JP2718081B2 - How to detect inland oil fields - Google Patents

How to detect inland oil fields

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JP2718081B2 JP63207259A JP20725988A JP2718081B2 JP 2718081 B2 JP2718081 B2 JP 2718081B2 JP 63207259 A JP63207259 A JP 63207259A JP 20725988 A JP20725988 A JP 20725988A JP 2718081 B2 JP2718081 B2 JP 2718081B2
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内陸油田の探知方法に関する。The present invention relates to a method for detecting an inland oil field.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来からの石油探鉱法には地質学的探査法と物理的探
査法とがあり、地質学的探査法は、地層の堆積している
状況を層序と地史の両面から明らかにし、地層の堆積環
境を探って石油の貯溜岩・根源岩を推測する方法であ
る。また、物理的探査法は、人工地震による反射波・屈
折波、自然の重力・磁気の分布から地下構造と岩相を予
測し、貯溜岩の有無を推測する方法である。
Conventional oil exploration methods include geological exploration methods and physical exploration methods.Geological exploration methods clarify the state of formation of strata from both stratigraphic and geological history, This is a method of estimating petroleum storage rocks and source rocks by investigating the sedimentary environment. The physical exploration method is a method of predicting the underground structure and lithology from the distribution of reflected and refracted waves and natural gravity and magnetism due to artificial earthquakes, and estimating the presence or absence of reservoir rock.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、これら従来の方法では、実際に貯溜岩に石油
が含まれているか否かは、現実に試掘を行い、物理的試
験を行うまでは、確実ではない。即ち、従来の石油探鉱
法は言わば、貯溜岩又は石油貯溜層の存在を予想させる
地質学的又は物理的徴表に従って、試掘を行うものであ
り、成功の確度はあまり高くなかった。試掘には多大の
時間と膨大な費用がかかり、これが石油探鉱を困難なも
のにしていた。
However, with these conventional methods, it is not certain whether or not the reservoir rock actually contains petroleum until actual drilling and physical testing are performed. That is, the conventional petroleum exploration method is, as it were, to conduct an exploration in accordance with a geological or physical signature that predicts the existence of a reservoir rock or an oil reservoir, and the accuracy of success has not been so high. Exploration was time consuming and costly, which made oil exploration difficult.

なお、本明細書において、石油のみを包含する狭義の
油田、石油及びガスの両方を包含するもの、及びガスの
みを包含するガス田の全体を総称して油田と呼ぶことに
する。
In this specification, an oil field in a narrow sense including only oil, a field including both oil and gas, and a gas field including only gas are collectively referred to as an oil field.

そこで本発明は、内陸油田を高い確度で探知しうる新
規な探知方法を提示することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to present a novel detection method capable of detecting an inland oil field with high accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明に係る内陸油田の探知方法は、少なくともラド
ン、トロン及びカリウムを含む複数成分のガンマ線につ
いて放射線量を測定し、所定成分の放射線測定値を用い
て地中温度増加率ΔTを算出し、算出された地中温度増
加率ΔTと所定の石油生成温度条件とから油田の存在し
得る深さ範囲を限定することを特徴とする。
The method for detecting an inland oil field according to the present invention measures a radiation dose with respect to gamma rays of a plurality of components including at least radon, thoron, and potassium, and calculates an underground temperature increase rate ΔT using a radiation measurement value of a predetermined component. The depth range in which an oil field can exist is limited based on the underground temperature increase rate ΔT and predetermined oil production temperature conditions.

本発明に係る内陸油田の探知方法はまた、少なくとも
ラドン、トロン及びカリウムを含む複数成分のガンマ線
について放射線量を測定し、所定成分の放射線測定値を
用いて地中温度増加率ΔTを算出し、測定値の面的変化
により油田のトラップ構造を推定し、特定成分間の放射
線測定値の比により断層、開口性亀裂の有無を推定し、
算出された地中温度増加率ΔTと所定の石油生成温度条
件とから油田の存在し得る深さ範囲を限定し、推定され
た当該トラップ構造から油田の存在を推定すると共に、
推定された断層、開口性亀裂により油田の不在を推定す
ることを特徴とする。
The method for detecting an inland oil field according to the present invention also measures a radiation dose for gamma rays of a plurality of components including at least radon, thoron and potassium, and calculates an underground temperature increase rate ΔT using a radiation measurement value of a predetermined component, Estimate the trap structure of the oil field based on the change in measured values, estimate the presence or absence of faults and open cracks based on the ratio of the measured values of radiation between specific components,
From the calculated underground temperature increase rate ΔT and the predetermined oil production temperature condition, the depth range where the oil field can exist is limited, and the presence of the oil field is estimated from the estimated trap structure.
The feature is to estimate the absence of oil fields based on the estimated faults and open cracks.

〔作用〕[Action]

ラドン、トロン及びカリウムの測定値を所定の式に従
って演算することにより、地中温度増加率、即ち地中温
度を推測でき、石油生成温度条件に適うか否かを知るこ
とができる。また、トロンの分布により、地層構造を推
定でき、従って、石油鉱床の存在しうる地層、また、石
油鉱床があっても開口性亀裂などにより地下水が進入し
て破壊されているか否かを推定できる。これらの推定に
より、より高い確度で油田を発掘できるようになる。
By calculating the measured values of radon, thoron, and potassium according to a predetermined formula, the underground temperature increase rate, that is, the underground temperature, can be estimated, and it can be known whether or not the oil production temperature condition is met. In addition, the stratum structure can be estimated from the distribution of thoron, and therefore, it can be estimated whether or not there is a petroleum deposit existing in the stratum, and even if there is an oil deposit, groundwater has entered and destroyed due to open cracks. . These estimates allow for more accurate drilling of oil fields.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

I.理論的背景 (1) 石油生成条件 実施例の説明の前に、理論的背景を説明する。石油は
海底や湖底に沈積した動植物の遺骸中の有機物が変質し
たものであり、その変質の段階はダイアジェネシス、カ
タジェネシス及びメタジェネシスの3つに分けられる。
ダイアジェネシスでは、埋没深度が浅く、地温も低い。
有機物は微生物による分解、加水分解、再合成を経てケ
ロジェンになる。ついでカタジェネシスの段階になる
と、地層の埋没深度も深くなり、地温も高くなる。ケロ
ジェンは熱分解を起こし、始めに石油、やや遅れてプロ
パン、ブタン及びガソリンなどの軽質炭化水素を含むガ
スを多量に発生する。更に高温になってメタジェネシス
の段階に入ると、ケロジェンから石油は生成されなくな
り、メタンのみが放出され、前にできた石油もメタンに
変化する。
I. Theoretical background (1) Oil production conditions Before describing the examples, the theoretical background will be described. Petroleum is the alteration of organic matter in the remains of animals and plants deposited on the sea floor and lake bottom. The alteration stage is divided into three stages: diagenesis, catagenesis, and metagenesis.
In Diagenesis, the burial depth is shallow and the ground temperature is low.
Organic matter becomes kerogen through microbial decomposition, hydrolysis, and resynthesis. Then, at the stage of catagenesis, the burial depth of the formation becomes deep and the ground temperature rises. Kerogen undergoes thermal cracking, initially producing large quantities of petroleum, and gases containing light hydrocarbons, such as propane, butane and gasoline, with some delay. As the temperature rises to the metagenesis stage, no oil is produced from kerogen, only methane is released, and the previously formed oil is also converted to methane.

このような石油生成の歴史では、地温が重要な役割を
担っているのは明白である。従って、地中での温度増加
率が、石油探鉱の1つの鍵になりうる。
It is clear that soil temperature has played an important role in this history of oil production. Thus, the rate of underground temperature increase may be one key in oil exploration.

ところで、地層に、水分子が通れなくとも気体分子が
通過できる程の大きさの隙間がある場合、そこを抜けて
ラドン、トロンなどの、放射能鉱物の自然壊変により生
成される気体元素が地上に上がって来る。このようなラ
ドン、トロンを測定すれば、地中の温度情報を知ること
ができる。地中での深度に対する温度増加率が高い程、
地上に多くのガス(ラドンやトロン)が供給されるから
である。このラドン、トロンといったガスの放射性元素
は半減期が短く、ビスマス214、タリウム208に代わる。
これらの元素の半減期は極めて短く、それぞれ特有のガ
ンマ線を放出して、次の元素に壊変する。そこで、この
特有のガンマ線の強度を測定すれば、ラドン、トロンの
動きが分かり、地下の温度状況を解析できることにな
る。
By the way, if the formation has a gap large enough to allow gas molecules to pass through even if water molecules cannot pass through, gas elements generated by the natural decay of radioactive minerals such as radon and thoron pass through this gap. Come up. By measuring such radon and thoron, underground temperature information can be obtained. The higher the rate of temperature increase with depth in the ground,
This is because a lot of gas (radon and thoron) is supplied to the ground. The gaseous radioactive elements such as radon and thoron have a short half-life and are substituted for bismuth 214 and thallium 208.
These elements have extremely short half-lives, each emitting a unique gamma ray and decaying to the next element. Therefore, by measuring the intensity of this specific gamma ray, the movement of radon and thoron can be understood, and the temperature situation under the ground can be analyzed.

石油の母岩が過去の地質時代にどんな埋没過程を経て
来たかを地表地質調査から推定し、上記のようにラド
ン、トロンの分析から母岩の温度の履歴を調べれば、石
油の生成過程を知ることができる。石油生成にとって最
も重要な段階であるカタジェネシスの地温は、50〜60℃
であり、これが200℃の高温になるとメタジェネシスの
段階に入ってしまう。石油が多量に生成される温度は、
およそ60〜150℃である。
Estimating what kind of burial process the petroleum host rock has undergone in the past geological era from surface geological surveys and examining the temperature history of the host rock from radon and thoron analysis as described above, the oil production process You can know. The temperature of catagenesis, the most important stage for oil production, is 50-60 ° C
When this reaches a high temperature of 200 ° C., it enters the stage of metagenesis. The temperature at which large quantities of oil are produced
About 60-150 ° C.

(2) 石油鉱床の存否 地質、地温から石油の存在が推測されても、石油鉱床
が地中に残っているか否かが重要である。石油は、特有
の地質構造にトラップされている。背斜構造及び断層を
トラップとする構造トラップと、層位的要素で形成され
る層位トラップがある。トラップは貯溜岩と帽岩の組み
合わせからなり、貯溜岩の発達する地層が貯溜層であ
り、上位からガス、石油、水(塩水)の順に集積してい
る。上位のガスによるガス圧は静水圧より高いので、ボ
ーリングすると、地上まで石油を吹き上げる原動力にな
る。
(2) Presence or absence of petroleum deposits Even if the existence of petroleum is estimated from geology and temperature, it is important that petroleum deposits remain underground. Oil is trapped in a unique geological structure. There are structural traps with an anticline structure and a fault as traps, and stratigraphic traps formed by stratigraphic elements. The trap is composed of a combination of reservoir rock and cap rock, and the stratum where the reservoir rock develops is the reservoir, which accumulates gas, oil, and water (brine) in order from the top. Since the gas pressure of the upper gas is higher than the hydrostatic pressure, when drilling, it becomes the driving force to pump oil to the ground.

地中のラドン、トロンといった放射能鉱物の自然壊変
により生成される気体元素に注目すると、地中深部まで
亀裂の発達する地域では、当該地域上空での空中ガンマ
線量が多くなる。従って、空中ガンマ線量の多い地区で
は、発達する亀裂からの浸透地下水及び亀裂を通しての
ガス及び石油の逸失により、石油鉱床は仮にあっても、
破壊されていると考えられる。
Focusing on the gaseous elements generated by the spontaneous decay of radioactive minerals such as radon and thoron in the ground, the area where cracks develop deep into the ground will increase the aerial gamma dose above the area. Thus, in areas with high aerial gamma doses, oil deposits, if at all, may be due to infiltration groundwater from developing cracks and gas and oil loss through cracks.
It is considered destroyed.

(3) ガス徴 油層の上位には石油ガスがあり、高い圧力を持ってい
る。この圧力は、油層の上層において地層中の気体の対
流を起こさせる。従って、油層を持つ貯溜層の上空で
は、地中のラドン、トロンの地上への追い出しも顕著に
なり、当該地域の上空での空中ガンマ線量は多くなる。
それは、中心部分で高く、中心から離れる程低くなる疑
似同心円状の分布になる。
(3) Gas collection Oil and gas are at the top of the reservoir and have high pressure. This pressure causes gas convection in the formation above the oil reservoir. Therefore, above the reservoir having an oil reservoir, the underground radon and thoron are significantly repelled to the ground, and the aerial gamma dose above the area is increased.
It has a pseudo-concentric distribution that is higher at the center and lower as the distance from the center.

(4) 表層地質 なお、カリウム40のガンマ線量により、地上数mの地
質を調査できる。土壌や岩石には構成元素としてカリウ
ムが必ず含まれており、カリウム40はガンマ線を放出し
てアルゴン元素に変わる。その際のガンマ線量はカリウ
ム39(通常の安定元素)量と深い相関関係にあるので、
このガンマ線量を計測することにより、土壌、岩石のカ
リウム量を知ることができ、岩石区分の指標を得ること
ができる。概略の地質が分かっていれば、詳細な地質図
を描くこともできる。
(4) Surface geology Geology of several meters above the ground can be investigated using the gamma dose of potassium 40. Soil and rock always contain potassium as a constituent element, and potassium 40 emits gamma rays and is converted to argon element. Since the gamma dose at that time has a deep correlation with the amount of potassium 39 (normal stable element),
By measuring this gamma dose, the potassium content of soil and rock can be known, and an index of rock classification can be obtained. If the general geology is known, a detailed geological map can be drawn.

II.石油探査及びその装置 (1) 装置構成 第1図は本発明の方法を実施する装置の構成ブロック
図を示す。10は複数のNaIシンチレータ及び当該シンチ
レータによる検出値を後述するエネルギー帯に区分する
ガンマ線アナライザからなるマルチ・チャンネル型ガン
マ線検出器であり、本実施例では、散乱ガンマ線、カリ
ウム、ラドン、トロン及び環境ガンマ線の5種のガンマ
線を検出する。13は気圧高度計、14は対地高度計、15は
速度計、16は飛行位置を常時測定し、位置信号を出力す
る測位機、18は測定対象地域の地表面温度を測定するた
めの放射温度計、20はバーチカル・ジャイロ、22は、装
置10,13,14,15,16,18,20の出力を記録するディジタル・
データ・レコーダである。また、24は測定対象地域を撮
影するためのビデオ・カメラ、26はビデオ・カメラ24の
撮影映像を記録するビデオ・テープ・レコーダ(VTR)
であり、28は各種の測定及び状態検出並びにディジタル
・データ・レコーダ22及びVTR26の記録動作を同期して
行わせるための同期信号を発生する同期信号発生装置で
ある。
II. Petroleum exploration and its equipment (1) Equipment configuration FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method of the present invention. Numeral 10 is a multi-channel type gamma ray detector comprising a plurality of NaI scintillators and a gamma ray analyzer for dividing a detection value by the scintillator into an energy band to be described later. 5 types of gamma rays are detected. 13 is a barometric altimeter, 14 is a ground altimeter, 15 is a speedometer, 16 is a positioning device that constantly measures the flight position and outputs a position signal, 18 is a radiation thermometer for measuring the surface temperature of the measurement target area, 20 is a vertical gyro, 22 is a digital gyro that records the output of the devices 10, 13, 14, 15, 16, 18, and 20.
It is a data recorder. 24 is a video camera for photographing the area to be measured, and 26 is a video tape recorder (VTR) for recording the video taken by the video camera 24.
Numeral 28 is a synchronizing signal generator for generating a synchronizing signal for synchronizing various measurements and state detection and recording operations of the digital data recorder 22 and the VTR 26.

測位機16は飛行位置を知るために用いられるが、例え
ば、速度計15を使ってもよい。また、ガンマ線検出器10
による各ガンマ線の検出値は、対地高度計14により測定
した対地高度を使って地上値又は一定高度での値に換算
する必要がある。対地高度計14の測定データはそのため
にデータ・レコーダ18に同時記録される。
Although the positioning device 16 is used to know the flight position, for example, the speedometer 15 may be used. Also, the gamma ray detector 10
It is necessary to convert the detected value of each gamma ray according to the above to a ground value or a value at a fixed altitude using the ground altitude measured by the ground altimeter 14. The data measured by the altimeter 14 is simultaneously recorded in the data recorder 18 for that purpose.

以上の各装置はヘリコプターに搭載される。即ち、詳
細は後述するが、これらの機器を搭載したヘリコプター
を対地高度80〜120m程度で調査目的地の上空の計画コー
スを飛行させ、ガンマ線検出器10により上記5種のガン
マ線データなどを収集してデータ・レコーダ22に記録す
る。
Each of the above devices is mounted on a helicopter. That is, although the details will be described later, a helicopter equipped with these devices is flown over a planned course above the survey destination at an altitude of about 80 to 120 m above the ground, and the above five types of gamma ray data and the like are collected by the gamma ray detector 10. And record it in the data recorder 22.

30は、データ・レコーダ22から再生されたデータを処
理するパーソナル・コンピュータであり、32は、その処
理結果を、例えば地形断面図などの形で表示するための
X−Yプロッタ、34はVTR28の再生映像を表示するため
のTV装置である。X−Yプロッタ32の他に、プリンタ、
グラフィック・ディスプレイ装置などを用いることがで
きる。勿論、表示用途に応じて併用するのが好ましい。
Reference numeral 30 denotes a personal computer that processes data reproduced from the data recorder 22, 32 is an XY plotter for displaying the processing result in the form of, for example, a terrain sectional view, and 34 is a VTR 28. It is a TV device for displaying a reproduced video. In addition to the XY plotter 32, a printer,
A graphic display device or the like can be used. Of course, it is preferable to use them together according to the display purpose.

ガンマ線検出器10では、CH1が0.50〜0.80MeVのガンマ
線エネルギーをカバーし、CH2はカリウム40(40K)のガ
ンマ線スペクトルである1.30〜1.60MeV、CH3はビスマス
214(214Bi)のガンマ線スペクトルである1.60〜2.00Me
V、CH4はタリウム208(208Tl)のガンマ線スペクトルで
ある2.40〜2.80MeV、CH5は0.15〜3.00MeVをカバーす
る。尚、ビスマス214はラドン娘元素であり、タリウム2
08はトロン娘元素であるので、本明細書では、ビスマス
214のガンマ線スペクトルの放射能をラドンとして扱
い、タリウム208のガンマ線スペクトルの放射能をトロ
ンとして扱う。また、カリウム40のガンマ線スペクトル
の放射能をカリウムとして扱い、0.50〜0.80MeVのガン
マ線スペクトルを散乱ガンマ線として扱い、0.15〜3.00
MeVのガンマ線スペクトルを環境ガンマ線として扱う。
In the gamma ray detector 10, CH1 covers the gamma ray energy of 0.50 to 0.80 MeV, CH2 is the gamma ray spectrum of potassium 40 ( 40 K) 1.30 to 1.60 MeV, and CH3 is the bismuth
1.60 ~ 2.00Me which is the gamma ray spectrum of 214 ( 214 Bi)
V and CH4 cover the gamma ray spectrum of thallium 208 ( 208 Tl), 2.40 to 2.80 MeV, and CH5 covers 0.15 to 3.00 MeV. Bismuth 214 is a radon daughter element, thallium 2
Since 08 is a thoron daughter element, in this specification, bismuth
The radioactivity of the gamma ray spectrum of 214 is treated as radon, and the radioactivity of the gamma ray spectrum of thallium 208 is treated as tron. In addition, the radioactivity of the gamma ray spectrum of potassium 40 is treated as potassium, the gamma ray spectrum of 0.50 to 0.80 MeV is treated as scattered gamma rays, and 0.15 to 3.00
Treat the MeV gamma ray spectrum as environmental gamma rays.

大気中では高度を増すにつれて宇宙線が混じるように
なるが、各地での観測により、上記各成分のガンマ線に
ついては、対地高度が200m以下では高度の増加につれガ
ンマ線量が指数関数的に減少し、宇宙線の影響を受けな
いことが分かっている。その減衰係数μ(m-1)は地域
で異なるが、その平均的な値を表1に示す。例えば、空
中には地中に起源を持つビスマス214(ラドン)が浮遊
し、対地高度100mでは地上からの放射線の16%、200mで
は35%にも達している。
As the altitude increases in the atmosphere, cosmic rays become mixed, but observations at various places indicate that gamma radiation of each of the above components decreases exponentially with increasing altitude below 200 m above ground, It is known that it is not affected by cosmic rays. The attenuation coefficient μ (m −1 ) varies depending on the region, but the average value is shown in Table 1. For example, Bismuth 214 (Radon) originating in the ground floats in the air, and at 100m above ground, it accounts for 16% of radiation from the ground and at 200m, 35% of radiation from the ground.

(2) データ収集 次に、ガンマ線量の基本データを収集する方法を説明
する。上記装置10〜26をヘリコプターに搭載し、探知対
象地域を走査するようにその上空を所定高度で飛行す
る。ヘリコプターの飛行速度は毎時72kmを標準としてお
り、ガンマ線検出器10により空中ガンマ線量を0.5秒間
隔で測定し、その他のデータと共にデータ・レコーダ22
に記録する。標準飛行速度の場合には、データ取得距離
間隔は10mとなる。横方向に250m離れた並行測線を順次
設定し、その測線に沿って測定を行い、最終的には、探
知対象地域について面的な測定データを得る。空中ガン
マ線の測定及び記録と同時に、観測地点の海抜高度及び
対地高度、測定の座標位置などのデータも記録し、ま
た、調査対象の地形を後で確認できるように、ビデオ・
テープ・レコーダ26で地上風景を同期記録しておく。航
跡図を得るために、ビデオ映像の刺針によらない場合に
は地上の測線端末に標識を設定し、観測飛行を行う。
(2) Data collection Next, a method for collecting basic data on gamma dose will be described. The above devices 10 to 26 are mounted on a helicopter and fly over the sky at a predetermined altitude so as to scan the detection target area. The standard helicopter flight speed is 72 km / h, the gamma ray detector 10 measures the airborne gamma dose at 0.5 second intervals, and data recorder 22 along with other data.
To record. In the case of the standard flight speed, the data acquisition distance interval is 10 m. Parallel survey lines 250 m apart in the horizontal direction are sequentially set, measurement is performed along the survey lines, and finally, planar measurement data is obtained for the detection target area. Simultaneously with the measurement and recording of airborne gamma rays, data such as the altitude and ground altitude of the observation point, the coordinate position of the measurement, etc. are also recorded.
The tape recorder 26 synchronously records the ground scenery. In order to obtain a wake map, a sign is set on the ground line terminal and observation flight is performed when not using the needle of the video image.

(3) 航跡図及びガンマ線スペクトル分布図 このようにして収集・記録したデータを再生してパー
ソナル・コンピュータ30に入力し、以下に説明する出力
及び分析作業などを行う。先ず、航跡図を作成する。電
波測量では0.5秒間隔で座標位置をデータ・レコーダ22
に記録し、観測後に、パーソナル・コンピュータ30によ
り、飛行した航跡図を地図上に出力させる。ビデオ映像
刺針などの場合には、主要な通過地点をマニュアルで入
力し、それ以外の観測点は飛行速度の0.5秒間隔での記
録に内挿する。観測点の出力は2万5千分の1の地形図
では5秒毎の観測位置(水平距離100m)で図示される。
(3) Track map and gamma ray spectrum distribution data The data collected and recorded in this way is reproduced and input to the personal computer 30, and the output and analysis operations described below are performed. First, a wake map is created. In radio surveying, data recorder 22 records coordinate positions at 0.5-second intervals.
And after the observation, the personal computer 30 outputs a flight track map on a map. In the case of a video image needle, the main passage points are manually entered, and the other observation points are interpolated into the recording of the flight speed at 0.5-second intervals. The output of the observation point is shown at the observation position (horizontal distance 100m) every 5 seconds in a 1: 25,000 topographic map.

観測コース上のガンマ線測定値(対地高度による補正
後の値)を地形断面図と並行して図示する。地形断面は
水平縮尺の標準を2万5千分の1とし、垂直縮尺は調査
区域の比高差に応じて調節する。ガンマ線量は対数目盛
で表示する。地表温度も地形断面と並行表示する。対数
目盛で表示するので、成分間の比率は計算しなくても直
視できる。この図はアナログ的、直観的な評価に適して
いる。これとは別に、5秒毎の飛行高度、地形断面、及
び地表面温度、並びに各種ガンマ線量の5秒間集計値と
その比率等をリストとして出力させる。
The gamma ray measurement value on the observation course (the value after the correction to the ground altitude) is shown in parallel with the terrain sectional view. For the topographical cross section, the standard of the horizontal scale is set to 1 / 25,000, and the vertical scale is adjusted according to the specific height difference of the survey area. Gamma dose is displayed on a logarithmic scale. The surface temperature is also displayed in parallel with the topographic profile. Since the data is displayed on a logarithmic scale, the ratio between the components can be directly viewed without calculating the ratio. This figure is suitable for analog and intuitive evaluation. Separately from this, the flight altitude, terrain cross section, and ground surface temperature every 5 seconds, and a total value of 5 seconds of various gamma doses and their ratios are output as a list.

III.石油鉱床の評価・解析 次に石油鉱床の評価・解析を行う。なお、本発明の有
効性を示すために、秋田県下の既存の油田について測定
した場合を例にとって説明する。通常の地質調査の場合
と同様に、先ず粗く測定し、以下の評価・解析により油
田の徴候が得られれば、その場所について更に細かく測
定する。
III. Evaluation and analysis of oil deposits Next, evaluation and analysis of oil deposits are performed. In order to show the effectiveness of the present invention, a case will be described as an example in which measurement is performed on an existing oil field in Akita Prefecture. As in the case of normal geological surveys, the measurement is made roughly first, and if signs of the oil field are obtained by the following evaluation and analysis, the location will be measured more finely.

(1) 石油生成温度の評価 先ず、空中ガンマ線の観測値から地中温度増加率を求
める。地中温度増加率ΔTは、ラドンRn、トロンTn及び
カリウムKの各測定値から、次式で求めることができ
る。
(1) Evaluation of oil production temperature First, the rate of increase in underground temperature is determined from the observed values of aerial gamma rays. The underground temperature increase rate ΔT can be obtained from the measured values of radon Rn, thoron Tn, and potassium K by the following equation.

ΔT=A(Rn−Tn)/K (1) 但し、Aは定数であり、本事例では他の方法による温
度測定値からA=24とした。石油生成最大温度を200℃
とし、石油の根源岩である油母岩になりうる最大深さを
計算すると、表2のようになる。これより深い場所に油
母岩が存在しても、石油生成には寄与しない。
ΔT = A (Rn−Tn) / K (1) where A is a constant, and in this case, A = 24 from the temperature measured by another method. 200 ° C maximum oil production temperature
Table 2 shows the maximum depth that can be used as an oil basalt, which is the source rock of petroleum. The presence of oil gangs deeper than this does not contribute to oil production.

これに対して、既に知られている油母岩深度から、式
(1)のΔTを使って当該油母岩深度における温度を求
める。石油生産量との関係を表3に示す。表3の石油生
成温度の項が、本実施例により求めた値である。なお、
能代港と八森町の間に八森油田があり、既存の油田が先
に述べた石油生成の温度範囲(60℃〜150℃、最大でも2
00℃)に入っていることが分かる。つまり、石油生成温
度の要件に関しては、ガンマ線の測定量、具体的には式
(1)の地中温度増加率が有効であることが分かる。表
2の地中温度200℃の到達深度から、鉱床の存在が推測
される地域でどの深さまで試掘してみればよいかが判断
できることになる。
On the other hand, the temperature at the oil base rock depth is obtained from the already known oil base rock depth using ΔT of Expression (1). Table 3 shows the relationship with oil production. The term of the oil production temperature in Table 3 is a value obtained in this example. In addition,
There is a Hachimori oil field between Noshiro Port and Yachimori Town, and the existing oil field has the above-mentioned oil production temperature range (60 ° C to 150 ° C;
00 ° C). In other words, it can be seen that the measurement amount of gamma rays, specifically, the underground temperature increase rate of Expression (1) is effective for the requirement of the oil production temperature. From the attainment depth of the underground temperature of 200 ° C. in Table 2, it is possible to judge to what depth to try in an area where the existence of an ore deposit is estimated.

(2) 石油鉱床の存否 ラドン、トロンなどの、岩石から放出される気体が地
中から多く地中に逃げて行くということは、地上と地下
との間に気体通過路が形成されているからにほかならな
い。従って、地下に油層があったとしても、ラドン、ト
ロンが多く空中で観測される地区では、油層の可燃性ガ
スの圧力が下がり、加えて地下水の油層への進入もあっ
て、油層は地下水層におきかわる。この気体通過路は具
体的には断層であり、地下水が溜まるような開口性亀裂
である。本発明者による各地での測定データから、断層
や開口性亀裂の発達する箇所ではトロン/ラドン比が大
きく、0.5を越えることが分かっている(特願昭62−311
736号参照)ので、これから、仮に油層があっても残存
しているか否かが分かる。秋田県下の油田についての測
定データを表4に示す。尚、地中から地上への気体の逃
げ難さを帽岩厚D0として、下記式から求めた。
(2) Presence or absence of petroleum deposits A large amount of gas released from rocks, such as radon and thoron, escapes from the ground to the ground because a gas passage is formed between the ground and the underground. It is nothing less than. Therefore, even if there is an oil reservoir underground, in areas where radon and thoron are often observed in the air, the pressure of flammable gas in the reservoir decreases, and in addition, the reservoir enters the reservoir of groundwater. Be replaced. This gas passage is specifically a fault, and is an open crack in which groundwater accumulates. From the data measured by the present inventor in various places, it is known that the tron / radon ratio is large at a place where a fault or an open crack develops and exceeds 0.5 (Japanese Patent Application No. 62-311).
From this, it can be seen from the fact that even if there is an oil layer, it remains. Table 4 shows the measurement data for oil fields in Akita Prefecture. The difficulty in escaping gas from the ground to the ground was calculated from the following equation, as the cap rock thickness D0.

D0=B−C(Tn/Rn) (2) 但し、B,Cは定数であり、ここではB=770、C=1100
とした。
D0 = BC (Tn / Rn) (2) where B and C are constants, where B = 770 and C = 1100
And

表4から、ラドンが203以下、トロンが92以下、トロ
ン/ラドンが0.48以下、帽岩厚が277m以上でないと油層
が存存できないことが分かる。
From Table 4, it can be seen that the oil layer cannot exist unless the radon is 203 or less, the thoron is 92 or less, the thoron / radon is 0.48 or less, and the cap rock thickness is 277 m or more.

以上の分析により、少なくとも、油層が存在しない箇
所、及び油層が破壊されている箇所を排除できる。
By the above analysis, at least a portion where the oil layer does not exist and a portion where the oil layer is broken can be excluded.

(3) 石油貯溜層からのガス徴探知 石油貯溜層からはガスが噴出していることがあるの
で、その徴候を調べる。ガンマ線スペクトル分布からそ
のガス徴を知ることができる。八森油田を例にとって説
明する。八森町付近では、延長1kmにわたって約50本の
産出井があり、昭和14年からの43年間に90〜430mの深さ
から117千klの油と13百万m3のガスが産出されている。
貯溜層は凝灰質砂岩で330千m2にわたって含油層となっ
ており、37mの有効層厚を持ち、背斜構造と断層がトラ
ップになっている。この八森油田を挟む約10km区間につ
いて測定した各空中ガンマ線量を第2図に示す。参考の
ために、地形断面及び地表面温度も併せて図示した。な
お、50,52,53はラドンとトロンの分布から推測される開
口性亀裂である。
(3) Detecting gas signature from oil reservoirs In some cases, gas is gushing from oil reservoirs. The gas signature can be known from the gamma ray spectrum distribution. This is explained using the Hachimori oil field as an example. In the vicinity Hachimori, there are about 50 pieces of producing well over a prolonged 1km, oil and 13 million m 3 of gas 117 thousand kl from a depth of 90~430m is produced in 43 years from 1939 .
Reservoir layer is a oil-containing layer over 330 thousand m 2 in tuffaceous sandstone has an effective layer thickness of 37m, anticline and fault is in the trap. Fig. 2 shows the airborne gamma dose measured for the approximately 10km section across the Yamori Oil Field. For reference, the topographic cross section and the ground surface temperature are also shown. In addition, 50, 52, and 53 are open cracks estimated from the distribution of radon and thoron.

a.しゅう曲構造の探知 地殻運動で地層がしゅう曲し、背斜構造ができる。背
斜構造の背斜軸を中心に油及びガスが集積する。地表と
油、ガスの貯溜層との距離は背斜軸から離れるに従って
大きくなる。その結果、空中ガンマ線スペクトル組成に
おいて、カリウムが一定レベルを保ちながら、背斜軸に
近づくにつれてトロンが多くなり、しゅう曲構造に対応
したドーム状分布を示す。八森油田では、背斜軸から向
斜軸までの距離が4kmとなって現れている。第2図で
は、空中でのトロン分布がドーム状になる領域40,42
に、油層の存在が推測される。なお、領域44では、トロ
ンの値が全体に高く、しかもしゅう曲していないので、
油層は存在しないと判断できる。
a. Detection of fold structure The stratum bends due to crustal movement, forming an anticline structure. Oil and gas accumulate around the anticline of the anticline structure. The distance between the ground and the reservoir of oil and gas increases as the distance from the anticlinal axis increases. As a result, in the aerial gamma ray spectral composition, while the potassium is kept at a constant level, the number of trons increases toward the anticline, showing a dome-shaped distribution corresponding to the fold structure. In the Hachimori oil field, the distance from the anti-incline axis to the syncline axis is 4 km. In FIG. 2, the regions 40 and 42 where the tron distribution in the air becomes domed are shown.
Then, the existence of an oil layer is presumed. In the region 44, the value of tron is high overall and the horn is not bent.
It can be determined that no oil layer exists.

b.油層破壊 しゅう曲部分でも、断層が油層を切り、地下水との短
絡が生じると、油層が破壊される。開口性亀裂の内、地
下水と短絡した断層では、空中ガンマ線スペクトル組成
において、トロンが急激に減少するので、トロンの分布
から油層破壊を判定できる。第2図の領域40では、トロ
ンのドーム状分布がその頂上付近で急減しており(開口
性亀裂50)、油層が破壊されていると考えられる。他
方、領域42では、トロンのドーム状分布の頂上から少し
外れたところでトロンが急減しており、開口性亀裂52が
推測されるものの、頂上付近では油層が維持されてい
る。
b. Oil reservoir destruction Even in the fold, if a fault cuts the oil reservoir and a short circuit occurs with groundwater, the oil reservoir will be destroyed. Among the open cracks, in the fault short-circuited to the groundwater, the thoron rapidly decreases in the aerial gamma-ray spectrum composition, so that the oil layer destruction can be determined from the thoron distribution. In the region 40 in FIG. 2, the dome-shaped distribution of the tron is rapidly reduced near its top (open crack 50), and it is considered that the oil layer has been destroyed. On the other hand, in the region 42, the tron rapidly decreases at a position slightly off the top of the dome-shaped distribution of the tron, and although the open crack 52 is presumed, the oil layer is maintained near the top.

つまり、領域40,42は共に、トロンの分布からしゅう
曲構造を推測でき、貯溜層の存在を予測できるが、領域
40では、開口性亀裂50により油層が破壊されていると判
断できる。換言すれば、トロンの分布がドーム状になっ
ており、且つ、その頂点付近でトロンが急減していない
場合には、油層があると推測できる。
In other words, in both regions 40 and 42, the fold structure can be inferred from the distribution of trons, and the existence of the reservoir can be predicted.
In 40, it can be determined that the oil layer has been destroyed by the open crack 50. In other words, when the distribution of the tron is dome-shaped and the tron does not decrease rapidly near its apex, it can be estimated that there is an oil layer.

なお、トロンの増加は、地下水の進入を受けないよう
な無作為な微小亀裂が顕著に発達していることを示して
おり、油母岩が下位の地層に発達していなければ油層は
形成されない。
The increase in trons indicates that random microcracks have been remarkably developed so as not to infiltrate groundwater, and no oil layer is formed unless the oil host rock has developed in the lower stratum .

八森油田の空中ガンマ線スペクトル組成を表5に示
す。
Table 5 shows the aerial gamma ray spectral composition of the Hachimori oil field.

以上の分析により、少なくとも地層が存在しえない箇
所を確実に排除でき、次に、油層の存在が推測される地
区について、同様の方法で、より精密な測定を行う。
By the above analysis, at least the part where the stratum cannot exist can be surely excluded, and then, in the district where the existence of the reservoir is presumed, more precise measurement is performed by the same method.

本実施例では、採集データを一旦、データ・レコーダ
に記録し、地上においてその分析を行っているが、勿
論、採集データを無線により地上のパーソナル・コンピ
ュータ30に送信するようにしてもよい。この場合には、
更に、上記演算結果を即座にグラフ化して表示・印刷す
るようにしてもよい。
In the present embodiment, the collected data is temporarily recorded in the data recorder and analyzed on the ground, but the collected data may be transmitted to the personal computer 30 on the ground by radio. In this case,
Further, the calculation result may be immediately graphed and displayed / printed.

また、近年、各地の地形情報が電子データ化されてい
るので、その電子データと飛行位置とを関連付け、ガン
マ線の各成分測定地値びその計算値に基づく上記分析結
果をTVモニタ装置で画像表示するようにしてもよい。こ
のようにすれば、即座に、しかも視覚的に油田の有無を
判定・評価できる。
In recent years, since the terrain information of each place has been converted into electronic data, the electronic data is associated with the flight position, and the measured results of the gamma ray components and the analysis results based on the calculated values are displayed as images on a TV monitor device. You may do so. In this way, the presence or absence of an oil field can be determined and evaluated immediately and visually.

上記説明では、ヘリコプターによるデータ収集を例に
とったが、本発明は、その他の飛行体の使用しても、ま
た、現地踏査又は地上走行車両などにより必要なデータ
を収集してもよい。
In the above description, data collection by helicopter has been taken as an example. However, the present invention may use other air vehicles, or collect necessary data by on-site reconnaissance or taxi vehicles.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、地中温度増加率ΔTから地中温度を推定できるの
で、これと石油生成温度条件とから油田の存在し得る深
さ範囲を限定できる。この結果、例えば、ボーリングを
効率化できる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, since the underground temperature can be estimated from the underground temperature increase rate ΔT, the depth range in which an oil field can exist is limited based on this and the oil production temperature conditions. it can. As a result, for example, boring can be made more efficient.

また、ガンマ線測定値の面的変化により油田のトラッ
プ構造を推定でき、特定成分間の測定値の比により断
層、開口性亀裂の有無を推定できるので、油田の存在可
能性を定量的に高い確度で判別できる。
In addition, the trap structure of the oil field can be estimated by the surface change of the gamma ray measurement value, and the presence or absence of faults and open cracks can be estimated by the ratio of the measurement values between specific components, so the possibility of the oil field existence is quantitatively highly accurate Can be determined.

これらにより、油田探査の精度向上と解析時間の短縮
を達成でき、油田探査に要する費用を大幅に節減でき
る。
As a result, the accuracy of oil field exploration can be improved and the analysis time can be shortened, and the cost required for oil field exploration can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の方法を実施する装置の構成ブロック
図、第2図は実際の測定データ例である。 10……マルチ・チャンネル型ガンマ線検出器、13……気
圧高度計、14……対地高度計、15……速度計、16……測
位機、18……放射温度計、20……バーチカル・ジャイ
ロ、22……ディジタル・データ・レコーダ、24……ビデ
オ・カメラ、26……ビデオ・テープ・レコーダ、28……
同期信号発生装置、30……パーソナル・コンピュータ、
32……X−Yプロッタ、34……TV装置
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for implementing the method of the present invention, and FIG. 2 is an example of actual measurement data. 10: Multi-channel gamma ray detector, 13: Barometric altimeter, 14: Ground altimeter, 15: Speedometer, 16: Positioning device, 18: Radiation thermometer, 20: Vertical gyro, 22 …… Digital data recorder, 24 …… Video camera, 26 …… Video tape recorder, 28 ……
Synchronous signal generator, 30 personal computer,
32 XY plotter, 34 TV device

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともラドン、トロン及びカリウムを
含む複数成分のガンマ線について放射線量を測定し、 所定成分の放射線測定値を用いて地中温度増加率ΔTを
算出し、 算出された地中温度増加率ΔTと所定の石油生成温度条
件とから油田の存在し得る深さ範囲を限定する ことを特徴とする内陸油田の探知方法。
1. An underground temperature increase rate ΔT is calculated by using a radiation measurement value of a predetermined component to measure a radiation dose with respect to a plurality of gamma rays including at least radon, thoron and potassium. A method for detecting an inland oil field, wherein a depth range where an oil field can exist is limited based on the rate ΔT and predetermined oil production temperature conditions.
【請求項2】ラドンの測定値をRn、トロンの測定値をT
n、カリウムの測定値をKとするとき、地中温度増加率
ΔTを、 ΔT=A(Rn−Tn)/K 但し、Aは定数 から求める特許請求の範囲第(1)項に記載の内陸油田
の探知方法。
2. The measured value of radon is Rn and the measured value of thoron is T.
Assuming that the measured value of n and potassium is K, the underground temperature increase rate ΔT is ΔT = A (Rn−Tn) / K where A is a constant. How to detect oil fields.
【請求項3】少なくともラドン、トロン及びカリウムを
含む複数成分のガンマ線について放射線量を測定し、 所定成分の放射線測定値を用いて地中温度増加率ΔTを
算出し、 測定値の面的変化により油田のトラップ構造を推定し、 特定成分間の放射線測定値の比により断層、開口性亀裂
の有無を推定し、 算出された地中温度増加率ΔTと所定の石油生成温度条
件とから油田の存在し得る深さ範囲を限定し、 推定された当該トラップ構造から油田の存在を推定する
と共に、推定された断層、開口性亀裂により油田の不在
を推定する ことを特徴とする内陸油田の探知方法。
3. A radiation dose is measured for gamma rays of a plurality of components including at least radon, thoron, and potassium, and an underground temperature increase rate ΔT is calculated using a radiation measurement value of a predetermined component. Estimate the trap structure of the oil field, estimate the presence or absence of faults and open cracks based on the ratio of radiation measurements between specific components, and determine the presence of the oil field from the calculated underground temperature increase rate ΔT and the specified oil production temperature conditions A method for detecting an inland oil field, comprising: limiting an allowable depth range, estimating the presence of an oil field from the estimated trap structure, and estimating the absence of the oil field based on the estimated fault and open crack.
【請求項4】当該トラップ構造として、トロンの放射線
量分布から地中のしゅう曲構造を推定する特許請求の範
囲第(3)項に記載の内陸油田の探知方法。
4. The method for detecting an inland oil field according to claim 3, wherein the underwater fold structure is estimated from the radiation dose distribution of the tron as the trap structure.
【請求項5】トロンの放射線量のドーム状分布で急減し
ている部分は地下水の進入があると推定する特許請求の
範囲第(4)項に記載の内陸油田の探知方法。
5. The method for detecting an inland oil field according to claim 4, wherein the portion where the radiation dose of the tron is rapidly reduced in the dome-shaped distribution is assumed to have entered groundwater.
【請求項6】ラドンの測定値をRn、トロンの測定値をT
n、カリウムの測定値をKとするとき、地中温度増加率
ΔTを、 ΔT=A(Rn−Tn)/K 但し、Aは定数 から求める特許請求の範囲第(3)項乃至(5)項の何
れか1項に記載の内陸油田の探知方法。
6. The measured value of radon is Rn and the measured value of thoron is T.
Assuming that the measured value of n and potassium is K, the underground temperature increase rate ΔT is given by ΔT = A (Rn−Tn) / K where A is a constant. Item 14. The method for detecting an inland oil field according to any one of the above items.
【請求項7】ラドンの測定値をRn、トロンの測定値をTn
とするとき、Tn/Rnが所定値以上のとき、断層、開口性
亀裂があると推定する特許請求の範囲第(3)項乃至
(6)項の何れか1項に記載の内陸油田の探知方法。
7. The measured value of radon is Rn, and the measured value of thoron is Tn.
In this case, when Tn / Rn is equal to or more than a predetermined value, it is estimated that there is a fault or an open crack, and the detection of an inland oil field according to any one of claims (3) to (6). Method.
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