Способ геотерморазведки Советский патент 1981 года по МПК G01V9/00 

(54) СПОСОБ ГЕОТЕРМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизических разведочных методов и может быть использовано при поисках различных полезных ископаемых. Известен способ терморазведкиГ, основанный на бурении скважин, термо каротаже ствола последних с получением термограмм и последукхдей их интерпретации. О скоплениях того или иного полезного ископаемого судят по наличию на термограммах положительных или отрицательных аномалий. Например, в зоне окисления сульфидньк руд тег/пературы повышаются. Аналогичные положительные тепловые аномалии обнаруживаются над залежами нефт В зоне многолетней мерзлоты отрицательные геотермические аномалии фиксируются над залежами кристаллогидратного природного газа. Аналогичное явление отмечено в газонлсньох пластах, как следствие охлаждения газа при его расширении. Известен также способ геотермораз ведки 2, сущность которого заключается в том, что, с целью сокращени объема разведочного бурения, по данным разведочных и эксплуатационных скважин, характеризующих изменение температуры с глубиной нефтега.зонос ных и водоносных структур с аналогичными геологическими условиями, строят график-геотермрграмму, на который наносят полученные температурные максимумы пробуренных неглубоких скважин исследуемого района и по их расположению относительно геотермограммы определяют нефтегазоносную структуру. Этот способ недостаточно эффективен, так как максимумы температур в этом способе определяют в неглубоких скважинах (глубина 15, 25, 30 м и т.п.). В то же время геотермическое поле на этих срезахформируется не только за счет эндогеиньдх (глубинных), но и экзогенных (поверхностных) факторов, (выветривание, окисление, инфильтрация поверхностных вод, нагрев поверхности Земли лучами солнца и т.д.). Кроме того, этот способ рассчитан лишь на поиск нефтегазовых залежей. Он требует бурения хотя и неглубоких , но все же большого количества скважин. Исключение ряда недостатков прототипа возможно на основании подавления экзогенных терьюобразующих факторов созданием более мощного (для

данной глуб-инной зоны) искусственного теплового поля.

Целью изобретения является поиск скрытых рудных и битумных тел, пересекающих водоносные горизонты.

Поставленная цель достигается тем, что в предполагаемых зонах распространения полезных ископаемых перпендикулярно к направлению движения подземных вод бурят профили скважин, в ряд пусковых скважин, расположенных выше по потоку, помещают термоэлементы одинаковой мощности и нагревают подземную воду, а в ряду наблюдательных скважин, расположенных ниже по потоку, измеряют температуру воды, и по характеру дефо эмации теплового потока СУДЯТ о.наличии рудных и углеводородных залежей. с целью получения дополнительной информации включение и выключение термоэлементов осуществляют периодически, одновременно или разновременно.

Способ основан на различиях тепло-, проводностей подземных вод, породообразующих минералов, рудных и битумных .тел. Благодаря высокой теплоемкости воды (для химической чистой воды 4,9-10 Дж/кгК), при фильтрации в однородном песчаном горизонте, как показывают расчеты, она способна сохранять повышенную по отношению с Ч)оном температуру на расстояниях, измеряемых несколькими километрами. Этому же способствует низкая теплопроводность основных породообразующих минералов (песок, глинистые минералы, карбонаты и др.).

Рудные же минералы характеризуются резко повышенными значениями коэффициента теплопроводности по отношению к таковым воды и породообразующих минералов (в десятки и несколько десятков раз) . Природные битумы-, наоборот, имеют пониженную теплопроводность (всего 0,12 Вт/мК для нефти по сравнениюС 2,15 Вт/мК для породообразующего минерала кварца).

Поэтому обтекание нагретыми подземными водами рудных или битумных тел приведет к деформации теплового поля в наблюдательных сКважинах.

На чертеже представлен характер деформаций теплового поля в наблкщательных сквг1жинах. Все термограммы построены на один и тот же промежуток времени. На оси L (расстояние) нанесены наблюдательные скважины., на оси Т - температура воды.

Пунктирная линия 1 здесь характеризует отсутствие рудных или битумных тел. При наличии на трассе потока рудного тела подземная вода теряет большее количество тепла, термо« грамма или ее участок смещается вниз (линия 2). При наличии битумного тела наблюдается прямо противоположная картина (линия 3). Цифрами 4, 5, 6,7 обозначены скважины.

В ряде случаев термоэлементы можно заменить закачкой в пусковые скважины природных термальных вод.

Способ позволяет расширить комплекс методов, используемых для поиска скрытых (слепых) рудных и битум5 ,ных тел,, .

Формула изобретения

0 1. Способ геотерморазведки,основанный на бурении скважин, термокаротаже их ствола, получении термограмм и последующей интерпретации данных измерений, отличающийся

5 тем, что, с целью поиска скрытых рудных и битумных тел, пересекающих водоносные горизонты, в предполагаемых зонах распространения полезных ископаемых перпендикулярно к направп лению движения подземных вод бурят профили скважин, в ряд пусковых скважим, расположенных выше по потоку, помещают термоэлементы одинаковой мощности и нагревают подземную воду, а в ряду наблюдательных скважин, расположенных ниже.по потоку,измеряют температуру воды и по характеру деформации теплового потока судят о наличии и углеводородных залежей .

0 2. Способ геотерморазведки по п.1, отличающийся тем, что включение и выключение термоэлементов Осуществляют периодически, как .одновременно, так и разновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Мехтиев Ш.Ф. и др. Геотермические исследования нефтяных и газовых месторождений, М., Недра, I9il, с. 215.

W 1961.93, кл. G 01 V 9/00, 1964 (прототип).