Способ поиска месторождений нефти и газа

 

1. СПОСОБ ПОИСКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА, при котором регистрируют синхронно вариации компонент электромагнитного поля Земли в пунктах, расположенных на поверхности в пределах исследуемой области, отличающийся тем, что, с целью повьшения детальности исследования , дополнительно выбирают пункты , образующие измерительную сетку замкнутых контуров, регистрируют последовательно для каждого контура, синхронно во всех его пунктах, вариации горизонтальньсх магнитных составляющих электромагнитного поля Земли, производят разделение вариаций , определяют их амплитуды и частоты , вычисляют для каждого контура суммарное аномальное поле, суммируя по всем вьщеленным частотам величину +...,к. где п - число пунктов контура; К - число вьщеленных вариаций разных частот; а - среднее значение амплитуды. вариации К пункта п, после чего строят карту суммарного аномального поля исследуемой области в изоляциях, по которым судят о наличии и границе залежи. 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение вариаций производят, фильтруя высокочастотные помехи и низкочастотные вариации и выделяя составляющие вариаций с определенными амплитудами и частотами. 3.Способ по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью определения средней глубины залегания , находят резонансные частоты по зависимости величины суммарного ано1мального поля от частоты вариации, выбирают пункты, образующие сетку (Л замкнутых контуров, вложенных один в другой и расположенных вокруг центра залежи на расстояниях, выбранных в диапазоне от минимальной воз можной глубины залегания до технически доступной глубины бурения, прою водят в этих пунктах регистрацию ва риаций .горизонтальных магнитных сосийь тавляющих электромагнитного поля Земли на резонансных частотах, выИ«|& числяют суммарное аномальное поле к для каждого контура, определяют ю среднюю глубину залегания по площади контура, соответствующего максимальному значению величины суммарного аномального поля. 4.Способ по пп. 1-3, о т ли чающийся тем, что, с целью повышений точности исследования, повторно определяют границу залежи, i предварительно взяв расстояния между ближайшими пунктами равными средней глубины залегания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 0 V 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (91) 3216276/24-25 (22) 08.09.80 (46) 15. 10.86. Бюл. 9 38 (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (72) А.Ф.Семенцов и В.Ф.Семенцов (53) 550.837 (088.8) (56) Патент США ff 3943436, кл.324-8, опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 615441, G 01 V 3/08, 1978. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОИСКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА, при котором регистрируют синхронно вариации компонент электромагнитного поля Земли в пунктах, расположенных на поверхности в пределах исследуемой области, отличающийся тем, что, с целью повьппения детальности исследования, дополнительно выбирают пункты, образующие измерительную сетку замкнутых контуров, регистрируют последовательно для каждого контура, синхронно во всех его пунктах, вариации горизонтальных магнитных составляющих электромагнитного поля

Земли, производят разделение вариа-. ций, определяют их амплитуды и час-. тоты, вычисляют для каждого контура суммарное аномальное поле, суммируя по всем выделенным частотам величину а -аяк +!а.„аазкI + ° ° +1а„,-а1к1 в где и — число йунктов контура;

К вЂ” число выделенных вариаций разных частот; а . — среднее значение амплитуды, õ вариации К пункта и после чего строят карту суммарного аномального поля исследуемой области

ÄÄSUÄÄ 1264122 А1 в изоляциях, по которым судят о наличии и границе залежи.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что разделение вариаций производят, фильтруя высокочастотные помехи и низкочастотные вариации и выделяя составляющие вариаций с определенными амплитудами и частотами.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью определения средней глубины залегания, находят резонансные частоты по зависимости величины суммарного аномального поля от частоты вариации, выбирают пункты, образующие сетку замкнутых контуров, вложенных один в другой и расположенных вокруг центра залежи на расстояниях, выбранных в диапазоне от минимальной воз,можной глубины залегания до технически доступной глубины бурения, проводят в этих пунктах регистрацию вариаций горизонтальных магнитных составляющих электромагнитного поля

Земли на резонансных частотах, вычисляют суммарное аномальное поле для каждого контура, определяют среднюю глубину залегания по площади контура, соответствующего максимальному значению величины суммарного аномального поля.

4. Способ по пп. 1-3., о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности исследования, повторно определяют границу залежи, предварительно взяв расстояния между ближайшими пунктами равными средней глубины залегания.

12б412?

5. Способ по пп. f-4, о т л и— ч ающий с я тем, что, с целью уменьшения количества используемых комплектов аппаратуры для регистраИзобретение относится к технической физике, а именно к геофизическим способам разведки с помощью магнитных средств, основанным на измерении магнитного поля Земли, и может быть использовано для разведки залежей нефти и газа.

Известен линейно-интеграционный способ магнитной разведки, при котором производят измерение полного магнитного поля Земли в ряде пунктов, расположенных вдоль замкнутого контура, вычисляют путем линейного интегрирования по замкнутому контуру на основе закона полного тока величину силы вертикального электрического тока, судят о наличии нефтегазовых месторождений или о наличии твердых пород по направлению от поверхности или к поверхности верти." кального электрического тока.

Недостатком известного способа является низкая точность, обусловленная тем, что в данном способе не увеличиваются вариации магнитного паля Земли.

Наиболее близким к изобретению является способ геоэлектрической разведки, основанный на измерении естественного электромагнитного поля

Земли, использующий синхронную регистрацию вариаций компонент электромагнитного поля и в других пунктах.

Недостатком известного способа является низкая детальность исследования, что приводит к появлюнию зна.чительных трудностей в установлении геологической природы выявленных аномалий, Цель изобретения — повьпнения детальности исследования.

Указанная цель достигается тем, что согласно спрсобу поиска месторождений нефти и газа, при котором регистрируют синхронно в пунктах, расположенных на поверхности в пределах ции вариаций, выбирают пункты, образующие измерительную сетку замкнутых контуров в вице треуголь, ник ов . исследуемой области, вариации компонент электромагнитного поля Земли, дополнительно выбирают пункты, образующие измерительную сетку замкнутых контуров, регистрируют последовательно для каждого контура, синхронно во всех его пунктах., вариации горизонтальных магнитных составляющих электромагнитного поля Земли, производят

10 разделение вариаций, определяют их, амплитуды и частоты, вычисляют для каждого контура суммарное аномальное поле, суммируя по всем выделенным частотам величину

2KI+ аQK -à3Kl+ °,+1а -а<„1 где n — число пунктов контура;

К вЂ” число выделенных вариаций разных частот; а — среднее, значение амплитуды

20 вариации К пункта п, после чего строят карту суммарного аномального поля исследуемой области в изолиниях, по которым судят о наличии и границе залежи.

Кроме того, разделение вариаций производят. фильтруя высокочастотные помехи и низкочастотные вариации и выделяя составляющие вариаций с определенными амплитудами и частотами.

Кроме того, с целью определения средней глубины залегания, находят резонансные частоты по зависимости величины суммарного аномального поля от частоты вариаций, выбирают пункты, 35 образующие сетку замкнутых контуров, вложенных один в другой и расположенный вокруг центра залежи на расстояниях, выбранных в диапазоне от минимальной возможной глубины залегания

4О до технически доступной глубины бурения, проводят в этих пунктах регистрацию вариаций горизонтальных магнитных составляющих электромагнитного поля Земли на резонансных частотах, 45 вычисляют суммарное аномальное лоле для каждого контура, определяют

1264122 среднюю глубину залегатлия по площади контура, соответствующего максимальному значению величины суммарного аномального поля.

Ф

С целью повьппения точности иссле— дования повторно определяют границу месторождения, предварительно взяв расстояния между ближайшими пунктами равными средней глубине залегания.

С целью уменьшения количества йс- 10 пользуемых комплектов аппаратуры для регистрации вариаций выбирают пункты, образующие измерительную сетку замк( нутых контуров в виде треугольников.

Изобретение имеет следующее физическое обоснование. Существование электрических токов в земной коре обусловлено, в основном, вариациями магнитного поля Земли, локальными электрическими полями атмосферы, электрохимическими и термоэлектрическими процессами в недрах. Сформированная залежь углеводородов по своим физическим характеристикам соответствует в простейшем случае плоскому электрическому конденсатору, функции проводящих пластин которого выполняют отрицательно заряженные слои между насыщенным углеводородами пространством коллектора, покрышкой и подстилающими породами, образующиеся из-за группирования потенциалов в результате электрохимического взаимодействия углеводородов с веществом пород на границах раздела. Роль З5 диэлектрического прослоя выполняет газо- или нефтенасыщенный объем пород, обладающих резко пониженной диэлектрической проницаемостью. Столб редуцированных пород над залежью, обла- 40 дающих повышенной по сравнению с окружающим пространством, поляризуемостью,играет роль индуктивного сопротивления . Залежь углеводородов— объем редуцированных пород — окружа- 4S ющее геологическое пространство образуют естественный электромагнитный . колебательный контур — изучающую систему, источником возбуждения которой являются переменные электро- 50 магнитные поля Земли. Вариации магнитного поля Земли являются наиболее удобными для регистрации сигналов от залежи.

П р е р. На местности в райо- 55 не предполагаемого месторожпения выбирают систему пунктов наблюдений, расположенных в вершинах равносторонних треугольштков на расстояниях, например, 3 км. Точки — центры замкнутых контуров, к которым отнесены вычисленные для каждого контура значения суммарного аномального поля.

Эти значения вычислены по реальному локальному полю аномалии hT, Карта — топографическая схема составляется по одной из составляющих — А для составляющих Л„ х1 построение аналогично. Карта по второй составляющей используется преимущественно для контроля.

Результаты исследований представляют не в виде карты отклонений от среднего или карты отклонений от тренда (что требует дополнительных расчетов), а в виде равных значений аномальных амплитудных составляющих.

Определение границ залежей производят следующим образом.

Выделяют области повышенных значений поля, образованные замкнутыми изолиниями, в пределах которых существуют кольцевые аномалии, образованные изолиниями с повторяющимися значениями. Далее по.максимумам аномалий проводят линии, отвечающие границам залежей. Центральную точку каждой залежи выбирают в соответствии с ее конфигурацией как максимально удаленную от границ.

В качестве примера берут один из контуров общей сети, у которого одна из точек попадает в контур залежи.

Данные по одному такому контуру позволяют судить только о наличии залежи, но никак не о ее границах и точном местоположении.

Пусть на местности, и районе предполагаемой залежи, взяты три пункта, расположенные в вершинах равностороннего треугольника на расстояниях

3 км. B качестве наземных средств измерения вариаций электромагнитного поля Земли используются три станции

ЦЭС-1. Производят синхронную регистрацию вариаций горизонтальных составляющих H. и Н, магнитного поля Земли к в интервале периодов от 5 — 10 с до

1000 с (0,1-0,001 Гц) в нттзкочастотной области в течение суток.

В качестве конкретных данных для примера взяты материалы магнитнотеллурического зондирования (МТЗ).

Полученные магнитные ленты цифровой записи станций ЦЭС-1 по каждому из трех пунктов наб:тюлений обрабаты5 1264 ваются по системе автоматизированной обработки данных МТ3 на ЭВМ БЭСМ вЂ  в соответствии с Инструкцией по эксплуатации системы обработки МТЗ—

МВЗ вЂ” ЦЭС вЂ” 1 (GITA — АЧТО) — Версия

4М вЂ” 3,75.

Используемые при обработке параметры следующие: количество каналов станции 4; шаг сетки частот 1,4 Гц; относительная полоса фильтра t,2 Гц; шаг дискретизации 0,29 с; постоянная

Н„ 0,0024 гамм; постоянная Н

12? Ь

0,0024 гамм; шум магнитных каналов

0,00099.

Система обработки данных осуществляет процедуры ввода информации в

ЭВМ, редакции, узкополосной фильтрации для разделения вариаций, определение характеристик вариаций (в данном случае амплитуды) и получение амплитуд вариаций на каждой частоте (периоде). Полученные данные для двух пунктов по Н вЂ” и Н -составляющим

Х введены в та блицу.

Период вариации, Тк

Ну

) ),нх а,, i I

0,338 2,194 2,265 2,321

1,040 1,770 1,862 1,893

0,156 1,466 1,606 1,760

0,456 1 973 2,028 2,00

1,08

2,22 о

7,766

7 21,83 7,856

9,800

3,888 11,59 11,77 13,71

8,30 15,14 15.01 18,15

4,24

8 23,20

9 32,48

17.69

17,68 ?1 „84

18,02 22,37

6,02

18, 17

8,40

18,26 18,37 21,17

11,57 11,49 15,23

5,82

7,32

8,78

i 2,63

14,12

14,20

12.82

2,98

13,19

4,040 12,36

3,68

2, 480 19, 20 19, 00 21, 01

3,62

0,580 29,84 30,58 29,90

0,12 1

Для третьего пункта наблюдения замкнутого контура, находящегося 0 в пределах условной залежи, значения средних амплитуд Н„ и Н„ рассчитаны с учетом реальных значений локальных аномалий DT, полученных для месторождения нефти (абсолютные отметки водо-нефтяных контактов (770) (2270) м высокочувствительным аэромагнитометром КАМ-28.

Данные из столбцов I, II, III

I таблицы используются для вычисления аномальных составляющих а, вариаций поля для каждой иэ частот i (периодов} по формуле а = <(a,-àä ) + 1;а;, -а,-;,) + (ад-а) .

Результаты вычислений соответственно для составляющих Н и Н. приУ веделы в таблице.

Средняя амплитуда пол

1 1ь702 2в979 Зв023 Зз138

2 4,059 2,213 2,331 2,733

3 5,684 2,061 2,124 2,139

4 7,957 2,772 2,980 3,00

5 11,14 5,368 5,508 5,908

6 15,59 10,09 10,17 11,20

10 45,47 13,94 14,34 18,84

11 63,66 12,70 12,69 17,09

12 89,12 13,28 13,48 15,30

13 124,7 20,94 21,79 22,18

14 174,6 23,19 24,76 23,48

Средняя амплитуда поля

3,538 3,837 3,860

6,699 6,600 7, 7

0,254

0,246

0,588

0,054

0,644

2,002

1264122 и — а

14

1=1

А хч

ВНИИПИ Заказ 5557/46 1ираж 728

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4

Суммарные аномальные составляющие для компонентов поля А и A опредех ч ляются по формуле

1 14

А = — -+a = 3 682 гамм

14

У

1= 1

А = †вЂ, а = 2,684 гамм, ч 14, ч

Заметим, что согласно расчетной формуле величина суммарного аномаль- 15 ного поля А представляет сумму модулей и поэтому всегда неотрицательна. . Под "положительным значением аномальной амплитудной. составляющей" понимается положительное отклонение 20 (аномалия) абсолютных значений аномальных составляющих в соответствующих точках относительно средних значений, вычисленных для всей территории, точнее, положительные отклонения этих значений в точках от поверхности тренда.

Полученные значения аномальных составляющих поля на частотах К (периодах) свидетельствуют о наличии 30 залежи на глубине.

Для последующего уточнения положения залежи по глубине строятся зависимости аномальных составляющих а„ и а„ от частоты (периода). Резонансным частотам отвечают периоды в пределах 23-54 с для Н„ и 23-74 с для Н„, соответственно 0,0430,0185 Гц и 0,043-0,0133 Гц.

На найденных резонансных частотах 40 для точки P находящейся в центральной части залежи, производят дополнительные полевые измерения (они мо ут быть отнесены по времени от первоначальных) в вершинах системы 45 замкнутых контуров с расстояниями ,между пунктами одновременной регистрации 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5;

Обработка результатов измерений 50 осуществляется аналогично. В результате получены, например, значения суммарной аномальной составляющей

A„ ooT eT eHHo 3,65; ; 6,35;

6,68; 6,95; 6,4; 4,2; 3,75 и 3,6. 55

Для каждого из контуров вычисляют его площадь по формуле

S =a — ГЗ где a — сторона. треугольника.

S, =0,108 км ; 5,,=0,433 км ; 8

0 974 км

S- =2,706 км ; Б =3,897 км ; S,=

=5,305 км ; S =6,928 w ; S =8,769 км и строят график зависимости А (Б).

Максимум А соответствует Б =2,706 км. х

Уточненная глубина залегания залеякя Н =4ГА „= 72,706 = 1,646 км.

Для детализации пространственного положения залежи проводят измерения аномальных составляющих вариаций горизонтального магнитного поля Земли на резонансных частотах в сети замкнутых контуров с размерами, соответствующими полученной средней глубине залегания залежи, строят карты изоаномал и по контуру положительной аномалии судят об уточненных размерах залежи. Эти работы могут быть проведены в любое время после основных работ.

Использование способа обеспесивает следующие преимущества: исключается неоднозначность решения о соответствии выявленной аномалий залежам, повышается точность определения пространственного расположения залежей, сокращается объем исследовательских работ, что обеспечивает снижние их стоимости. С использованием дополнительных сведений (сопротивление, поляризуемость пород, мощность и т.д.) способ позволяет решать задачи определения качественной (фазовое состояние и состав углеводородов) и я количественной (оценки запасов) характеристик нефтегазовых месторождений.

Экономический эффект от внедрения предложения на выявленных структурах возникает за счет сокращения объемов поискового бурения. На уже выявленных залежах экономический эффект получен за счет сокращения оконтуривающего бурения на 2-3 скважины. Экономический эффект при поисках залежей неструктурного типа возникает за счет исключения затрат на поиски ловушек и сокращения объемов поискового бурения.