RU2155976C2

RU2155976C2 - Process of prospecting and mapping of hydrocarbon field

Info

Publication number: RU2155976C2
Application number: RU98116872A
Authority: RU
Inventors: А.И. Плугин; А.М. Азизов; И.М. Асланов; А.Г. Курицын
Original assignee: Плугин Александр Илларионович
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: evaluation of hydrocarbon reserves during prospecting of hydrocarbon field. SUBSTANCE: investigated geological structure is subjected to action of acoustic signals oriented in three mutually perpendicular directions. Signals of acoustic and electromagnetic radiations from investigated geological structures are recorded. Action and recording in this case are conducted in maximal and minimal phases of lunar-solar tides. Time coincidence of maxima or minima of values of all three specified signals is used to estimate presence of hydrocarbon field. Material having characteristic of swelling factor not less than 2.1x10⁴, is injected over perimeter of outline of field limiting and fixing by this area of field within which limits hydrocarbon reserves are counted. EFFECT: increased accuracy and authenticity of search and prospecting for hydrocarbon fields.

Description

Изобретение относится к геофизическим методам поисков, разведки месторождений полезных ископаемых и оконтуривания выявленного месторождения углеводородов для последующего определения запасов. The invention relates to geophysical methods of prospecting, exploration of mineral deposits and contouring of the identified hydrocarbon deposits for the subsequent determination of reserves.

Известны направления развития этого процесса, наиболее представительным из которых является способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий бурение разведочных скважин, анализ проходимых геоструктур, выявление структуры, перспективной на залежь углеводородного сырья /1/. There are known directions for the development of this process, the most representative of which is a method for exploring and outlining a hydrocarbon deposit, including drilling exploratory wells, analyzing passable geostructures, revealing a structure promising for a hydrocarbon deposit / 1 /.

Существенными и очевидными недостатками этого способа являются значительные материальные и временные затраты, связанные с бурением разведочных скважин, связанное с этим процессом выявление непродуктивных ("пустых") пород, сложность процесса поиска и определения запасов углеводородного сырья. Significant and obvious disadvantages of this method are the significant material and time costs associated with drilling exploratory wells, associated with this process, the identification of unproductive ("empty") rocks, the complexity of the search and determination of hydrocarbon reserves.

Наиболее близким по технической сущности является способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий прием и регистрацию сигналов электромагнитного и акустического излучений от исследуемых геоструктур, сравнение полученных величин с аналоговыми и построение карты залежи /2/. The closest in technical essence is the method of exploration and contouring of hydrocarbon deposits, including the reception and registration of electromagnetic and acoustic radiation signals from the studied geostructures, comparing the obtained values with analog ones and constructing a reservoir map / 2 /.

Существенными недостатками этого способа являются низкая точность и незначительная достоверность данных по выявлению залежи ввиду передачи и приема указанных сигналов с поверхности грунта, что существенно влияет на точность передачи и приема акустических и электромагнитных сигналов ввиду сильных помех, вносимых сигналами от техногенной деятельности, транспортных помех, акустических и электромагнитных помех от атмосферных процессов (молнии, атмосферные потоки, смерчи и т.п.). Обработка таких суммарных сигналов - процесс сложный, дорогостоящий и недостоверный по результату, что определяет низкую эффективность известного способа. Significant disadvantages of this method are the low accuracy and low reliability of the data on the identification of deposits due to the transmission and reception of these signals from the soil surface, which significantly affects the accuracy of transmission and reception of acoustic and electromagnetic signals due to strong interference from signals from industrial activities, traffic interference, acoustic and electromagnetic interference from atmospheric processes (lightning, atmospheric currents, tornadoes, etc.). The processing of such total signals is a complex, expensive and unreliable process, which determines the low efficiency of the known method.

Техническим результатом данного изобретения является более высокая точность и достоверность поиска и разведки, а также оконтуривания залежи углеводородов, резко повышающие эффективность изобретения за счет существенного уменьшения времени на процесс, снижения материальных и трудовых затрат, а также повышения технологической культуры всего процесса поиска и оконтуривания. The technical result of this invention is a higher accuracy and reliability of prospecting and exploration, as well as contouring of hydrocarbon deposits, dramatically increasing the efficiency of the invention by significantly reducing the time for the process, reducing material and labor costs, as well as increasing the technological culture of the entire search and contouring process.

Этот технический результат в изобретении достигается за счет того, что способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов, включающий прием и регистрацию сигналов электромагнитного и акустического излучений от исследуемых геоструктур, сравнение полученных величин с аналоговыми и построение карты залежи, ведут приемом и регистрацией указанных и дополнительных сигналов: тепловых и торсионных, в этот же период на геоструктуры воздействуют акустическими сигналами в инфразвуковом диапазоне волн, передавая их одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях с глубины 150-250 м от дневной поверхности грунта, причем второе и третье воздействие сдвигают на полупериод относительно первого и друг друга, прием и сравнение всех указанных величин сигналов ведут в установленные фазы лунно-солнечных приливов и отливов, а наличие залежи определяют по совпадению во времени приема или максимумов, или минимумов величин указанных сигналов, далее, по периметру выявленного контура залежи в геоструктуры (по границам продуктивного пласта) вводят материал, обладающий свойством удерживать значительное количество жидкости, в качестве которого используют полиэлектролитный гидрогель (с коэффициентом набухания не менее 2,1 • 10⁴), с помощью которого создают непроницаемый экран по всей толщине пласта (высоте пласта), ограничивая и фиксируя площадь залегания углеводородов в контролируемом трехмерном пространстве пласта, в пределах которого ведут подсчет запасов и строят карту залежи.This technical result in the invention is achieved due to the fact that the method of exploration and contouring of a hydrocarbon deposit, which includes receiving and recording electromagnetic and acoustic radiation signals from the studied geostructures, comparing the obtained values with analog ones and constructing a map of the deposit, conducts the reception and registration of these and additional signals: thermal and torsion, in the same period, geostructures are affected by acoustic signals in the infrasonic wave range, transmitting them simultaneously in three inter about perpendicular directions from a depth of 150-250 m from the day surface of the soil, with the second and third effects shifting by a half-period relative to the first and each other, receiving and comparing all these signal values lead to the established phases of the lunar-solar tides, and the presence of deposits is determined by coincidence in the time of reception of either the maxima or minima of the values of the indicated signals, then, along the perimeter of the identified contour of the deposit, a material having the property of erzhivat significant amount of fluid, which is used as a polyelectrolyte hydrogel (with a swelling ratio of at least 2,1 • ¹⁰ April), through which creates an impenetrable shield over the entire thickness of the formation (formation height), and limiting the occurrence of hydrocarbons fixing area in a controlled three-dimensional space formation within which reserves are calculated and a reservoir map is constructed.

Описываемый способ своей совокупностью существенных признаков исследован на соответствие его критерию изобретения по уровню решенной задачи. При этом во внимание были приняты источники публикации в данной и родственных областях технологий. Так, в источниках /3 -7/ выявлены отдельные порознь используемые признаки, как: воздействие акустическими волнами на горную породу; получение отраженных акустических сигналов и их анализ; определение контура залежи по результатам бурения. Но при формальном совпадении указанных признаков с аналогичными признаками предлагаемого изобретения они не порочат, при их искусственном сборе в единый признак, предлагаемого изобретения как не направленные на решение поставленной технической задачи, т.к. нет указаний в этих известных признаках на использование их в совокупности с другими признаками для решения задачи поиска, разведки и построения контура залежи полезных ископаемых (в частности, углеводородов). Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения, подлежащего защите Патентом РФ. The described method, with its totality of essential features, has been investigated for compliance with its invention criteria according to the level of the solved problem. At the same time, sources of publication in this and related technology areas were taken into account. So, in sources / 3-7 / identified separately used signs, such as: the impact of acoustic waves on the rock; receiving reflected acoustic signals and their analysis; determination of the contour of the reservoir according to the results of drilling. But with the formal coincidence of these features with similar features of the present invention, they do not discredit, when they are artificially assembled into a single feature, the proposed invention is not aimed at solving the technical problem, because there are no indications in these well-known signs of using them in conjunction with other signs to solve the problem of prospecting, exploration and building the contour of a mineral deposit (in particular, hydrocarbons). This allows us to conclude that the proposal meets the criteria of the invention to be protected by the RF Patent.

Излагаемый способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов осуществляют следующим образом. На намеченном к исследованию на залежь углеводородов участке, на его дневной поверхности, располагают приборы и устройства для передачи в исследуемые геоструктуры акустических волн и приема отраженных волн, а также приема электромагнитных сигналов. С помощью этих приборов (и устройств) ведут предварительное изучение глубин, сравнение полученных сигналов с имеющимися статистическими аналоговыми для подобных геоструктур, и, если результаты дают основание для заключения о возможном расположении залежи углеводородов, осуществляют дальнейшее более точное и надежное изучение этих геоструктур. Для этого проходят сеть мелких скважин глубиной 150-250 м (от дневной поверхности грунта). На дне этих скважин располагают устройства-генераторы акустических волн (опускают их на кабель-тросе); туда же, на дно скважины, опускают приборы для приема и регистрации сигналов, поступающих из глубины. Это приборы: приема акустических сигналов, электромагнитных сигналов, тепловых сигналов и торсионных сигналов. С помощью указанных приборов принимают и регистрируют указанные соответствующие (прибору) сигналы, сравнивают величины этих сигналов с имеющимися аналоговыми, накопленными статистическими исследованиями подобных геоструктур; причем все четыре типа указанных сигналов принимают и обрабатывают только в установленные периоды фаз лунно-солнечных приливов, а именно: в максимальные значения фазы лунно-солнечного прилива и в минимальные значения фазы лунно-солнечного прилива. При этом следят за тем процессом, при котором совпадают во времени приема максимальные значения величин всех четырех указанных сигналов, которые должны быть зарегистрированы при максимальном значении фазы лунно-солнечного прилива, в то время как при минимальном значении фазы лунно-солнечного прилива эти сигналы должны быть наименьшими по величине и при наличии залежи углеводородов указанные сигналы должны совпадать по времени приема. Такая физическая картина и свидетельствует о наличии залежи в исследуемых геоструктурах. The described method of exploration and contouring of hydrocarbon deposits is as follows. Instruments and devices for transmitting acoustic waves to the geostructures under investigation and receiving reflected waves, as well as receiving electromagnetic signals, are located in the area intended for the study of a hydrocarbon deposit; Using these instruments (and devices), they conduct a preliminary study of the depths, compare the received signals with the available statistical analogs for similar geostructures, and, if the results provide a basis for concluding the possible location of a hydrocarbon deposit, carry out further more accurate and reliable study of these geostructures. To do this, pass a network of shallow wells with a depth of 150-250 m (from the day surface of the soil). At the bottom of these wells are placed devices-generators of acoustic waves (lower them on a cable cable); there, at the bottom of the well, devices are lowered for receiving and recording signals from the depths. These are devices: receiving acoustic signals, electromagnetic signals, thermal signals and torsion signals. With the help of these instruments, the signals corresponding to the (instrument) are received and recorded, the values of these signals are compared with the available analog, accumulated statistical studies of similar geostructures; moreover, all four types of these signals are received and processed only in the established periods of the phases of the lunar-solar tides, namely: the maximum values of the phase of the lunar-solar tide and the minimum values of the phase of the lunar-solar tide. At the same time, the process is monitored in which the maximum values of the values of all four of the indicated signals coincide in time of reception, which should be recorded at the maximum value of the lunar-solar tide phase, while at the minimum value of the lunar-solar tide phase, these signals should be the smallest in magnitude and in the presence of hydrocarbon deposits, these signals must coincide in time of reception. Such a physical picture also indicates the presence of deposits in the studied geostructures.

Для существенного повышения точности и достоверности выявления (или отрицания) наличия залежи углеводородов с помощью генератора акустических волн (как указано выше) в геоструктуры передают акустические колебания, причем передают их одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях (по трем осям трехмерного пространства). Чередование акустического воздействия и времени приема согласуют по физической закономерности распространения и отражения волн и генерирования этими акустическими волнами более сильного отражения электромагнитных сигналов, акустических сигналов, тепловых и торсионных сигналов, которые в единое время приема регистрируют и их величины анализируют и сравнивают со статистическими аналоговыми величинами для примерно адекватных геоструктур, данные о таких типичных показателях могут быть заложены в памяти обрабатывающего блока компьютера. To significantly increase the accuracy and reliability of detecting (or denying) the presence of a hydrocarbon deposit using an acoustic wave generator (as indicated above), acoustic vibrations are transmitted to the geostructures, and they are transmitted simultaneously in three mutually perpendicular directions (along three axes of three-dimensional space). The alternation of the acoustic effect and the reception time is coordinated according to the physical laws of wave propagation and reflection and the generation by these acoustic waves of a stronger reflection of electromagnetic signals, acoustic signals, thermal and torsion signals, which are recorded at the same time and their values are analyzed and compared with statistical analog values for approximately adequate geostructures, data on such typical indicators can be stored in the memory of the processing unit of the computer yep.

Указанное трехнаправленное акустическое воздействие на геоструктуры (в трех взаимно перпендикулярных направлениях одновременно) позволяет значительно активизировать геоструктуры на генерирование и отражение всех четырех указанных типов сигналов. Это происходит в виду резонансных возбуждаемых процессов, при которых освобождение и передача энергий геоструктурами к поверхности Земли производится более интенсивно, что и позволяет с большей точностью и достоверностью регистрировать (или отрицать) наличие залежи углеводородов в исследуемых пластах. The indicated three-directional acoustic effect on the geostructures (in three mutually perpendicular directions at the same time) allows you to significantly activate the geostructures on the generation and reflection of all four of these types of signals. This is due to resonant excited processes, in which the release and transfer of energies by geostructures to the Earth's surface is more intense, which allows more accurately and reliably detect (or deny) the presence of hydrocarbon deposits in the studied formations.

Далее, необходимо вести оконтуривание выявленной залежи. Это осуществляют по приему более сильных сигналов от границ контакта залежи углеводоров и пород; от этих границ принимают акустические, торсионные и электромагнитные сигналы в указанные периоды и при совпадении в эти периоды максимальных и минимальных значений отмечают точно контур залежи. Процесс оконтуривания залежи ведут подачей по ее выявленному контуру (периметру) материала, обладающего значительной набухающей способностью, для этого используют полиэлектролитный гидрогель, имеющий коэффициент набухания не менее 2,1 • 10⁴. С помощью его создают непроницаемый экран по высоте и контуру пласта, ограничивают и фиксируют площадь залежи, предупреждая возможную миграцию углеводородного сырья за пределы залежи.Next, it is necessary to outline the identified deposits. This is done by receiving stronger signals from the boundaries of the contact of the hydrocarbon and rock deposits; Acoustic, torsion, and electromagnetic signals are received from these boundaries in the indicated periods, and when the maximum and minimum values coincide in these periods, the contour of the deposit is marked exactly. The process of contouring a deposit is carried out by feeding material with a significant swelling ability along its identified contour (perimeter); for this, a polyelectrolyte hydrogel having a swelling coefficient of at least 2.1 • 10 ^{4 is used} . Using it, an impermeable screen is created in height and in the contour of the reservoir, and the area of the reservoir is limited and fixed, preventing possible migration of hydrocarbon raw materials outside the reservoir.

В пределах оконтуренной площади и мощности залежи ведут подсчет запасов углеводородного сырья и строят картину залежи для разработки технологических карт добычи углеводородного сырья из продуктивного пласта. Within the contoured area and reservoir capacity, hydrocarbon reserves are calculated and a reservoir picture is constructed to develop technological maps for hydrocarbon production from the reservoir.

Таким образом, как показано в описании, способ разведки и оконтуривания залежи углеводородов является технологически прогрессивным, технически высокоэффективным и обладает более высокой культурой всех технологических процессов. Thus, as shown in the description, the method of exploration and contouring of hydrocarbon deposits is technologically advanced, technically highly efficient and has a higher culture of all technological processes.

Источники информации:
1. Пат. СССР N 1064668, E 21 В 43/00, 1982.Sources of information:
1. Pat. USSR N 1064668, E 21 B 43/00, 1982.

2. Применение методики ускоренной разведки и ввода газовых месторождений различных типов, тр. ВНИИГАЗа, Недра, М., вып. 47/55, 1975, (прототип). 2. Application of accelerated exploration and commissioning of various types of gas fields, tr. VNIIGAZ, Nedra, M., issue. 47/55, 1975, (prototype).

3. Медовский И.Г. О возможной природе локальных гравитационных минимумов над залежами нефти и газа. Геология нефти и газа, N 11, М., 1959, с. 51-52. 3. Medovsky I.G. About the possible nature of local gravitational minima over oil and gas deposits. Geology of oil and gas, N 11, M., 1959, p. 51-52.

4. Пат. США N 5040414, G 01 9/00, 1991. 4. Pat. U.S. N 5040414, G 01 9/00, 1991.

5. Гиматудинов Ш.К. и др. Физика нефтяного и газового пласта, М., Недра, 1982. 5. Gimatudinov Sh. K. and other Physics of the oil and gas reservoir, M., Nedra, 1982.

6. Пат. Франц. N 2165523, E 21 B 43/00, 1983. 6. Pat. Franz N 2165523, E 21 B 43/00, 1983.

7. Пат. Белоруссии N 880, E 21 B 43/24, 1985. 7. Pat. Belarus N 880, E 21 B 43/24, 1985.

Claims

A method for reconnaissance and contouring of a hydrocarbon deposit, which includes receiving and recording acoustic and electromagnetic radiation signals from the studied geostructures, comparing them with static analog ones, constructing a deposit map, characterized in that they additionally record thermal signals, while all these signals are accepted at the set maximum and the minimum phases of the periods of lunar-solar tides, in these phases, the studied geostructures are preliminarily affected by acoustic signals, data in three mutually perpendicular directions, the transmission of which to the geostructures is from a depth of 150 - 250 m from the day surface, and the presence of hydrocarbon deposits is determined by coincidence in the time of reception - to the maximum or minimum phase values of the periods of lunar-solar tides or maxima or minima of values all three of these signals, then the perimeter contour of deposits in the reservoir is introduced material having a characteristic swelling ratio of not less than 2.1 × 10 ⁴ which is used as poliele trolitny hydrogel and with it create an impenetrable shield perimeter and height of the formation and restricting the fixing area and volume reservoir within which lead count of hydrocarbon feedstock and set of commercial value of the deposit.