Способ геофизической разведки нефти и газа на водоемах, покрытых льдом Российский патент 2023 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно геофизической разведке и может быть использовано при поиске месторождений углеводородов.

Известен способ многокомпонентного гравиметрического моделирования геологической среды на изучаемой площади (патент RU №2364895, МПК G01V 07/00, опубл. 20.08.2009, Бюл. №23), включающий измерения с гравиметрами по профилям, учет поправки за влияние рельефа местности, построение карты аномалий силы тяжести и выделение информативных составляющих поля, причем профили располагают параллельно или субпараллельно и создают два секущих диагональных профиля, концы которых соединяют между собой связующими профилями, причем один или более пунктов этих диагональных профилей совмещают с пунктами основных профилей, а опорный пункт помещают в перекрестие секущих диагональных профилей, затем в измеренные значения силы тяжести вводят поправки за влияние рельефа местности, выполняют аналитическую аппроксимацию измеренного гравитационного поля с заданной погрешностью и редуцируют его на высоту на несколько горизонтальных плоскостей, путем решения обратной линейной задачи определяют плотности в каждом слое между двумя соседними плоскостями и выполняют построение 3D- диаграммы строения геологической среды, при этом обеспечивают повышенную пространственную разрешающую способность за счет совместного анализа поля силы тяжести и компонентов гравитационного поля второго порядка.

Недостатком данного способа является низкая точность построения модели в сложных условиях, например, при сдвигах или врезах породы (в районах с наличием озер и/или рек), из-за использования только гравитационной разведки, которая в данных условиях дает большую погрешность.

Известен также способ поиска нефтегазовой залежи (патент RU №2145107, МПК G01V 11/00, опубл. 27.01.2000, Бюл. №3), включающий проведение высокоточной аэромагниторазведки и наземной высокоточной гравиразведки, по результатам которых определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, с последующим проведением сейсморазведки методом общеглубинной точки, причем до проведения сейсморазведки в пределах выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей осуществляют геоэлектрохимическую и термомагнитную съемки с определением кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий, при этом о месторождении судят по совпадению выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей и кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий.

Недостатком данного способа является узкая область применения, связанная с нахождением только наиболее продуктивного участка в зоне исследования без определения строения пласта, что впоследствии потребует дополнительных исследований и, как следствие, приведет к потерям времени.

Наиболее близким по технической сущности является способ геофизической разведки месторождений нефти и газа (патент RU №2402049, МПК G01V 11/00, опубл. 20.10.2010, Бюл. №29), включающий проведение высокоточной аэромагниторазведки и наземной высокоточной гравиразведки, по результатам которых определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, с последующим проведением сейсморазведки методом общеглубинной точки, отличающийся тем, что до проведения сейсморазведки в пределах выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей осуществляют геоэлектрохимическую и термомагнитную съемки с определением кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий, при этом о месторождении судят по совпадениию выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей и кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий.

Недостатком данного способа является узкая область применения, связанная с нахождением только наиболее продуктивного участка в зоне исследования без определения строения пласта, что впоследствии потребует дополнительных исследований и приведет к потере времени, при этом сейсморазведка может привести к необратимым процессам в сложных пластовых условиях, например, при сдвигах или врезах породы (в том числе районах с наличием озер и/или рек).

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание способа геофизической разведки нефти и газа, позволяющего проводить исследования в сложных пластовых условиях, расширить область применения за счет определения строения пласта, благодаря дополнительному расширению охвата измеряемой области на 400 - 600 м по периметру, что также позволяет сократить количество дополнительных исследований и связанных с этим потерь времени.

В качестве технического решения предлагается способ геофизической разведки нефти и газа на водоёмах, покрытых льдом, включающий проведение высокоточной аэромагниторазведки и наземной высокоточной гравиразведки, по результатам которых определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложнённых локальными минимумами, показывающие ослабленные зоны, по которым мигрируют углеводороды.

Новым является то, что наземную гравиразведку проводят с поверхности открытого водоёма по квадратной сетке исследований с шагом 150-250 м с дополнительным охватом по периметру отрабатываемой территории на 400-600 м, а аэромагниторазведку проводят масштабом 1:25000 по охвату и сетке исследований, аналогичной по направлению и шагу сетки гравиразведки.

Способ реализуется в следующей последовательности.

На месторождениях, эксплуатируемых 20 лет и больше, к которым относятся месторождения Республики Татарстан (РТ), неразведанными запасами остаются только районы, труднодоступные для разведки и бурения. Чаще всего это акватории озер и рек. Проведение наземной высокоточной гравиразведки (гравитационные исследования), которая совместно с аэромагниторазведкой дает максимально точные результаты по подземным залежам углеводородов месторождения, невозможно большую часть года, поэтому необходимо проведение работ в зимний период, когда водная гладь этих акваторий покроется надежным слоем льда (для РТ - это середина января - февраль). Благодаря этому возможно стационарное размещение высокоточных гравитационных датчиков на поверхности льда в узлах квадратной сетки с шагом 150-250 м. Как показала практика, при шаге выше 250 м значительно падает точность получаемых данных, а менее 150 м - резко возрастает стоимость работ при незначительном росте точности показаний. Поскольку расположение озер и рек часто совпадает с подземными сдвигами или врезами породы месторождения, то получаются показания только наличия или отсутствия углеводородов в исследуемом районе, а структура самого пласта трудна для понимания. Для исключения подобных недостатков гравитационными исследованиями дополнительно расширяют охват по периметру на 400 - 600 м, чем меньше исследуемая площадь водной глади озера и/или реки, тем охват по периметру больше, чтобы увеличить количество поступающих данных. Как показала практика, менее 400 м информации недостаточно для построения структуры пласта месторождения, а более 600 м - не дает существенного прироста в точности подобных посторенний. Проведение высокоточной аэромагниторазведки осуществляют с низколетящего самолета или вертолета, масштабом 1:25000 по охвату и сетке исследований, аналогичной по направлению и шагу сетки гравиразведки, что позволяет наложить друг на друга исследования без дополнительной математической обработки по направлению и шагу (что снижает, как показала практика, точность получаемых данных при наложении на 4-8%), для определения зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, которые показывают ослабленные зоны, по которым мигрируют углеводороды в месторождении. Причем после наложения и компьютерной обработки данных достаточно точно (с погрешностью не более 3 м на месторождениях РТ) определяются размещение и структура исследуемого пласта, что для пластов мощностью 10 м и более не критично при строительстве горизонтальных скважин. При толщинах (мощности) пласта менее 10 м - на данном этапе техники пока нерентабельно осваивать.

На сами способы исследования, оборудование и методы обработки информации авторы не претендуют.

Пример конкретного выполнения

Елабужское месторождение разрабатывается с 1962 года. Основными объектами разработки здесь являются терригенные коллектора кыновского и пашийского горизонтов верхнего девона. Северная часть месторождения не оконтурена бурением и была отработана сейсморазведкой, в связи с нахождением в акватории реки Камы (р. Кама). Пробуренная на севере месторождения скважина (скв.) № 843 вскрыла пласт Д_О на абсолютной отметке - 1437 м, при этом начальный уровень водонефтяного контакта (ВНК) на месторождении составлял - 1436 м. Поисковая скв. №22, расположенная на противоположном берегу реки Камы, вскрывшая пласт Д_О на абсолютной отметке - 1447 м, при её освоении был получен дебит нефти 6,3 т/сут.

Предпосылкой для постановки работ является сходство геологических разрезов скважин № 843 и № 22. Предполагается наличие безымянных поднятий в северной части и в северной части Соболековского участка (район скв. № 128) Елабужского месторождения. С целью обнаружения этих поднятий необходимо провести дополнительные исследования, позволяющие уточнить геологическое строение месторождения.

Было решено провести гравиметрическую съемку данных (гравиразведку) и магнитометрическую (аэромагниторазведку) съемку масштаба(ом) 1:25000 по сетке 200×200 м. Гравиметрические исследования проводились в феврале с поверхности льда в пределах акватории реки Камы. Для корректной стыковки данных результатов гравиразведки и аэромагниторазведки выполнили расширение съемки на 500 метров вокруг по периметру отрабатываемой акватории. Общая площадь гравиметрических работ составит 49.16 кв.км, количество пунктов наблюдения - 1239. При производстве полевых гравиметрических работ использованы гравиметры Scintrex CG-5. Зимние гравиразведочные работы на акваториях по льду проводились силами ООО «ТНГ-Казаньгеофизика» (РТ, ПАО «Татнефть»). Также с вертолета была проведена аэромагниторазведка - высокоточная магниторазведка масштабом 1:25000 аналогичной по направлению гравиразведки и шагом сетки 200×200 м на изучаемой акватории р. Камы, так и вокруг нее на 500 м площадью 142,3 км². Для повышения корректности данных из отрабатываемой территории исключили зоны интенсивных техногенных электромагнитных помех - территории населенных пунктов и участки, прилегающие к ЛЭП. Общее количество пунктов наблюдения аэромагниторазведки - 3563.

На основании интерпретации вновь полученных результатов с дополнительным охватом на 500 м по периметру выполнено трехмерное моделирование с определением структуры исследуемого пласта, а именно: распределение плотности в осадочном чехле и кристаллическом фундаменте с целью выявления в разрезе месторождения плотностных неоднородностей, связанных с перспективными для добычи нефти и/или газа объектами месторождения.

Помимо выявления зон тектонических нарушений, изучение магнитных свойств горных пород позволяет судить о структуре пласта без дополнительных исследований, а именно: о возможных вторичных изменениях над месторождением углеводородов, и сделать выводы о нефте- и/или газоперспективности приподнятых блоков соответствующих пластов.

По результатам исследований в северной части Соболековского участка Елабужского месторождения с берегов р. Камы были пробурены две горизонтальные скважины со вскрытием исследованного пласта, которые дали дебит нефти 8,1 т/сут и 11.8 т/сут соответственно.

Предлагаемый способ геофизической разведки нефти и газа на водоёмах, покрытых льдом, позволяет проводить исследования в сложных пластовых условиях, расширить область применения за счет определения строения пласта, благодаря дополнительному расширению охвата измеряемой области на 400-600 м по периметру, что также позволяет сократить количество дополнительных исследований и связанных с этим потерь времени.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для разведки нефти и газа на водоемах, покрытых льдом. Сущность: проводят высокоточную аэромагниторазведку и наземную высокоточную гравиразведку. Определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, показывающие ослабленные зоны, по которым мигрируют углеводороды. При этом наземную гравиразведку проводят с поверхности открытого водоема по квадратной сетке исследований с шагом 150-250 м с дополнительным охватом по периметру отрабатываемой территории на 400-600 м. Аэромагниторазведку проводят масштабом 1:25000 по охвату и сетке исследований, аналогичной по направлению и шагу сетки гравиразведки. Технический результат: сокращение времени разведки.

Способ геофизической разведки нефти и газа на водоемах, покрытых льдом, включающий проведение высокоточной аэромагниторазведки и наземной высокоточной гравиразведки, по результатам которых определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, показывающие ослабленные зоны, по которым мигрируют углеводороды, отличающийся тем, что наземную гравиразведку проводят с поверхности открытого водоема по квадратной сетке исследований с шагом 150-250 м с дополнительным охватом по периметру отрабатываемой территории на 400-600 м, а аэромагниторазведку проводят масштабом 1:25000 по охвату и сетке исследований, аналогичной по направлению и шагу сетки гравиразведки.