Геология нефти и газа

Пластовое давление изменяется как по площади распространения  пласта, так и по глубине нефтяных и газовых залежей и по мощности водоносных горизонтов, увеличиваясь с возрастанием её пропорционально плотности подземного флюида. Сопоставления пластового давления относят к какой-либо одной плоскости сравнения (уровень моря, первоначальное положение водонефтяного контакта) — т.н. приведённое пластовое давление. При эксплуатации скважин в Призабойной зоне образуется область пониженного пластового давления. Измеряется пластовое давление глубинным манометром или рассчитывается исходя из отметок пъезометрических уровней пластовых флюидов в скважине или другой горной выработке при статическом состоянии. Точность измерения пластового давления глубинным манометром даёт до 1% ошибок, расчётный способ при благоприятных условиях в газовых и водяных залежах обеспечивает значительно большую точность (0,01-0,02%). Достоверность инструментального измерения зависит от его точности и от того, насколько давление в скважине соответствует пластовому, для чего необходима хорошая гидродинамическая сообщаемость скважины с пластом. Наиболее благоприятны для измерения пластового давления фонтанирующие скважины, в случае слабых притоков флюидов требуется большее время для восстановления пластового давления.

В процессе разработки залежей  углеводородов пластовое давление снижается, что приводит к уменьшению дебитов скважин, изменениям физико-химических свойств флюидов, усложняет их добычу, увеличивает потери ценных компонентов. Поэтому разработку и эксплуатацию залежей ведут с поддержанием пластового давления. По результатам измерений пластового давления строят графики его изменения. Анализ этих графиков позволяет судить о процессах, происходящих в залежи, и регулировать её разработку и эксплуатацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Понятие о категориях  запасов. Требования, предъявляемые  к разведанности и изученности  категорий запасов А1,В

 

У геологов имеется сокровище, цены которому они не знают и которое они называют категориями запасов и ресурсов, полагая его своим собственным, узкоспециальным понятием, тогда как на самом деле понятие это более широкое – можно сказать, общенаучное или даже общекультурное. Тут важно не слишком ограничивать себя и понимать запасы и ресурсы шире -  не только как нечто геологическое, твердое, жидкое или газообразное. Тогда категории запасов и ресурсов будут их характеристикой, различающей запасы и ресурсы по их изученности и обоснованности. Тем самым в понятие категории входит наблюдатель, субъект. Со временем запасы и ресурсы переводятся из категории в категорию - и чем она выше, тем достовернее наши знания о них. Представления наблюдателя о самих категориях тоже меняются со временем. Они уточняются, а их толкование в значительной степени зависит от страны. Нужно признать, что отечественные представления, по сути дела советские, существенно превосходят зарубежные.

Ресурс - это то, что  характеризуется величиной и  категорией,

К запасам - относятся ресурсы высокой категории.

Сама же категория  характеризует присущую запасам  и ресурсам неопределенность, так  что добывается, если угодно, не столько  вещество, сколько неопределенность, к концу добычи совсем исчезающая...

В терминах категории  можно определить и другие релевантные понятия, например: залежь - это запас, чья категория со временем повышается, независимо от размера залежи, чья величина не обязана ни увеличиваться, ни уменьшаться.

Оценка величины запасов  и ресурсов обычно меняется со временем, что особенно относится к переоценке запасов при изменениях на рынке, тем не менее, желательно, чтобы категория при этом не снижалась. Далее для определенности будем иметь дело только с нефтью и газом.

 

Разделение запасов  и ресурсов на категории, классы и/или группы проводят по направлениям

• геологическая изученность/обоснованность,

• техническая и технологическая  рациональность,

• экономическая целесообразность или эффективность.

 

Придерживаясь этого, выделяют запасы/ресурсы

• начальные, перспективные и прогнозные,

• активные и (их антоним) трудноизвлекаемые,

• извлеченные (накопленная  добыча) и текущие (остаточные), в  сумме извлекаемые,

• извлекаемые (рентабельные) и резервы (условно рентабельные), в сумме балансовые,

• балансовые (промышленные) и забалансовые (непромышленные), в сумме геологические.

 

Категоризация запасов  и ресурсов

Поскольку геологи не слишком склонны математизировать свои теории, то и категории у  них определяются качественно, а  не количественно. Важнейшие из категорий  помечаются буквами A, B, C, D и Q, с цифрами (чаще с индексами) или без них. A, как и B, характеризует запасы, D - ресурсы, C - возможно, то и то, а Q - это категория накопленной добычи, наивысшая.

Что касается количественного, решающего подхода к категориям, то сведем его к операциям с числом g - относительной точностью или ошибкой (погрешностью) подсчета запаса (ресурса), принимая за категорию функцию H = H(g) = 1 - g согласно следующей таблице, основанной на личных наблюдениях и школьной математике

 

 

H	Q	A	B	C1	C2	C3	D1	D2
Относитель ная точность или ошибка подсчета запаса	категория накопленной  добычи	запасы	запасы	Запасы или ресурсы	Запасы или ресурсы	Запасы или ресурсы	ресурсы	ресурсы
G	0	1/10	1/5	1/3	1/2	2/3	29/31	1

 

Запас (ресурс) x оценивается интервалом от x' до x", и g = (x" - x')/(x" + x') или, что то же самое, g = Δx/x^, где x^ = (x" + x')/2 обозначает величину оцениваемого x, а Δx = (x" - x')/2 обозначает абсолютную точность или ошибку (погрешность) его подсчета.

Правило сложения. Точность (погрешность) подсчета целого запаса (ресурса) складывается из точностей (погрешностей) подсчета его частей, взвешенных пропорционально их, этих частей, относительным величинам, а значит, по правилам интервальной арифметики; как следствие, в точности так же складываются и категории. Символически, x = y + z означает, что

 

Δx/x^ = (y^/x^)·(Δy/y^) + (z^/x^)·(Δz/z^) = (Δy + Δz)/(y^ + z^).

 

Опишем теперь категории  несколько подробнее, по возможности  через g.

 

Q. По мере извлечения запаса накопленная добыча растет, текущая же добыча q растет только поначалу и (вместе с g) со временем падает. (Возникает догадка, что время и неопределенность - это одно и то же, один и тот же ресурс?!) Отношение времен релаксации этих q и g - времен их падения в 2.5-3 раза - имеет смысл фрактальной размерности n, называемой сложностью залежи, но обсуждать ее мы здесь не будем, это отдельная тема; пожалуй, прибавим только, что естественной мерой n служит золотая пропорция ф = 0.618... и что логично выделять категорию *B, сопутствующую категории B, с g = 1/6 (когда n устанавливается, вырисовывается, судя по падению дебита старых скважин) и залежи, независимо от их величины,

 

* простого строения: n от ф до примерно 1,

 

* сложного строения: n от примерно 1 до 1/ф,

 

* очень (чрезвычайно)  сложного строения: n больше (много больше) 1/ф.

 

Извлеченные запасы превращаются в запасы товарные (сырья и продуктов), подразделяемые по неопределенности на первичные (в системах их сбора, транспорта, переработки и хранения), вторичные (у оптовиков и в рознице) и третичные (у потребителей), но и их мы здесь обсуждать не будем.

 

А. Этой категории довольно точно соответствует вторая точка перегиба - в период падения - текущей добычи, когда вторая производная этой добычи зануляется, из-за того, что кончается бурение проектного фонда скважин, в т.ч. резервного. Если считать, что в этой точке остаток извлекаемого запаса обладает со страховкой категорией между C1 и C3, в среднем C2, тогда накопленная добыча по правилу сложения должна составлять 70-85%, в среднем 80%, от начального извлекаемого запаса х, который отсюда можно оценить величиной (известной) накопленной добычи, деленной на 70-85 сотых или умноженной на (интервальные) 1.17-1.43, с точностью g = (1.43 - 1.17)/(1.43 + 1.17) = 0.26/2.60 = 1/10 подсчета х как раз категории A.

 

В. Точности этой категории, достаточной для составления  проекта разработки залежи, или близкой  ей точности отвечает первая точка перегиба - в период роста - текущей добычи. Добавим, что до вышеуказанной второй точки перегиба текущей добычи залежь умеренной (приблизительно единичной) сложности осваивается уже 10-15 лет, а после - еще 20-30 лет, в сумме 30-45 лет с точностью как раз категории B. По человеческим меркам, это все равно, что исчерпать свой потенциал развития на 80% к 25 годам при продолжительности жизни 75 лет.

 

C1 и C2. Суммарной точности этих категорий хватает для схематизации разработки залежи. Например, категория "80% C1 + 20% C2" запаса, состоящего на 4/5 из запаса категории C1 и на 1/5 из запаса категории C2 и подсчитанного с точностью g = (4/5)·(1/3) + (1/5)·(1/2) = 11/30, характеризует залежь, подготовленную к промышленному освоению, а категория, наоборот, "20% C1 + 80% C2" с g = (1/5)·(1/3) + (4/5)·(1/2) = 7/15 характеризует залежь, только-только открытую. Запасы категории С1 считаются разведанными, а С2 - предварительно оцененными. В интервале С1-С2 возможны проблемы.

 

C3 (D1). Подготовленная к бурению ловушка (подозрительная на нефть и газ), может оказаться пустой, однако величину ее ресурса оценить можно и до бурения - по категории C3, с которой у нефтяников и газовиков иногда связывается эйфория - троекратно преувеличенная перспектива громадных (крупных, крупнейших, уникальных) ресурсов, как это выясняется впоследствии.

 

D1 (D2) и D2 (D3). Погрешность категории D1 выбрана специально, с тем чтобы удержать на должном уровне (~ ф²) "категорию" самой таблицы H, ниже будет понятнее в каком смысле. Погрешность категории D2 достигает 100% - и дойти до категории D1 от этого то ли случится, то ли нет, 50 на 50. Но и это прогресс, поскольку промышленная нефть, по статистике, есть только в одном осадочном бассейне из двух-трех и, выходит, ее скорее нет, чем она есть там.

 

Из дополнительных, несколько  неофициальных категорий следует  отметить категории D1* и A* запасов активных и трудноизвлекаемых с их ошибками g* = 1/30 и g* = 9/11, сопряженными ошибкам g = 29/31 и g = 1/10 категорий D1 и A в том смысле, что g* = (1 - g)/(1 + g) и (g*)* = g; активные запасы подсчитываются с высокой точностью, чуть ли не (1 - ф)/(11 + ф), тут 1/30, а трудноизвлекаемые (почему-то под названием запасы, а должно быть ресурсы) оцениваются с 10-кратным разбросом по величине.

Не помешает нам и функция h = (g*)G c параметром 0 < G < 1, имеющая перегиб при g = G и способная задавать степень обладания запасами и ресурсами свойством категории H = 1 - G. Например, степень разведанности запасов и ресурсов можно задать функцией h = (g*)1/3 с перегибом при g = 1/3 (g* = 1/2), чему отвечает как раз С1, категория оцененных запасов, а степень достоверности запасов и ресурсов можно задать функцией h с перегибом при g = 0.577... (1 делить на корень из 3) в геометрически средней по g точке между категориями С2 и С3, чтобы различать их - запасы и ресурсы - между собой и вдобавок чтобы достоверность 90% соответствовала точности g = 1/11 (g* = 5/6) смешанной категории Н чуть ли не ф·A* + *B·ф². Для красоты можно даже отождествить G с Эйлеровой постоянной С = 0.577... неизученной арифметической природы (неизвестно, рациональное это число или нет), а также приравнять точность категории *B квадрату с² серебряной пропорции с = с* = 0.414... (корень из 2 минус 1).

Классификация запасов  и ресурсов.

Впервые "ресурсы" в интересующем нас нефтегазовом контексте появились в "Классификации запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов", утвержденной Постановлением Совмина СССР от 8 апреля 1983 г. № 299, где по степени изученности запасов и степени обоснованности ресурсов определялись категории A, B и C1 разведанных запасов, категория C2 предварительно оцененных запасов, категория C3 перспективных ресурсов и категории D1 и D2 прогнозных ресурсов. Раньше, по крайней мере в предыдущей "Классификации запасов месторождений нефти и горючих газов", введенной в действие с 13 мая 1970 г., этого слова не было и по степени изученности определялись запасы категорий A, B, C1 и C2 (безымянные), на основе же общих геологических представлений определялись прогнозные запасы (без буквы).

 

В постсоветское время  ввиду продолжавшихся дискуссий  и все поступавших предложений  Приказом МПР России от 7 февраля 2001 г. № 126 приняли "Временную классификации  запасов месторождений, перспективных  и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов", отличную от Классификации 1983 г. лишь косметически.

А до того Приказом МПР  РФ от 7 марта 1997 г. № 40 сумели утвердить "Классификацию запасов месторождений  и прогнозных ресурсов твердых полезный ископаемых" (взамен прежней классификации с тем же названием, утвержденной Постановлением Совмина СССР от 30 ноября 1981 г. № 1128), где определяются запасы категорий A, B, C1 и C2 - по степени разведанности и прогнозные ресурсы категорий P1, P2 и P3 - по степени обоснованности, а также группы месторождений (участков) по степени сложности геологического строения, непосредственно влияющей, в отличие от месторождений (залежей) нефти и горючих газов, на выделение категорий запасов.

Наконец, 1.11.2005 г. принята  новая "Классификация запасов  месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов", вступающая в действие с 1.1.2009 г. Почему так долго придется ждать? Наверное, необходимо написать еще инструкцию по ее применению и инструкцию о содержании, оформлении и порядке представления подсчетных материалов - не менее серьезные и более длинные документы, аналогичные прошлым, вроде еще действующим.

Категории на перспективу  и каждый день

Прежде всего, хочется  призвать читателя смелее делать интервальные оценки, хотя и с оглядкой (задумываясь над их категорией), поскольку встречаются любители наблюдать за этим делом. Главное здесь - произнести магическое слово запас или ресурс, не слишком важно чего именно, нефти, воды, времени или денег. А дальше можно применять все сказанное, постоянно держа в голове модель разработки нефтяной залежи, вызывающую полезные ассоциации (быть, может, выйдет и обратная польза, для модели).