Способ поисков месторождений углеводородов на шельфе Российский патент 2018 года по МПК G01V11/00 G01V3/08 G01V1/38 

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

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

Целью изобретения является повышение точности и надежности электроразведки, применяемой в комплексе с сейсморазведкой, в качестве индикатора залежей углеводородов.

Известен способ комплексирования сейсмических и электроразведочных способов поиска залежей углеводородов, реализованных на искусственных полях [1].

Источники возбуждения сейсмических полей создаются с помощью пневмопушки или взрывов. Благодаря большой мощности источников упругих колебаний, возбуждение сейсмических волн решается пока успешно.

Однако искусственное электрическое поле создается источником (например, генератор двуполярных импульсов, 0,05-10 Гц), расположенным на соизмеримых с расстояниями до искомых объектов удалениях. Поэтому возникающие из-за этого неоднородности искусственного электрического поля сказываются на надежности выделения объектов поиска.

Известна «Система аэроэлектромагнитной съемки во временной области, метод и программное обеспечение для получения данных» [2], состоящая из присоединяемого к летательному аппарату буксируемого устройства, включающего гибкую несущую раму, секции передатчика и приемника.

Передатчик генерирует импульсы магнитного поля в направлении земли. Амплитудный усилитель обеспечивает усиление ответного сигнала от земли на импульс магнитного поля.

Однако система не может эффективно облучать осадочные породы дна моря, так как слой воды удаляет литосферу от источника излучения и приемника, и требуется использовать очень мощный источник.

Другое дело, если использовать сверхмощный источник магнитного поля. К примеру, как это предложено в настоящем изобретении, - вариации геомагнитного поля. Магнитные вариации индуцируют в нижнем полупространстве электрические токи, которые в свою очередь становятся источниками магнитного поля [3].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является «Способ индуктивной аэроэлектроразведки на шельфе по вариациям геомагнитного поля» [4].

Однако недостатком этого способа является невысокая точность оценки аномальной проводимости малоглубинных локальных неоднородностей верхней части разреза из-за их удаленности от установленного на борту носителя магнитометра и большой скорости носителя. Кроме того, при аэромагнитной съемке аномалии вариаций геомагнитного поля оцениваются только в точках пересечения маршрутов. Это уменьшает число точек на аномалиях и уменьшает соответственно надежность выделения вариационных аномалий.

Для геофизической разведки на акватории интерес представляют магнитотеллурические поля, захватывающие большие объемы земной коры и приземного пространства [3].

Электромагнитная волна, возбуждаемая расположенным в ионосфере источником, достигает земной поверхности в виде плоской волны [3]. Если геологическая среда однородная, то на большом пространстве будут индуцированы мгновенные однородные токи. Вторичные магнитные поля будут зависеть в основном от геологического строения.

Если в пределах локально-однородного блока пород установить стационарную (на время съемки) базисную наземную или донную магнитовариационную станцию (МВС), то она будет регистрировать изменение фонового вариационного поля. Аномальные поля вариаций будут регистрироваться, к примеру, на профиле во время гидромагнитной съемки в акватории, в зависимости от электрических свойств пород. Тогда аномалии вариаций могут быть вычислены по разности выделенных вариаций во время гидромагнитной градиентометрической съемки и наблюденных вариаций на МВС, и/или их отношению.

Способ индуктивной электроразведки по вариациям геомагнитного поля на шельфе может быть реализован при выполнении гидромагнитной градиентометрической съемки. При этом используются также прямые измерения вариаций на базисной магнитовариационной станции. Аномалии вариаций вычисляют по разности между прямыми (наблюденными на МВС - δT_v) и косвенными (вычисленными по результатам магнитной градиентометрической съемки) поправками ΔδT_a=δT_g-δT_v. Строится карта (графики) аномальных («разностных») вариаций и по ее аномалиям , где σ(ΔδT_a) - среднее квадратическое отклонение «разносных» аномалий), выделяют участки пород с аномальной электрической проводимостью, а по величине вариационных аномалий судят о величине аномалий продольной электрической проводимости надопорной толщи осадочного чехла. В аномальных местах может быть произведен мониторинг (измерения вариаций на разных частотах, электрическая составляющая регистрируется непрерывно), по которому может быть выполнена интерпретация, по типу МТЗ.

При выполнении комплексных съемок в акваториях шельфовых морей используют сейсморазведку - для поиска перспективных структур, электроразведку - для поиска аномалий больших сопротивлений и/или поляризуемости, созданных залежью, а по их аномалиям выделяют перспективные структуры. Однако подобные сочетания встречаются очень редко. Поэтому требуется найти такие дополнительные критерии, которые дают возможность выносить решения о перспективности обнаруженных структур.

После установки сейсмических и электроразведочных станций судно может выполнять не только сейсмические и электроразведочные исследования на искусственных полях, но и выполнять другие съемки, например, гидромагнитную.

При выполнении съемки с сейсмическими и электроразведочными станциями судно попутно выполняет гидромагнитную градиентометрическую съемку на профиле для изучения магнитного разреза.

В результате обработки данных магнитной градиентометрической съемки (после интерпретирования градиентов поля по градиентометру) получаем магнитное поле без вариаций, а в разности между наблюденным полем и полем без вариаций, вычисленное по соответствующим методикам [5], получаем вариации геомагнитного поля на профиле, где установлены донные: сейсмические и электроразведочные станции.

Измеренные вариации геомагнитного поля на базисной МВС (δТ₀) сопоставляем по времени съемки на профиле, вычисляем их разность и/или отношение и получим изменение проводимости на профиле.

Очевидно, что такая схема позволяет выполнить комплексную съемку с измерением теллурических токов без специальных наблюдений.

Для исследования электромагнитных полей производится измерение разности потенциалов электрического поля двумя электродами донных станций и измерение магнитного поля магнитометром для определения вариаций магнитного поля. Их измеряют так, чтобы измерять перпендикулярные компоненты поля в горизонтальной плоскости. Вертикальная компонента может быть измерена третьим зондом. Смоделировать оба варианта при наличии электрической станции не представляет труда. Тогда отпадает задача измерений вариации магнитного поля без установки специальных донных вариационных станций.

В связи с тем, что вариации геомагнитного поля, созданные токами в ионосфере, приходят к земные коре в виде плоской волны, надежность выделения аномалий проводимости будет высокой. А для высоких широт, где вариации геомагнитного поля и их возмущения встречаются очень часто, - это может стать повсеместным явлением.

Технический результат - повышение эффективности обнаружения месторождений углеводородов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Якубовский Ю.В., Ляхов Л.Л., Электроразведка, Из-во Недра, М., 1964;

2. Система аэроэлектромагнитной съемки во временной области, метод и программное обеспечение для получения данных, заявка на изобретение №2005119284;

3. Яновский Б.М., Земной магнетизм I: Морфология и теория магнитного поля Земли и его вариаций, Из-во ЛГО (Ленинградского университета), Л., 1964;

4. Способ индуктивной аэроэлектроразведки на шельфе по вариациям геомагнитного поля, патент №2497156;

5. Паламарчук В.К., ж. Геология и Геофизика №10, Новосибирск: НАУКА, 1983.

6. Фонарев Г.А. Способ морской электроразведки. Авт.свидетельство №169704, 1965 г.

7. Бердичевский М.Н., Жданова О.Н., Яковлев А.Г. Электромагнитные аномалии на дне океана. Проблемы исследования электромагнитных полей на акваториях. АНСССР, ИЗМИРАН, 1983 г.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска месторождений углеводородов на шельфе. Сущность: на исследуемом участке выполняют сейсморазведочные и электроразведочные исследования посредством соответствующих станций, установленных на профиле. Причем сейсморазведочные исследования используют для выделения перспективных на углеводороды структур, а электроразведочные исследования – для поиска аномалий повышенного сопротивления и/или поляризуемости, созданных залежью. При этом в качестве дополнительного критерия используют аномалии вариаций геомагнитного поля. С этой целью посредством магнитовариационной станции, установленной в геологически однородном блоке пород за пределами исследуемого участка, регистрируют вариации геомагнитного поля. Кроме того, измеряют на исследуемом участке геомагнитное поле магнитометром-градиентометром в движении двумя разнесенными вдоль профиля датчиками. Оценивают вариации геомагнитного поля по магнитовариационной станции и вариации, полученные по результатам геомагнитной градиентометрической съемки. Вычисляют аномалии вариаций и отождествляют их с аномалиями продольной проводимости осадочного чехла. По выделенным посредством сейсморазведки структурам, аномалиям повышенного сопротивления и/или поляризуемости, определенным по данным электроразведки, и аномалиям продольной проводимости осадочного чехла, определенным по данным геомагнитных съемок, выделяют комплексную аномалию и отождествляют ее с залежью углеводородов. Технический результат: повышение эффективности поисков месторождений углеводородов на шельфе.

Способ поисков месторождений углеводородов на шельфе, заключающийся в проведении сейсморазведочных и электроразведочных исследований посредством установленных на профиле донных сейсмических и электроразведочных станций, отличающийся тем, что дополнительно изучают вариации геомагнитного поля (δTv) в геологически однородном блоке пород за пределами исследуемого участка, производят измерение магнитного поля Земли магнитометром-градиентометром в движении двумя разнесенными вдоль профиля датчиками магнитометра, оценивают вариации магнитного поля по вариационной станции (δTv) и вариации, полученные по результатам магнитной градиентометрической съемки (δTg), вычисляют аномалии вариаций (δТа) по разности δТа=δTg-δTv и отождествляют их с аномалиями продольной проводимости осадочного чехла, осуществляют частотный вариационный мониторинг выделенных аномалий, с учетом выделенных по данным сейсморазведки структур, аномалиям повышенного сопротивления и/или поляризуемости, выделенных по данным электроразведки, и аномалиям проводимости выделяют комплексную аномалию и отождествляют ее с залежью углеводородов.