Способ построения геоэлектрического разреза методом отраженных электромагнитных волн общей глубинной точки (МОЭМВ-ОГТ) Российский патент 2025 года по МПК G01V3/12 G01V3/38 G01S13/89 

Изобретение относится к геофизической разведке методом глубинной георадиолокации и может быть использовано как самостоятельно для определения строения и обнаружения неоднородностей приповерхностной части разреза, так и в составе комплексных геофизических исследований в процессе обработки сейсморазведочных и электроразведочных данных (комплексирование).

Для построения геоэлектрической модели разреза в методах электроразведки применяют методы инверсии данных с использованием априорной информации о геологическом и структурном строении участка, при этом качество количественной интерпретации тем лучше, чем ближе стартовая модель к истинной. Недостатком применяемых методов является зависимость от априорной информации и применение методов решения обратных задач, которые не имеют однозначного и единственного решения. В силу некорректности обратной задачи определяемое положение подповерхностных границ неоднозначно, что влияет на достоверность количественных оценок и пространственное разрешение получаемой геоэлектрической модели.

Известен способ измерения соляно-содовой проводимости почвы на основе георадиолокации (CN105928987A, 15.04.2016). Недостатком способа является необходимость предварительного определения связанных коэффициентов пересчета для данных георадара по пробам имеющихся в разрезе соляно-содовой почвы.

Известен способ фазовой коррекции двухпараметрической полной инверсии волновой формы георадара для одновременного получения параметров диэлектрической проницаемости и проводимости (CN109655910A, 18.01.2019). Недостатком способа является повышенная неоднозначность многопараметрической инверсии, в которой степень влияния каждого из параметров на данные георадара априори неизвестна.

Известен способ определения размеров и характеристик подповерхностных объектов методом георадиолокации (US10451726 В1, 27.06.2018). Недостатком способа является необходимость наличия четких изолированных дифракционных гипербол от изучаемого объекта.

Таким образом, известные способы не обеспечивают получение геоэлектрической модели разреза по данным георадиолокации в полной мере, при этом традиционные способы получения геоэлектрической модели по данным электроразведки обеспечивают низкое в сравнении с георадиолокацией пространственное разрешение.

Задачей предлагаемого решения является разработка способа построения геоэлектрической модели на основе данных глубинной георадиолокации за счет проведения скоростного анализа данных годографов при помощи гиперболической аппроксимации и применении соответствующего аналитического решения телеграфного уравнения.

Технический результат заявляемого решения заключается в получении детального описания электрических свойств разреза - вертикального распределения электрических параметров (интервальной скорости, ДП, УЭС) без бурения и без необходимости в априорной геологической информации и применения методов инверсии.

Технический результат достигается тем, что способ построения геоэлектрического разреза - виртуальной скважины - методом отраженных электромагнитных волн общей глубинной точки (МОЭМВ-ОГТ) включает проведение радиолокационного зондирования, основанного на регистрации зависимости электромагнитного отклика среды от расстояния между приемником и источником с получением результатов волнового взаимодействия, регистрацию годографов отраженных электромагнитных сигналов, проведение скоростного анализа данных годографов с определением вертикального распределения эффективной скорости электромагнитного сигнала и построением временного разреза, преобразование временного разреза в глубинный разрез с получением вертикального распределения интервальных скоростей электромагнитного сигнала по глубине, пересчет интервальных значений скорости электромагнитного сигнала в интервальные значения диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС), построение геоэлектрического разреза в виде распределения интервальных значений относительной диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС) по глубине.

На фиг. 1 представлен алгоритм построения геоэлектрического разреза - виртуальной скважины.

На фиг. 2 представлен геоэлектрический разрез - виртуальная скважина по параметру УЭС. Отмечено положение многолетнемерзлых пород и мощного водонасыщенного горизонта.

Построение геоэлектрической модели проводят поэтапно в последовательности как это показано на чертеже.

Способ реализуется следующим образом.

На первом этапе производят георадиолокационное зондирование, в процессе которого регистрируют зависимость электромагнитного отклика среды от расстояния между приемником и источником (годографы). На втором этапе производят скоростной анализ полученных данных годографов с определением вертикального распределения эффективной скорости электромагнитного сигнала. На третьем этапе на основе данных скоростного анализа преобразуют временной разрез в глубинный с получением вертикального распределения интервальных скоростей. На четвертом этапе, с учетом частоты зондирующего сигнала, производят пересчет интервальных значений скорости сигнала в интервальные значения диэлектрической проницаемости (ДП), удельного электрического сопротивления (УЭС). Алгоритм построения виртуальной скважины представлен на фиг. 1.

Этап 1. Производят радиолокационное зондирование с применением метода глубинной георадиолокации, обеспечивающего регистрацию волновой записи отраженного сигнала без существенных аппаратных искажений (без частотного стробирования, без частотной фильтрации и без нелинейного усиления сигнала), в процессе которой регистрируют зависимость электромагнитного отклика среды от расстояния между приемником и источником (записывают годографы) с выбранным числом накоплений записи.

Этап 2. Производят скоростной анализ полученных данных годографов с определением вертикального распределения эффективной скорости электромагнитного сигнала при помощи гиперболической аппроксимации или иного алгоритма скоростного анализа. Данная процедура может выполняться при помощи автоматизированных программ на основе специальных математических алгоритмов решения обратных задач распространения волн.

Этап 3. На основе данных скоростного анализа преобразуют временной разрез в глубинный с получением вертикального распределения интервальных скоростей по глубине.

Этап 4. Производят пересчет интервальных значений скорости сигнала в интервальные значения диэлектрической проницаемости (ДП), удельного электрического сопротивления (УЭС).

Для высокочастотного приближения, когдаσ<εω, где σ - электропроводность среды, ε - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, ω - круговая частота, определяют эффективную интервальную относительную диэлектрическую проницаемость ε по значениям интервальной скорости νпо формуле:

где с - скорость света в вакууме.

Для низкочастотного приближения, когда σ>εω определяют эффективное интервальное удельное электрическое сопротивление ρпо формуле:

где ƒ - частота сигнала, μ. - абсолютная магнитная проницаемость среды. Для немагнитной среды можно положить магнитную проницаемость равной магнитной постоянной.

Результат - виртуальную скважину - в виде распределения относительной диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС) по глубине представляют в виде массива численных значений, в графическом виде или с помощью цветовой палитры.

Объединенные данные нескольких виртуальных скважин представляют в виде объединенных массивов данных, а также в 2D и 3D-визуализациях.

Заявленный способ был опробован в геологических условиях нефтегазового месторождения в Восточной Сибири. Положительный опыт был получен в ходе геофизических исследований методом отраженных электромагнитных волн с изменяемой базой разноса приемника и передатчика (МОЭМВ-ОГТ) на глубину свыше 500 м. Скоростной анализ полученных данных МОЭМВ-ОГТ был произведен на основе алгоритмов обработки данных сейсморазведки в пакете типовой обработки SeisSpace/ProMAX. Виртуальная скважина (фиг. 2) представлена в палитре значений УЭС, рассчитанных на основе формулы (2).

Полученные экспериментальные данные показывают его высокую эффективность, достоверность и высокое пространственное разрешение.

Изобретение относится к геофизической разведке методом глубинной георадиолокации и предназначено для изучения строения и электрофизических свойств геологических слоев, элементов, недр, а также обнаружения неоднородностей и аномалий. Предложен способ построения геоэлектрического разреза методом отраженных электромагнитных волн общей глубинной точки (МОЭМВ-ОГТ), который включает проведение радиолокационного зондирования, основанного на регистрации зависимости электромагнитного отклика среды от расстояния между приемником и источником с получением результатов волнового взаимодействия, регистрацию годографов отраженных электромагнитных сигналов, проведение скоростного анализа данных годографов с определением вертикального распределения эффективной скорости электромагнитного сигнала и построением временного разреза. Способ также включает преобразование временного разреза в глубинный разрез с получением вертикального распределения интервальных скоростей электромагнитного сигнала по глубине, пересчет интервальных значений скорости электромагнитного сигнала в интервальные значения диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС), построение геоэлектрического разреза в виде распределения интервальных значений относительной диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС) по глубине. Технический результат заключается в получении детального описания электрических свойств разреза - вертикального распределения электрических параметров (интервальной скорости, ДП, УЭС) без бурения и без необходимости в априорной геологической информации и применения методов инверсии. 2 ил.

Способ построения геоэлектрического разреза методом отраженных электромагнитных волн общей глубинной точки (МОЭМВ-ОГТ), включающий проведение радиолокационного зондирования, основанного на регистрации зависимости электромагнитного отклика среды от расстояния между приемником и источником с получением результатов волнового взаимодействия, регистрацию годографов отраженных электромагнитных сигналов, проведение скоростного анализа данных годографов с определением вертикального распределения эффективной скорости электромагнитного сигнала и построением временного разреза, преобразование временного разреза в глубинный разрез с получением вертикального распределения интервальных скоростей электромагнитного сигнала по глубине, пересчет интервальных значений скорости электромагнитного сигнала в интервальные значения диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС), построение геоэлектрического разреза в виде распределения интервальных значений относительной диэлектрической проницаемости (ДП) и удельного электрического сопротивления (УЭС) по глубине.