Уникальные месторождения нефти в мире
Министерство образования и науки Российской Федерации
КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра общей геологии и гидрогеологии
Уникальные месторождения нефти в мире
КУРСОВАЯ РАБОТА
Студентка 1 курса
Группа 314
« » 2012 г.
Алия Аниловна Зигангирова ___________
Научный руководитель,
канд.геол.-мин. наук,
ассистент
« » 2012 г.
Ильдар Саяхович Нуриев ___________
Казань – 2012
Содержание.
Введение ………………………………………………………………..……. 3
- Из истории освоения нефти …………………………………..…...… 4
- Способы добычи нефти …………………………………….....…....... 6
- Месторождения нефти и газа …………………………………........... 8
- Нефтяные месторождения Центральной и Южной Америки …...… 11
- Нефтяные месторождения Ближнего и Среднего Востока …........... 16
- 5.1 Месторождение Гхавар ……………………......................
............ 16 - 5.2 Месторождение Большой Бурган Ахмади-Магва ……….......... 18
- Нефтяные месторождения Западной Сибири ………….…...…...….. 21
- 6.1 Самотлорское месторождение …………………..….…..…..….. 21
- Ромашкинское месторождение Республики Татарстан ………….... 24
- 7.1 История открытия Ромашкинского месторождения …….….. 24
- 7.2 Общая геологическая характеристика осадочной толщи …… 25
- 7.3 Нефтеносность месторождения ……………………………...... 27
Заключение ……………………………………………………..........
Список литературы …………………………………………………………. 31
Введение.
Сегодня нефть - это одно из важнейших для человечества полезных ископаемых. Доказанные мировые запасы нефти составляют 1208 млрд баррелей. За последние 25 лет этот показатель стремительно вырос, увеличившись почти на 500 млрд баррелей. Потенциальные запасы нефти по последним данным оцениваются в 2614 млрд баррелей. [6]
Экономический рост и благосостояние многих стран в значительной мере зависят от уровня развития нефтедобывающей промышленности. Важную роль в добыче нефти играют уникальные месторождения, о которых и будет идти речь в данной работе. Эти месторождения хранят в себе огромное количество сырья, жизнь без которого сейчас сложно представить.
Целью данной работы является знакомство с уникальными месторождениями мира, обзор их геологических структур, способов добычи нефти. В работе кратко описана история освоения нефти, способы добычи, общие сведения о нефтяных месторождениях. Рассмотрены шесть уникальных месторождений: месторождение Чеконтепек (Мексиканский залив), месторождения Гхавар и Большой Бурган (Персидский залив), Марлим (НГБ Кампус), два российских месторождения Самотлорское и Ромашкинское. Большое внимание уделено гордости нашей родины – Ромашкинскому месторождению.
1. Из истории освоения нефти.
Уголь, нефть и горючий газ известны человеку еще с доисторических времен. Археологическими раскопками установлено, что по берегам реки Евфрат нефть добывалась за 6-4 тыс. до нашей эры. У народов Малой Азии нефть получила название «нафата», что значит просачиваться. В разных странах ее называли по-разному. Шумерцы называли это вещество «и-кур», а аккадцы – «шаман шади» (масло гор). У древних славян находим название «ропа» или «ропанка», что созвучно слову «рапас» (рана,ранение) у иранских скифов. Речь, по-видимому, шла об образном выражении «кровь земли».
В первых описаниях нефти России использовалось выражение «густа вода горяща». Первая нефть, привезенная из Ухты в Москву, была густая. Называли ее так же «каменное масло», «земляное масло», горное или минеральное масло.
В русском языке издавна утвердилось название этой жидкости – нефть от иранского глагола «нефата», т.е. «просачиваться», или от арабского «нафата» - «кипеть».
Применялась нефть и в древней медицине. Римский ученый Плиний в I веке до нашей эры утверждал, что это вещество останавливает кровотечение, заживляет раны, излечивает катаракты, облегчает зубную боль, снимает хронический кашель.
Нефть и ее производные использовались при бальзамировании, из нефти получали красители для стали, греки использовали нефть в военном деле – «греческий огонь».
Использовались битум
и нефть и в сельском хозяйстве.
В смеси с серой они применялис
Многочисленные источники, дошедшие до нас, свидетельствуют о древней и богатой истории использования нефти на Ближнем Востоке. Но способы применения нефти в Европе были неведомы многие века, видимо из-за того, что основные выходы на поверхность земли находились за пределами Римской империи. Способы переработки нефти до Европы дошли благодаря арабам, но ее применение долгое время ограничивалось в основном медициной, лечебные препараты изготавливались по рецептам монахов. [1]
Теперь же нефть играет
неоценимую роль в нашей жизни. Ее
главная особенность
2. Способы добычи нефти.
Различаются фонтанная, газлифтная и насосная добыча нефти. Кратко рассмотрим каждый из способов.
Фонтанный способ добычи самый рентабельный, так как подъем жидкости происходит за счет энергии расширения газа и гидростатического напора. Фонтанирование скважины может происходить лишь в том случае если давление на забое превышает гидростатическое давление жидкости (давление столба жидкости находящегося в скважине на её забой) . фонтанирование только под действием гидростатического давления встречается редко, по мере подъема жидкости давление в скважине снижается и на некоторой высоте становится равным давлению насыщения, при этом из жидкости начинает выделятся газ, который способствует дальнейшему ее подъему на поверхность. При рациональной эксплуатации с начала разработки залежи с поддержанием пластового давления, закачкой воды. Иногда удается продлить фонтанный период работы на многие годы и добиться довольно высоких коэффициентов нефтеотдачи пластов.
При газлифтном способе добычи нефти жидкость поднимается с забоя на поверхность, частично за счет пластовой энергии и за счет энергии сжатого газа подаваемого из вне. Поэтому газлифтная скважина это по существу та же фонтанная в которой недостающий объем газа для подъема жидкости подводиться с поверхности по специальному каналу.
Насосная добыча нефти делится на штанговую ШСНУ (штанговая скважинная насосная установка) и безштанговую УЭЦН ( установка электро-центробежного насоса). В ШСНУ добыча происходит за счет энергии передаваемой плунжеру насоса от электродвигателя по колонне насосных штанг. Применяется на скважинах с высоковязкой нефтью, в продукции которых присутствуют механические примеси, скважинах с малым дебитом.
При добыче с помощью ЭЦН к электродвигателю находящемуся на забое подводится ток по кабелю, при вращение вала насоса жидкость попадает на рабочие ступени, где кинетическая энергия преобразуется в энергию напора, после УЭЦН жидкость попадает в колонну насосно-компресорных труб по которым поднимается на поверхность. Применяется на средне и высокодебитных скважинах, в продукции которых отсутствуют вязкие компоненты и механические примеси.
3. Месторождения нефти и газа.
В теории и практике нефтегазовой геологии выделяют три основные понятия, связанные с промышленным типом месторождений: ловушка, залежь, месторождение.
Месторождение нефти и газа, по И.О. Броду – совокупность залежей, контролируемых единым структурным элементом и заключенных в недрах одной и той же площади.
Месторождение нефти и газа, по Н.Б. Вассоевичу, Н.А. Еременко и др. – включает не только сумму залежей, но и всю толщу пород, принимающих участие в строении месторождения, т.е. целостный объем земной коры, включающий залежи нефти и газа.
Месторождения нефти и газа классифицируются по разным признакам, среди которых наиболее существенные следующие:
- Число залежей, объединяемых в месторождение;
- Генезис и морфология структурных форм, образующих месторождение;
- Генетическое положение месторождения;
- Фазовое состояние углеводородных систем;
- Запасы нефти и газа.
По величине запасов нефтяные месторождения классифицируются на:
- Мелкие – до 10 млн тонн нефти
- Средние – 10-100 млн тонн нефти
- Крупное – 100-1000 млн тонн нефти
- Крупнейшие (гигантские) – 1-5 млрд тонн нефти
- Уникальные (супергигантские) – 5 млрд тонн нефти и более
Месторождение может состоять из одной залежи углеводородов или быть многопластовым.
С позиции разведки и разработки месторождение – это отдельная залежь или группа залежей, имеющих в проекции на земную поверхность полное или частичное перекрытие своих контуров нефтегазоносности.
Площадь месторождений обычно составляет первые десятки, сотни квадратных километров. Известны и гигантские по площади месторождения, площадь которых более 1000 км2.
По типу флюидов месторождения подразделяются согласно фазовому составу УВ в залежах, т.е. выделяются нефтяные, газовые, газоконденсатные, если все залежи имеют один флюидный состав. Часто встречаются месторождения, в которых присутствуют флюиды разного типа. При характеристике такого типа месторождений на первое место ставится флюид с наименьшей величиной запаса.
В качестве основных геоструктурных элементов земной коры, где встречаются залежи нефти и газа, различают платформы и складчатые области, а также переходные между ними зоны – краевые и предгорные прогибы.
Для месторождений платформ характерны следующие основные черты:
- Приуроченность к пологим антиклинальным формам ( куполам, брахиантиклиналям и т.д.);
- Углы падения крыльев структур измеряются единицами градусов или десятками минут;
- Площадь наиболее крупных поднятий – сотни и тысячи квадратных километров при высоте в десятки и первые сотни метров; множество мелких поднятий, площади которых составляют единицы квадратных километров, а высота – десятки метров;
- Широкое развитие карбонатных комплексов и связанных с ними зон рифов;
- Наличие соляно-ангидритовых экранирующих толщ и зон солевого диапиризма;
- Широкое распространение литологического и стратиграфического экранирования;
- Обширные площади нефтегазовых и водонефтяных контактов;
- Незначительные дизъюнктивные нарушения;
- Ненарушенность покрышек и благоприятные условия сохранения залежей;
- Широкое распространение газовых залежей.
Месторождениям складчатых областей и эпиплатформенных внутриорогенных впадин свойственны:
- Крутые, резко выраженные структуры, своды и крылья которых осложнены дизъюнктивными нарушениями (сбросами, надвигами и п.р. ); углы падения крыльев – десятки градусов, иногда крылья поставлены на голову или подвернуты;
- Преимущественно терригенный разрез;
- Преимущественно небольшие тектонически экранированные и сводовые пластовые залежи;
- Низкая герметичность экранов, обусловленная наличием дизъюнктивных нарушений;
- Преобладание нефтяных залежей, иногда с газовыми шапками.
Платформенные месторождения содержат 96% запасов нефти и 99% газа. Именно на платформах во всем мире сосредоточено большинство гигантских месторождений. На Восточно-Европейской, Западно-Сибирской, Северо-Американской, Аравийской, Африканской платформах месторождения содержат основные запасы и дают почти всю добычу нефти и газа в мире.
Одной из наиболее важных
тенденций современной
4. Нефтяные месторождения Центральной и Южной Америки.
4.1 Месторождение Чиконтепек.
В Центральной Америке уникальные месторождения связаны и одним из крупнейших нефтегазовых бассейнов Мексиканского залива. Он приурочен к обширной впадине, внутренняя наиболее погруженная область которой покрыта водами Мексиканского залива. Впадина, окружающая окраины бассейна главным образом располагается на территории США и Мексики. Здесь выявлено свыше 2000 нефтяных и газовых месторождений, в том числе более 200 в субаквальной части. Нефтегазоносность связана с миоценовыми, палеогеновыми и меловыми, в меньшей степени плиоценовыми и юрскими отложениями. [5]
Мексика является крупнейшим производителем нефти среди стран, не входящих в ОПЕК. Доказанные запасы нефти в Мексике (12.6 миллиардов баррелей) занимают четвертое место по величине в западном полушарии после Канады, Венесуэлы и Соединенных Штатов. В течение первых 10 месяцев 2002 года Мексика добывала 3.6 миллионов баррелей в день нефти, из которых 3.2 миллиона была сырая нефть. Для внутреннего потребления Мексика в 2002 году использовала приблизительно 1.9 миллион баррелей в день, а чистый экспорт при этом составлял около 1.7 миллиона баррелей в день. 1.5 миллиона баррелей в день всей экспортируемой нефти направлялось в Соединенные Штаты. В результате Мексика является третьим по величине иностранным поставщиком нефти на рынок США. В 2002 году Мексика занимала четвертое место в мировом списке крупнейших производителей нефти (включая сырую нефть, жидкий природный газ и газоконденсат), уступая позиции только лишь США, Саудовской Аравии и России. [9].
Рис.1 Схематические геологические разрезы НГБ мексиканского Залива /— южная часть Галф-Коста; // —шельф и материковый склон (южнее берегов штатаЛуизиана); /// — впадина Тукспан; IV—впадина Веракрус
Основные мексиканские нефтяные месторождения расположены в северо-восточном шельфовом регионе страны (55,9% суммарных запасов Мексики, тяжелые сорта нефти) и на юге страны (25,2%, легкие сорта). Доля тяжелых сортов в запасах нефти Мексики составляет 60,5%, легких – 28,9%, сверхлегких – 10,6%. В 2010 году в Мексике было открыто 2 новых нефтяных месторождения. [7]
Супергигантское нефтегазовое
месторождение в Мексике находится на восточном побережье –
месторождение Чиконтепек. Открыто в 1926 году. Общие геологические запасы нефти
оцениваются в 18,96 млрд т, извлекаемые —
2,6 млрд т. Чиконтепекское месторождение
содержит нефть в линзовидных пластах песчаников эоценового возраста мощностью 2 км. Эоцен выполняет эрозионную впадину длиной
120 км и шириной 15—25 км, выработанную в палеоценовых, меловых и юрских преимуществен
Представитель руководства Pemex также заявил, что извлечь большую
часть содержащейся в месторождении нефти
из-под земли на сегодняшний день невозможно
из-за отсутствия технологий, позволяющих
это сделать. По его словам, технологии
для добычи нефти в Чиконтепеке могут
быть разработаны в Мексике лишь к 2040 году.
До этого срока Pemex намерен добыть из месторождения
лишь около 18 миллиардов баррелей нефти
и газа.
Как отмечает издание, ранее крупнейшим
месторождением нефти в Мексике считалось
Кантарельское, запасы которого составляют
36 миллиардов баррелей, что в 3,8 раза меньше,
чем запасы Чиконтепекского месторождения.
По словам представителя Pemex, новые данные
о запасах нефти в Мексике выводят эту
страну на третье место в мире по общим
залежам нефти после Саудовской Аравии
и Канады.
Отметим, что на данный момент неизвестно,
какая часть из 139 миллиардов баррелей,
содержащихся в месторождении, пригодна
для добычи. [4]
4.2 Месторождения Южной Америки
Особую ценность в Южной Америке представляет группа месторождений шельфа Боливар. Так же одним из главных игроков нефтяного импорта является Бразилия: её естественной восточной границей является побережье Атлантического Океана, где расположен НГБ Кампус.
НГБ Кампус в настоящее время является основным по добыче нефти в Бразилии и содержит более 50% запасов нефти страны. Он почти полностью расположен в субаквальной части. На юге бассейн ограничивается выступом фундамента на месте мыса Кабо Фрио.
Бассейн состоит из двух грабенообразных впадин - южной Кампус и северной Эспириту-Санту-Юг, разделенных продольным горстом. Южная впадина, содержащая большую часть месторождений нефти бассейна, сильно рассечена разрывами различного направления при глубине залегания фундамента более 7 км.
В подошве впадин находятся базальтовые покровы, которые перекрываются толщей аргиллитов и песчаников с прослоями известняков неокома и апта. Последний представлен известняками, доломитами и эвапоритами (соль) мощностью несколько сот метров. Альб-сеноманские породы мощностью до 2 км сложены карбонатными породами (вплоть до рифов), которые в верхней части сменяются глинистыми породами с врезами песчаников мощностью до 100 м. Верхнемеловые и кайнозойские отложения представлены породами морского происхождения с многочисленными включениями континентальных толщ, образующих крупные песчаные тела — конусов выносов, выполнение речных врезов и др.
Нефтеносность бассейна
установлена в 1969 г. открытием на
суше месторождения Фасенда-Седру.
В настоящее время здесь
В отложениях серии Кампус выявлены залежи на месторождениях Фасенда-Седру, Лагоа-Парда на суше и на море Паргу, а также один из уникальный глубоководных комплексов месторождений Марлим. Для ввода этого гигантского месторождения в эксплуатацию потребовались совершенно новые технологии в строительстве скважин и смежных областях.
В Феврале 1985 г. был заключен контракт на использование первого глубоководного бурового судна, Реlеrin для проведения разведочных работ в глубоких водах бассейна Кампус, в результате чего в скважине 1RJS 219 А, пробуренной в водах c глубиной 853 м. , получили нефть. Это было первое открытие в глубоких водах и до сих пор считающееся самым значительным в Бразилии. Первые исследования показали, что несцементированный песчаник имеет проницаемость 2 Д и насыщен нефтью плотностью от 0,928 до 0,953 г/см3. Дополнительное бурение и оценки подтвердили, что в водах глубиной 650 – 1050 м пласт продуктивен на площади 132 км2. В дальнейшем этому открытию было дано имя – Марлим.
Олигоценовый пласт месторождения Марлим имеет превосходные коллекторские свойства – его средняя пористость составляет 30 %. Стратегия разработки ориентирована в основном на закачку воды в пласт для восстановления его энергии. В качестве системы механизированной добычи был выбран газлифт.
Сейчас Марлим обеспечивает более 50% добычи нефти в Бразилии. [8]
5. Нефтяные месторождения Ближнего и Среднего Востока.
5.1 Месторождение Гхавар.
На ближнем востоке
и в Северной Африке сосредоточено
60% разведанных запасов нефти
капиталистических и
Одно из уникальных месторождений находится в Саудовской Аравии – месторождение Гхавар (Аль-Гавар). Оно было открыто в 1949 году. За 30 лет из этого месторождения добыто более 3 млрд. т нефти. Его разведанные запасы составили 20 млрд. т. Геологически месторождение приурочено к огромному валообразному поднятию меридионального простирания, которое состоит из цепочки отдельных структур: Айн-Дир, Шедлаум, Утмания, Хайне, Харад.
С помощью геофизических методов на глубине 1,5-3 км в породах юрского возраста удалось открыть погребенную крупнейшую пологую антиклинальную складку высотой до 400-500 м и углами наклона крыльев 5-8°, размеры которой достигают 300 км. Нефть залегает в верхнеюрских известняках и доломитах. Трещиноватые карбонатные породы являются хорошим вместителем. Нефть так же содержится в особом известняке – калькарените, состоящем из цементированного песка, образованного из осколков раковин.
Наиболее продуктивна свита «араб». Этот известняк содержит залежи нефти в четырех пластах, из которых пласт «Д» имеет мощность 45 м и перекрыт гипсо-ангидритовыми породами толщиной до 100 м. Скважины из известнка «Д» дают фонтаны нефти дебитом от 750 до 1500 т в сутки с относительно малой для нефтяного бурения глубины 1550 – 1640 м на юге и с глубины 1740 на севере.
Кроме верхнеюрских отложений, нефтеносными оказались и глубже лежащие среднеюрские – свита «фадими». Горизонт больших глубин пока не разведан. Большинство исследователей считают, что нефть здесь образовалась в карбонатных породах, обогащенных органическим веществом, и скопилась в трещиноватых известняках, разделенных гипсами, играющими роль запечатывающих покрышек. Нефть была собрана в структурах за продолжительное время, и окружающие недра на большом расстоянии от Гхавара как бы опустели. Так считали многие геологи, но природа оказалась богаче, чем думали специалисты. В 1975 году к западу от Гхавара была открыта группа небольших месторождений – Мессалидж, Хураис, Абу-Джафан и других, менее богатых, чем Гхавар.[3]
Рис. 2 Месторождение Гхавар: а – стратиграфическая колонка; б – структурная карта по кровле горизонта Д свиты «араб»; в – структурная карта по подошве сенона; г – геологический разрез; 1 – гравий; 2 – песчаники; 3 – глины; 4 – известняки; 5 – кремнистые известняки; 6 – доломиты; 7 – мергели; 8 – ангидриды; 9 – несогласное залегание пород; 10 – нефть, изогипсы; 11 – по кровле горизонта Д свиты «араб» ; 12 – по подошве сенона; 13 – Катарский свод; 14 – восточная граница Аравийской плиты; 15 – нефтяные месторождения.
5.2 Месторождение Большой Бурган Ахмади-Магва.
Вторым после Гхавара крупным месторождением по запасам и добыче нефти является Бурган – Ахмади-Магва. Это мощная зона нефтенакапления размером 40х14км. Она занимает восточную прибрежную часть Кувейта и приурочена к трем смежным поднятиям с пологими углами наклона пород 4-5°, собственно Бурган – на юге и Магва и Ахмади – на севере. Эти поднятия образуют единое месторождение, называемое арабами Великий Бурган. Открыто оно было еще в 1938 году, но стало разрабатываться только в 1946 году. Маленький Кувейт по добыче нефти занимает одно из первых мест в мире.
В отличии от всех месторождений Ближнего Востока, где коллекторами, т.е. вместителями нефти, служат известняки, нефть Бургана залегает в песчаных пластах мелового возраста. Здесь выделяют две нефтеносные свиты, или формации: верхняя – вара верхнемелового возраста и нижняя – бурган нижнемелового возраста. Песчаные пласты, содержащие нефть, имеют толщину 20 м (1й пласт), 8 м (2й пласт), 70 (3й пласт) и 150 м (4й пласт). Наиболее продуктивны самые мощные нижние пласты, залегающие на глубинах 1100 – 1600 м и представленные тонкозернистыми косослоистыми песчинками.
Нефть Бургана хорошего качества, плотность ее 0,868 г/см’. высокая концентрация скопления нефти в недрах бурганского месторождения объясняется очень мощными и пористыми песчаниками, содержащими нефть, крупными размерами и пологостью формы структуры.
Доказанные и извлекаемые запасы оцениваются в 8 – 10,1 млрл т. Нефти, что чуть ли не вдвое превышает все разведанные запасы нескольких тысяч месторождений США. При этом следует иметь в виду, что в нижних пластах мезозойского возраста на глубине 4 – 6 км в меловых и юрских отложениях также могут быть вскрыты нефтяные горизонты.
Чтобы представить себе объем нефти Бургана, можно вообразить квадратный колодец глубиной 6000 км, сечением 40х40 м , заполненный нефтью, или же гигантскую трубу диаметром 5 м и протяжением от Земли до Луны.
Нефть Бургана вывозится во многие страны. Огромное количество нефти высасывается из недр маленького Кувейта. Себестоимость ее самая низкая в мире. Любопытно, что когда воду возили в Кувейт на суднах из Ирака, она была дороже нефти.
Суточный дебит большинства скважин составляет 700 – 800 т, но из отдельных скважин получают 1500 – 2000 т. Помимо месторождения Бурган, на его переферии были открыты новые месторождения: Минашиг, Сабрия, Раудхатан, а так же Вафра, расположенное в южной части Кувейта, в нейтральной зоне, находящейся в совместном владении Кувейта и Саудовской Аравии. Но все эти месторождения, приуроченные к небольшим поднытиям, по своим запасам во много раз меньше Великого Бургана. [3]
Рис.3 Месторождение Большой Бурган. Поперечный геологический разрез.Песчаники: 1 —газонасыщенный; 2— нефтенасыщенный; 3 — известняки
Рис.4 Месторождение Большой Бурган: а — стратиграфическая колонка; б — структурная карта по кровле известняков свиты «мауддад»; 1 —гравелиты; 2— пески; 3 — песчаники, алевролиты; 4 — глины, глинистые сланцы; 5 — известняки; 6 — известняки с орбитолинами; 7 — ангидриты; 8 — соль; 9 — нефть; 10— нефтепроявления; 11—изогипсы, м; 12 — дизъюнктивные нарушения