СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ПОИСКА И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ СЕЙСМИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МЕТОДАМИ В ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЕ Российский патент 2018 года по МПК G01V1/38 G01V11/00 

Изобретение относится к области поисков месторождений в акваториях, в частности к поискам месторождений нефти и газа.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при поисках месторождений на шельфе.

Известно устройство (US 7649803), в котором используются донные сейсмические станции, обеспечивающие измерение по 4 каналам (3 геофона+гидрофон) и позволяющие регистрировать все типы волн. Станции расставляются на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станций. Узлы крепления станций располагаются на веревке на строго фиксированном расстоянии, определяемом масштабом съемки.

Известно также устройство для электроразведочных работ (RU 2012111722), в котором электроразведочные станции с донными приемными линиями, оснащенными неполяризующимися электродами расставляются вдоль профиля наблюдения с равномерным шагом, обеспечивая измерение электрической составляющей электромагнитного поля.

Прототипом может служить съемка, выполненная сейсмическими и электроразведочными методами раздельно.

Однако в условиях акваторий и при наличии подводных течений выполнить такую съемку в одних и тех же точках не представляется возможным.

Поставленная задача решается с помощью донной приемной линии, оснащенной узлами крепления сейсмических станций. Линия длиной 500-1000 м состоит из кабеля с центральной грузонесущей частью, выполненной из стального троса или другого материала, например кевлара. На коренном конце приемной линии располагаются силовой узел крепления к электроразведочной станции, например карабин или разрезное звено и герметичный электрический разъем (герморазъем) для подключения к станции неполяризующихся электродов. На расстоянии 3-5 м от силового узла располагается узел крепления донной сейсмостанции, выполненный в виде звена цепи, разрезного звена или петли. Аналогичные узлы крепления сейсмостанций располагаются вдоль приемной линии с шагом 50 м. Приемные неполяризующиеся электроды (не менее двух) располагаются вдоль приемной линии в промежутках между узлами крепления сейсмостанций, на расстоянии не менее 5 м от ближайшей. Ходовой конец приемной линии оснащается вертлюгом с силовым узлом крепления к электроразведочной станции, аналогичным узлу на коренном конце.

При комплексных исследованиях требуется оценить возможное влияние источников сигнала на первичные преобразователи поля - источника упругих волн на электроды и генераторного диполя на гидрофоны и геофоны.

При измерении электромагнитных полей в электроразведке, как правило, используются неполяризующиеся или металлические электроды. И те и другие являются бароустойчивыми, поэтому продольные упругие волны, генерируемые сейсмоисточником, не будут оказывать на них влияния. Это же в полной мере относится и к возникающим в среде волнам смещения.

Анализ опытно-методических показывает, что электромагнитное поле не оказывает влияния на гидрофоны. Возможно лишь воздействие электромагнитного поля на геофоны, представляющие из себя индукционные катушки.

Измерительный датчик сейсмической станции представляет собой катушку медного провода с эффективной площадью примерно 0.6 м². Минимальный уровень сигналов, регистрируемых геофонами, находится около 0.1 мкВ. Любой внешний сигнал, превышающий данный уровень, может считаться помехой при измерении упругих колебаний. Во время включения и выключения тока за счет становления поля в катушке возникает электродвижущая сила.

В качестве упрощенной модели среды для оценки влияния импульсов тока генераторного электрода на геофоны была выбрана модель двухслойной горизонтально-слоистой среды, приближенной к мелководным районам Печорского моря: с удельными электрическими сопротивлениями (УЭС) первого слоя ρ₁=0,3 Ом⋅м, второго - ρ₂=4 Ом⋅м. Глубина моря полагалась равной 20 м.

Возбуждение электромагнитного поля в среде осуществляется посредством горизонтальной генераторной линии длиной около 500 м, в которой формируются прямоугольные импульсы тока порядка 500 А.

По результатам эксперимента белый фон соответствует уровню в 0,1 мкВ. Расчеты показали, что по крайней мере в квадрате со стороной, равной двойной длине генераторной линии, наводимые сигналы превышают заданный порог.

Полученные оценки показывают, что при синхронизации импульсов тока (экспериментально и/или теоретически) с сейсмическим сигналом возможна минимизация влияния тока на геофоны, поскольку максимумы возникающей помехи по времени будут находиться в интервалах прохождения прямой волны от источника упругих волн до сейсмической станции. Для малых глубин (менее 20 м) возбуждение аэромагнитного поля в среде производится за 0,02 с до сигнала с сейсмического преобразователя.

Таким образом, в состав измерительной части комплексной автоматизированной системы сбора (обработки) сейсмических и электромагнитных данных должны входить донные сейсмические и электроразведочные модули. Соотношение сейсмических и электромагнитных модулей должно быть в пределах от 20:1 до 5:1 в зависимости от масштаба сейсмической съемки.

Технический результат

Как показывает опыт, комплексирование сейсмических и электроразведочных данных позволяет повысить в два раза коэффициент успешности бурения. Поэтому насущной задачей является разработка технических решений, позволяющих совместить в пределах одного профиля технологии сейсмических и электроразведочных работ. Такая модификация уменьшает стоимость работ по сравнению с раздельной съемкой на профиле.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для разведки месторождений углеводородов в шельфовой зоне. Заявлен способ комплексной системы поиска и разведки месторождений углеводородов сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне, который осуществляется с использованием донных сейсмических станций, обеспечивающих измерение по 4 каналам (3 геофона: Χ, Y, Z, и 1 гидрофон) и регистрацию всех типов волн, устанавливаемых на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станции. Вдоль профиля дополнительно устанавливают электроразведочные станции с донными приемными линиями, обеспечивающими измерение электрической составляющей электромагнитного поля в пунктах рядом с сейсмическими станциями на расстоянии не менее 5 м от ближайшей станции и заданной кратностью установки датчиков в зависимости от масштаба съемки (сейсмических/электроразведочных) от 20/1 до 5/1. Производят синхронизацию возбуждения сейсмического и электромагнитного полей по минимальному влиянию электромагнитного источника тока на геофоны. Выполняют обработку всех каналов раздельно и совместную (комплексную) интерпретацию сейсмических и электроразведочных данных, по результатам которой судят о наличии залежи углеводородов. Технический результат - повышение эффективности разведочных мероприятий.

Способ комплексной системы поиска и разведки месторождений углеводородов сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне, осуществляемый с использованием донных сейсмических станций, обеспечивающих измерение по 4 каналам, представленным 3 геофонами: Χ, Y, Z, и 1 гидрофоном, и регистрацию всех типов волн, устанавливаемых на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станции, отличающийся тем, что вдоль профиля дополнительно устанавливают электроразведочные станции с донными приемными линиями, обеспечивающими измерение электрической составляющей электромагнитного поля в пунктах рядом с сейсмическими станциями на расстоянии не менее 5 м от ближайшей станции и заданной кратностью установки датчиков в зависимости от масштаба съемки, определяемой соотношением сейсмических датчиков к электроразведочным от 20/1 до 5/1, производят синхронизацию возбуждения сейсмического и электромагнитного полей по минимальному влиянию электромагнитного источника тока на геофоны, выполняют обработку всех каналов раздельно и комплексную интерпретацию сейсмических и электроразведочных данных, по результатам которой судят о наличии залежи углеводородов.