Фонд нефтяной геологии

Самые продуктивные в мире месторождения нефти и газа не являются случайными накоплениями углеводородов. Они являются результатом точной последовательности геологических событий, которые создают полную нефтяную систему. Нефтяная система требует ресурсную породу , богатую органическим веществом, , породу водохранилища с достаточной пористостью и проницаемостью для хранения и передачи жидкостей, , которая предотвращает миграцию вверх, и ловушку — геометрическую конфигурацию, которая останавливает движение углеводородов. — взаимодействие этих элементов в течение десятков-сот миллионов лет диктует местоположение и размер коммерческих накоплений. Понимание конкретных геологических формирований, в которых находятся крупные месторождения, позволяет исследовательским группам идентифицировать аналогичные настройки в других местах, снижая риск и улучшая темпы обнаружения.

Хотя первоначальное описание в проекте является точным, оно не содержит критического различия между обычными и нетрадиционными резервуарами. Обычные накопления нефти и газа происходят в дискретных ловушках, где плавучие углеводороды мигрировали в структурные или стратиграфические максимумы. Нетрадиционные ресурсы, такие как сланцевая нефть и плотный газ, остаются в ловушке в самой породе с низким уровнем проницаемости и требуют стимуляции (например, гидравлический разрыв) для производства. Многие из формирований, обсуждаемых ниже, содержат как обычную, так и нетрадиционную добычу, но основное внимание в этой статье остается на хорошо известных, крупномасштабных геологических формациях, которые являются синонимами крупных нефтяных и газовых месторождений во всем мире.

Основные геологические образования — глобальный обзор

Следующие образования были тщательно изучены и разработаны. Они представляют собой широкий спектр осаждений, возрастов и тектонических настроек. Каждая запись включает географическое положение формирования, доминирующий тип породы, приблизительный возраст и ключевые поля, которые он содержит.

Арабская формация (Гаварское поле, Саудовская Аравия)

Арабская формация представляет собой последовательность карбоната позднего юрского периода, содержащую крупнейшее в мире обычное нефтяное месторождение Гавар. Формирование состоит из четырех членов: арабского A-D, основным резервуаром которого является арабский D. Он состоит из известняка и доломита с исключительной пористостью (15-25%) и проницаемостью (сотни миллидарностей к нескольким дарси). Арабская формация была отложена на мелкой карбонатной платформе вдоль края океана Тетис. Отличное качество резервуара является результатом сочетания олитических фаций зерновых камней и более поздней доломитизации, которая усиливает пористость. Над резервуаром, ангидрит Хита образует регионально обширную печать. Только Гавар произвел более 65 миллиардов баррелей нефти с момента своего открытия в 1948 году и продолжает производить более четырех миллионов баррелей в день. Арабская формация также производит продуктивные в других областях Саудовской Аравии, таких как Абкаик, Берри и Катиф. Эта формация остается эталоном для моделирования кар

Пермский бассейн (Западный Техас и Юго-Восточный Нью-Мексико, США)

Пермский бассейн является не единым образованием, а осадочным бассейном, подразделённым на несколько суббассейнов (Делавэр, Мидленд и Центральная бассейновая платформа). В нём находится уложенная серия резервуаров, начиная от силурских карбонатных рифовых комплексов и карбонатов.Формирование Wolfcamp (пермский возраст, богатые органическими сланцевыми и интербредными известняками), Спраберри Формирование (формации из карбоната и песчаника)В последнее десятилетие Пермский бассейн стал крупнейшим в мире нетрадиционным производителем нефти, с ежедневной добычей более пяти миллионов баррелей.Однако он также имеет долгую историю обычной добычи из структурных ловушек, образованных во время ларамидных и пермских тектонических событий.Общий извлекаемый нефтяной ресурс бассейна

Группа компаний Brent (Северное море, Великобритания и Норвегия)

Brent Group представляет собой среднеюрскую песчаниковую последовательность, которая образует основной резервуар в бассейне Восточного Шетланда и викинг-грабен в Северном море. Она включает в себя формации Брум, Раннох, Этив, Несс и Тарберт, заложенные в дельтаической среде. Дельта Брента проградировалась через северное Северное море во время Средней юры, отложив толстые, чистые песчаники с отличной пористостью (15-20%) и проницаемостью (до нескольких дарси). Надлежащая формация клей Киммериджа действовала как и исходная порода, и региональная печать. Такие поля, как Брент, Статфьорд, Осеберг и Гуллфакс, все размещены в группе Брент. Само поле Брента, открытое в 1971 году, было названо в честь этой формации и первоначально содержало более трех миллиардов баррелей извлекаемой нефти. Группа Брента остается зрелой игрой, но методы повышения нефтеотдачи (E

Бурганское образование (Большое Бурганское поле, Кувейт)

Бурганская формация Бурганская формация является меловой песчаниковой последовательностью, в которой находится второе по величине обычное нефтяное месторождение в мире, Большое Бурганское месторождение. Формирование было отложено в флювиально-дельтаической мелководной морской среде во время альбийской стадии. Он разделен на три члена: Третий, Четвертый и Пятый Песчаные члены. Бурганская формация песчаников характеризуется высокой пористостью (20-30%) и отличной проницаемостью из-за повсеместной кварцевой зерновой структуры и ограниченной цементации. Надлежащая формация Вара и Ахмади Известняк обеспечивают необходимую печать. Большой Бурган, открытый в 1938 году, по-прежнему имеет оценочные извлекаемые запасы более 60 миллиардов баррелей. Бурганская формация также производит в других кувейтских месторождениях, включая Сабрию и Радхатен. Простота структурной ловушки — массивная, низкорельефная антиклина — в сочетании с высоким качеством пласта, делает Бурган одним из самых плодовитых

Cantarell Breccia (Кантарелльское поле, Мексика)

Оффшорная Мексика Кампече Бэй, Cantarell Breccia является уникальным карбонатным резервуаром, образовавшимся во время позднемелового периода падения маржи платформы. Бречча возникла в результате удара метеорита Чиксулуб (то же событие, которое убило динозавров), который вызвал массивный сейсмический шок, который разломил и переработал лежащие в основе карбонатные породы Чиксулуб. Получившееся в результате тело проницаемой брекчии, доломитированное и разломленное, может иметь пористость, превышающую 15% и проницаемость до нескольких дарси. Надлежащие третичные сланца обеспечивают уплотнение. Поле Кантарелла было открыто в 1976 году и на пике его добычи было произведено более 2,1 миллиона баррелей в день по темпам добычи. Однако быстрое истощение и впрыск азота привели к резкому снижению, и к 2020 году добыча упала до менее чем 50 000 баррелей в день. Cantarell Breccia остается одним из самых драматических примеров того, как катастрофическ

Фитцджеральдская формация (Бассейн Брауза, Австралия)

Менее известной на международном уровне, но важной для поставок газа в Австралию является Фитцджеральдская формация , кембрийская карбонатная и кластичная последовательность в Бассейне Брауз, на северо-западе Австралии. Она состоит из доломита, известняка и песчаника, отложенных в мелководной морской и перидиальной обстановке во время палеозоя. Формирование содержит значительные запасы природного газа, особенно в месторождениях Ихтис и Прелюд. Пористость сильно изменчива, часто контролируется разрывом и растворением карбонатных минералов. Надлежащие триасовые и юрские сланцы, наряду с солевыми слоями, обеспечивают эффективное уплотнение. В то время как Фитцджеральдская формация не так плодовита, как Пермский бассейн или Гавар, она представляет собой критическую пограничную игру для экспорта сжиженного природного газа (СПГ) из Австралии. Удалённое местоположение и глубокие воды (> 1000 м) делают разработку технически сложной.

Баккенская формация (Бассейн Уильстон, США и Канада)

Bakken Formation представляет собой позднедевонское и раннее Миссисипианское подразделение, состоящее из трёх членов: верхнего и нижнего чёрного сланца, богатого органическими веществами, и среднего доломитного ила и песчаника. Это классический пример гибридной нетрадиционно-традиционной системы. Толстые сланца являются источником и уплотнением для среднего члена, который имеет низкую проницаемость, но достаточную пористость (5-10%) для хранения нефти. Горизонтальное бурение и многоступенчатый гидроразрыв пласта, усовершенствованный в начале 2000-х годов, разблокировал ресурсы Баккена. Образование лежит в основе большей части Северной Дакоты, Монтаны и Саскачевана. На пике в 2014 году добыча достигла 1,2 миллиона баррелей в день. Оценка технически извлекаемых ресурсов превышает 7 миллиардов баррелей нефти. Баккен демонстрирует, как понимание мелкомасштабной архитектуры осаждения и механических свойств пласта может революционизировать энергетическую промышленность всего региона.

Сланец Марцелла (Бассейн Аппалачи, Восточная Америка)

Marcellus Shale — среднедевонский чёрный, богатый органическими веществами сланец, лежащий в основе крупных частей Пенсильвании, Западной Вирджинии, Огайо и Нью-Йорка. Это крупнейшее месторождение природного газа в США по добыче. Сланец был отложен в бассейне пересеченной местности во время акадского орогения, в бескислородных морских условиях, сохранивших обильное органическое вещество. Общий органический углерод (ТОХ) часто превышает 4%, а термическая зрелость находится в сухом газовом окне в центральной части бассейна. Из-за его чрезвычайно низкой проницаемости (нано-дарси-диапазон), коммерческое производство требует горизонтальных скважин и высокоинтенсивных гидравлических разрывов. С 2008 года Marcellus трансформировал рынок газа США, приведя к ценам ниже 3 триллионов кубических футов к 2023 году. Кумулятивное производство превысило 30 триллионов кубических футов. Хотя не обычное образование в классическом смысле, сланец Marcellus является геологически

Геологические характеристики, разделяемые основными углеводородными формациями

Несмотря на их разнообразие, описанные выше образования имеют несколько фундаментальных характеристик, которые делают их плодовитыми. Во-первых, все они осадочные — отложенные в бассейнах, которые подверглись оседаниям, позволяя толстым скоплениям породы источника и резервуара. пористость (пространство между зернами или в трещинах) для хранения углеводородов. (пространство между зернами или в трещинах) (пространство между ними) обычно межгранулярная; в карбонатах часто она является вагинальной или контролируемой трещинами. проницаемость присутствует через взаимосвязанные поровые горлышки или сети переломов, что позволяет потоку жидкости в скважину. компетентная печать — либо испарение, сланцевый, либо плотный карбонат

Тектоническая обстановка также имеет значение. Пассивные поля (например, Мексиканский залив, бассейн Сантоса в Бразилии) и бассейны передней части суши (например, Аппалачский бассейн для Марцелла) особенно благоприятны, потому что они испытывают длительные эпизоды захоронения и умеренной деформации. Рифтовые бассейны, такие как Грабен Викинг в Северном море, создают наклонные блоки разломов, которые улавливают нефть в вращающихся клиньях песчаника. Зоны столкновения, такие как пояс Загроса (хостинг Гавар и другие арабские поля), генерируют большие, мягкие антиклины, которые являются эффективными ловушками.

Последствия разведки и производства

Понимание внутренней неоднородности формации имеет решающее значение для эффективного освоения месторождений. Например, распределение зон высокой проницаемости в Арабской формации определяет, где вода будет преимущественно заметать нефть. В Пермском бассейне интербредная природа Вольфкампа требует тщательного выбора зон посадки для горизонтальных скважин. В сланцевых участках, таких как Марцелл, наличие естественных трещин может усиливать или усложнять стимулирующие процедуры. Оценка формирования использует журналы скважин, анализ ядра и сейсмическую визуализацию для построения трехмерных моделей резервуаров. Исследования осаждений окружающей среды - будь то дельтаическая, карбонатная рампа или глубоководный мутидит - позволяют геологам прогнозировать архитектуру резервуара между скважинами.

История добычи формации также влияет на будущую деятельность. Группа Brent, в настоящее время находящаяся в упадке, нацелена на повышение нефтеотдачи за счет впрыска газа и даже хранения CO2. Пермский бассейн перешел от обычной игры к нетрадиционной фабрике. Месторождение Кантарелл после его обрушения рассматривается для впрыска CO2 в рамках проектов улавливания углерода. Эти адаптации демонстрируют, что ценность геологической формации выходит за рамки ее первоначальной добычи нефти и газа - она также может служить хранилищем для выбросов или местом для геотермальной энергии.

Будущий потенциал и новые формы

В то время как образования, обсуждаемые выше, уже являются зрелыми или сверхзрелыми, несколько новых геологических формирований обещают будущие открытия. В глубоководном бассейне Сантос на шельфе Бразилии, в бассейне Сантос (FLT: 1) (последний Аптийский) являются микробитами и кокинами, в которых находятся гигантские месторождения Лула и Меро, с более чем 15 миллиардами баррелей извлекаемой нефти. [FLT: 2] Буда Формирование [FLT: 3] в бассейне Маверик (Техас) является плотным карбонатом, который может давать коммерческую нефть посредством горизонтального бурения. В Северном склоне Аляски, на Нанушук Формирование [FLT: 4] - меловой дельтаический песчаник - видел недавние открытия, такие как Уиллоу и Пикка. Стриграфическая сложность этих образований требует передового сейсмического и геохимического анализа. Кроме того, сверхглубоководные среды (глубины воды > 2000 м) в Мексиканском заливе, такие как Нижняя третичная формация Уилкокса

Заключение

Известные геологические образования, в которых находятся крупные месторождения нефти и газа, являются продуктом уникальной конвергенции процессов осаждения, тектонической истории и диагенеза захоронений. От карбонатной платформы Арабской формации в Саудовской Аравии до бурганского песчаника в Кувейте, уложенных систем Пермского бассейна и газоносной черной грязи в Пермском бассейне, каждое образование рассказывает историю древних сред и движения жидкостей во времени. Для геолога нефти эти образования служат шаблонами для разведки и аналогами для менее изученных бассейнов. Для широкой публики понимание того, где и почему накапливаются эти углеводороды, является ключом к пониманию геологических элементов контроля над глобальными поставками энергии. По мере развития отрасли к более низким углеродным и нулевым целям, те же геологические образования будут перепрофилированы для хранения углерода, геотермальной тепловой добычи и переходных минералов, таких как литий, найденный в рассолах в этих глубоких осадочных бассейнах. Значение этих горных тел выходит далеко за рамки их содержания нефти и газа.