СПОСОБ ПРЯМОГО ПРОГНОЗА ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2012 года по МПК G01V11/00 G01V1/00 G01V9/00 

Изобретение относится к области геофизических и геохимических исследований и может быть использовано при поиске и разведке месторождений нефти и газа.

Известен способ «Оптимизации доразведки, разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений геофизическими исследованиями и технологиями» (Оптимизация доразведки, разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений геофизическими исследованиями и технологиями. Шубик Б.М., Николаев А.В., Ермаков А.Б. В кн. «Методы сейсмических исследований, основанные на принципах эмиссионной томографии». Тезисы докл. М. 2000, с.36-40) [1].

Способ включает формирование поля случайных отраженных волн путем специальной регистрации сейсмограмм на дневной поверхности, выделение в них когерентных компонент, построение карт микросейсмической активности среды и томографических изображений источников сейсмического шума.

Недостатками способа являются:

1. невозможность использования архивных сейсморазведочных данных, ранее проведенных сейсмических исследований перспективных площадей для анализа полей эмиссионных волн; и необходимость проведения дополнительных сейсмических наблюдений по специальной технологии;

2. способ не обладает возможностью определения вещественного состава флюидов, заполняющих поровое пространство коллектора, все ограничивается вероятностным характером прогноза, когда обнаружение водного заполнения коллектора в результате глубокого бурения превышает уровень 50%.

Известен способ сейсмической разведки, заключающийся в прогнозировании положения трещиноватых и кавернозных зон в толще массивных геологических пород по данным стандартных технологий двумерных и трехмерных наблюдений (Способ сейсмической разведки. Патент РФ №2168187, кл. G01V 1/00) [2]. Способ включает возбуждение и регистрацию полного сейсмического волнового поля с обработкой данных, при которой выделяют рассеянные компоненты волнового поля путем устранения регулярных отраженных и многократных волн. Определяют энергетические спектральные характеристики и степень нерегулярности сейсмических сигналов рассеянной компоненты и по аномальным значениям этих параметров производят выделение трещиновато-кавернозных коллекторных зон.

Недостатком способа является то, что наряду с удалением регулярных волн уничтожается и часть рассеянных компонент, содержащих перекрывающиеся между собой участки спектров. Прогноз носит такой же вероятностный характер, а сам способ не может прогнозировать вещественный состав флюидов.

Известен способ геохимической разведки залежей углеводородов, включающий последовательные операции по отбору проб из поверхностного слоя почвы, хроматографический экспресс-анализ на содержание химических соединений ароматического ряда углеводородов и построение карт размещения их аномальных концентраций (Устройство пробоотбора для геохимической разведки. Патент РФ №81344, от 06.10.2008) [3].

В данной методике геохимических исследований для отбора проб применяются искусственные пассивные концентраторы (ИПК) в виде трубок с сорбционным слоем на внутренней поверхности. Контейнер с концентратором устанавливается в грунте на месте отбора пробы. Время экспозиции 12-24 часов. После извлечения контейнеров с концентраторами они доставляются к анализатору, где отобранные вещества десорбируются и анализируются в полевых условиях. На профиле ИПК закладываются в запланированных точках с заданными координатами. По хроматограммам определяются амплитуды пиков разделенных ароматических углеводородов в ppb и в нг/мл в каждой точке геохимического профиля. Результаты оформляются в форме таблиц по площади.

Недостаток способа в том, что хроматографический метод обнаруживает следовые концентрации летучих компонент ароматических соединений, которые могут накапливаться в почве и снежном покрове в результате действия техногенных причин, например работы двигателей внутреннего сгорания, случайных разливов топлива и машинного масла. Поэтому без дополнительных знаний о глубинном строении коллекторов, их структурных особенностей, связанных с трещиноватыми зонами, прогноз наличия залежи по одним геохимическим данным имеет такой же вероятностный характер.

Недостатком способа является его вероятностный характер, невозможность определения глубины залежи и наличие техногенных помех в виде следов от работы двигателей внутреннего сгорания, которые могут быть зафиксированы в пиках разделенных ароматических углеводородов.

Известен способ сейсмической разведки, в котором формируются волновые поля случайных колебаний (микросейсм) на основе сейсмограмм, получаемых при стандартных сейсморазведочных работах, путем создания серии временных полей, составленных из совокупности трасс равных удалений от пункта возбуждения по участкам сейсмограмм, свободным от записи регулярных волн (Способ сейсмической разведки. Патент РФ №2263932, кл. G01V 1/00. (Прототип)) [4]. Эти участки набираются из сейсмограмм многократных перекрытий технологии сейсморазведки общей глубинной точки (ОГТ), объединенные единым пунктом приема. Затем выполняется фильтрация и спектральный анализ волновых полей, где выделяются участки аномально высоких значений низкочастотных составляющих спектра, вычисляется удельная энергия этого частотного интервала колебаний относительно общей энергии полного спектра поля случайных волн и строятся карты распределения по площади сейсморазведочных работ.

Недостатком этого способа является его функциональная ограниченность. Это связано с тем, что эмиссия сейсмических колебаний от трещиноватых коллекторов происходит равномерно во все стороны, а по вертикали и близким к ней направлениям составляет только незначительную часть общего эмиссионного поля. В этой связи технология ОГТ позволяет получить сигнал эмиссии, превышающий технологические шумы, только в последующих частях записи, т.е. на сравнительно больших временах сейсмограммы, а не в самом начале записи после включения регистратора.

Недостатком способа является его вероятностный характер, невозможность определения глубины залежи и наличие техногенных помех в виде следов от работы двигателей внутреннего сгорания, которые могут быть зафиксированы в пиках разделенных ароматических углеводородов.

Кроме того, хроматографический метод обнаруживает следовые концентрации летучих компонент ароматических соединений, которые могут накапливаться в почве и снежном покрове в результате действия техногенных причин, например работы двигателей внутреннего сгорания, случайных разливов топлива и машинного масла. Поэтому без дополнительных знаний о глубинном строении коллекторов, их структурных особенностей, связанных с трещиноватыми зонами, прогноз наличия залежи по одним геохимическим данным имеет такой же вероятностный характер.

Прототипами предлагаемого изобретения являются способы геохимической и сейсмической разведок.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего, используя данные сейсморазведки и геохимической разведки, делать более достоверный прогноз координат залежей нефти и газа и тем самым снизить процент непродуктивных скважин, что приводит к существенному экономическому эффекту, который заключается в снижении материальных и финансовых затрат на их бурение.

Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в том, что благодаря объединению двух методов разведки залежей углеводородов, каждый из которых носит вероятностный характер, можно осуществить прогноз месторождений нефти и газа с повышенной вероятностью обнаружения залежи. Достоверность прогноза координат заложения поисковой скважины возрастает не менее чем в 3 раза.

Задача решается тем, что способ прямого прогноза залежей углеводородов основан на выделении аномалий микросейсмической активности и концентраций химических соединений ароматического ряда углеводородов по одним и тем же профилям. Производится сравнение аномальных распределений между собой и по участкам совпадения аномалий микросейсмической эмиссии и концентраций ароматических соединений со структурными особенностями на сейсмических временных разрезах, производится прогноз пространственного положения залежи.

Для прогноза производится дообработка данных сейсморазведки путем формирования поля случайных волн не только до вступления регулярных волн, но и в последующих частях сейсмограмм, полученных по технологии ОГТ, где время регистрации превышает появление отраженных волн (OВ) от глубинных частей разреза, путем создания совокупности трасс равных удалений от пунктов возбуждения и сводных временных полей, объединенных единым пунктом приема, выделяют участки аномальных значений энергии сейсмической эмиссии, нормированной на энергию общего поля случайных колебаний.

Согласно изобретению волновое поле случайных волн формируют на основе сейсмограмм, полученных при профильных и площадных наблюдениях отраженных волн, путем создания серии временных полей, составленных из совокупности трасс равных удалений от пункта взрыва по участкам, свободным от записи регулярных волн, и сводных временных полей, составленных из сейсмограмм многократных перекрытий, объединенных единым пунктом приема. Выделяют участки аномальных значений энергии низкочастотной составляющей, определяют ее долю в общем поле микросейсм, рассчитывают амплитудно-частотные спектры и их градиенты в низкочастотной области.

Строят карты распределения аномальных концентраций ароматических соединений по площади. Наносят на эти карты распределение аномалий микросейсмической активности и по результатам совпадения аномалий прогнозируют наличие залежи и дают экспертную оценку.

Эффективное прогнозирование перспектив обнаружения ловушек углеводородов в палеозойском комплексе может обеспечить разведочный комплекс, включающий сейсмо- и геохимическую разведки. Известно, что нефтегазовые залежи, будучи неустойчивыми термодинамическими системами, являются источниками повышенного уровня сейсмической эмиссии рассеянных волн в сейсморазведочном диапазоне частот. Более того, показано, что поле микросейсм над газовыми залежами характеризуется локальными изменениями энергии с определенными частотными резонансами, которые могут быть использованы в качестве поисковых признаков (Опыты по регистрации геодинамических шумов от нефтегазовой залежи. Ведерников Г.В., Жарков А.В., Максимов Л.А. 2001. Геофизика, №5, спецвыпуск ОАО «Сибнефтегеофизика») [5].

Опробование таких подходов, но с регистрацией шумов сейсморазведочного диапазона частот, было проведено на нескольких месторождениях в непрерывном технологическом процессе возбуждения и регистрации отраженных сейсмических волн по системе 1C-2D-ОГТ. При этом на сейсмограмме выделялись участки записи как до вступления первых волн от источника, так и в конце записи, где регулярная волновая картина не регистрируется вследствие быстрого затухания. Границы аномалий в распределении плотности энергии геодинамического шума практически точно соответствуют антиклинальным структурным элементам разреза (Ведерников Г.В., Хогоев Е.А. Уточнение блоковых моделей залежей углеводородов по характеристикам микросейсм // Сборник материалов 10-й геофизической научно-практической конференции. 2006, ЕАГО, Тюмень, М. С.17-22) [6].

По современным представлениям сейсмический процесс порождается динамикой упругих деформаций, происходящих в земной коре, и обусловлен механизмами кратковременного накапливания упругой потенциальной энергии горными породами. В настоящее время широко используются два основных подхода к формированию модели сейсмического процесса.

Первая модель базируется на представлении геофизической среды как о сплошном континууме, построенном из множества частиц, обладающих одинаковыми физическими свойствами независимо от размера элементарного объема. Сейсмический процесс в этом случае представляется как результат быстрого во времени взаимодействия падающей на объект упругой волны и его откликом на это воздействие в виде отраженных волн. Вместе с тем, континуальная модель описания упругого поведения горных пород земной коры оказывается явно недостаточной для моделирования сейсмического режима залежи углеводородов. Задача прогноза месторождений на основе использования континуальной гипотезы не решена до сих пор.

Вторая модель базируется на представлениях о блоковой иерархически построенной системе элементов геологического разреза, составляющих залежь углеводородов. Полученные к настоящему времени данные геофизических наблюдений, как и чисто геологических, позволяют утверждать, что сейсмические процессы, связанные с деформированием горных пород, определяются в первую очередь структурными особенностями геологического массива. Физическая сущность сейсмического процесса представляет собой быструю динамическую перестройку структурных элементов среды в размере длины падающей сейсмической волны. Эта перестройка определяется не усредненными по большому объему полями механических напряжений, а их максимальными величинами, которые формируются в мелких блоковых структурах отдельностей среды при поступлении в систему энергии от внешнего источника (сейсмические упругие волны). Физически ясным параметром этого процесса перестройки является динамика накопления энергии упругой деформации, переносимой сейсмическими волнами, следующими из источника и преобразующимися на пути распространения в волны разных типов и классов.

Для более достоверных выводов о наличии залежи углеводородов наряду с физическими характеристиками аномалий необходимо располагать другим параметром предпочтительно химического содержания, но измеренным независимым методом. В данном случае предлагается объединение двух методов, один из которых построен на волновой физической природе распространения сейсмических волн, а другой - на основе диффузионного процесса возгонки углеводородов на глубине и миграции газов, содержащих компоненты ароматического ряда углеводородов, к поверхности земли по случайным каналам.

Теоретической основой предлагаемого изобретения является положение о блоковой иерархически построенной системе элементов геологического разреза, составляющих залежь углеводородов. В этих условиях сейсмическое волновое поле, возникающее при падении упругих волн на блочную структуру, состоит из отраженных, дифрагированных и рассеянных волн, а также и тех, которые претерпели акт обмена поляризации. С другой стороны, физическое моделирование показывает, что каждый такой блок иерархической системы выступает одновременно в двух ролях. Первая из них проявляется в виде фраунгоферовского процесса поглощения тех частей энергии упругих колебаний, которые содержатся в спектре собственных колебаний блока. Поскольку характеристические размеры блоков имеют некоторое распределение, то поглощаются сразу несколько спектральных составляющих амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), деформируя функцию частотного спектра из гладкой в разрывную. Вторая роль состоит в том, что каждый элемент блочной структуры переизлучает поглощенную энергию упругих волн как отдельный источник колебаний сейсмического диапазона частот. При этом амплитуда этого излучения мала и не превышает уровень помех, а частоты занимают ту полосу спектра, которая определяется структурными особенностями строения геологических пород, слагающих коллектор.

На фигуре 1 приведена обобщенная схема выхода на поверхность сейсмической эмиссии трещиноватого объекта путем возбуждения каждого отдельного фрагмента коллектора падающими упругими волнами, генерируемыми поверхностными источниками.

Здесь показано, как при использовании технологии наземной сейсморазведки ОГТ при расположении источников упругих волн (1) на поверхности земли с границами (2) геологического разреза и антиклинальной складки (3) возникают источники (8) рассеянных волн. При этом коллектор разделен внутренними границами (4) на отдельные слои, а сами слои содержат трещины (5), характеризующие проницаемость коллектора и разделяющие его на отдельные иерархически построенные блоки, поглощающие упругую энергию сейсмических волн по траекториям (6), падающих на коллектор от многочисленных источников поверхностного типа (1). Взаимодействие падающих упругих волн с границами геологического разреза вызывает процедуру возникновения отраженных сейсмических волн, регистрируемых расстановкой датчиков на поверхности по траекториям (7). Коллектор, построенный как блочная структура, поглощает часть упругой энергии переносимой волнами, падающими от источников (1), образуя эффект появления внутренних источников (8) переизлучения упругой энергии в виде рассеянных волн, выходящих к поверхности по траекториям (9). Частоты рассеянных волн занимают ту полосу амплитудно-частотной характеристики падающих сейсмических волн, которая обусловлена распределением блоковой структуры коллектора по размерам. Этот сдвиг АЧХ восходящих волн содержит целый интервал частот, которые продуцируются фрагментированными блоковыми телами коллектора, границами которых являются мощности слоев геологических пород (E.V. Birialtsev, I.N. Plotnikova, I.R. Khabibulin, N.Y. Shabalin. The Analysis of Microseisms Spectrum at Prospecting of Oil Reservoir on Republic Tatarstan // EAGE, 69 Confernce & Exhibition, Saint Petersburg 2006. - Saint Petersburg, Russia, 16-19 October 2006, В 016) [7]. Принимая эту геодинамическую модель объекта за основу, физическая теория суперпозиции отдельных независимых друг от друга колебаний утверждает, что основным свойством таких систем является синфазное суммирование колебаний только в областях наименьших различий между частотами и фазами отдельных слагаемых. Технология сейсморазведки ОГТ автоматически способствует накачке энергией, переносимой упругими волнами от искусственных источников, особенно импульсных, в спектре которых содержится достаточно широкий интервал гармонических частот. Действительно, цуг упругих волн, излучаемых сейсмическим источником, обычно записывают в виде суммы определенных гармонических компонент из АЧХ:

u=a₁ exp(ω₁t-k₁z)+a₂ exp(ω₂t-k₂z)+а₃ ехр(ω₃t-k₃z)+…+a_n exp(ω_nt-k_nz), где а_i - амплитуды, ω_i - частоты, k_i=ω_i/с - волновые числа гармонических составляющих волнового пакета.

Как правило, большинство коллекторов, содержащих углеводороды, построено пластами, мощность которых меняется от 1 м (мелкопластовая залежь) до 50 и более м, разделенными друг от друга пустой породой примерно таких же размеров по координате z. Трещины в продуктивных пластах преимущественно вертикальной ориентации или близко к ней. Обычно коллектор построен таким образом, что таких пластов в системе более 10. Если считать, что средняя скорость в породах коллектора не более 3000 м/с, то в этом случае переизлученные волны будут нести частоты от 170 Гц (высокочастотные составляющие) до 4 Гц (низкочастотные), что на самом деле и наблюдается в спектрах сейсмической эмиссии упругих волн от залежи. Отсюда следует вывод о том, что если аномалия сейсмической активности содержит в основном низкочастотные составляющие, то можно прогнозировать массивный коллектор, имеющий мощность пласта более 50 м. Если аномалия построена на высокочастотных составляющих до 80 Гц, к примеру, то коллектор относится к мелкослоистым и состоит из пластов, мощность которых не превышает 10 м.

Известно, что нефтегазовые залежи, будучи неустойчивыми термодинамическими системами, являются источниками повышенного уровня геодинамических шумов и порождают самопроизвольный процесс переноса вещества из мест его повышенной концентрации (залежь углеводородов) в сторону выравнивания разностей концентраций, то есть к поверхности земли. Эти процессы разной физической природы подчинены одному и тому же свойству геологического разреза, а именно - трещиноватости, но математически описываются двумя уравнениями. Первый из них подчиняется волновому уравнению вида ∂² u/∂t²=с²(∂² u/∂x²+∂²u/∂z²), второй - уравнению диффузии dm=-D(∂C/∂z+∂С/∂x) Sdt, где с - скорость распространения упругих волн, u - смещение частиц среды из положения равновесия, dm - масса переместившегося вещества, D - коэффициент диффузии, определяющий количество вещества, прошедшего через площадь 1 см² в течение 1 сек, С - концентрация углеводородов на уровне залежи, t - время, z, x - координаты глубины и профиля, S - площадь сечения, ∂С/∂z - компонента градиента концентрации по глубине, ∂С/∂x - компонента градиента концентрации по профилю.

Если объект поиска характеризуется определенной проницаемостью, то есть построен фрагментированными горными породами, то пакет упругих волн, распространяющихся с поверхности, на глубине проходит границу смены пород близко к нормальному падению, поскольку скорость упругих волн в трещиноватой среде меньше, чем в покрывающей. Допустим, что продольная волна падает на границу под углом θ₁, а входит в объект под углом θ₂, при чем θ₁>θ₂. В связи с этим потенциалы скоростей для двух сред представляются как:

Ф_r=A_rexp j(ωt-k₁zcos θ₁+k₁xsin θ₁)+А_τехр j(ωt+k₁ z cos θ₁+k₁ xsin θ₁);

Ф_τ=А_τ exp j(ωt+k₂ zcos θ₂+k₂ xsin θ₂)+A_r exp j(ωt+k₂ zcos θ₂+k₂ xsin θ₂).

Эта задача, связанная с законом Снеллиуса, широко используется в сейсморазведке, поэтому приведем окончательный результат и найдем условие, при котором слой фрагментированных горных пород полностью поглощает энергию падающей продольной волны. Коэффициент отражения запишется в виде:

R_r=(δ^-1-δ)/[(δ^-1-δ)²+4ctg² k₂h cos θ₂]^1/2; δ=ρ₂k₁ cos θ₁/ρ₁k₂ cos θ₂. Потребуем, чтобы R_r=0, это возможно только в том случае, если знаменатель дроби обратится в бесконечность, то есть ctg k₂ h cos θ₂=∞, когда аргумент котангенса будет равен nπ. Откуда находим, что k₂h cos θ₂=nπ или после преобразований h=cos θ₂ λ/2. Но угол падения мал, поэтому θ₂ будет еще меньше, в связи с чем получаем, что полное поглощение энергии падающей волны наступает при мощности фрагментов горных пород по оси Z в пределах половины длины волны, входящей внутрь фрагмента.

Но волновой пакет сейсмической упругой волны содержит множество гармонических составляющих, ограниченное АЧХ импульса, генерируемого источником. Коллектор также имеет распределение фрагментированных горных пород по размерам. Следовательно, каждая гармоническая составляющая волнового пакета найдет подходящий размер мощности по оси Z и в конечном итоге сейсмоприемники на поверхности зарегистрируют сейсмическую активность залежи в целом интервале частот от высоких (60 Гц) до низких (10 Гц). Более того, отметим, что шумы сейсмической активности залежи будут восходить к поверхности земли, то есть закон изменения скоростей обратный, чем для падающих волн. В этом случае энергия шумов сейсмической активности залежи фокусируется на ограниченных площадях поверхностной расстановки сейсмоприемников.

Перейдем к уравнению диффузии: dm=-D(∂C/∂z+∂С/∂x)S dt - возьмем интеграл по времени m=-D(∂C/∂z+∂С/∂x)S(t₀-t), где t₀ - текущее время на момент образования залежи, t - текущее время измерения; поскольку t>t₀, то масса измеряемого продукта будет положительна. Максимальная концентрация ароматических компонент углеводородов находится на уровне залежи. В течение времени Δt=t-t₀ концентрация ароматических компонент рассеивается по геологическому разрезу и выходит на поверхность земли, где накапливается в поверхностных слоях почвы. Принимая геодинамическую модель о блоковой иерархически построенной системы элементов геологического разреза, пути миграции паров углеводородов будут проходить по каналам, которые образованы границами между фрагментами геологического разреза. При этом поровое давление залежи проталкивает пары углеводородов в трещины несмотря на то, что эти пути не имеют прямого выхода на поверхность. Трещины в земной коре образованы геодинамикой и тектоническими напряжениями, связанными с мелкими и крупными землетрясениями. Как правило, при землетрясениях происходит вспарывание геологических пород преимущественно в вертикальных направлениях. Для примера на фигуре 2 приводится образование трещин, вышедших на поверхность при Чуйском землетрясении 2003 года.

Таким образом, пути миграции летучих компонент углеводородов в основном субвертикальны. Время с момента образования залежи на глубине исчисляется сотнями миллионов лет. За этот период даже при полной укупорке произойдет истечение летучих компонент в области пониженного порового давления в результате раскрытия ранее образованных трещин. Эта область пониженного давления - атмосфера планеты, то есть верхняя часть геологического разреза, построенная преимущественно из рыхлых пород осадочного комплекса. Боковой распор на глубине z, препятствующий проникновению летучих компонент углеводородов в горизонтальных направлениях, составляет P_z=νρgz+P_atm, где ν - коэффициент Пуассона, ρ - плотность пород, g=10 м/с - ускорение свободного падения, P_atm=10 Па - давление воздуха на поверхности Земли. В этом смысле препятствий для движения летучих компонент углеводородов по вертикальным или близким к ним направлениям нет по сравнению с горизонтальными перемещениями массы, когда необходимо преодолевать горизонтальные силы распора, возникающие в горных породах вследствие действия гравитации. По этим причинам необходимо рассмотреть растекание компонент только в верхней части разреза, но в этой части градиенты концентрации летучих компонент ∂С/∂x значительно меньше, чем градиент по вертикали ∂C/∂z. Установим, на какой глубине (z) боковой распор будет равен атмосферному давлению, то есть когда P_atm=νρgz, считая координату z от поверхности. Получим, что z=P_atm/νρg. Оценивая эту глубину, найдем, что z будет порядка 17 м. Считая, что с этой глубины миграция летучих компонент залежи будет происходить равномерно во все стороны, в том числе и по 4 горизонтальным направлениям. Исходя из таких условий, на поверхности зона аномальных концентраций ароматического ряда углеводородов будет больше на 600 м², чем истинные размеры залежи.

Способ осуществляют следующим образом.

В условиях проведения сейсморазведки стандартным методом общей глубинной точки ничего менять нет необходимости. Все технологические операции на профилях остаются в пределах геологического задания. Единственное условие на использование предлагаемого изобретения заключено в увеличении процесса регистрации сейсмических волн на 1 секунду и запись полевых сейсмограмм без фильтрации и автоматической регулировки усиления. Это позволит наряду с материалом шумов, записанных в начальных частях сейсмограмм, использовать и последующие их части, но без привлечения процедур вычитания регулярных отраженных волн. Далее приступают к формированию полей случайных волн на основе сейсмограмм, получаемых при проведении профильных или площадных наблюдений. Эти поля (их два) по начальной части сейсмограмм и по конечной части составляются по совокупности трасс равных удалений. Эти сейсмограммы объединяют в сводные временные поля, составленные по совокупности сейсмограмм многократных перекрытий, объединенных единым пунктом приема. Выполняют фильтрацию временных полей с получением сейсмограмм по интервалам частот: 0-10; 10-20; 20-40 и 40-80 Гц, по каждому интервалу частот вычисляется удельная энергия как отношение энергии фильтрованного интервала к полной энергии двух полей совокупности трасс равных удалений. Определяют амплитудно-частотные спектры и их градиенты, строят графики этих градиентов, нанося их на профиль или на площадь работ в истинных координатах, выделяя участки с аномально высокими энергиями сейсмической активности геологического разреза. Эти участки отмечают на профиле или площади соответствующими заметными вешками.

После окончания этих операций и процедур обработки и нанесения на карту координат аномалий сейсмической активности среды приступают к процедуре измерения аномальных концентраций летучих компонент ароматического ряда углеводородов в пределах тех зон, на которых определены аномалии энергии сейсмической активности. Через эти зоны протягивают линейные профили для измерения концентраций. Профили должны быть удлинены не менее чем на 100 м по сравнению с границами зон аномалий энергии сейсмических шумов. Для отбора проб применяются искусственные пассивные концентраторы (ИПК) в виде трубок с сорбционным слоем на внутренней поверхности. Контейнер с концентратором устанавливается в грунте на месте отбора пробы на глубине не менее 1 м. Время экспозиции 60 мин, в течение которых через ИПК 2 раза прокачивают воздушную массу с интервалом 20 мин. После извлечения контейнеров с концентраторами они доставляются к анализатору, где отобранные вещества десорбируются и анализируются в полевых условиях. На профиле ИПК закладываются в запланированных точках с заданными координатами через 50 м. По хроматограммам определяются амплитуды пиков разделенных ароматических углеводородов в ppb и в нг/мл в каждой точке геохимического профиля. Результаты оформляются в форме таблиц по площади. Аномальные концентрации наносят на карту площади работ и сопоставляют с аномалиями энергии сейсмической активности.

Если эти аномалии совпадают между собой, то приступают к определению координат заложения поисково-разведочной скважины, которые назначают по максимальным значениям энергии и концентрации углеводородов.

Источники информации

1. Оптимизация доразведки, разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений геофизическими исследованиями и технологиями. Шубик Б.М., Николаев А.В., Ермаков А.Б. В кн. «Методы сейсмических исследований, основанные на принципах эмиссионной томографии». Тезисы докл. М. 2000, с.36-40.

2. Способ сейсмической разведки. Патент РФ №2168187, кл. G01V 1/00.

3. Устройство пробоотбора для геохимической разведки. Патент РФ №81344, приоритет 06.10.2008, опубликован 10.03.2009 (Полезная модель).

4. Способ сейсмической разведки. Патент РФ №2263932, кл. G01V 1/00 (Прототип).

5. Опыты по регистрации геодинамических шумов от нефтегазовой залежи. Ведерников Г.В., Жарков А.В., Максимов Л.А. 2001. Геофизика, №5, спецвыпуск «30 лет «Сибнефтегеофизике», ЕАГО, «Гере», с.96-98.

6. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. О свойстве дискретности горных пород // Известия АН СССР. Сер. Физика Земли. 1982. №12. С.3-18.

7. Ведерников Г.В., Хогоев Е.А. Уточнение блоковых моделей залежей углеводородов по характеристикам микросейсм // Сборник материалов 10-й геофизической научно-практической конференции. 2006, ЕАГО, Тюмень, М. С.17-22.

8. E.V.Birialtsev, I.N.Plotnikova, I.R.Khabibulin, N.Y.Shabalin. The Analysis of Microseisms Spectrum at Prospecting of Oil Reservoir on Republic Tatarstan // EAGE, 69 Confernce & Exhibition, Saint Petersburg 2006. - Saint Petersburg, Russia, 16-19 October 2006, В 016.

Изобретение относится к областям геофизических и геохимических исследований и может быть использовано при поиске и разведке месторождений нефти и газа. Сущность: строят карты распределения аномалий микросейсмической активности среды по данным сейсморазведки по методу общей глубинной точки и концентраций углеводородов ароматического ряда. Оценивают соотношение пространственного положения выделенных аномалий и структурных особенностей временных разрезов. Причем построение карт распределения микросейсмической активности среды проводят в тех временных интервалах сейсмограмм, где они свободны от записей регулярных отраженных волн. Находят корреляционные связи между полями вычисленных параметров аномалий случайных сейсмических волн и концентраций углеводородов ароматического ряда. На основании экспертной оценки выдают рекомендации на бурение разведочных скважин. Технический результат: повышение достоверности результатов прогноза. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ прямого прогноза залежей углеводородов, включающий построение карт распределений аномалий микросейсмической активности среды по данным сейсморазведки по методу общей глубинной точки и концентраций ароматического ряда углеводородов, экспертную оценку соотношения пространственного положения выделенных аномалий со структурными особенностями временных разрезов сейсморазведки, отличающийся тем, что построение карт распределений микросейсмической активности среды проводят в тех временных интервалах сейсмограмм по методу общей глубинной точки, где они свободны от записей регулярных отраженных волн, находят корреляционные связи между полями вычисленных параметров аномалий случайных сейсмических волн и концентраций ароматического ряда углеводородов, проводят по ним экспертную оценку и выдают рекомендации на бурение разведочных скважин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что построение карт распределения аномалий микросейсмической активности среды проводят по двум временным интервалам сейсмограмм метода общей глубинной точки, до и после регистрации регулярных отраженных волн, путем создания серии временных полей рассеянных волн, составленных из совокупности трасс равных удалений, объединенных единым пунктом приема, с частотной фильтрацией временных полей, вычисления удельной энергии низкочастотной составляющей и нанесением на карту аномалий удельной энергии этой составляющей по отношению к общей энергии поля случайных волн в соотношении не менее чем 1:3, где за единицу принимается общая энергия поля случайных волн.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что построение карт распределения аномалий концентрации ароматического ряда углеводородов проводят по тем участкам профилей, на которых выделены аномалии микросейсмической активности, путем установки пассивных концентраторов непосредственно в приповерхностный слой почвы на глубину не менее 1 м с последующим экспресс-анализом проб в полевых условиях.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что экспертную оценку карт аномалий микросейсмической активности и концентраций ароматического ряда углеводородов осуществляют путем сравнения пространственных координат этих аномалий между собой и, в случаях совпадения, задают координаты заложения разведочной скважины по положению пространственных координат максимумов аномалий микросейсмической активности и концентрации ароматических углеводородов.