СПОСОБ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ ПРИ ПОИСКАХ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК G01V3/12 

Изобретение относится к электромагнитным методам геофизической разведки нефтегазовых месторождений и может быть использовано при прямых поисках нефтегазовых месторождений.

Известен способ электроразведки, основанный на измерении разности потенциалов естественного электрического поля на изучаемых участках (авт. св. 873186, публ. 15.10.81 г. БИ 38).

Недостатком способа является малая глубина исследований, которая ограничена присутствием в разрезе высокоомных экранов типа плотных карбонатных или соляных толщ, залегающих в осадочном чехле многих нефтегазоносных провинций на глубинах от десятков метров дo 1,5-4,5 км, под которыми данным способом невозможно выявить нефтегазовые залежи.

Известен способ поиска скопления углеводородов, основанный на регистрации естественного нестационарного магнитного поля Земли одновременно в базовом и полевом пунктах в течение суток, начиная с утреннего фазового момента солнечносуточной вариации, и вычислении интенсивности естественного магнитного поля Земли для каждого пункта и каждого профиля (авт. св. 1076853, публ. 28.02.84 г. БИ 8).

Недостатком данного способа является низкая чувствительность и, как следствие, малая глубинность исследований, а также большие погрешности (более 10%) при определении местоположения объекта в плане и глубине. Это связано с физическими основами метода и осреднением регистрируемых сигналов по большой площади исследований.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является способ электроразведки при поисках нефтегазовых месторождений, основанный на многократной регистрации электромагнитного поля в каждой точке наблюдений, обработке полученных данных, определении нормированной энергии низкочастотного электромагнитного излучения слоя (НЭМИС), по аномальному приращению которой судят о наличии и глубине нефтегазовых залежей (патент РФ 2134893, публ. 20.08.99, БИ 23).

Недостатком способа является сложность обработки, требующая специального программного обеспечения и высокой квалификации исполнителей, а также пониженная чувствительность из-за большого осреднения при выборе интервалов как основных частот, так и нормирующей частоты.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности и эффективности обнаружения залежи и глубины ее залегания при наименьших затратах.

Поставленная задача решается следующим образом.

В способе электроразведки при поисках нефтегазовых месторождений, включающем многократное возбуждение и регистрацию сигналов становления электромагнитного поля приемно-генераторной установкой в точках наблюдения по профилю, обработку полученных данных, выделение контура залежи, регистрируют сигналы становления электромагнитного поля дважды за один цикл наблюдения в течение 1,5-2 ч при различном состоянии магнитотеллурического поля Земли: в темное время суток с 21 ч до 3 ч в точках профиля, пересекающего исследуемый локальный объект, затем - в светлое время суток с 7 ч до 9 ч или при полной Луне или убывающей и растущей Луне или новолунии без изменения положения установки, полученные данные обрабатываются раздельно, определяют значения геоэлектрических параметров, например продольной проводимости S, электропроводности δ, кажущегося сопротивления ρ, по которым расчленяют геоэлектрический разрез на слои, в слоях выделяют интервалы предполагаемых нефтегазовых залежей, затем находят разность соответствующих параметров в разрезе по профилю, строят схемы распределения этих параметров и их разностей, по которым уточняют контуры нефтегазовых залежей.

Существенными различиями в заявляемом техническом решении являются следующие.

Сигналы становления электромагнитного поля в точках наблюдения регистрируют дважды за один цикл наблюдений при различном состоянии магнитотеллурического поля Земли: в темное время суток с 21 ч до 3 ч и светлое время суток с 7 до 9 ч в точках наблюдения профиля, пересекающего исследуемый локальный объект, или при полной Луне, или убывающей и растущей Луне, или новолунии. Это позволяет выявить изменения локальной составляющей геоэлектрических параметров исследуемого локального объекта, связанные с изменением магнитотеллурического поля Земли, т.к. известно, что в темное время суток преобладают среднепериодные магнитотеллурические вариации (10-80 с), а в светлое время - короткопериодные магнитотеллурические вариации (0,1-10 с).

Те же самые изменения геоэлектрических параметров регистрируют при изменении естественного воздействия магнитотеллурического поля Земли в зависимости от состояния фаз Луны - при полной Луне или убывающей и растущей Луне или новолунии.

Регистрацию электромагнитного поля проводят в течение 1,5-2 ч, это время является необходимым и достаточным для зондирований становлением электромагнитного поля в условиях Прикаспийской, Бузулукской и других впадин.

По построенным схемам распределения параметров (S, δ, ρ) и их разностей в темное и светлое время суток, а также в зависимости от состояния фаз Луны, уточняют контур предполагаемой нефтегазовой залежи.

Из изученной патентной и научно-технической литературы авторам не известно техническое решение с перечисленной совокупностью отличительных признаков, что дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям изобретения.

На фиг.1 представлена схема проявления аномалии продольной проводимости S, зарегистрированной в разное время суток: А - запись в темное время 21-22 ч, Б - в светлое время 7-8 ч, В - разность продольной проводимости - S между схемами А и Б.

В качестве дополнительных материалов приведены фиг.2 и фиг.3. На фиг.2 видны изменения высоты главного максимума ионосферы Земли F в средних широтах Северного полушария в течение суток по ракетным данным: I и II - зима и лето при низкой активности Солнца; III - при высокой активности Солнца. На фиг. 3 - типичное распределение по вертикали электронной концентрации в ионосфере. Буквами отмечено положение различных областей (БСЭ, т. 10, 1972 г., с.38).

Способ реализуется следующим образом.

Первичные зондирования выполняют в темное время суток с 21 ч до 3 ч при затухании короткопериодных магнитотеллурических вариаций, создающих помехи при проведении полевых работ по методике зондирования становлением электромагнитного поля (ЗСМП). Затем без перемотки приемно-генераторной установки с 7 ч до 9 ч в светлое время суток измерения полностью повторяют. После окончания цикла измерений установку перемещают на следующую точку исследований с определенным шагом и весь цикл измерений повторяют. Регистрируют электромагнитное поле в интервале времени от до Время отсчитывается от окончания токового импульса возбуждения поля. Длительность токового импульса возбуждения поля определяют экспериментально, как эффективную длительность импульса становления поля по точке пересечения касательной и кривой импульса становления поля в момент его наибольшего спада с осью времени или оценивают по формуле:

где К - коэффициент согласования, уточняемый экспериментально (К≈1,0-1,5);
μ - магнитная проницаемость среды, μ = 4π•10^-7, Гн/м;
S_Σ - суммарная проводимость осадочного чехла до фундамента или до заданной глубины зондирования, См;
Н_m - заданная максимальная глубина зондирования, м;
H_Σ - толщина осадочного чехла, м.

Днем магнитотеллурические вариации по частоте и периодам существенно отличаются от ночных вариаций в силу изменения положения ионосферы и концентрации в ней ионов (см. фиг.2 и 3). Эти изменения приводят к изменению теллурических токов в недрах Земли, которые оказывают влияние и на изменение физико-химической обстановки около всевозможных геолого-геофизических неоднородностей в толще осадочного чехла. Этими неоднородностями могут быть разрывные нарушения, залежи углеводородов, углей и многих руд, особенно сульфидных, т. е. залежи, вокруг которых постоянно идут электрохимические процессы.

Обработку результатов зондирований проводят раздельно, определяют значения геоэлектрических параметров (S, δ, ρ), по которым расчленяют геоэлектрический разрез на слои, в слоях выделяют интервалы предполагаемых залежей, затем находят разность соответствующих параметров в разрезе по профилю, строят схемы распределения этих параметров и их разностей, по которым уточняют контуры нефтегазовых залежей. При вычитании полей региональные составляющие автоматически исключаются и около геоэлектрических неоднородностей выделяются локальные составляющие поля.

На практике приемники электромагнитного поля располагают в точках профиля с определенным постоянным шагом. Ток в генераторной петле возбуждают любым источником импульсов (например, генератором УГЭ-100 или ЭРС-67). Регистрацию поля выполняют цифровой электроразведочной станцией (например, ЦЭС-3, ЦЭС-МГД или Прогресс-48 СЭ). Длительность всего цикла регистрации зависит от геоэлектрических параметров S_Σ, H_Σ, H_m и величины помех, но обычно не превышает 1,5-2 ч. Генераторная группа подает импульсы тока определенной силы и длительности в двухполярном режиме, конечное время регистрации одного сигнала ЗС равно длительности токового импульса, обычно 3-14 с, а также зависит от значений геоэлектрических параметров и определяется по формуле (1).

Способ был опробован в Саратовской геофизической экспедиции. Исследования проводились по профилям, пересекающим локальный объект, который по данным бурения и сейсморазведки слагают карбонатные отложения франко-турнейского возраста верхнего девона и нижнего карбона. Объект по заключению экспедиции перспективен в нефтегазоносном отношении.

По результатам исследований были построены схемы распределения продольной проводимости S, электропроводности δ и кажущегося сопротивления ρ, а также их разностей. В качестве примера конкретной реализации приведены схемы проявления локальной аномалии в пределах контура залежи по продольной проводимости S. На схемах видны отличия проводимости S, обусловленные разными воздействиями магнитотеллурического поля Земли, по сигналам ЗС, зарегистрированным в разное время суток (А, Б) и разность этих двух измерений (В), по которым уточняют контур нефтегазоносной залежи, прогнозируемой по ЗСМП методике фиг.1 (А или Б).

Экспериментальные данные показали, что заявляемый способ повышает эффективность и достоверность геологоразведочных работ при поиске и разведке нефтегазовых месторождений и не требует значительных материальных затрат. Наиболее эффективен данный способ на этапе подготовки структур (объектов) к поисковому бурению, когда известны только предварительные данные о возможном объекте исследований.

Использование: при проведении геофизической разведки нефтяных и газовых месторождений электромагнитным методом. Проводят электроразведку многократным профилированием установкой зондирований, при которой регистрируют сигналы становления электромагнитного поля дважды за один цикл наблюдений при различном состоянии магнитотеллурического поля Земли: в темное время суток с 21 ч до 3 ч в течение 1,5-2 ч в точках профиля, пересекающего исследуемый локальный объект, затем в светлое время суток с 7 ч до 9 ч в течение 1,5-2 ч без изменения положения установки. Полученные данные обрабатывают раздельно, определяют значения геоэлектрических параметров, например продольной проводимости S, электропроводности δ, кажущегося сопротивления ρ, по которым расчленяют геоэлектрический разрез на слои, в слоях выделяют интервалы предполагаемых нефтегазовых залежей. Затем находят разность соответствующих параметров в разрезе по профилю, строят схемы распределения этих параметров и их разностей, по которым уточняют контуры нефтегазовых залежей. Регистрацию сигналов становления электромагнитного поля можно проводить при полной Луне или убывающей и в новолуние или растущей Луне. Технический результат: повышение достоверности и эффективности обнаружения залежи и глубины ее залегания при наименьших затратах. 3 ил.

Способ электроразведки при поисках нефтегазовых месторождений, включающий многократное возбуждение и регистрацию сигналов становления электромагнитного поля приемно-генераторной установкой в точках наблюдения по профилю, обработку полученных данных, выделение контура залежи, отличающийся тем, что регистрируют сигналы становления электромагнитного поля дважды за один цикл наблюдений в течение 1,5-2 ч при различном состоянии магнитотеллурического поля Земли: в темное время суток с 21 ч до 3 ч в точках профиля, пересекающего исследуемый локальный объект, затем в светлое время суток с 7 ч до 9 ч или при полной Луне, или при убывающей и растущей Луне, или новолунии без изменения положения установки, полученные данные обрабатывают раздельно, определяют значения геоэлектрических параметров, например продольной проводимости S, электропроводности δ, кажущегося сопротивления ρ, по которым расчленяют геоэлектрический разрез на слои, в слоях выделяют интервалы предполагаемых нефтегазовых залежей, затем находят разность соответствующих параметров в разрезе по профилю, строят схемы распределения этих параметров и их разностей, по которым уточняют контуры нефтегазовых залежей.