Geologia ropy naftowej

Geologia ropy naftowej to badanie pochodzenia, występowania, przemieszczania się, gromadzenia i eksploracji paliw węglowodorowych . Odnosi się do określonego zestawu dyscyplin geologicznych, które są stosowane do poszukiwania węglowodorów ( eksploracja ropy naftowej ).

Analiza basenów sedymentacyjnych

Geologia ropy naftowej zajmuje się głównie oceną siedmiu kluczowych elementów w basenach sedymentacyjnych :

Pułapka strukturalna , w której uskok zestawił porowaty i przepuszczalny zbiornik z nieprzepuszczalnym uszczelnieniem. Olej (zaznaczony na czerwono) gromadzi się na uszczelce, aż do głębokości podstawy uszczelki. Wszelka dalsza migracja ropy ze źródła wypłynie na powierzchnię i wycieknie.

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie te elementy muszą być oceniane przez ograniczone „okno” do świata podpowierzchniowego, które zapewnia jeden (lub ewentualnie więcej) odwiert poszukiwawczy . Te odwierty przedstawiają tylko 1-wymiarowy segment Ziemi, a umiejętność wnioskowania o trójwymiarowych cechach jest jedną z najbardziej fundamentalnych w geologii ropy naftowej. Ostatnio dostępność niedrogich, wysokiej jakości danych sejsmicznych 3D (z sejsmologii refleksyjnej ) oraz danych z różnych elektromagnetycznych technik geofizycznych (takich jak magnetotellurics ) znacznie pomogło w dokładności takiej interpretacji. W poniższej sekcji omówiono pokrótce te elementy. Aby uzyskać bardziej szczegółowy traktat, zobacz drugą połowę tego artykułu poniżej.

Ocena źródła wykorzystuje metody geochemii do ilościowego określenia natury skał bogatych w substancje organiczne, które zawierają prekursory węglowodorów, tak aby można było ocenić rodzaj i jakość wydalonego węglowodoru.

Zbiornik jest porowatą i przepuszczalną jednostką lub zespołem jednostek litologicznych , w których znajdują się rezerwy węglowodorów. Analiza zbiorników na najprostszym poziomie wymaga oceny ich porowatości (aby obliczyć objętość węglowodorów in situ ) oraz ich przepuszczalności (aby obliczyć, jak łatwo węglowodory będą z nich wypływać). Niektóre z kluczowych dyscyplin stosowanych w analizie zbiorników to dziedziny analizy strukturalnej , stratygrafii , sedymentologii i inżynierii zbiorników .

Uszczelnienie , czyli skała czapowa , jest jednostką o małej przepuszczalności, która utrudnia wydostawanie się węglowodorów ze skały zbiornikowej . Typowe foki to ewaporaty , kredy i łupki . Analiza uszczelnień obejmuje ocenę ich grubości i zasięgu, tak aby można było określić ilościowo ich skuteczność.

Pułapka geologiczna to cecha stratygraficzna lub strukturalna, która zapewnia zestawienie zbiornika i uszczelnienia w taki sposób, że węglowodory pozostają uwięzione w podłożu, zamiast uciekać (ze względu na ich naturalną pływalność ) i ginąć.

Analiza dojrzewania obejmuje ocenę historii termicznej skały macierzystej w celu przewidywania ilości i czasu generowania i wydalania węglowodorów.

Wreszcie, dokładne badania migracji ujawniają informacje o tym, jak węglowodory przemieszczają się ze źródła do zbiornika i pomagają ilościowo określić źródło (lub kuchnię ) węglowodorów na określonym obszarze.

rejestrowania błota , powszechny sposób badania litologii podczas wiercenia szybów naftowych .

Główne subdyscypliny geologii naftowej

W geologii ropy naftowej istnieje kilka głównych subdyscyplin, których zadaniem jest badanie siedmiu kluczowych elementów omówionych powyżej.

Krytyczny moment

Momentem krytycznym jest czas generacji, migracji i akumulacji większości węglowodorów w ich pułapkach pierwotnych. Migracja i akumulacja węglowodorów następuje w krótkim okresie w stosunku do czasu geologicznego. Te procesy (generacja, migracja i akumulacja) zachodzą pod koniec okresu eksploatacji systemu naftowego. Jest to czas, w którym gromadzą się kluczowe elementy systemu naftowego.

Krytyczny moment jest kluczowy, ponieważ opiera się na historii zakopania skały macierzystej, gdy znajduje się ona na maksymalnej głębokości zakopania. To wtedy powstaje większość węglowodorów. W tym momencie wytwarza się i usuwa około 50% -90% ropy naftowej. Następnym krokiem jest wejście węglowodorów do okna olejowego. Okno naftowe ma związek z odpowiednią dojrzałością skały źródłowej, a także z odpowiednią głębokością do poszukiwań ropy. Będzie to potrzebne geologom do zebrania danych stratygraficznych systemu naftowego do analizy.

Analiza skał źródłowych

Jeśli chodzi o analizę skał macierzystych, należy ustalić kilka faktów. Po pierwsze, należy odpowiedzieć na pytanie, czy w okolicy rzeczywiście występuje skała macierzysta. Wytyczenie i identyfikacja potencjalnych skał źródłowych zależy od badań lokalnej stratygrafii , paleogeografii i sedymentologii w celu określenia prawdopodobieństwa osadów bogatych w substancje organiczne, które zostały zdeponowane w przeszłości.

Jeśli uważa się, że prawdopodobieństwo istnienia skały źródłowej jest wysokie, następną kwestią, którą należy się zająć, jest stan dojrzałości termicznej źródła i czas dojrzewania. Dojrzewanie skał macierzystych (patrz diageneza i paliwa kopalne ) zależy silnie od temperatury, tak że większość generowania ropy występuje w zakresie od 60 do 120 ° C (140 do 248 ° F). Wytwarzanie gazu rozpoczyna się w podobnych temperaturach, ale może trwać poza tym zakresem, być może nawet do 200 ° C (392 ° F). Aby zatem określić prawdopodobieństwo powstania ropy/gazu, należy obliczyć historię termiczną skały macierzystej. Odbywa się to za pomocą połączenia geochemicznej skały macierzystej (w celu określenia rodzaju obecnych kerogenów i charakterystyki ich dojrzewania) oraz metod modelowania basenów , takich jak odzyskiwanie wsteczne , do modelowania gradientu termicznego w kolumnie sedymentacyjnej.

Analiza geochemiczna

W połowie XX wieku naukowcy zaczęli poważnie studiować geochemię ropy naftowej. Geochemia była pierwotnie wykorzystywana do poszukiwań powierzchniowych węglowodorów podpowierzchniowych. Dziś geochemia służy przemysłowi naftowemu, pomagając w poszukiwaniu skutecznych systemów naftowych. Wykorzystanie geochemii jest stosunkowo opłacalne, co pozwala geologom ocenić problemy związane ze zbiornikami. Po znalezieniu korelacji między ropą a skałą źródłową geolodzy naftowi wykorzystają te informacje do renderowania modelu 3D basenu. Teraz mogą ocenić czas generowania, migracji i akumulacji w stosunku do formowania się pułapki. Pomaga to w procesie podejmowania decyzji, czy dalsze badania są konieczne. Dodatkowo może to zwiększyć wydobycie ropy naftowej pozostałej w zbiornikach, które początkowo uznano za nienadające się do wydobycia.

Analiza basenu

Pełnowymiarowa analiza basenu jest zwykle przeprowadzana przed określeniem kierunków i perspektyw przyszłych wierceń. To badanie dotyczy systemu naftowego i bada skały źródłowe (obecność i jakość); historia pochówku; dojrzewanie (czas i objętość); migracja i skupienie; oraz potencjalne foki regionalne i główne jednostki zbiornikowe (które definiują pokłady nośne). Wszystkie te elementy są wykorzystywane do badania, dokąd mogą migrować potencjalne węglowodory. Pułapki oraz potencjalne tropy i perspektywy są następnie definiowane na obszarze, który prawdopodobnie otrzymał węglowodory.

Etap eksploracji

Chociaż analiza basenu jest zwykle częścią pierwszego badania przeprowadzanego przez firmę przed przeniesieniem się na obszar w celu przyszłej eksploracji, czasami jest również przeprowadzana na etapie eksploracji. Geologia poszukiwawcza obejmuje wszystkie działania i badania niezbędne do znalezienia nowych wystąpień węglowodorów. Zwykle wykonuje się zdjęcia sejsmiczne (lub sejsmiczne 3D), a stare dane eksploracyjne (linie sejsmiczne, dzienniki odwiertów, raporty) są wykorzystywane do rozszerzenia nowych badań. Czasami przeprowadzane są badania grawitacyjne i magnetyczne, a wycieki i wycieki ropy są mapowane w celu znalezienia potencjalnych obszarów występowania węglowodorów. Gdy tylko podczas poszukiwań zostanie wykryte znaczące występowanie węglowodorów - lub żbika , rozpoczyna się etap oceny.

Etap oceny

Etap oceny służy do określenia zakresu odkrycia. Właściwości złoża węglowodorów, łączność, rodzaj węglowodoru oraz kontakty gaz-olej i woda-ropa są określane w celu obliczenia potencjalnych objętości wydobywalnych. Zwykle odbywa się to poprzez wiercenie większej liczby odwiertów rozpoznawczych wokół początkowego odwiertu poszukiwawczego. Testy produkcyjne mogą również dać wgląd w ciśnienia w zbiornikach i łączność. geochemiczna i petrofizyczna dostarcza informacji na temat rodzaju ( lepkość , chemia, API, zawartość węgla itp.) węglowodoru oraz charakteru złoża (porowatość, przepuszczalność itp.).

Etap produkcji

Po wykryciu złoża węglowodorów i rozpoznaniu, że jest to znalezisko komercyjne, rozpoczyna się etap wydobycia. Etap ten koncentruje się na wydobywaniu węglowodorów w sposób kontrolowany (bez niszczenia złoża, w korzystnych komercyjnie ilościach itp.). Odwierty produkcyjne są wiercone i uzupełniane w strategicznych miejscach. Na tym etapie zwykle dostępne są dane sejsmiczne 3D, które umożliwiają dokładne określenie odwiertów w celu uzyskania optymalnego wydobycia. Czasami do wydobycia większej ilości węglowodorów lub ponownego zagospodarowania opuszczonych pól stosuje się ulepszone wydobycie ( wtrysk pary , pompy itp.).

Analiza zbiornika

Istnienie skał zbiornikowych (zwykle piaskowców i spękanych wapieni ) określa się na podstawie połączenia badań regionalnych (tj. analizy innych studni na danym obszarze), stratygrafii i sedymentologii (w celu ilościowego określenia wzoru i zakresu sedymentacji) oraz interpretacji sejsmicznej. Po zidentyfikowaniu potencjalnego złoża węglowodorów, kluczowymi cechami fizycznymi złoża, które są interesujące dla eksploratora węglowodorów, są jego objętość objętościowa, stosunek netto do brutto, porowatość i przepuszczalność.

Masowa objętość skały lub całkowita objętość skały powyżej jakiegokolwiek kontaktu węglowodorów z wodą jest określana przez mapowanie i korelację pakietów osadowych. Stosunek netto do brutto, zwykle szacowany na podstawie analogów i dzienników przewodowych, służy do obliczania proporcji pakietów osadowych zawierających skały zbiornikowe. Masowa objętość skały pomnożona przez stosunek netto do brutto daje objętość skały netto zbiornika. Objętość skały netto pomnożona przez porowatość daje całkowitą objętość porów węglowodorowych, tj. objętość w pakiecie osadowym, którą mogą zajmować płyny (co ważne, węglowodory i woda). Podsumowanie tych tomów (patrz STOIIP i GIIP ) dla danej perspektywy poszukiwawczej pozwolą odkrywcom i analitykom komercyjnym określić, czy perspektywa jest opłacalna finansowo.

Tradycyjnie porowatość i przepuszczalność określano poprzez badanie próbek wiertniczych, analizę rdzeni uzyskanych z odwiertu , badanie przylegających części zbiornika, które wychodzą na powierzchnię (patrz np. Guerriero i in., 2009, 2011 , w odnośnikach poniżej) oraz techniką oceny formacji za pomocą narzędzi przewodowych przekazywanych przez sam odwiert. Nowoczesne postępy w pozyskiwaniu i przetwarzaniu danych sejsmicznych oznaczają, że atrybuty sejsmiczne skał podpowierzchniowych są łatwo dostępne i można je wykorzystać do wnioskowania o właściwościach fizycznych/osadowych samych skał.

Zobacz też

  • V. Guerriero; i in. (2011). „Ulepszona statystyczna wieloskalowa analiza pęknięć w węglanowych analogach rezerwuarowych”. Tektofizyka . Elsevier . 504 (1): 14–24. Bibcode : 2011Tectp.504...14G . doi : 10.1016/j.tecto.2011.01.003 .
  • V. Guerriero; i in. (2009). „Kwantyfikacja niepewności w wieloskalowych badaniach spękanych analogów zbiorników: wdrożono analizę statystyczną danych linii skanowania ze skał węglanowych”. Dziennik geologii strukturalnej . Elsevier. 32 (9): 1271–1278. Bibcode : 2010JSG....32.1271G . doi : 10.1016/j.jsg.2009.04.016 .
  •   A. Amosu, Y. Słońce (2019). „Ilościowe ramy probabilistyczne do szacowania momentu krytycznego w systemie naftowym”. Biuletyn AAPG . Biuletyn AAPG . 103 : 177–187. doi : 10.1306/07031817387 . S2CID 134743618 .
  • MG Fowler, KE Peters (2002). „Zastosowania geochemii ropy naftowej do eksploracji i zarządzania zbiornikami”. Geochemia organiczna . Prasa Pergamońska . 33 : 5–36. doi : 10.1016/S0146-6380(01)00125-5 .

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

  • Petroleum Geology — forum poświęcone wszystkim aspektom geologii ropy naftowej, od poszukiwań po wydobycie
  • Oil On My Shoes — Strona internetowa poświęcona nauce i praktycznemu zastosowaniu geologii naftowej
  • AAPG — Amerykańskie Stowarzyszenie Geologów Naftowych
  • PetroleumGeology.org — strona internetowa poświęcona historii i technologii geologii naftowej
  1. ^ abc Tim ; Ferriday, Montenari, Michael (2016). „Chemostratygrafia i chemofacja analogów skał źródłowych: analiza w wysokiej rozdzielczości sukcesji czarnych łupków z dolnosylurskiej formacji Formigoso (Góry Kantabryjskie, północno-zachodnia Hiszpania)” . Stratygrafia i skale czasowe . 1 : 123–255. doi : 10.1016/bs.sats.2016.10.004 – przez Elsevier Science Direct .
  2. ^ abc Richardson , Ethan    J.; Montenari, Michael (2020). „Ocena potencjału złoża gazu łupkowego przy użyciu wieloskalowej charakterystyki i kwantyfikacji sieci porów SEM: rozsuwany basen Ciñera-Matallana, północno-zachodnia Hiszpania” . Stratygrafia i skale czasowe . 5 : 677–755. doi : 10.1016/bs.sats.2020.07.001 . ISBN 9780128209912 . S2CID 229217907 – przez Elsevier Science Direct.
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Petroleum_geology&oldid=1134483568 ”