Сущность и классификация этапов геолого-разведочных работ

Основная задача геологоразведочных работ -- выявление и разведка месторождений полезных ископаемых, пригодных для промышленного использования. При этом под «месторождением» понимается «такое природное скопление минерального сырья, которое технически возможно, а экономически целесообразно разрабатывать на данном уровне развития производительных сил», т. е. само понятие «месторождение» является геолого-экономическим и предопределяет необходимость обязательного выполнения экономических исследований на всех стадиях геологоразведочного процесса.

Детальность, обоснованность, а соответственно и объем этих исследований возрастают от стадии к стадии геологоразведочных работ по мере накопления фактических данных и изучения месторождения [3, c. 110].

Геолого-экономическая оценка, задачи которой - выяснение возможного народнохозяйственного значения обнаруженного объекта, определение его запасов (в натуральном и денежном выражении) и экономического эффекта от их использования, - является сравнительной: основные геолого-экономические показатели оцениваемого объекта сравниваются с таковыми известных месторождений, получивших промышленную оценку, и других новых рудопроявлений с целью решения вопросов о целесообразности постановки более детальных исследований на объекте, последовательности проведения разведочных работ на разных рудопроявлениях и месторождениях, очередности освоения месторождений, промышленная ценность которых доказана.

При геолого-экономической оценке месторождений и рудопроявлений учитывается четыре группы факторов, взаимосвязанных между собой:

- географо-экономических;

- геологических;

- горнотехнических и экономических.

В группу географо-экономических факторов могут быть включены такие, как географическое положение оцениваемого объекта, климат, рельеф, освоенность района, возможности транспорта и энергетики, состояние технического и питьевого водоснабжения, наличие строительных материалов, промышленных предприятий, рабочей силы и т. п.

К геологическим факторам относятся следующие: особенности геологического строения района и месторождения; условия и глубина залегания рудных тел, их морфология, размеры, внутреннее строение; вещественный и минеральный состав руд, наличие ценных попутных компонентов; количество и качество запасов и перспективы их увеличения.

Горнотехнические факторы оценки определяются инженерно-геологическими условиями залегания месторождения и технологическими свойствами руд, обусловливающими выбор способа отработки месторождения (открытого или подземного), возможной производительности горно-обогатительного предприятия, необходимого горнопроходческого и бурового оборудования, транспортных средств, рациональной схемы технологической переработки руд, технических средств и материалов для их обогащения.

Экономические факторы включают данные о себестоимости добычи и переработки руд, получения металлов, о размерах необходимых капиталовложений и сроках их окупаемости, рентабельности работы горно-обогатительного предприятия, потребности в разведываемом виде минерального сырья народного хозяйства страны или изучаемого района.

Различают три вида геолого-экономических оценок месторождений, соответствующих степени их изученности и принятой стадийности геологоразведочного процесса: первоначальная, предварительная и предпроектная, осуществляемые на завершающих этапах стадий поисково-оценочных работ, предварительной разведки и детальной разведки [8, c. 88].

Цели, задачи и методы работ на различных этапах и стадиях поисков и разведки отражены в предлагаемой принципиальной схеме стадийности поисково-разведочных работ на нефть и газ (табл. 1).

Таблица 1 - Схема стадийности геолого-разведочных работ на нефть и газ

Цель регионального этапа - изучение основных закономерностей геологического строения слабоисследованных осадочных бассейнов и их участков, а также отдельных литолого-стратиграфических комплексов, оценка перспектив их нефтегазоносности и определение первоочередных районов и литолого-стратиграфических комплексов для постановки поисковых работ на нефть и газ.

Региональный этап изучения недр предшествует поисковому этапу и проводится до тех пор, пока существуют благоприятные предпосылки для обнаружения новых перспективных комплексов на неосвоенных глубинах и зон нефтегазонакопления в слабоизученных районах. В пределах нефтегазоносных районов региональные работы могут проводиться одновременно с поисково-оценочными и разведочными работами.

Решение о проведении региональных работ принимает Роскомнедра или его территориальное подразделение, а условия их проведения согласовываются исполнителями этих работ с органами местного самоуправления.

В соответствии с задачами региональный этап разделяют на две стадии: прогноз нефтегазоносности и оценка зон нефтегазонакопления.

Основным объектом исследования на стадии прогноза нефтегазоносности являются осадочные бассейны и их части. На стадии прогноза нефтегазоносности обосновываются наиболее перспективные направления дальнейших исследований и выбираются первоочередные объекты - нефтегазоперспективные районы и зоны, перспективные комплексы.

Основные объекты исследования на стадии оценки зон нефтегазонакопления - нефтегазоперспективные зоны и зоны нефтегазонакопления. На стадии оценки зон нефтегазонакопления по итогам проведения работ и обобщения материалов составляют отчеты (годовые и окончательные) о геологических результатах и по оценке ресурсов категории Д2 и частично Д1 [5, c. 34].

По результатам региональных работ проводят конкурсы или аукционы на право пользования недрами по лицензиям на геологическое изучение или совмещенным лицензиям.

Объектами лицензирования могут быть перспективные нефтегазоносные районы и выявленные объекты.

Цель поисково-оценочного этапа - обнаружение новых месторождений нефти и газа или новых залежей на ранее открытых месторождениях и оценка их промышленной значимости.

Геолого-разведочные работы на данном этапе проводятся по лицензии на геологическое изучение недр, удостоверяющей право на ведение поисков и оценки месторождений (залежей), или по совмещенной лицензии, включающей несколько видов пользования недрами (поиски, разведка, добыча).

Поисково-оценочный этап разделяется на стадию выявления и подготовки объектов к поисковому бурению и стадию поиска и оценки месторождений (залежей).

Цель стадии выявления и подготовки объектов к поисковому бурению - выявление и подготовка локальных объектов для ввода их в поисковое бурение. К объектам проведения работ относятся районы с установленной или возможной нефтегазоносностью и выявленные ловушки. Работы по выявлению и подготовке объекта завершаются включением этого объекта в фонд выявленных или подготовленных для поисков нефти и газа.

На основании материалов геолого-геофизических работ по выявлению и подготовке объектов составляют отчеты о геологических результатах работ и оценке прогнозных (Д1) и перспективных (Д0) ресурсов подготовленных для глубокого бурения площадей.

Цель стадии поиска и оценки месторождений (залежей) - обнаружение новых месторождений нефти и газа или новых залежей и оценка их промышленной значимости. Работы на этой стадии проводятся на условиях, оговоренных в лицензии на пользование недрами. Объекты проведения работ - ловушки, подготовленные к поисковому бурению, и открытые месторождения (залежи). Работы по поиску месторождений (залежей) должны проводиться в соответствии с проектом, а для каждой скважины - в соответствии с геолого-техническим нарядом, составленными в установленном порядке.

Объемы и виды работ определяются в зависимости от особенностей геологического строения опоисковываемого объекта.

В пределах месторождения поисковые работы могут совмещаться с оценочными и разведочными работами и проводиться до завершения оценки перспектив всего разреза осадочного чехла. Открытие залежи (месторождения) фиксируется по получению первого промышленного притока нефти или газа.

По результатам поискового бурения при открытии залежи (месторождения) уточняется проект дальнейших оценочных работ, а в случае отрицательного результата составляется отчет с обоснованием бесперспективности опоискованного объекта.

В процессе оценки решаются следующие вопросы: установление промышленной значимости открытых месторождений (залежей); определение фазового состояния углеводородов; изучение физико-химических свойств нефти, газов, конденсатов в пластовых и поверхностных условиях, определение их товарных качеств; изучение фильтрационно-емкостных характеристик коллекторов: установление типа залежей (пластовый, массивный, литологически или стратиграфически ограниченный, тектонически экранированный); определение эффективных толщин, значений пористости, нефтегазонасыщенности; расчет коэффициентов продуктивности скважин; предварительная геометризация залежей и подсчет запасов по категориям C2 и C1.

Стадия поиска и оценки месторождений (залежей) считается завершенной, если степень изученности позволяет подсчитать запасы по категориям C1 и C2 и провести оценку промышленной значимости месторождений (залежей). Соотношение запасов категорий C1 и C2, достигаемое по завершению стадии оценки, должно обеспечивать достоверное определение масштаба (класса крупности) оцениваемой залежи.

По результатам работ на стадии поиска и оценки месторождений (залежей) проводится: систематизация геолого-геофизических материалов и составление отчета о результатах поисково-оценочных работ; подсчет геологических и извлекаемых запасов углеводородов, а также сопутствующих компонентов; подготовка пакета геологической информации в случае проведения конкурса или аукциона на предоставление лицензии на добычу полезных ископаемых.

По результатам оценочных работ проводятся оценка запасов изучаемого объекта, их экспертиза и выдается лицензия на право добычи нефти и газа [6, c. 45].

Предоставление недр в пользование для добычи нефти и газа после завершения поисково-оценочного этапа вступает в силу после Государственной экспертизы запасов.

Цель разведочно-эксплуатационного этапа - изучение характеристик месторождений (залежей), обеспечивающее составление технологической схемы месторождения нефти или проекта опытно-промышленной эксплуатации месторождений газа.

В соответствии с задачами разведочно-эксплуатационного этапа выделяются стадия разведки и опытно-промышленной эксплуатации и стадия эксплуатационной разведки (доизучение в процессе разработки).

Объектами проведения работ на стадии разведки и опытно-промышленной эксплуатации являются месторождения (залежи), на которые получена лицензия на добычу нефти и газа.

В процессе выполнения основных задач (см. табл. 1) решаются также следующие вопросы: уточнение положения контактов газ - нефть - вода; уточнение контуров залежей; уточнение дебитов нефти, газа, конденсата, воды, установление пластового давления, давления насыщения и коэффициентов продуктивности скважин; исследование гидродинамической связи залежей с законтурной областью; уточнение изменчивости фильтрационно-емкостных характеристик коллекторов; уточнение изменчивости физико-химических свойств флюидов по площади и разрезу залежи; изучение характеристик продуктивных пластов, определяющих выбор методов воздействия на залежь и призабойную зону, с целью повышения коэффициентов извлечения.

Рациональная степень разведанности, необходимый объем работ, методы исследования определяются проектом разведки, составляемым в соответствии с условиями, оговоренными в лицензии, и документами, регламентирующими разведку, подсчет запасов и проектирование разработки месторождений нефти и газа.

По результатам разведочных работ с учетам данных опытно-промышленной эксплуатации проводится: уточнение геологических и извлекаемых запасов углеводородов, а также сопутствующий компонентов разведанных и выявленных залежей (продуктивных горизонтов) месторождений по категориям В, C1 и частично С2; систематизация геолого-геофизических материалов, необходимых для составления технологической схемы разработки месторождений нефти и проекта опытно-промышленной эксплуатации месторождений газа, а также для выбора методов повышения коэффициентов извлечения [4, c. 50].

Итоговыми документами стадии разведки и опытно-промышленной эксплуатации являются: отчет по подсчету запасов нефти, конденсата, природного газа и попутных компонентов (в случае необходимости); технико-экономическое обоснование значений коэффициентов извлечения нефти и конденсата; технологическая схема разработки месторождения нефти или проект опытно-промышленной эксплуатации месторождения газа.

При предоставлении недр в пользование по совмещенным лицензиям пользователи недр могут начинать добычу до Государственной экспертизы запасов, сроки которой с уточнением условий пользования недрами, включая платежи, оговариваются в условиях лицензии на право пользования недрами.

Цель стадии эксплуатационной разведки - получение исходных данных для уточнения технологической схемы или составления проекта разработки. Объектами проведения работ являются разрабатываемые месторождения и залежи. В процессе выполнения работ решаются следующие основные задачи: уточнение модели строения пластов (горизонтов) объекта; уточнение положения контактов газ - нефть - вода; уточнение параметров изменчивости фильтрационно-емкостных характеристик пластов-коллекторов по площади и разрезу; уточнение изменчивости физико-химических свойств флюидов; уточнение величины и категорийности запасов; разведка второстепенных горизонтов, куполов, блоков, участков месторождений: перевод запасов категории C1 в категорию В. а категории В в категорию А, дифференциация их применительно к методам извлечения.

Решение задач некоторых стадий можно совмещать. Так, на стадии региональных исследований на отдельных площадях могут проводиться поисковые работы. В районах активного ведения поисковых и разведочных работ региональные исследования могут возобновляться для изучения принципиально новых типов залежей с применением более совершенных технических средств. Поиски и разведка могут совмещаться при ведении работ на конкретной площади. После открытия одной из залежей поиски могут продолжаться в других продуктивных горизонтах. После введения в эксплуатацию одной из залежей разведочные и даже поисковые работы могут проводиться на других залежах данного месторождения. Главное при этом - сохранение четкой последовательности выполняемых исследований. Нарушение такой последовательности приводит к снижению эффективности поисково-разведочных работ.

2. Стадии поисково-оценочного этапа

Целью поисково-оценочных работ является обнаружение новых месторождений нефти и газа или новых залежей на ранее открытых месторождениях и оценка их запасов по сумме категорий С1 и С2.

Поисково-оценочный этап разделяется на стадии: выявления объектов поискового бурения, подготовки объектов к поисковому бурению, поиска и оценки месторождений (залежей).

2.1 Стадия выявления объектов поискового бурения

Объектами проведения работ являются районы с установленной или возможной нефтегазоносностью.

Типовой комплекс работ включает:

- дешифрирование материалов аэрофото- и космических съемок локального и детального уровней генерализации;

- структурно - геологическую (структурно - геоморфологическую съемки);

- гравиразведку, магниторазведку и электроразведку;

- сейсморазведку по системе взаимоувязанных профилей;

- бурение структурных скважин;

- специальные работы и исследования по прогнозу геологического разреза и прямым поискам.

По материалам геолого-геофизических работ по выявлению объектов поискового бурения составляются отчеты о геологических результатах работ и оценке прогнозных локализованных ресурсов Д1л с обязательным приложением следующих основных графических документов:

- обзорная карта района;

- карта геолого-геофизической изученности;

- схема расположения профилей, физических точек наблюдений и скважин;

- сводный геолого-геофизический разрез площади работ;

- геологические профили, временные, сейсмогеологические, геоэлектрические и другие разрезы;

- геолого-геофизические разрезы структурных скважин с выделением продуктивных, маркирующих, опорных горизонтов;

- структурные карты по целевым горизонтам с выделением первоочередных объектов;

- карты сопоставления результатов всех видов геолого-геофизических исследований [1].

2.2 Стадия подготовки объектов к поисковому бурению

Объектами проведения работ являются выявленные ловушки.

Типовой комплекс работ включает:

- высокоточную гравиразведку и детальную электроразведку;

- детальную сейсморазведку;

- бурение структурных скважин.

По материалам геолого-геофизических работ по подготовке объектов к поисковому бурению составляется отчет о геологических результатах работ и паспорт на подготовленную структуру, с оценкой перспективных ресурсов категории С3 с обязательным приложением следующих основных графических документов:

- обзорная карта района;

- карта геолого-геофизической изученности;

- схема расположения профилей, физических точек наблюдений и скважин;

- сводный геолого-геофизический разрез площади работ;

- геологические профили, временные, сейсмогеологические, геоэлектрические и другие разрезы;

- геолого-геофизические разрезы структурных скважин с выделением продуктивных, маркирующих, опорных горизонтов;

- структурные карты по целевым горизонтам с выделением первоочередных объектов;

- карты неантиклинальных ловушек, совмещенные со структурными картами по продуктивным или близким к ним горизонтам, с контурами предполагаемых залежей;

- карты сопоставления результатов всех видов геолого - геофизических исследований;

- информационные карты по выявленным нефтегазоперспективным объектам, паспорта по объектам, подготовленным к поисковому бурению.

2.3 Стадия поиска и оценки месторождений (залежей)

Объектами проведения работ являются подготовленные к поисковому бурению ловушки и открытые месторождения (залежи).

Типовой комплекс работ включает:

- бурение и испытание поисково-оценочных скважин;

- детализационную скважинную и наземную (морскую) сейсморазведку;

- специальные работы и исследования по изучению геологического разреза и положения контуров залежей и элементов ограничения залежи.

Объемы работ и виды геолого-геофизических исследований, а также их методика определяются проектом, а для каждой скважины - геолого-техническим нарядом, составленными и утвержденными в установленном порядке.

В процессе поиска месторождений (залежей) решается задача установления факта наличия или отсутствия промышленных запасов нефти и газа. В случае открытия месторождения (залежи) подтверждающие геолого-геофизические материалы в установленном порядке представляются на государственную экспертизу запасов и по ее результатам ставятся на государственный баланс [1].

В процессе оценки решаются следующие вопросы:

- установление фазового состояния углеводородов и характеристик пластовых углеводородных систем;

- изучение физико-химических свойств нефти, газов, конденсатов в пластовых и поверхностных условиях, определение их товарных качеств;

- изучение фильтрационно-емкостных характеристик коллекторов;

- определение эффективных толщин, значений пористости, нефтегазонасыщенности;

- установление коэффициентов продуктивности скважин и добывных возможностей;

- предварительная геометризация залежей и подсчет запасов по категориям С2 и С1.

В отдельных случаях при оценке месторождений с целью уточнения промысловых характеристик коллектора проводится опытная эксплуатация пробуренных в рамках данной стадии единичных скважин. Опытная эксплуатация проводится по индивидуальным проектам, в которых определяются сроки проведения и максимальные объемы отбора нефти и газа. Проекты опытной эксплуатации скважин проходят экспертизу и утверждаются в установленном порядке.

3. Особенности деятельности на поисково-оценочном этапе геолого-разведочных работ