СПОСОБ ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ Российский патент 1998 года по МПК G01V1/00 G01V3/00 G01V5/00 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для скважинных или поверхностных работ при поиске резервуаров, заполненных углеводородами, при поиске других полезных ископаемых, в геологическом картировании, геотермальных, инженерно-геологических и гидро-геологических исследованиях и т.п.

При проведении сейсмической и электроразведки, гравиразведки, магниторазведки или радиационного каротажа часто используют установки или зонды с по меньшей мере тремя характерными элементами: источником или возбудителем поля, измерителем этого поля и вторым измерителем этого или иного поля.

Способ геологоразведки заключается при этом в скважине упомянутых элементов на дневной поверхности или в скважине, воздействии на объект контроля полем источника, замере отклика и обработке результатов, а в ряде случаев, в переносе возбудителя и приемников и повторении указанных операций.

В частности, Шлюмберже был предложен способ электроразведки, включающий установку двух токовых и двух потенциальных электродов на одной прямой (см. пат. США 1719786, G 01 V 3/02, 1929). Потенциальные электроды M и N находятся вблизи токового электрода A, а второй токовый электрод B удален от двухчленной системы электродов A, M, N.

Известен также способ разведки с помощью скважинного акустического прибора, содержащего размещенные в корпусе излучатель и три приемника (см. пат США 4992994, G 01 V 1/40, 1991).

В ЕПВ 0184898, G 01 V 5/12, 1985 описан зонд для гамма-гамма каротажа, содержащий размещенные на одной прямой источник и два приемника гамма-квантов.

Наиболее близким к предложенному можно считать комбинированный способ геологоразведки, в котором упомянутыми характерными точками являются точки размещения магнитометра, источника и приемника акустического сигнала соответственно (см. пат. США 4962490, G 01 V 1/40, 1990).

Однако этот способ, как и вышеперечисленные, не обладает достаточной разрушающей способностью, не позволяет с достаточной воспроизводимостью и достоверностью выявлять подповерхностные геологические объекты.

Для устранения этих недостатков предпринимались попытки изменения конфигурации электродов в процессе измерения с целью получения избыточной информации, обработка которой позволила бы с большей достоверность выявлять скрытые области высокой проводимости (см. пат. США 4875015, G 01 V 3/00, 1989).

Однако это потребовало существенного усложнения процесса измерений и алгоритма обработки данных.

Это связано с тем, что при решении конкретных геологических задач повышение достоверности и точности результата определяется сопоставимостью и возможностью комплексирования информации. В то же время глубинность, разрешающая способность и точность устройств способов от расстояний между вышеупомянутыми используемыми в них элементами, углов и соотношений между точками их расположения в процессе съемки, а также соответствия этих параметров фундаментальным структурным характеристикам исследуемых геологических объектов и используемых электрических полей не учитываются в описанных способах, что не позволяет в достаточной степени устранить перечисленные недостатки.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является упрощение алгоритма обработки информации при одновременном повышении ее достоверности, воспроизводимости и точности. Кроме того, использование способа позволит создать на его основе унифицированные комплекты для изучения геологических объектов, находящихся на различных уровнях иерархии.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе геологоразведки, включающем размещение источников и/или приемников соответствующих полей или сигналов на дневной поверхности или в скважине, воздействии на контролируемый логический объем полем источника, замер отклика и/или остаточного поля и обработку результатов, а также последующий перенос источников и/или приемников и повторение указанных операций, источники и/или приемники устанавливают на расстояниях, являющихся членами ряда вида:
Lr = Lr-1 + Lr-2,
где (1) r = 3, 4..., L1 = G, L2 = 2G,
G - основание ряда.

Важно отметить, что способ не налагает ограничений на вид или конфигурацию измерительной установки. Последняя может содержать несколько источников или не содержать их вовсе. Источники и приемники могут быть размещены на одной прямой или быть вынесенными, дополнительными. Не ограничено и число приемников. Минимальное число элементов, необходимых для осуществления способа, равно двум (источник и приемник или два приемника).

Способ может включать однократный замер или профилирование. В первом случае минимальный набор расстояний из двух элементов образуется в установке с по меньшей мере, тремя элементами, расстояния между которыми выбирают из ряда (1). Во втором случае указанный минимальный набор может быть образован выбором расстояний между источником и приемником при первом и втором замерах.

Осуществление способа рассмотрим на примере четырехточечной установки для электроразведки. Соответствующее устройство содержит электроды, расположенные в точках A, B, M, N и называемые в дальнейшем в соответствии с указанными точками, ключ, источник постоянного тока и измеритель напряжения. В соответствии с предлагаемым способом при измерениях отношение расстояний MN/AM/AB равно отношению Lm/Ln/Lk, m<n<k. Например, при G = 1 м, MN, AM и AB могут составить 1, 2 и 3 м, 3, 5 и 8 м, 5, 8 и 21 м и т.п.

Устройство может работать на переменном или постоянном токе, а измерительные электроды M, N могут быть вынесены за пределы отрезка AB (A и B - питающие электроды).

Проводились сравнительные испытания установок, построенных в соответствии с известным и предлагаемым способами. В известных зондах величины MN, AM и AB составляли 0,1/0,4/2,0; 0,1/1,0/4,0; 0,5/2,0/8,0; 0,5/4,0/8,0; 1,0/8,0/16,0 Ом, а в предлагаемых соответственно 0,28/0,42/2,94; 0,62/1,00/2,94; 1,82/2,94/7,70; 0,14/0,28/12,46; 0,42/0,70/12,46; 1,12/1,82/12,46.

В результате работы с зондами и проведенных сравнительных испытаний были выявлены следующие преимущества предлагаемых зондов:
- комплект зондов является формализованным, унифицирован;
- коэффициенты зондов изменяются линейно и при одинаковых длинах зондов (равных AO, где O - середина отрезка MN) различаются весьма существенно, что позволяет повысить чувствительность на 30 - 40%;
- одинаковая глубинность исследования была достигнута при меньших размерах зонда и следовательно при меньшей силе тока питающих электродов;
- измерительная информация была обработана и интерпретирована с использованием более простых алгоритмов, а полученные результаты характеризовались большей достоверностью и воспроизводимостью.

При проведении сейсморазведки источник сигнала может размещаться в скважине, а один или два приемника - на дневной поверхности, вдали от скважины. В этом случае отсчет расстояний может вестись от источника или точки расположения скважины на дневной поверхности, хотя в качестве точки отсчета может использоваться точка расположения приемника.

Число приемников в приборе зависит от алгоритма обработки и методики измерения и может быть более двух. Однако в любом случае расстояния Li выбираются из ряда (1). Например, в рассматриваемом примере с двумя приемниками величины L1 и L2, L1 и L3 или L2 и L3 при G = 1 могут принять любое из следующих пар значений: 1,2; 2,3; 3,5; 5,8; 5,13; 13,21; 8,21 и т.д. (здесь L1, L2 и L3 - расстояния между источником и первым датчиком, источником и вторым датчиком и датчиками соответственно).

Выбор основания ряда производится по результатам измерения параметров слоев с известными свойствами из условия получения максимальной чувствительности прибора.

Съемка может проводиться несколькими наборами установок, причем в каждом наборе расстояния могут быть выбраны с учетом своего основания G, а G1 выбраны из ряда с основанием G1.

Необходимо отметить также, что в приборах могут использоваться любые излучатели, например, вращающиеся или неподвижные, а также любые приемники, в частности, однотипные или различного вида (направленные и ненаправленные).

Проведенные испытания показали, что при выборе расстояний в соответствии с соотношением (2) обеспечивается согласование зонда с исследуемой геологической структурой и блоком обработки. В результате достигается наибольшая чувствительность и помехозащищенность приборов, повышается воспроизводимость измерений и достоверность полученных результатов. Кроме того, обеспечивается унификация приборов с различной базой, что позволяет однозначно интерпретировать результаты исследований.

Использование: для скважинных или поверхностных работ при поиске резервуаров, заполненных углеводордами, других полезных ископаемых при геологическом картировании и т. п. Сущность: в известном способе геологоразведки, включающем размещение источников и/или приемников соответствующих полей или сигналов на дневной поверхности или в скважине, воздействии на контролируемый геологический объем полем источника, замер отклика и/или остаточного поля и обработку результатов, а также последующий перенос источников и/или приемников и повторение указанных операций, источники и/или приемники устанавливают на расстояниях, являющихся членами ряда вида: L_r = L_r - 1 + L_r - 2, где r = 3, 4...4 L₁ = G, L₂ = 2G - основание ряда.

Способ геологоразведки, включающий размещение источников и/или приемников соответствующих полей или сигналов на дневной поверхности или в скважине, воздействии на контролируемый геологический объем полем источника, замер отклика и/или остаточного поля и обработку результатов, а также последующий перенос источников и/или приемников и повторение указанных операций, отличающийся тем, что источники и/или приемники устанавливают на расстояниях, являющихся членами ряда вида
L_r = L_r-1 + L_r - 2,
где r = 3, 4...; L₁ = G; L₂ = 2G,
G - основание ряда.