Способ прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки температуры до глубин ниже забоя пробуренных скважин. Сущность: на поверхности Земли в окрестности пробуренных скважин, для которых известны данные электрокаротажа, измеряют горизонтальные компоненты естественного магнитотеллурического поля в интервале частот, достаточном для проникновения поля на глубину, до которой необходимо осуществить прогноз температуры. По двум поляризациям поля в первичном поле определяют компоненты тензора импеданса . Затем по значениям проводят одномерную инверсию, в результате которой в точке измерения поля строят вертикальный профиль удельного электрического сопротивления. Значения сопротивления определены для точек измерения температуры в скважине. По построенному в окрестности скважины профилю удельного сопротивления, а также по данным электрокаротажа в самой скважине строят профиль псевдоэлектрокаротажа до заданной глубины с использованием предварительно обученной первой искусственной нейросети соответствию построенного в окрестности скважины профиля удельного сопротивления и каротажных данных в самой скважине. Затем с использованием обученной нейросети выполняют прогноз псевдоэлектрокаротажа на глубинах ниже забоя скважины по данным удельного электрического сопротивления в ее окрестности на этих глубинах. Проводят обучение второй нейросети на соответствии данных электро- и термокаротажа в самой скважине, после чего с ее использованием строят прогнозную кривую температуры ниже забоя скважины по построенному на первом этапе псевдоэлектрокаротажу. Технический результат: повышение точности прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин, что, в свою очередь, повысит достоверность оценки потенциала геотермальных ресурсов, а также даст возможность обнаруживать залежи углеводородов по создаваемым в их окрестности температурным аномалиям. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

 

Изобретение относится к области геофизических средств исследования Земли, а именно электромагнитных исследований (разведочной геофизики), и может быть использовано для оценки температуры до глубин ниже забоя пробуренных скважин.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ прогноза температуры земных недр по детерминанту кажущейся электропроводности, определяемой по результатам магнитотеллурических зондирований в окрестности пункта осуществления прогноза (см. Спичак В.В., Захарова O.К. "Электромагнитный геотермометр", М., Издательство Научный мир, 2013, патент РФ №2326413, опубл. 10.06.2008).

Недостатком известного способа следует признать тот факт, что используемые с этой целью профили электропроводности в окрестности скважин зачастую существенно отличаются от электрокаротажа в самих скважинах, что ставит под сомнение точность такого прогноза температуры на глубинах ниже ее забоя.

Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в построении уточненных прогнозных оценок температуры на глубинах ниже забоя скважин по электромагнитным данным, измеренным в их окрестности, и данным электрокаротажа в самих скважинах.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного способа, состоит в осуществлении более точного прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин, что, в свою очередь, повысит достоверность оценки потенциала геотермальных ресурсов, а также даст возможность обнаруживать залежи углеводородов по создаваемым в их окрестности температурным аномалиям.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин. Согласно разработанному способу на поверхности Земли в окрестности пробуренных скважин, для которых известны данные электрокаротажа, измеряют горизонтальные компоненты естественного магнитотеллурического поля в интервале частот, достаточном для проникновения поля на глубину, до которой необходимо осуществить прогноз температуры. Затем по значениям построенного импеданса проводят одномерную инверсию данных, в результате которой в точке измерения поля строят вертикальный профиль удельного электрического сопротивления, причем значения сопротивления определены для точек измерения температуры в скважине, по построенному в окрестности скважины профилю удельного сопротивления, а также по данным электрокаротажа в самой скважине строят профиль псевдо-электрокаротажа до заданной глубины с использованием предварительно обученной первой искусственной нейросети соответствию построенного в окрестности скважины профиля удельного сопротивления и каротажных данных в самой скважине, а затем с использованием обученной нейросети выполняют прогноз псевдо-электрокаротажа на глубинах ниже забоя скважины по данным удельного электрического сопротивления в ее окрестности на этих глубинах, затем проводят обучение второй нейросети на соответствии данных электро- и термокаротажа в самой скважине, после чего с ее использованием строят прогнозную кривую температуры ниже забоя скважины по построенному на первом этапе псевдо-электрокаротажу.

Разработанный способ осуществляют следующим образом. На поверхности Земли в окрестности пробуренных скважин, для которых имеются данные электрокаротажа, измеряют горизонтальные компоненты естественного электромагнитного (магнитотеллурического) поля в интервале частот, достаточном для проникновения поля на глубину, до которой необходимо осуществить прогноз температуры. Если до этой глубины известно распределение удельного сопротивления пород, то минимальную и максимальную частоты можно оценить из формулы для скин-слоя проникновения поля в среду где h - глубина, представляющая интерес, μ - магнитная проницаемость (в отсутствии магнитных аномалий равная магнитной проницаемости вакуума μ=μ0=4π×10-7 Г/м), ρ - априорное удельное сопротивление среды в точке измерения поля, ω - частота). Если распределение удельного сопротивления пород неизвестно, то можно использовать диапазон частот, характерный для стандартной электроразведочной электромагнитной аппаратуры, например, для часто используемой в России станции Phoenix MTU-5. После стандартной обработки измеренных временных рядов данных (см., например, Varentsov, Arrays of simultaneous electromagnetic soundings: design, data processing and analysis. In: Electromagnetic Sounding of the Interior (Ed. V. Spichak), Elsevier, Amsterdam, 2006) с использованием Фурье-преобразования получают значения в частотной области, и по двум поляризациям поля в первичном поле определяют компоненты тензора импеданса из формулы:

Затем по значениям проводят одномерную инверсию (например, согласно алгоритму, приведенному, в [Constable et al., inversion: A practical algorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data: Geophysics, 1987, 52(3), 289-300], в результате которой в точке измерения поля строят вертикальный профиль удельного электрического сопротивления (при этом важно, чтобы его значения были определены, в частности, в точках измерения температуры в скважине).

По построенному в окрестности скважины профилю удельного сопротивления, а также по данным электрокаротажа в самой скважине строят профиль псевдо-электрокаротажа до заданной глубины. Для этого искусственную нейросеть (см., например [Хайкин С. Нейронные сети. 2-е изд., испр.: Пер. с англ. - М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2006. - 1104 с.]) обучают соответствию построенного в окрестности скважины профиля удельного сопротивления и каротажных данных в самой скважине, а затем обученную таким образом нейросеть используют для прогноза псевдо-электрокаротажа на глубинах ниже забоя скважины по данным удельного электрического сопротивления в ее окрестности на этих глубинах.

На втором этапе проводят обучение второй нейросети на соответствии данных электро- и термокаротажа в самой скважине, а затем с ее помощью строят прогнозную кривую температуры ниже забоя скважины по построенному на первом этапе псевдо-электрокаротажу.

В качестве примера приведен электромагнитный прогноз температуры на глубинах ниже забоя скважин для двух скважин, пробуренных на Бишкекском геодинамическом полигоне (северный Тянь-Шань).

На Фиг. 1 и Фиг. 2 показаны кривые электрокаротажа (Rw), профили удельного электрического сопротивления (RMT), определенного с помощью одномерной инверсии магнитотеллурических данных, измеренных в их окрестности, и псевдо-электрокаротаж спрогнозированный на нижние половины глубин скважин для скважин 1 и 2, соответственно. На Фиг. 3 и 4 результаты прогноза температуры на нижние половины скважин 1 и 2 с помощью предложенного способа (кривые с индексом 2) сравниваются с результатами прогноза только по данным электрокаротажа Rw (кривые с индексом 1), только по данным удельного сопротивления RMT (кривые с индексом 3) и исходными термограммами.

В Таблице 1 приведены относительные ошибки прогноза температуры на нижние половины глубин скважин в %.

Как видно из Таблицы 1, применение предлагаемого способа (2) минимизирует ошибки прогноза и делает его менее зависящим от геологических неоднородностей в окрестности скважин. Высокая относительная точность прогноза температуры позволит реализовывать на практике оптимальные стратегии бурения разведочных скважин и существенно экономить на соответствующих затратах [Spichak V.V. A new strategy for geothermal exploration drilling based on using of an electromagnetic sounding data // Expanded Abstr. Int. Workshop on High Entalphy Geothermal Systems. San-Bemardino, California. 2013; Spichak V.V. Reduce geothermal exploration drilling costs: pourquoi pas?! // Expanded Abstr. D-GEO-D Conference, Paris, France, 2014].

1. Способ прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин, отличающийся тем, что на поверхности Земли в окрестности пробуренных скважин, для которых известны данные электрокаротажа, измеряют горизонтальные компоненты естественного магнитотеллурического поля в интервале частот, достаточном для проникновения поля на глубину, до которой необходимо осуществить прогноз температуры, и по двум поляризациям поля в первичном поле определяют компоненты тензора импеданса из формулы:

затем по значениям проводят одномерную инверсию, в результате которой в точке измерения поля строят вертикальный профиль удельного электрического сопротивления, причем значения сопротивления определены для точек измерения температуры в скважине, по построенному в окрестности скважины профилю удельного сопротивления, а также по данным электрокаротажа в самой скважине строят профиль псевдоэлектрокаротажа до заданной глубины с использованием предварительно обученной первой искусственной нейросети соответствию построенного в окрестности скважины профиля удельного сопротивления и каротажных данных в самой скважине, а затем с использованием обученной нейросети выполняют прогноз псевдо-электрокаротажа на глубинах ниже забоя скважины по данным удельного электрического сопротивления в ее окрестности на этих глубинах, затем проводят обучение второй нейросети на соответствии данных электро- и термокаротажа в самой скважине, после чего с ее использованием строят прогнозную кривую температуры ниже забоя скважины по построенному на первом этапе псевдоэлектрокаротажу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при известности распределения удельного сопротивления пород до этой глубины, минимальную и максимальную частоты оценивают из формулы для скин-слоя проникновения поля в среду , где h - глубина, представляющая интерес, μ - магнитная проницаемость (в отсутствие магнитных аномалий равная магнитной проницаемости вакуума μ=μ0=4π×10-7 Г/м), ρ - априорное удельное сопротивление среды в точке измерения поля, ω - частота).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при неизвестности распределения удельного сопротивления пород используют диапазон частот, характерный для стандартной электроразведочной электромагнитной аппаратуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области определения местоположения трубопроводов. Система для определения положения трубопроводов с помощью по меньшей мере одного внутритрубного инспекционного геоприбора, который вводится в трубопровод, продвигается в нем и имеет магнитный источник для создания магнитного поля, при этом предусмотрен по меньшей мере один беспилотный летательный аппарат, имеющий сенсоры магнитного поля и устройства для определения положения, и предусмотрены средства управления для определения профиля силы магнитного поля и для позиционирования беспилотного летательного аппарата на заданном расстоянии от внутритрубного инспекционного геоприбора и средства для определения положения внутритрубного инспекционного геоприбора из положения беспилотного летательного аппарата и с заданного расстояния между внутритрубным инспекционным геоприбором и беспилотным летательным аппаратом.

Изобретение относится к области определения местоположения трубопроводов. Система для определения положения трубопроводов с помощью по меньшей мере одного внутритрубного инспекционного геоприбора, который вводится в трубопровод, продвигается в нем и имеет магнитный источник для создания магнитного поля, при этом предусмотрен по меньшей мере один беспилотный летательный аппарат, имеющий сенсоры магнитного поля и устройства для определения положения, и предусмотрены средства управления для определения профиля силы магнитного поля и для позиционирования беспилотного летательного аппарата на заданном расстоянии от внутритрубного инспекционного геоприбора и средства для определения положения внутритрубного инспекционного геоприбора из положения беспилотного летательного аппарата и с заданного расстояния между внутритрубным инспекционным геоприбором и беспилотным летательным аппаратом.
Изобретение относится к области исследования земли, в частности к регистрации характеристик параметров физических полей над поверхностью скрытых или открытых объектов с последующей обработкой зарегистрированных величин, и может быть использовано в разных сферах, таких как геофизические исследования, диагностика зданий, сейсморазведка, система поиска утечек.
Изобретение относится к области исследования земли, в частности к регистрации характеристик параметров физических полей над поверхностью скрытых или открытых объектов с последующей обработкой зарегистрированных величин, и может быть использовано в разных сферах, таких как геофизические исследования, диагностика зданий, сейсморазведка, система поиска утечек.

Предлагаемый способ относится к области геофизики и может быть использован для дистанционного радиоволнового обнаружения залежей нефти на суше. Способ основан на представлении о залежи нефти как о природной, активно функционирующей электрохимической системе, получившей название «топливный элемент».

Предлагаемый способ относится к области геофизики и может быть использован для дистанционного радиоволнового обнаружения залежей нефти на суше. Способ основан на представлении о залежи нефти как о природной, активно функционирующей электрохимической системе, получившей название «топливный элемент».

Изобретение относится к датчику электростатического поля и системе безопасности во внутренних пространствах, которые могут измерять электростатические поля и их изменения вдоль металлического проводника, который действует как чувствительный элемент для обнаружения или антенна (1).

Изобретение относится к комбинированным способам геофизических исследований при поиске и разведке месторождений углеводородов и может быть использовано для прогнозирования и оценки свойств коллекторов по результатам проведения сейсморазведки, электроразведки и геофизических исследований скважин.

Изобретение относится к комбинированным способам геофизических исследований при поиске и разведке месторождений углеводородов и может быть использовано для прогнозирования и оценки свойств коллекторов по результатам проведения сейсморазведки, электроразведки и геофизических исследований скважин.

Изобретение относится к разведочной геофизике и может быть применено при поиске и определении перспективности залежи углеводородов. Сущность: строят по данным магнитотеллурического зондирования в ближайшей окрестности скважины одномерный профиль удельного электрического сопротивления до заданной прогнозной глубины.

Группа изобретений относится к области ранней диагностики отказа элементов кривошипно-шатунной группы (КШГ) станка-качалки. Техническим результатом является предупреждение разрушений привода СШНУ.

Изобретение относится к методам оценки эффективности технологии интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов способом соляно-кислотного воздействия и может быть использовано для экспресс-оценки эффективности кислотной обработки.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть применено при проведении ремонта эксплуатационных скважин путем закачивания тампонажного состава в поры и трещины породы.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения теплофизических характеристик грунта, в том числе лунного грунта и грунта других небесных тел.
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке газоконденсатных месторождений для обеспечения максимального текущего и потенциально возможного конечного коэффициентов конденсатоотдачи благодаря оперативной оптимизации технологического режима эксплуатации каждой скважины индивидуально.

Изобретение относится к бурению горизонтальных скважин. Техническим результатом является обеспечение точности проводки скважины.

Изобретение относится к области геодезического пространственного мониторинга инженерных сооружений и природных объектов и может быть использовано как для наблюдений за осадками и деформациями инженерных сооружений, так и природных объектов (бугров, провалов, холмов, склонов, оползней и т.п.).

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газовых и газоконденсатных месторождений для осуществления гидрохимического контроля за обводнением эксплуатационных скважин с использованием электрохимических методов анализа попутных вод.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газовых и газоконденсатных месторождений для осуществления гидрохимического контроля за обводнением эксплуатационных скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к средствам контроля состояния цементного камня за обсадной колонной нефтегазовых скважин и качества цементирования.

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений. Технический результат – эффективный прогрев призабойных зон скважин, увеличение охвата прогревом пласта на 80-90%.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки температуры до глубин ниже забоя пробуренных скважин. Сущность: на поверхности Земли в окрестности пробуренных скважин, для которых известны данные электрокаротажа, измеряют горизонтальные компоненты естественного магнитотеллурического поля в интервале частот, достаточном для проникновения поля на глубину, до которой необходимо осуществить прогноз температуры. По двум поляризациям поля в первичном поле определяют компоненты тензора импеданса. Затем по значениям проводят одномерную инверсию, в результате которой в точке измерения поля строят вертикальный профиль удельного электрического сопротивления. Значения сопротивления определены для точек измерения температуры в скважине. По построенному в окрестности скважины профилю удельного сопротивления, а также по данным электрокаротажа в самой скважине строят профиль псевдоэлектрокаротажа до заданной глубины с использованием предварительно обученной первой искусственной нейросети соответствию построенного в окрестности скважины профиля удельного сопротивления и каротажных данных в самой скважине. Затем с использованием обученной нейросети выполняют прогноз псевдоэлектрокаротажа на глубинах ниже забоя скважины по данным удельного электрического сопротивления в ее окрестности на этих глубинах. Проводят обучение второй нейросети на соответствии данных электро- и термокаротажа в самой скважине, после чего с ее использованием строят прогнозную кривую температуры ниже забоя скважины по построенному на первом этапе псевдоэлектрокаротажу. Технический результат: повышение точности прогноза температуры на глубинах ниже забоя скважин, что, в свою очередь, повысит достоверность оценки потенциала геотермальных ресурсов, а также даст возможность обнаруживать залежи углеводородов по создаваемым в их окрестности температурным аномалиям. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Наверх