СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Российский патент 1997 года по МПК G01V3/30 

Изобретение относится к геофизике, в частности к наземно-скважинным способам электроразведки, для оконтуривания нефтегазовых залежей, в том числе перекрытых мощным чехлом галогенных образований, мерзлыми породами, морской водой.

Известен способ геоэлектроразведки (авт. св. N 1589237, G 01 Y 3/02, 1990), используемый для оконтуривания нефтеперспективных площадей и нефтегазовых залежей с глубоких внутриконтурных обсаженных скважин. Способ включает измерение градиента потенциала электрического поля на поверхности Земли с помощью приемной гальванической заземленной линии. При измерениях используются три положения точечного источника, когда один электрод расположен на бесконечности, а другой последовательно на устье скважины, над и под залежью. На основе анализа графиков измеренных и нормальных полей всех источников выделяют контур неоднородности.

Однако этот способ не может быть использован в случае, когда залежь перекрыта мощными галогенными образованиями высокого электрического сопротивления, мерзлыми или очень сухими породами в верхней части разреза, так как электрическое поле от залежи, снимаемое на дневной поверхности, полностью экранируется галогенными образованиями. Кроме того, при наличии мерзлых или очень сухих пород в верхней части разреза отсутствует возможность использования гальванически заземленных линий.

Исключить экранирующее влияние галогенных образований и провести измерения при мерзлых и сухих условиях, можно измеряя не электрические, а магнитные компоненты поля при съемке с магнитными датчиками, расположенными на соответствующей высоте или дневной поверхности при оптимальном размещении питающих электродов в скважине.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому является способ геоэлектроразведки (Астафьев П.Ф. Пыжьянов Ю.В. Алферов Б.А. Отчет о выполненных опытно-методических работах по разработке методики аэроэлектроразведочных работ при поисках медно-колчеданных руд в пределах Верхне-Уральского рудного района (Аэрогеофизическая партия) г.Свердловск, 1987 г. с.57-60), заключающийся в том, что один из питающих электродов "В" всегда находится в скважине, а другой электрод "А" находится на устье скважины. Измерения магнитных компонент проводятся или на дневной поверхности, или при съемке с воздуха. Изменение положения электрода "А" служит для целей отбраковки аномалии рудного объекта от поверхностных неоднородностей при наземной съемке магнитных компонент поля. Сpавнение pезультатов наземной съемки и воздушной съемки, или воздушной съемки на двух уровнях также служит целям разбраковки аномалии рудного объекта от поверхностного. Изменение положения одного из питающих электродов при сохранении заряда в рудном теле или изменение высоты съемки целесообразно для уменьшения влияния поверхностных неоднородностей и разбраковки глубинной аномалии от поверхностной. В этом случае аномальный эффект от глубинного рудного объекта фактически не изменяется. Этот способ особенно эффективен для рудной разведки, но мало эффективен для нефтяной. Недостатком способа является то, что он не обеспечивает возможность уверенного выявления залежи углеводородов, как объекта повышенного сопротивления, определения его местоположения и оконтуривания, поскольку он предусматривает возможность прослеживания нефтегазовых объектов повышенного электрического сопротивления.

Задачей изобретения является создание способа выявления и оконтуривания нефтегазовых залежей, перекрытых мощным чехлом галогенных образований или при сложных поверхностных условиях гальванических заземлений.

Это достигается тем, что в способе геологоразведки, при котором возбуждают низкочастотное электромагнитное поле вертикальной электрической линией, один электрод которой расположен на устье скважины, а второй в скважине, измеряют составляющие магнитные компоненты поля вдоль выбранных профилей на заданной высоте от дневной поверхности Земли и судят по результатам измерений о контуре залежи согласно изобретению, измерения магнитных компонент поля осуществляют последовательно при расположении второго электрода над или под залежью.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализации способа. На фиг. 2 и 3 приведены сравниваемые планы изолиний, полученные при измерениях с различными положениями второго электрода.

Устройство (фиг. 1) сдержит генератор 1, к которому подключена вертикальная электрическая линия АВ, расположенная в обсаженной скважине. Электрод А заземлен на устье скважины, а электрод В расположен сначала над залежью, а затем перемещается под залежь в положение В¹ с помощью каротажного подъемника 2. Измерение магнитных компонент поля осуществляют измерительным устройством 3, расположенным на заданной высоте. Для согласования последовательности включения питающих импульсов тока и измеряемых сигналов используют синхронизатор 4.

Способ реализуется следующим образом. В скважине (фиг. 1) помещают питающую линию АВ. Электрод А заземляют на устье, а другой электрод В над залежью, а затем перемещается. По питающей линии АВ пропускают электрический ток низкой частоты от генератора 1 и синхронизируют задающий токовый генератор 1 и измерительный канал 3, синхронизатором 4. Измерительное устройство располагают на заданной высоте от поверхности Земли h, например, гондола с измерительным устройством транспортируется воздушным носителем с минимально возможной скоростью вдоль выбранных профилей. Величину h рассчитывают для каждого конкретного района исследований с учетом ожидаемого размера залежи и приповерхностных неоднородностей. Измеряют величину напряженности магнитного поля по профилям съемки на исследуемой площади. Затем электрод В перемещают под залежь в положение В¹, снова пропускают по линии АВ возбуждающий ток и повторяют измерения на той же высоте. Вклад поверхностных неоднородностей в этом случае остается фактически одним и тем же, а электромагнитное поле от объекта повышенного сопротивления резко изменяется. По измеренным значениям строят графики и планы изолиний величин напряженности магнитного поля для каждого положения второго электрода в скважине. Затем сравнивают и анализируют полученные данные на основе традиционно известных в геофизике закономерностей.

Рассмотрим результаты вычислений магнитного поля вертикальной электрической линии (ВЭЛ) при постоянном положении первого электрода на устье скважины, а второго электрода над (2750 м) и под (2900 м) моделью нефтяной залежи, расположенной в шельфовой зоне. Высоту положения измерителя принимают h 100 м. Размер залежи 10 км х 5 км, расположена она на глубине 2800 м и перекрыта терригенными отложениями с сопротивлением 5 Ом. В свою очередь терригенные отложения перекрыты морской водой мощностью в 100 м с сопротивлением 0,5 Ом. При данных условиях залегания залежи измерение электрических компонент поля невозможно, следовательно могут быть использованы только способы, основанные на работе с магнитными компонентами поля. Планы изолиний компоненты H_y при положении второго электрода над и под залежью приведены на фиг. 2, а компоненты H_z на фиг. 3; На приведенных планах изолиний видно, что при очень незначительных изменениях положения второго электрода очевидны резкие изменения интенсивности магнитного поля и конфигурации изолиний, что показывает наличие залежи. Интерпретируя полученные данные, судят о контуре залежи как объекте повышенного электрического сопротивления.

Этот способ может быть реализован и в скважинах, в том числе и содержащих обсадную колонну, при сопротивлениях вмещающей среды в единицы-десятки Ом•м.

Патентуемый способ геоэлектроразведки позволяет с достаточной степенью достоверности выявлять и оконтуривать нефтегазовые залежи по их повышенному электрическому сопротивлению в сложных условиях, в том числе перекрытых мощным чехлом галогенных образований.

Способ может быть использован в геологии для поиска нефтегазовых месторождений при измерениях, проводимых в воздухе и на море.

Использование: для оконтуривания залежей полезных ископаемых, в том числе нефтегазовых, перекрытых чехлом галогенных образований, мерзлыми породами, морской водой. Сущность изобретения: возбуждают низкочастотное электромагнитное поле вертикальной линией, один электрод которой заземлен на устье скважины, а второй - в скважине, измеряют магнитные компоненты электромагнитного поля вдоль выбранных профилей на заданной высоте от дневной поверхности Земли последовательно при расположении второго электрода в скважине над и под залежью и судят по результатам измерений о контуре залежи. 3 ил.

Способ геоэлектроразведки, при котором возбуждают низкочастотное электромагнитное поле вертикальной электрической линией, один электрод которой заземлен на устье скважины, а второй в скважине, измеряют магнитные компоненты поля вдоль выбранных профилей на заданной высоте от дневной поверхности судят по результатам измерений о контуре залежи, отличающийся тем, что измерения магнитных компонент поля осуществляют последовательно при расположении второго электрода над и под залежью.