Способ поиска ископаемого водорода в осадочной толще Российский патент 2022 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к методике поисков и разведки залежей ископаемого водорода в осадочной толще древних платформ, имеющей в средней части разреза породы трапповых формаций.

Известна методика поиска источников газообразного водорода, заключающаяся на поисковой стадии в поисках каналов дегазации свободного водорода, связанных с тектонически активными зонами земной коры. (Ларин Н.В. Строение Земли и водородная энергетика, Окружающая среда и энерговедение, 2021-3, Viacheslav Zgonnik et al. Evidence for natural molecular hydrogen seepage associated with Carolina bays (surficial, ovoid depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA), Prog, in Earth and Planet. Sci. 2, 31 (2015). https://doi.org/10.1186/s40645-015-0062-5)

Недостатком способа является нацеливание на поиск зон или каналов дегазации, связанных тектонически активными территориями. Результаты применения методики будут зависеть от сейсмоактивности территории, и будут выявлять только динамические потоки дегазации водорода

Наиболее близким способом является способ поисков в недрах Земли скоплений газообразных водорода и гелия, осуществляемый с помощью регионального прогнозирования гелийводородоносности территории, локального прогнозирования в пределах потенциально перспективных региональных геотектонических структур, поисковое бурение. Причем бурение проводят в точечных местах современного выхода гелийводородоносных флюидов из мантии в верхние этажи коры - в активных глубинных разломах, особенно в континентальных и океанических рифтах, а в их пределах - на участках аномально высоких уровней теплового потока, сейсмичности, электропроводности, на взрывных кольцевых структурах, на вскрытых интрузивах центрального типа - массивах ультраосновных щелочных пород и в других тектонических структурах имагматических телах, корни которых дренируют верхнюю мантию. (И.В. Кудрин, В.Н. Орлянкин, К.И Кудрин «СПОСОБ ПОИСКОВ В НЕДРАХ ЗЕМЛИ СКОПЛЕНИЙ ГАЗООБРАЗНЫХ ВОДОРОДА И ГЕЛИЯ», Патент RU 2316028 С2, опубликован 27.01.2008) с последующим разбуриванием выявленных перспективных структур.

Недостатком способа является то, что он нацелен только на поиск потоков дегазации. Результат достигается только в случае попадания непосредственно в канал дегазации. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа поиска и разведки залежей ископаемого водорода в осадочной толще древних платформ, имеющих в разрезе проявление траппового магматизма.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности построения моделей геологических сред в осадочном разрезе, перекрытом породами трапповых формаций, являющимися почти единственными природными покрышками (Alain Prinzhofer et al. Discovery of a large accumulation of natural hydrogen in Bourakebougou (Mali), September 2018 International Journal of Hydrogen Energy 43 (42) DPI: 10.1016/j.ijhydene.2018.08.193). с целью поиска скоплений ископаемого водорода, экранированных породами трапповых формаций.

Способ реализуется следующим образом.

На изучаемой территории проводится магнито-теллурическое зондирование, результаты интерпретируются в рамках одномерного геоэлектрического разреза (диаграмма электромагнитного импеданса близка к круговой), в случае влияния краевых эффектов, интерпретации ведется раздельно по продольным и поперечным кривым кажущегося сопротивления (ρк). Появление в осадочном разрезе промежуточного изолятора на глубинах, соответствующих примерно средней части осадочной толщи является первым поисковым признаком, указывающим на присутствие пород трапповых формаций в разрезе. Необходима постановка сейсмических исследований в модификации методом отраженных поперечных волн. По результатам определяется место заложения поисково-разведочной скважины и определяется ее конструкция.

При прохождении бурением в интервале вышеописанного изолятора тщательно отбирается керн. Наличие в керне кристаллических пород преимущественно основного состава (темноцветные порфировые разности базальтов и долеритов) является вторым поисковым признаком, подтверждающим природу кристаллических пород в качестве пород трапповых формаций и однозначно указывающим на необходимость продолжения бурения до выхода из кристаллических пород, вскрытия терригенной толщи и, затем, до вскрытия кристаллических пород фундамента.

Окончательный поиск залежей углеводородов в захороненной под породами трапповых формаций терригенной толще проводится по результатам скважинных исследований и результатам вертикального и непродольного сейсмопрофилирования (ВСП-НВП) в комплексе с результатами сейсмических исследований методом поперечных волн, с учетом гравитационной дифференциации в пределах выявленных ловушек.

Способ позволяет с большей достоверностью и точностью построить геологическую модель строения подтрапповых терригенных отложений для целей поиска залежей ископаемого водорода, а при небольшой мощности подтрапповой толщи является единственным инструментом освещения строения этих отложений. При этом результат достигается при сравнительно низких затратах за счет соблюдения стадийности, что обеспечивает низкую себестоимость добываемого продукта.

Изобретение относится к методике поисков и разведки залежей ископаемого водорода в осадочной толще древних платформ, имеющей в средней части разреза породы трапповых формаций. Для выбора точки заложения и конструкции скважины сначала выполняются исследования магнитотеллурическим методом и сейсмические исследования с регистрацией поперечных волн с целью определения строения подтраппового пространства, далее по результатам исследования кернового материала определяется нижняя кромка трапповой формации, а по результатам скважинных исследований и результатам ВСП-НВП в комплексе с результатами сейсмических исследований методом поперечных волн с учетом принципа гравитационной дифференциации осуществляется поиск залежей ископаемого водорода.

Способ поиска залежей ископаемого водорода в осадочной толще, включающий выявление на древних платформах проявления траппового магматизма, выполнение сейсморазведочных работ 2D повышенной кратности, бурение поисково-разведочных скважин, при этом для выбора точки заложения и конструкции скважины сначала выполняют исследования магнитотеллурическим методом и сейсмические исследования с регистрацией поперечных волн с целью определения строения подтраппового пространства, далее по результатам исследования кернового материала определяют нижнюю кромку пород трапповых формаций, а по результатам скважинных исследований и результатам ВСП-НВП в комплексе с результатами сейсмических исследований методом поперечных волн осуществляется локализация залежей ископаемого водорода.