СПОСОБ РАЗВЕДКИ И ОКОНТУРИВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2000 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к геофизическим методам поисков, разведки месторождений полезных ископаемых и оконтуривания выявленного месторождения углеводородов для последующего определения запасов.

Известны направления развития этого процесса, наиболее представительным из которых является способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий бурение разведочных скважин, анализ проходимых геоструктур, выявление структуры, перспективной на залежь углеводородного сырья /1/.

Существенными и очевидными недостатками этого способа являются значительные материальные и временные затраты, связанные с бурением разведочных скважин, связанное с этим процессом выявление непродуктивных ("пустых") пород, сложность процесса поиска и определения запасов углеводородного сырья.

Наиболее близким по технической сущности является способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий прием и регистрацию сигналов электромагнитного и акустического излучений от исследуемых геоструктур, сравнение полученных величин с аналоговыми и построение карты залежи /2/.

Существенными недостатками этого способа являются низкая точность и незначительная достоверность данных по выявлению залежи ввиду передачи и приема указанных сигналов с поверхности грунта, что существенно влияет на точность передачи и приема акустических и электромагнитных сигналов ввиду сильных помех, вносимых сигналами от техногенной деятельности, транспортных помех, акустических и электромагнитных помех от атмосферных процессов (молнии, атмосферные потоки, смерчи и т.п.). Обработка таких суммарных сигналов - процесс сложный, дорогостоящий и недостоверный по результату, что определяет низкую эффективность известного способа.

Техническим результатом данного изобретения является более высокая точность и достоверность поиска и разведки, а также оконтуривания залежи углеводородов, резко повышающие эффективность изобретения за счет существенного уменьшения времени на процесс, снижения материальных и трудовых затрат, а также повышения технологической культуры всего процесса поиска и оконтуривания.

Этот технический результат в изобретении достигается за счет того, что способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий прием и регистрацию сигналов электромагнитного и акустического излучений от исследуемых геоструктур, сравнение полученных величин с аналоговыми и построение карты залежи, ведут приемом и регистрацией указанных и дополнительных сигналов: тепловых и торсионных, в этот же период на геоструктуры воздействуют акустическими сигналами в инфразвуковом диапазоне волн, передавая их одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях с глубины 150-250 м от дневной поверхности грунта, причем второе и третье воздействие сдвигают на полупериод относительно первого и друг друга, прием и сравнение всех указанных величин сигналов ведут в установленные фазы лунно-солнечных приливов и отливов, а наличие залежи определяют по совпадению во времени приема или максимумов, или минимумов величин указанных сигналов, далее, по периметру выявленного контура залежи в геоструктуры (по границам продуктивного пласта) вводят материал, обладающий свойством удерживать значительное количество жидкости, в качестве которого используют полиэлектролитный гидрогель (с коэффициентом набухания не менее 2,1 • 10⁴), с помощью которого создают непроницаемый экран по всей толщине пласта (высоте пласта), ограничивая и фиксируя площадь залегания углеводородов в контролируемом трехмерном пространстве пласта, в пределах которого ведут подсчет запасов и строят карту залежи.

Описываемый способ своей совокупностью существенных признаков исследован на соответствие его критерию изобретения по уровню решенной задачи. При этом во внимание были приняты источники публикации в данной и родственных областях технологий. Так, в источниках /3 -7/ выявлены отдельные порознь используемые признаки, как: воздействие акустическими волнами на горную породу; получение отраженных акустических сигналов и их анализ; определение контура залежи по результатам бурения. Но при формальном совпадении указанных признаков с аналогичными признаками предлагаемого изобретения они не порочат, при их искусственном сборе в единый признак, предлагаемого изобретения как не направленные на решение поставленной технической задачи, т.к. нет указаний в этих известных признаках на использование их в совокупности с другими признаками для решения задачи поиска, разведки и построения контура залежи полезных ископаемых (в частности, углеводородов). Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения, подлежащего защите Патентом РФ.

Излагаемый способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов осуществляют следующим образом. На намеченном к исследованию на залежь углеводородов участке, на его дневной поверхности, располагают приборы и устройства для передачи в исследуемые геоструктуры акустических волн и приема отраженных волн, а также приема электромагнитных сигналов. С помощью этих приборов (и устройств) ведут предварительное изучение глубин, сравнение полученных сигналов с имеющимися статистическими аналоговыми для подобных геоструктур, и, если результаты дают основание для заключения о возможном расположении залежи углеводородов, осуществляют дальнейшее более точное и надежное изучение этих геоструктур. Для этого проходят сеть мелких скважин глубиной 150-250 м (от дневной поверхности грунта). На дне этих скважин располагают устройства-генераторы акустических волн (опускают их на кабель-тросе); туда же, на дно скважины, опускают приборы для приема и регистрации сигналов, поступающих из глубины. Это приборы: приема акустических сигналов, электромагнитных сигналов, тепловых сигналов и торсионных сигналов. С помощью указанных приборов принимают и регистрируют указанные соответствующие (прибору) сигналы, сравнивают величины этих сигналов с имеющимися аналоговыми, накопленными статистическими исследованиями подобных геоструктур; причем все четыре типа указанных сигналов принимают и обрабатывают только в установленные периоды фаз лунно-солнечных приливов, а именно: в максимальные значения фазы лунно-солнечного прилива и в минимальные значения фазы лунно-солнечного прилива. При этом следят за тем процессом, при котором совпадают во времени приема максимальные значения величин всех четырех указанных сигналов, которые должны быть зарегистрированы при максимальном значении фазы лунно-солнечного прилива, в то время как при минимальном значении фазы лунно-солнечного прилива эти сигналы должны быть наименьшими по величине и при наличии залежи углеводородов указанные сигналы должны совпадать по времени приема. Такая физическая картина и свидетельствует о наличии залежи в исследуемых геоструктурах.

Для существенного повышения точности и достоверности выявления (или отрицания) наличия залежи углеводородов с помощью генератора акустических волн (как указано выше) в геоструктуры передают акустические колебания, причем передают их одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях (по трем осям трехмерного пространства). Чередование акустического воздействия и времени приема согласуют по физической закономерности распространения и отражения волн и генерирования этими акустическими волнами более сильного отражения электромагнитных сигналов, акустических сигналов, тепловых и торсионных сигналов, которые в единое время приема регистрируют и их величины анализируют и сравнивают со статистическими аналоговыми величинами для примерно адекватных геоструктур, данные о таких типичных показателях могут быть заложены в памяти обрабатывающего блока компьютера.

Указанное трехнаправленное акустическое воздействие на геоструктуры (в трех взаимно перпендикулярных направлениях одновременно) позволяет значительно активизировать геоструктуры на генерирование и отражение всех четырех указанных типов сигналов. Это происходит в виду резонансных возбуждаемых процессов, при которых освобождение и передача энергий геоструктурами к поверхности Земли производится более интенсивно, что и позволяет с большей точностью и достоверностью регистрировать (или отрицать) наличие залежи углеводородов в исследуемых пластах.

Далее, необходимо вести оконтуривание выявленной залежи. Это осуществляют по приему более сильных сигналов от границ контакта залежи углеводоров и пород; от этих границ принимают акустические, торсионные и электромагнитные сигналы в указанные периоды и при совпадении в эти периоды максимальных и минимальных значений отмечают точно контур залежи. Процесс оконтуривания залежи ведут подачей по ее выявленному контуру (периметру) материала, обладающего значительной набухающей способностью, для этого используют полиэлектролитный гидрогель, имеющий коэффициент набухания не менее 2,1 • 10⁴. С помощью его создают непроницаемый экран по высоте и контуру пласта, ограничивают и фиксируют площадь залежи, предупреждая возможную миграцию углеводородного сырья за пределы залежи.

В пределах оконтуренной площади и мощности залежи ведут подсчет запасов углеводородного сырья и строят картину залежи для разработки технологических карт добычи углеводородного сырья из продуктивного пласта.

Таким образом, как показано в описании, способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов является технологически прогрессивным, технически высокоэффективным и обладает более высокой культурой всех технологических процессов.

Источники информации:
1. Пат. СССР N 1064668, E 21 В 43/00, 1982.

2. Применение методики ускоренной разведки и ввода газовых месторождений различных типов, тр. ВНИИГАЗа, Недра, М., вып. 47/55, 1975, (прототип).

3. Медовский И.Г. О возможной природе локальных гравитационных минимумов над залежами нефти и газа. Геология нефти и газа, N 11, М., 1959, с. 51-52.

4. Пат. США N 5040414, G 01 9/00, 1991.

5. Гиматудинов Ш.К. и др. Физика нефтяного и газового пласта, М., Недра, 1982.

6. Пат. Франц. N 2165523, E 21 B 43/00, 1983.

7. Пат. Белоруссии N 880, E 21 B 43/24, 1985.

Использование: для оценки запасов углеводородного сырья при проведении разведки углеводородной залежи. Сущность: на исследуемую геоструктуру воздействуют акустическими сигналами, ориентированными в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Регистрируют сигналы акустического и электромагнитного излучений от исследуемых геоструктур. Дополнительно ведут регистрацию тепловых сигналов. При этом воздействие и регистрацию осуществляют в максимальные и минимальные фазы лунно-солнечных приливов. О наличии залежи углеводородов судят по совпадению во времени максимумов или минимумов значений всех трех указанных сигналов. По периметру контура залежи в продуктивный пласт вводят материал, обладающий характеристикой коэффициента набухания не менее 2,1•10⁴, ограничивая и фиксируя этим площадь залежи, в пределах которой ведут подсчет запасов углеводородного сырья. Технический результат - повышение точности и достоверности поиска и разведки залежей углеводородов.

Способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий прием и регистрацию сигналов акустического и электромагнитного излучений от исследуемых геоструктур, сравнение их со статическими аналоговыми, построение карты залежи, отличающийся тем, что дополнительно ведут регистрацию тепловых сигналов, при этом все указанные сигналы принимают в установленные максимальные и минимальные фазы периодов лунно-солнечных приливов, в эти же фазы предварительно на исследуемые геоструктуры воздействуют акустическими сигналами, ориентированными в трех взаимно перпендикулярных направлениях, передачу которых в геоструктуры ведут с глубины 150 - 250 м от дневной поверхности, а наличие залежи углеводородов определяют по совпадению во времени приема - в максимальные или минимальные значения фаз периодов лунно-солнечных приливов или максимумов, или минимумов величин всех трех указанных сигналов, после этого по периметру контура залежи в продуктивный пласт вводят материал, обладающий характеристикой коэффициента набухания не менее 2,1 х 10⁴, в качестве которого используют полиэлектролитный гидрогель и с его помощью создают непроницаемый экран по периметру и высоте пласта, ограничивая и фиксируя площадь и объем залежи, в пределах которых ведут подсчет запасов углеводородного сырья и устанавливают промысловое значение залежи.