нефтей. Схема классификации битумов по определенным физико-химическим параметрам, предложенная В.А. Успенским, предусматривает выделение генетических рядов и типов и отражает генетический ряд превращения нефти в твердые битумы. На основании соотношения в нефтяных объектах масел, смол и асфальтенов в настоящее время принято выделять нефть, мальту, асфальт, асфальтиты и другие классы, принадлежность к которым отражает их генезис и, главное, количественную сторону процесса преобразования исходной нефти. В классификации В.Н. Муратова (табл.4) определяющим параметром является весь компонентный состав битумов. Классификация нафтидов по величине коксуемости из работы приведена в табл. 5. В последнее время твердые, вязкие и жидко-вязкие битумы стали рассматриваться в качестве самостоятельного объекта изучения и промышленного освоения как новый, так называемый альтернативный, источник углеводородного сырья. Нефти же в семействе битумов образуют самостоятельный класс. По И.С. Гольдбергу, промежуточное положение между “нормальными” нефтями и битумами занимают высокосернистые (сумма смол и асфальтенов более 25%), высоковязкие нефти, которые по возможным методам извлечения и характеру получаемых нефтепродуктов ближе стоят к вязким битумам – мальтам, неизвлекаемым в своем естественном состоянии по разработке обычными скважинными методами. Он считает, что граничащую с мальтами группу высоко - смолистых нефтей правильнее будет отнести к категории битумов, тем более что во многих районах они пространственно совмещены с другими более преобразованными разностями (мальтами, асфальтами) и образуют с ними генетически единые зоны битумонакопления. В 1983 г. Б.А.Клубов (ВНИГРИ) опубликовал вещественную классификационную схему природных битумов, в которой учел известные ранее схемы. Он счел необходимым в самом начале разделить все эти вещества на две условные группы: обычные нефти и битумы, часто встречающиеся, и специфические битумы, встречающиеся относительно редко. К первой группе относится ряд из шести классов битумов: нефти, мальты, асфальты, асфальтиты, кериты и антраксолиты, ко второй группе относится пять классов битумов: оксикериты и гуминокериты, а также – озокериты, элатериты и альгариты. Автор не рассматривает углеводородные газы в составе семейства битумов. В схеме составлены только основные признаки: химические и физические. В дальнейшем В.А. Клубов развил свои взгляды на формирование и классификацию нефтей и битумов на основе новых геологических и химических данных и изложил в обобщающей работе. Классы битумов вполне удовлетворительно разграничиваются по признакам их растворимости в хлороформе, удельному весу, твердости (по шкале Мооса), коксовому числу. Для растворимых в хлороформе битумов основополагающим остается предложенный В.А. Успенским с соавторами признак – содержание в битумах масляной фракции. Успехи последних лет в области органической химии и геохимии нефти создали предпосылки для разработки новых схем классификации (химической типизации) нефтей, основанных на применении результатов анализа нефтей на молекулярном уровне и данных структурно-групповых методов анализа. Наиболее упрощенная классификация тяжелых нефтейи природных битумовВ 1983 году ХI Мировой конгресс, по предложению геологической службы США, Горного бюро США и Информационного центра ООН по тяжелым нефтям и битуминозным песчаникам, принял следующую классификацию тяжелых нефтей и природных битумов:
(20 – 10 о АРI) и вязкостью от 1 000 до 10 000 сП (в т.ч. ПБ);
На 14 Мировом Нефтяном Конгрессе в Ставангере эта классификация была вновь подвержена с незначительными изменениями. Согласно мировые запасы тяжелых нефтей на открытых месторождениях оцениваются в 50 млрд. м3 или примерно 20 % общих мировых запасов нефтей (кроме сверхтяжелых нефтей и битумов). Таблица 6 Классификация растворимых в хлороформе природных битумов
|