СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ ПОИСКА И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2001 года по МПК G01V9/00 

Предлагаемое изобретение относится к способам разведки месторождений полезных ископаемых, а именно к способам поиска залежей углеводородов оптическими средствами, и может найти применение для выявления площадей, перспективных для проведения поисково-разведочных работ на нефть и газ.

Известен способ выявления площадей, перспективных в отношении залежей углеводородов, основанный на комплексной интерпретации результатов космического ландшафтного фотомониторинга и наземного биогеохимического ландшафта [1, 2]. Космический ландшафтный фотомониторинг, посредством оценки спектральной отражательной способности земной поверхности, позволяющей выявить в пределах исследуемой площади зоны дизъюнктивных и пликативных дислокаций (разломы, зоны смятия, складки, куполы и др.). Наземный биогеохимический мониторинг в пределах выявленных дислокационных зон делает возможным обнаружить биогеохимически активные участки на этой площади, свидетельствующие о наличии в ее недрах залежей углеводородов. Это обеспечивает довольно надежные критерии для выбора площадей, перспективных с точки зрения постановки разведочных геофизических и буровых работ на нефть и газ.

Недостаток способа заключается в следующем. Традиционная космо- и аэрофотосъемка поверхности исключает получение на фотоснимках изображения зон разгрузки углеводородов над месторождениями нефти и газа, причем независимо от того, в какое время года (лето, зима) проводилась эта фотосъемка. В этой связи значительно возрастает объем наземных биогеохимических исследований, так как дислокационные зоны зачастую протягиваются на сотни километров и занимают огромную территорию. Последнее предопределяет значительное увеличение финансовых и трудовых затрат на выявление биогеохимических аномалий.

Известен также способ геохимического поиска нефти и газа в районах с континентальным климатом, на поверхности которых распространены различные водоемы [3] . Способ заключается в следующем. Сначала по космо- и аэрофотоснимкам выделяют зоны осадочного чехла с дизъюнктивными и пликативными дислокациями. Затем в пределах этих зон в начале весны производят облет водоемов с целью обнаружения среди них водоемов, имеющих незамерзшие участки, на которых подземные флюиды могут выходить на дневную поверхность. Летом на выявленных участках водоемов изучают характер проявлений флюидов и отбирают их пробы на предмет проведения вещественного и количественного анализа. Результаты анализа позволяют сделать выводы о наличии в земных недрах этих участков залежей углеводородов.

Недостатками способа являются:
- использование в качестве индикатора ледяного покрова, довольно инертного в своем проявлении;
- зависимость достоверности результатов способа от температурного режима зимне-весеннего сезона, который непосредственно влияет на глубину промерзания водоемов и интенсивность таяния ледяного покрова;
- ограниченность применения в районах с неразвитой гидрографической сетью;
- относительная трудоемкость работ.

Сравнительный анализ сущности предлагаемого изобретения и известных технических решений показал, что наиболее близким аналогом по характеру выполнения операций и достигаемому положительному эффекту является способ геохимического поиска залежей нефти и газа [3]. Этот способ и принят нами за прототип.

Поставлена задача - используя в качестве индикатора снежный покров, который при изменениях температурного режима более динамичен в своем проявлении нежели ледяной покров, повысить достоверность сведений о наличии на земной поверхности биогеохимических аномалий и территориально расширить область применения способа.

Эта задача решена следующем образом. В пределах обнаруженных дислокационных структур в осенний, зимний и весенний сезоны года осуществляют космо- и аэрофотосъемки (далее фотосъемку) земной поверхности исследуемой площади. Фотосъемку проводят до выпадения снега, в начале образования снежного покрова при различной его толщине и после полного таяния снега. Фотосъемку ведут в оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн. Фотоснимки с одной длиной волны, полученные в различные сезоны года, совмещают между собой и синтезируют с аналогичными фотоснимками с другой длиной волны. По состоянию и динамике изменения снежного покрова оценивают наличие на поверхности биогеохимических аномалий, а в недрах исследуемой площади - залежей углеводородов, оконтуривают площади, перспективные в отношении нефтегазоносности, и определяют участки для постановки разведочных геофизических и буровых работ на нефть и газ.

Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - результаты совместных двухчастотных радиометрических измерений состояния зимнего ландшафта местности;
- на фиг. 2 - фрагмент космофотоснимка территории Среднего Приобья;
- на фиг. 3 - синтетическое фотоизображение снежного покрова на части территории Томской области в 1998 г., совмещенное с картой расположения известных месторождений углеводородов;
- на фиг. 4 - границы снежного покрова на части территории Томской области в 1998 г., совмещенные с картой расположения известных месторождений углеводородов.

Однако прежде чем изложить сущность предлагаемого способа и порядок выполнения его операций, необходимо пояснить следующее. Общеизвестно, что флюиды, поднимаясь от залежей углеводородов по различным нарушениям в земной коре, не только создают на земной поверхности биогеохимические аномалии, но и повышают ее температуру. Под действием поступающего из недр тепла, снежный покров на участках разгрузки углеводородов проявляет нестабильный характер, медленнее образуется осенью и интенсивнее сходит весной, чем снежный покров вне этих участков. На этих закономерностях и базируется предлагаемый нами способ. Подтверждением вышесказанному служат результаты измерений теплового поля недр Западно-Сибирской плиты [4]. Там, средние значения теплового потока над месторождениями углеводородов составляют 61 ± 2 мВт•м^-2, тогда как аналогичный показатель над непродуктивными структурами составляет 54 ± 2 мВт•м^-2.

Для пояснения описываемого способа на фиг. 1 приведены результаты кластерного анализа в дистанционном режиме контроля границ снежного сезонного покрова местности [5].

На графике по оси X отложено радиояркостное излучение в ближнем инфракрасном (1500 нм), а по оси Y - в оптическом (750 нм) диапазоне длины волн. График наглядно демонстрирует возможность качественно-информативной обработки данных о системе снег (1) - совокупность деревьев и снега (2) - деревья (3). Определенные преимущества заложены в микроволновом приеме термодинамического излучения с целью однозначного размечения границы снег - почва. Радиояркостный контраст указанной границы в данном диапазоне длины волн достаточно велик, к тому же атмосфера и облака незначительно ослабляют миллиметровые и сантиметровые волны [5].

Предлагаемый нами способ осуществляется следующим образом. Космоаэрофотоснимки производят в оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн. Каждая серия фотоснимков с определенной длиной волны содержит 9 фотоснимков, из которых три являются контрольными, шесть - опытными. Сначала, до выпадения снега получают первые контрольные фотоснимки исследуемой площади. После выпадения первого снега получают первые опытные фотоснимки, вторые - после образования снежного покрова толщиной 5-15 см, третьи - при толщине снежного покрова 30 см и более. В середине зимнего периода, когда снежный покров достигает значительной мощности, получают вторые контрольные фотоснимки площади. Затем весной, при сходе снежного покрова, получают новые оптимальные фотоснимки поверхности площади: четвертые - при толщине снежного покрова 30 см и более, пятые - 5-15 см, шестые - в самом конце схода снежного покрова. Серию завершает третий контрольный фотоснимок, полученный после полного таяния снега.

Для каждой серии фотоснимков с одной длиной волны проводят анализ состояния и динамики изменения снежного покрова путем сравнения светлых и темных фотонов сначала опытных фотоснимков между собой, а затем - с контрольными фотоснимками. При анализе используют метод наложения изображений или метод вычитания, если обработка фотоизображений производится на компьютере. После этого, с целью повышения достоверности полученных результатов, фотоизображения обеих серий синтезируют и проводят аналогичный анализ уже синтезированных изображений на фотоснимках. По результатам анализа устанавливают участки исследуемой площади с более темным фототоном, которые свидетельствуют о наличии на поверхности этих участков биогеохимических аномалий, характеризующихся более высокой температурой земной поверхности, а в недрах этих участков - залежей нефти и газа. Оконтуривая такие участки, получают границы площади, перспективной для проведения разведочных геофизических и буровых работ с целью выявления нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.

Эффективность предлагаемого способа иллюстрируют фиг. 2-4, на которых изображено:
- фиг. 2: фрагмент космоснимка территории Среднего Приобья в оптическом диапазоне спектра;
- фиг. 3: обобщенное синтетическое фотоизображение границ снежного покрова части территории Томской области;
- фиг. 4: границы снежного покрова сезона 1998 года и местоположение известных залежей углеводородов на части территории Томской области.

Фототон снежного покрова на всех фигурах - белый. Видно, что большая часть месторождений (фиг. 4) локализуется на темном фототоне.

Предлагаемый способ позволяет с достаточно высокой степенью достоверности выявить площади, перспективные для проведения геологоразведочных работ, что значительно снижает материальные и трудовые затраты на выполнение этих работ.

Источники информации
1. Гущин Б.М. Место геоиндикационного метода дешифрирования в комплексе дистанционных исследований нефтегазопоисковой направленности в Западной Сибири. Методика и технические средства геоиндикационного дешифрирования аэро- и космических снимков. Свердловск, 1986, с. 124-126.

2. Колмогорова Л.Г., Стадник Е.В. Фитогеохимические исследования в нефтегазоносных районах и возможность комплексной интерпретации их результатов с данными дистанционного зондирования. М., 1989, с. 41-42 (Геол., методы поисков и разведки месторождений нефти и газа. Обзор. ВНИИ экономики минерального сырья и геол.-разв. работ).

3. А.С. N 1374163, МКИ G 01 V 9/00. Способ геохимического поиска залежей нефти и газа. Б.И. N 6 - 1988 г.

4. Тепловое поле недр Сибири. Дучков А.Д. и др. Новосибирск: Наука, 1987, с. 64-65.

5. Родзин В. И. , Семенцов Г. В. Основы экологического мониторинга (инженерные задачи рационального природопользования). Под ред. Н.Г. Малышева. Таганрог, РИО ТРТИ, 1988, с. 134-135.

Сущность: в пределах обнаруженных дислокационных структур в осенний, зимний и весенний сезоны года осуществляют космо- и аэрофотосъемки (далее фотосъемку) земной поверхности исследуемой площади. Фотосъемку проводят до выпадения снега, в начале образования снежного покрова при различной его толщине и после полного таяния снега. Фотосъемку ведут в оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн. Фотоснимки с одной длиной волны, полученные в различные сезоны года, совмещают между собой и синтезируют с аналогичными фотоснимками с другой длиной волны. По состоянию и динамике изменения снежного покрова оценивают наличие на поверхности биогеохимических аномалий, а в недрах исследуемой площади - залежей углеводородов, оконтуривают площади, перспективные в отношении нефтегазоносности, и определяют участки для постановки разведочных геофизических и буровых работ на нефть и газ. Технический результат: повышение степени достоверности выявления площадей, перспективных для проведения геологоразведочных работ, что значительно снижает материальные и трудовые затраты на выполнение этих работ. 4 ил.

Способ выявления площадей, перспективных для поиска и разведки месторождений углеводородов, путем обнаружения посредством космо- и аэрофотосъемки в холодный период года на исследуемой территории незаснеженных участков земной поверхности, отличающийся тем, что фотосъемку земной поверхности производят в оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн в осенний, зимний и весенний сезоны года при разной толщине снежного покрова, изображения каждой из серий фотоснимков с определенной длиной волны совмещают между собой, изображения на фотоснимках обеих серий синтезируют в одно фотоизображение, затем по фототону изображений выявляют незаснеженные участки земной поверхности с более темным фототоном, которые свидетельствуют о наличии на поверхности этих участков биогеохимических аномалий, характеризующихся более высокой температурой земной поверхности, а в недрах этих участков - залежей нефти и газа, оконтуривают темные участки и получают границы площади, перспективной на углеводороды.