PL102665B1 - Sposob i uklad nadawczy do elektromagnetycznych bezposrednich poszukiwan zloz weglowodorow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad na¬ dawczy do elektromagnetycznych bezposrednich poszukiwan zlóz weglowodorów za pomoca fal elektromagnetycznych. Znane sa sposoby bezpo¬ srednich poszukiwan weglowodorów za pomoca fal elektromagnetycznych podakustycznej czesto¬ tliwosci inaczej zwanych dipolowymi sondowa- niami czestotliwosci i stabilizacji pola realizowa¬ nymi w zakresie stosunku dlugosci fal do glebo¬ kosci poszukiwan w granicach nie wiekszych od 100 m i nie mniejszych od 6 m.

Sposoby te jednak posiadaja te wade, ze nie pozwalaja na bezposrednie stwierdzanie obecnosci zloza lecz tylko na okreslenie warunków struk¬ turalnych i litologiczno-facjalnych posrednio wa¬ runkujacych mozliwosci jego wystepowania. Nie daja one ilosciowej oceny wielkosci prawdopodo¬ bienstwa faktycznego istnienia zloza i nie elimi¬ nuja subiektywnej interpretacji.

Znane uklady do realizacji tych poszukiwan skladaja sie z ukladu nadawczego i odbiorczego.

Uklad nadawczy posiada napedowy silnik spali¬ nowy podlaczony do pradnicy pradu stalego po¬ laczonej z elektronicznym przelacznikiem biegu¬ nowosci pradu i jednoobwodowym uziemieniem elektrycznym, a uklad aparatury odbiorczej po¬ siada wielokanalowy miliwoltomierz polaczony z dipolami pomiarowymi.

Uklad nadawczy aparatury emituje w glab zie¬ mi pradowych impulsów prostokatnych tej sa- mej lub róznej czestotliwosci podaikustycznej a uklad odbiorczy aparatury mierzy albo pierw¬ sza harmonijke impulsów stalej czestotliwosci i jej przesuniecie fazowe albo pelne widmo am¬ plitudowe i fazowe, badz czasowe impulsy sta¬ bilizacji pola.

Uklady te jednak posiadaja te wade, ze emitu¬ jac duzej mocy prady, posiadajace rozlegle wid¬ mo czestotliwosciowe, obok czestotliwosci uzytecz¬ nych dla poszukiwan zlóz weglowodorów, emitu¬ ja jednoczesnie duzej mocy czestotliwosci silnie zaklócajace, a nawet kompensujace efetet poszu¬ kiwawczy czestotliwosci uzytecznych. Ponadto charakter takich pradów i stosowanie jednoob- wodowej emisji wyklucza mozliwosc tworzenia o regulowanej koherencji wielozródlowej kierun¬ kowej emisji wylacznie widma czestotliwosci uzytecznych, warunkujacych uformowanie kodu czasowoHprzestrzennego o strukturze obrazu wa¬ runkujacego rozpoznanie istnienia zloza weglo¬ wodorów.

Znane sa sposoby geofizycznych poszukiwan za pomoca fal elelktromagnetycznyeh czestotliwosci akustycznej i radiowej tzw. metody indukcyjne i radiofalowe. Stosowane w nich uklady oparte na elektronicznych generatorach fali nawet przy maksymalnie uzyskiwanych mocach zabezpiecza¬ ja glebokosc poszukiwan rzedu pierwszych setek metrów. Z tego tez powodu do poszukiwan zlóz weglowodorów, zalegajacych na glebokosci od 102 6653 102 665 4 wielu setek metrów do wielu kilometrów, nie sitosuje sie ie?h za wyjatkiem nielicznych przy¬ padków wykorzystania do badania przypo¬ wierzchniowych zimian, geochemicznych.

Sposób elektromagnetycznych bezposrednich po¬ szukiwan zlóz weglowodorów w pasmie czestotli¬ wosci podakustycznych wedlug wynalazku polega na tym, ze formuje sie kod czasowo-przestrzenny dla! zlóz weglowodorów poprzez: gwiazdziste roz¬ mieszczenie w obszarze zlóz obwodów zasilaja¬ cych wykonanych z uziemionych wokól central¬ nej elektrody elektrod zewnetrznych i petli in¬ dukcyjnej-, które zasila sie pradami róznej cze¬ stotliwosci zmiennymi w zakresie czestotliwosci 0,01—10 Hz, amplitudy i fazy, a nastepnie po¬ przez pomiar wyslanej fali elektromagnetycznej podobnym gwiazdzistym ukladem uziemionych elektrod pomiarowych i anten magnetycznych, po czym poszukuje sie ustalonej formy kodu wzor¬ cowego w obszarze poszukiwan geologicznych przez okreslenie w kazdym punkcie poszukiwan jego struktury i rozpoznanie obrazu zloza we¬ glowodorów.

Uklad nadawczy aparatury z silnikiem spalino¬ wym wedlug wynalazku polega na tym, ze po¬ siada wzmacniacze elektromaszynowe, np. ampli- dyny, polaczone z blokiem elektronicznego ste¬ rowania harmonicznymi drganiami pradu i ich splotami wraz z iprzesuwnilkami faz oraz ze sta¬ bilizatorem obrotów silnika spalinowego. Wyko¬ nawca czesc stabilizatora obrotów polaczona jest z silnikiem spalinowym, który polaczony jest z mechanizmem zwiekszenia momentu bezwlad¬ nosci np. z kolem zamachowym oraz rediuktorem obrotów. Do ireduktora obrotów podlaczone sa wszystkie amplidyny, które poprzez blok dyspo¬ zycji piradu, skladajacy sie z przelaczników pra¬ dowych, polaczone sa z wieloobwodowymi uzie¬ mieniami i/lub petla indukcyjna. Do jednej z atm- plidyn podlaczony jest radiowy blok przekazu fazy zerowej sygnalu emitowanego. Kazda ampli- dyna podlaczona do oddzielnego gwiazdzistego ramienia uziemien, jako obwodu elektrycznego, lub petli indukcyjnej posiada niezalezne sterowa¬ nie czestotliwoscia amplitudy, fazowym przesu¬ nieciem pradu wzgledem pozostalych amplidyn.

Uklad odbiorczy skladajacy sie z wielokanalo¬ wego geofizycznego bacrdzo czulego miernika am¬ plitudy i fazy wedlug wynalazku posiada podob¬ ny do zasilajacego uklad gwiazdzisty uziemionych obwodów elektrycznych oraz trzy ortogonalne indukcyjne anteny magnetyczne.

Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala na obiektywna, bardziej trafna i szybka lokalizacje wiercen poszukiwawczych zlóz weglowodorów.

Wazna zaleta tego sposobu jest mozliwosc auto¬ matyzacji procesu poszukiwawczego, a przede wszystkim to, ze mozna nim poszukac zloza we¬ glowodorów niezaleznie od typu ich pulapek, cze¬ go nie zapewniaja aktualnie stosowane metody geofizyczne.

Przedmiot wynalazku zostal w przykladzie wy¬ konania przedstawiony na rys., na którym fig. 1 przedstawia schemat podstawowego ukladu, a fig. 2 alternatywny schemat ukladu gwiazdzi¬ stego uziemien, petli indukcyjnej oraz elektrod pomiarowych i magnetycznych anten indukcyj¬ nych.

Uklad wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 1 posiada wzmacniacze elektromaszynowe 1, 2, 3, 4, które podlaczone sa do bloku elektronicz¬ nego sterowania wzbudzanymi harmonicznymi drganiami pradu i ich splotami wraz z przesuw- nikami faz sygnalów wzbudzajacych 5 oraz z blo¬ kiem automatycznej regulacji obrotów silnika spalinowego 6, 7 przy czym wykonawcza czesc bloku automatycznej regulacji obrotów 7 pola¬ czona jest z silnikiem spalinowym 8 obciazonym kolem zamachowym jako mechanizmem zwiek¬ szenia momentu bezwladnosci 9 w dwóch alter¬ natywnych jego polozeniach, który poprzez re¬ duktor obrotów 10 napedza wszystkie amplidyny 1, 2, 3, 4, a do jednej z nich podlaczony jest ra¬ diowy przekaznik fazy zerowej sygnalu emitowa¬ nego 11. Do wszystkich amplidyn podlaczony jest blok dyspozycji pradu 12, który podlacza elektro¬ dy 13, 14, 15, 16, 17 w dowolnej kombinacji ob¬ wodów do wyjsc amplidyn 1, 2, 3, 4. Np. ampli- dyne 1 do obwodu elektrod 14, 17, amplidyne 3 do obwodu elektrod 15, 17 i ampiidyne 4 do ob¬ wodu elektrod 16, 17 tak jak to uwidoczniono na fig. 2 w alternatywie A lub B.

Rózne kombinacje podlaczenia tych elektrod do amplidyn, na przyklad elektrody 13 z kazda inna pojedyncza para, trójka lub czwórka i tym podobne, przy róznej czestotliwosci wytworzone¬ go przez nie pradu i przesunieciach fazowych daja duza kombinacje kodów przestrzennych emi¬ sji fali elektromagnetycznej. W szczególnym przy¬ padku sposobu dla kazdej czestotliwosci przy ko¬ lejnym narastaniu przesuniec fazowych w ramio¬ nach ortogonalnego gwiazdzistego uziemienia A o 90°, a B o 120° uzyskuje sie wirowy ruch wek¬ tora pradowego w skale. Wszystkie te kombina¬ cje czasowo-przestrzenne wedlug sposobu nie¬ zbedne sa do wysylania w glab przekroju geolo-. gicznego zdeterminowana nim strukture kodu fali elektromagnetycznej, która mierzy sie zsynchro¬ nizowanymi miernikami 19 za pomoca gwiazdzi¬ stych uziemien 20, 24; 21,^24; 22, 24; 23, 24 oraz ortogonalnych anten indukcyjnych 25, 26, 27 przedstawionych na fig. 2.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze w miejscach dobrze rozpoznanych zlóz (zloza) oraz ich nieobecnosci formuje kod czasowo-przestrzen- ny, w którym kod przestrzenny uzyskuje sie przez utworzenie zbioru polaczen elektrod zasi¬ lajacych 13, 14, 15, 16, 17 i petli indukcyjnej 18 przedstawionych na fig. 2 w pary obwodów pod¬ laczonych niezaleznie od amplidyn 1, 2, 3, 4 np. elektrody 13 z pozostalymi elektrodami 14, 15, 16, 17, elektrody 14 z 13, 15, 16, 17, elektrody 15 z 13, 14, 16, 17 oraz elektrody 17 z elektrodami 13, 14, 15, 16 tak jak przedstawiono to na fig, 2, nastepnie: zwarciu 2-ch elektrod i laczeniu ich jako jednej elektrody kolejno z róznymi pozosta¬ lymi elektrodami, zwarciu 3-ch elektrod i lacze¬ niu w kolejnych kombinacjach z pozostalymi oraz zwarciu 4-ch elektrod i polaczeniu ich jako jed¬ nej z pozostala elektroda zachowujac przy tym 40 45 50 55 605 102 665 6 warunek aby odleglosci (miedzy elektrodami byly wieksze od 1/5 spodziewanej sredniej glebokosci wystepowania zlóz.

Do kazdej kombinacji, w której pozostaje nie¬ wykorzystana przynajmniej jedna amplidyna podlacza sie do niej petle indukcyjna 18 o wy¬ miarach boku minimum okolo 100 m tak jak to przykladowo podano na fig. 2 wariant B. • W kil¬ ku, minimum 2-ch miejscach, których najwiek¬ sza odleglosc od elektrody zasilajacej 17 nie prze¬ kracza 3-krotnie maksymalnej glebokosci poszu¬ kiwan umieszcza sie elektrode pomiarowa 24, be¬ daca centralna elektroda gwiazdzistego ukladu elektrod pomiarowych 20, 21, 22, 23, podobnego do ukladu gwiazdzistego elektrod zasilajacych oraz zestaw 3-ch ortogonalnych anten indukcyj¬ nych 25, 26, 27 tak jak to podano przykladowo na fig. 2 i synchronicznymi miernikami 19 mie¬ rzy sie strukture pola elektromagnetycznego kaz¬ da kombinacja kodowa przestrzenna ukladu na¬ dawczego przy równym pradzie wyjsciowym wszystkich amplidyn 1, 2, 3, 4, a nastepnie przy zróznicowanym pradzie na przyklad w amplidy- nie 1 prad max, w 2 — 60% max, w 3 — 20% max, w 4 — 80% max, zmieniajacym sie tak, aby w kolejnosci kolowej kazda amplidyna zasi¬ lala swój obwód pradem maksymalnym.

Kod czasowy kazdej kombinacji kodu prze¬ strzennego ustala sie przez wzbudzanie blokiem elektronicznego sterowania 5 w amplidynach 1, 2, 3, 4, zasilajacych obwody elektrod 13, 14, 15, 16, 17 i petli 18, minimum 4-eh czestotliwosci podakustycznych w pasmie 0,01—10 Hz takich, aby ich dlugosci fali w badanym przekroju geo¬ logicznym, w stosunku do glebokosci podloza, by¬ ly w granicach 1/2 do 2, ustalajac miedzy nimi rózne w granicach 0°—360° przesuniecia fazowe, a szczególnie taki przypadek w którym narasta¬ nie w kolejnych ramionach obwodu gwiazdziste¬ go katów przesuniec równa sie narastaniu ka¬ tów — geometrycznego rozwarcia tych ramion.

Daje on szczególnie wazny dla sposobu wirowy ruch wektora pradowego emitowanej fali. Dla przykladu ortogonalnego ukladu ramion obwodu fig. 2 wariant A, kat przesuniecia fazowego pola wirowego równa sie 90°, a dla wariantu B równa sie on 120°.

Kod czasowy i przestrzenny stanowi integralna calosc. Z kodu tego, zrealizowanego nad wzorco¬ wymi zlozami (zlozem) weglowodorów i obszara¬ mi bezzlozowymi na zasadzie dyskryminacji wy¬ klucza sie wszystkie kombinacje, które nie wy¬ dzielaja obiektów „jest zloze" — „nie ma zloza" tym samym konczy sie formowanie kodu czaso- wo-przestrzennego.

Ustalonym dla wzorca (wzorców) czasowo-prze- strzennym kodem poszukiwawczym w calym obszarze poszukiwan wzdluz sieci profilów kolej¬ no na poszczególnych punktach pomiarowych, mierzy sie strukture falowa kodu poszukiwawcze¬ go i poszukuje sie ustalonej formy kodu wzorco¬ wego przez okreslenie jego struktury i rozpozna¬ nie obrazu zloza weglowodorów, na przyklad za pomoca wielkosci prawdopodobienstwa nalezenia pomierzonego kodu do kodu wzorcowego.

Uzyskane wielkosci rozpoznania obrazu, na przyklad wielkosci prawdopodobienstwa, przed¬ stawia sie w postaci rozkladu powierzchniowego dla automatycznego wyboru miejsca lokalizacji wiercen poszukiwawczych lub map izolinii praw¬ dopodobienstwa dla lokalizacji wiercen na zasa¬ dzie analizy kartograficznej. Wiercenia poszuki¬ wawcze lokalizuje sie w miejscach wskazania najwiekszego prawdopodobienstwa istnienia zloza.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób "elektromagnetycznych bezposrednich poszukiwan zlóz weglowodorów polegajacy na ba¬ daniu zlóz weglowodorów w pasmie czestotliwo¬ sci podakustycznych znamienny tym, ze, formuje . sie kod czasowo-przestrzenny dla zlóz weglowo¬ dorów poprzez gwiazdziste rozmieszczenia w ob¬ szarze zlóz obwodów zasilajacych wykonanych z uziemionych wokól centralnej elektrody ^17) elektrod zewnetrznych (13, 14, 15, 16) i petli in¬ dukcyjnej (18), które zasila sie pradami róznej czestotliwosci zmiennymi w zaikresie czestotliwo¬ sci 0,01—10 Hz amplitudy i fazy, a nastepnie po¬ przez pomiar wyslanej fali elektromagnetycznej podobnym gwiazdzistym ukladem uziemionych elektrod pomiarowych (20, 21, 22, 23, 24) i anten magnetycznych (25, 26, 27), po czym poszukuje sie ustalonej formy kodu wzorcowego w obszarze poszukiwan geologicznych przez okreslenie w kaz¬ dym punkcie poszukiwan jego struktury i rozpo¬ znanie obrazu zloza weglowodorów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze kod czasowo-przestrzenny formuje sie za pomoca nadawczego ukladu gwiazdzistego uziemionych elektrod posiadajacego katy rozwarcia kolejnych ramion utworzonych z elektroda centralna (17) przez elektrody zewnetrzne (13, 14, 15, 16) równe katom przesuniecia pradów je zasilajacych, a na¬ tezeniom pradów w tych ramionach nadaje sie, dla kazdej czestotliwosci, rózne kombinacje wiel¬ kosci.

3. Uklad nadawczy do elektromagnetycznych bezposrednich poszukiwan zlóz weglowodorów z silnikiem spalinowym, znamienny tym, ze po¬ siada wzmacniacze elektromaszynowe (1, 2, 3, 4) polaczone z blokiem elektronicznego wzbudzania harmonicznych drgan pradu (5) i ich splotów wraz z przesuwnikami faz sygnalów wzbudzaja¬ cych oraz z blokiem automatycznej regulacji obrotów silnika spalinowego (6, 7), przy czym wy¬ konawcza czesc bloku (7) polaczona jest z silni¬ kiem spalinowym (8) i kolem ' zamachowym (9) oraz reduktorem obrotów <10), do którego podla¬ czone sa wzmacniacze elektromaszynowe (1, 2, 3, 4) z wieloelektrodowymi uziemieniami (13, 14, 15, 16, 17) poprzez blok dyspozycji pradu (12), a wzmacniacz elektromaszynowy (1) polaczony jest z radiowym blokiem przekazu fazy zerowej sygnalu emitowanego (11).

4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kazdy wzmacniacz elektromaszynowy (1, 2, 3, 4) podlaczony do odzielnego gwiazdzistego ramienia uziemienia (13, 17), (14, 17), (15, 17), (16, 17) lub !0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60102 665 8 petli indukcyjnej (18) przesuniety jest w fazie silanego przez niego ramienia obwodu elektrycz- wzbudzania pradu o wielkosci kata rozwarcia za- nego uziemienia. GD—DD [:::•: dbroj CZl 12 13- 15- •u J7 •15 Figi Fig. 2 PZGraf. Koszalin D-273 95 egz. A-4 Cena 15 zl