Возможность проведения поисково-оценочных работ на объектах, расположенных под толщей калийно-магневых солей верхнекамского месторождения

ГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

УДК 553.982.2

С.В. Варушкин, И.А. Козлова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ПОИСКОВО-ОЦЕНОЧНЫХ РАБОТ НА ОБЪЕКТАХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ПОД ТОЛЩЕЙ КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫХ СОЛЕЙ ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Рассмотрены особенности проведения геолого-разведочных работ и возможности комплексной разработки калийной и нефтяных залежей на территории Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. Анализирована перспективность территории в пределах Верхнекамского месторождения на открытие нефтяных месторождений при бурении на подготовленных структурах.

Обоснована возможность опоискования подсолевой части разреза с присутствием кондиционных запасов калийных солей. Предложен проект на проведение поисково-оценочных работ на Клестовской структуре, находящейся в районе исследования.

Ключевые слова: Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей, комплексная разработка калийного и нефтяных месторождений, прогнозная оценка месторождений и структур, вскрытие соляной толщи, наклонно-направленное поисково-оценочное бурение, ресурсы и запасы нефти.

S.V. Varushkin, I.A. Kozlova

Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia

THE ABILITY OF CONDUCTION PROSPECTING-EVALUATION SURVEYS AT OBJECTS LOCATED UNDER A LAYER OF POTASSIUM AND MAGNESIUM SALTS THE VERKHNEKAMSKY DEPOSIT

Within the work features of geological exploration work and ability of an integrated development of potassium and oil fields which located on the territory of the Verkhnekamsky deposit of potassium and magnesium salts are examined. The prospects of territory within the Verkhnekamsky deposit in order to found oil fields by drilling at the prepared structures are analyzed.

The possibility of subsalt prospecting part of the section with the presence of conditioned's reserves of potassium salts is justified. Finally, the project of conducting prospecting-evaluation surveys on the Klestovskaya structure which is located in the study area is proposed.

Keywords: the Verkhnekamsky deposit of potassium and magnesium salt, an integrated development of potassium and oil fields, prognostic evaluation of deposits and structures, the formation exposing of salt layer, directional drilling, resources and reserves of oil.

Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей

(ВКМКС) - уникальное месторождение минеральных солей, расположенное на севере Пермского края (рис. 1). Запасы только калийных солей по категориям А+В+С1+С2 насчитываются более 120 млрд т, которые составляют 31,4 % мировых запасов хлористого калия.

Рис. 1. Географическое положение Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей

В соответствии с нефтегазогеологическим районированием территория Соликамской депрессии под Верхнекамским месторождением расположена в нефтегазоносном районе северо-западного борта Кам-

ско-Кинельской системы прогибов, в Центрально-Соликамской зоне нефтегазонакопления [1]. До 1976 г. данная территория оставалась неизученным районом на нефтегазоносной карте Пермского края. Неоднократные предложения специалистов нефтедобывающей отрасли о необходимости оценить нефтегазоносность подсолевой части разреза этой территории отклонялись.

Определяющим аргументом в пользу отказа от опоискования данной территории являлось то, что проведение поисково-оценочных, разведочных работ и последующая эксплуатация нефтяных залежей могут нанести непоправимый ущерб водорастворимым минеральным солям при вскрытии их глубокими скважинами. В этом случае нефтяные скважины могли бы стать каналами, сообщающими соляную толщу с надсолевыми и подсолевыми водоносными комплексами. Вследствие этого могло бы произойти поступление подземных вод не только к самой залежи солей, но и в подземные горные выработки калийных рудников. В качестве другого аргумента приводился тот факт, что в мировой практике отсутствовали технологии и опыт строительства скважин в аналогичных условиях, обеспечивающие гарантированную защиту соляной толщи.

В результате дискуссий и многолетнего изучения возможности комплексной разработки нефтяных и калийного месторождений в Пермском политехническом институте (ныне ПНИПУ) была проведена работа по технико-экономическому обоснованию данного проекта и предложены конструкции опытных глубоких скважин (ОГН), составы буровых и тампонажных растворов для бурения и крепления в солесодержащей части разреза.

Ввиду наличия в разрезе калийной залежи, представляющей промышленный интерес, бурение нефтяных скважин предлагалось производить в пределах ВКМКС только на участках, на которых руды калийных солей отнесены к некондиционным по тем или иным показателям или отсутствуют во вскрываемом разрезе [2]. На основании солеразведочного бурения, проведенного с целью установления кондиционности запасов минеральных солей, была установлена граница охранного целика. Таким образом, выбор места заложения и профиль скважин требуют дополнительного обоснования.

Благодаря разработанной технологии на рассматриваемой территории за период с 1976 г. до настоящего времени были открыты 10 месторождений с промышленными запасами нефти. Всего пробурено 922 нефтяных скважины различного назначения, 641 из которых находится в экс-

плуатации. Как показали анализ качества разобщения солесодержащей части разреза от водоносных комплексов и оценка надежности крепи нефтяных скважин [3], отмечается отсутствие отрицательного влияния работ по освоению нефтяных месторождений на калийную залежь. В 2004 г. в рамках обобщения научных трудов и документов по проблеме комплексного освоения природных ресурсов Соликамской впадины получены заключения об отсутствии обоснованных причин, а также научнотехнических проблем, которые могли бы стать основанием для запрета совместной разработки калийных и нефтяных залежей на ВКМКС.

За последние годы в Пермском крае произошли существенные изменения территориального распределения запасов и ресурсов углеводородов. В настоящее время на территории платформенной части Пермского края открыты и разведаны все крупные и средние месторождения нефти и газа, тогда как в пределах Предуральского прогиба возможность открытия таких месторождений реально существует, особенно на территории ВКМКС. Если на перспективных территориях платформы (Башкирский свод, Бымско-Кунгурская и Верхнекамская впадины) суммарные ресурсы С3 составляют около 20 млн у.е., которые распределены на 50 перспективных структур, то на территории ВКМКС находятся 10 подготовленных структур с суммарными ресурсами более 36 млн у.е. (рис. 2).

Также проведение поисково-оценочных работ в пределах ВКМКС интересует тем, что, несмотря на невысокую изученность глубоким бурением, абсолютно все разбуренные структуры оказались нефтегазоносными. Коэффициент успешности проведения поисковых работ с целью открытия месторождений в Соликамской депрессии составляет 0,63. Однако в отношении всей территории, и особенно ВКМКС, данный осреднен-ный коэффициент использовать нельзя. На основании работы [3] были рассмотрены показатели вероятностной оценки нефтегазоносности разреза месторождений и неразбуренных структур.

Из вышеизложенного следует, что с точки зрения перспективы нефтегазоносности рассматриваемая территория представляет наибольший интерес (в Пермском крае) и имеет высокую вероятность открытия месторождений при проведении поисково-оценочных работ. Однако ввиду нахождения всех подготовленных структур в районах с кондиционными запасами солей, в которых запрещено глубокое бурение, возникает необходимость строительства скважин без их вскрытия.

Рис. 2. Фонд месторождений и подготовленных структур территории ВКМКС

Выходом из данной ситуации может стать наклонно-направленное поисково-оценочное бурение с большим проложением. Идея заключается в прохождении бурением солей в зонах некондиционных запасов и про-ложении ствола скважины до заданной точки, с вертикальным участком в интервале залегания отражающих горизонтов и предполагаемых продуктивных пластов.

В качестве примера проектирования поисковых работ выбрана Клестовская структура, имеющая средние коэффициенты вероятностной оценки.

Клестовская структура находится на северо-востоке от Логовско-го месторождения нефти. На основании данных по месторождению-аналогу в осадочном чехле на данной территории выделяются верхне-девонско-турнейский, нижнекаменноугольный, среднекаменноугольный нефтегазоносные комплексы. К ним приурочены предполагаемые залежи в турнейско-фаменских, бобриковских и башкирских отложениях. С целью проведения поисково-оценочных работ на структуре необходимо бурение двух скважин для открытия этих залежей.

Места расположения устьев скважин проектируется заложить как можно ближе к границе охранного целика, с целью уменьшения конечного горизонтального проложения. Вскрытие до подошвы иренского горизонта производится вертикальным стволом с бурением солевой толщи согласно технологии, разработанной в ПНИПУ. Далее следует участок набора зенитного угла, который сменяется наклонным, за счет которого происходит увеличение горизонтального проложения. К кровле московских отложений необходимо произвести уменьшение зенитного угла с последующим приведением ствола в вертикальное положение (рис. 3).

Рис. 3. Проектный профиль поисково-оценочной скважины №1

Необходимым требованием является приведение ствола в вертикальное положение до вскрытия основных отражающих горизонтов и первой предполагаемой залежи. Особо важен точный контроль угла и азимута искривления ствола для корректировки в процессе бурения, для этих целей рекомендуются использовать высокоточные гироскопические инклинометры. Таким образом, вскрытие предполагаемых продуктивных пластов и увязка с сейсмическими границами будут аналогичны случаю с бурением вертикальной поисково-оценочной скважины.

При получении положительных результатов испытания будет открыто месторождение с приростом извлекаемых запасов для всех предполагаемых к открытию залежей по категории С1 и С2 - порядка 1700 тыс.у.е. Ввиду того, что у данной структуры не самый большой коэффициент успешности, первоначально следует произвести поисковые работы на других более перспективных поднятиях. При анализе показателей вероятностной оценки нефтегазоносности разреза месторождений и неразбуренных структур с предполагаемыми извлекаемыми ресурсами отмечено наличие значимой связи. По данному полю корреляции возможно определение последовательности ввода подготовленных структур в поисковое бурение, а следовательно, рационально произвести поисково-оценочные работы на изучаемой территории.

Подведем итоги проведенного исследования:

- рассмотрены особенности проведения геолого-разведочных работ на территории ВКМКС, а именно наличие в разрезе калийной залежи, которая требует особых охранных мер при проведении комплексной разработки калийной и нефтяных месторождений;

- проведен анализ перспективности проведения поисково-оценочных работ в пределах ВКМКС, который показал высокую вероятность открытия месторождений при бурении подготовленных структурах;

- обоснована возможность опоискования в подсолевой части разреза с присутствием кондиционных запасов калийных солей бурением наклонно-направленных поисково-оценочных скважин с большим про-ложением;

- предложен проект на проведение поисково-оценочных работ на Клестовской структуре и подсчитан предполагаемый прирост запасов.

Таким образом, благодаря проделанной работе обоснована возможность проведения поисково-оценочных работ на объектах, расположенных в подсолевой части разреза ВКМКС.

Библиографический список

1. Бычков С.Г., Неганов В.М., Мичурин А.В. Нефтегазогеологическое районирование территории Пермского края // Нефтегазовое дело: электрон. журнал. - 2010. - № 2.

2. Правила промышленной безопасности при освоении месторождений нефти на площадях залегания калийных солей (ПБ 07-436-02). (Утв. Пост. ГГТН России от 04.02.02 №8, зарег. Минюстом РФ от 26.02.01, № 3273).

3. Анализ геологического строения и оценка возможности разработки нефтяных месторождений, расположенных под толщей калийномагниевых солей верхнекамского месторождения Пермской области / отв. исп. В.И. Галкин; Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2005.

References

1. Bychkov S.G., Neganov V.M., Michurin A.V. Oil-and-gas geological zoning of Perm territory, «Oil and Gas Business», 2010.

2. The rules of industrial safety in the development of oil fields in areas with deposits of potassium salts (PB 07-436-02). Approved by resolution GGTN Russia from 04.02.02 №8 registered by Ministry of Justice of the Russian Federation from 26.02.01, № 3273.

3. Analysis of the geological structure and to assess the possibility of developing oil fields located under a layer of potassium-magnesium salts Verhne-kamsky deposit Perm region, executive Galkin V.I., PSTU - Perm, 2005.

Об авторах

Варушкин Станислав Владимирович (Пермь, Россия) - студент 5-го курса кафедры геологии нефти и газа Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский просп., 29, e-mail: geologist-07@mail.ru).

Козлова Инна Анатольевна (Пермь, Россия) - кандидат геоло-го-минералогических наук, доцент (614990, г. Пермь, Комсомольский просп., 29, e-mail: ikozloya@pstu.ru).

About the authors

Varushkin Stanislav Vladimirovish (Perm, Russia) - the fifth-year student of the Institute for geology oil and gas, Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia (29, Komsomolsky avenue, Perm, Russia, 614990, e-mail: geologist-07@mail.ru).

Kozlova Inna Anatolevna (Perm, Russia) - the candidate of geological-mineralogical sciences, the docent (29, Komsomolsky avenue, Perm, Russia, 614990, e-mail: ikozloya@pstu.ru).

Получено 14.03.2012