RU2301431C2 - Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах - Google Patents

Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах Download PDF

Info

Publication number
RU2301431C2
RU2301431C2 RU2005108185/28A RU2005108185A RU2301431C2 RU 2301431 C2 RU2301431 C2 RU 2301431C2 RU 2005108185/28 A RU2005108185/28 A RU 2005108185/28A RU 2005108185 A RU2005108185 A RU 2005108185A RU 2301431 C2 RU2301431 C2 RU 2301431C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parameters
time
values
field
electrical
Prior art date
Application number
RU2005108185/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005108185A (ru
Inventor
Петр Юрьевич Легейдо (RU)
Петр Юрьевич Легейдо
Марк Миронович Мандельбаум (RU)
Марк Миронович Мандельбаум
Иван Юрьевич Пестерев (RU)
Иван Юрьевич Пестерев
Евгений Владимирович Агеенков (RU)
Евгений Владимирович Агеенков
Валерий Николаевич Алаев (RU)
Валерий Николаевич Алаев
Юрий Александрович Давыденко (RU)
Юрий Александрович Давыденко
Сергей Александрович Иванов (RU)
Сергей Александрович Иванов
Виктор Васильевич Владимиров (RU)
Виктор Васильевич Владимиров
Сергей Харлампиевич Мальцев (RU)
Сергей Харлампиевич Мальцев
Евгений Дмитриевич Лисицын (RU)
Евгений Дмитриевич ЛИСИЦЫН
Александр Аркадьевич Петров (RU)
Александр Аркадьевич ПЕТРОВ
спер Владимир Эдуардович К (RU)
Владимир Эдуардович КЯСПЕР
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская геофизическая научно-производственная компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская геофизическая научно-производственная компания" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская геофизическая научно-производственная компания"
Priority to RU2005108185/28A priority Critical patent/RU2301431C2/ru
Priority to EP06733217.1A priority patent/EP1876473A4/en
Priority to CN2006800095999A priority patent/CN101166999B/zh
Priority to PCT/RU2006/000081 priority patent/WO2006101419A1/ru
Publication of RU2005108185A publication Critical patent/RU2005108185A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2301431C2 publication Critical patent/RU2301431C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/083Controlled source electromagnetic [CSEM] surveying

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относится к геофизике, а именно к электроразведке с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах. Технический результат: повышение чувствительности к изменению геоэлектрических параметров разреза. Сущность: измерения проводят несколькими приемными линиями. Приемные линии расположены в пределах сектора 30° от продолжения питающих линий. Осуществляют регистрацию сигналов становления поля либо наземными дипольно-осевыми зондирующими установками с гибкой геометрией, либо морскими зондирующими установками с непрерывной регистрацией сигналов при движении судна. Обрабатывают зарегистрированные массивы первых и вторых разностей потенциалов. Рассчитывают совокупность четырех интерпретируемых параметров, по которым определяют послойные значения геоэлектрических параметров, и строят их распределение по глубине. На их основе делают вывод о наличии аномалий, связанных с залежами углеводородов. 3 з.п. ф-лы, 12 ил., 5 табл.

Description

Изобретение относится к области электроразведочных исследований. Оно используется как в наземной, так и в морской электроразведке с контролируемыми источниками электромагнитного поля и применяется в комплексе нефтегазопоисковых работ для поисков и оконтуривания нефтегазовых залежей на основе выделения отклика от вторично измененных под воздействием миграции углеводородов горных пород. Изобретение позволяет обеспечить совокупность технологических приемов, обеспечивающих послойное определение значения удельного электрического сопротивления, а также характеристик процессов вызванной поляризации среды: коэффициента поляризуемости, постоянной времени и ширины релаксационного спектра.
Известны способы геоэлектроразведки, основанные на изучении как искусственных, так и естественных полей, предназначенные для определения послойного распределения удельного электрического сопротивления - методы сопротивлений. Среди них выделяются методы постоянного (например, ВЭЗ) и переменного (например, ЧЗ, ЗСБ) тока. Наиболее распространен из них метод импульсной электроразведки, основанный на изучении переходных процессов - зондирование становлением поля в ближней зоне [Электроразведка. Справочник геофизика. М., Недра, 1989, т.1-2]. При использовании методов сопротивлений для выделения и оконтуривания залежей УВ возникает ряд проблем. Они связаны как с многообразием причин, вызывающих изменение проводимости изучаемых горизонтов по латерали, так и с малостью таких изменений, особенно в случае приуроченности залежей к ловушкам неструктурного типа, где происходит, например, литологическое замещение пласта-коллектора либо его выклинивание. Последнее обусловлено тем, что литологическое замещение либо выклинивание коллектора часто не сопровождается заметным изменением проводимости изучаемого горизонта по латерали. В этих условиях для решения задачи прямых поисков залежей углеводородов среди несейсмических методов на первый план выходит исследование процессов вызванной поляризации (ВП), прямо или косвенно связанных с залежью.
Известны способы геоэлектроразведки, предназначенные для определения поляризуемости горных пород. Работы проводятся как во временной, так и в частотной области. Например, метод ВП, описанный в «Электроразведка методом вызванной поляризации», Комаров В.А. Л., Недра, 1980. - 390 (с.]) и например, метод ЧЗ-ВП, описанный в «Электроразведка фазовым методом вызванной поляризации», Куликов А.В., Шемякин Е.А., М., Недра, 1978. - 160 (с.]).
Наиболее часто при этом используют модель ВП, предложенную Cole-Cole [Cole K.S., Cole R.H. Dispersion and absorbtion in dielecrtrics. - J. Chem. Phys., 1941, v.6.].
Для описания удельной электропроводности модели при этом используют следующую формулу:
Figure 00000001
где σ - удельная электропроводность на бесконечной частоте; η - коэффициент поляризуемости; ω - круговая частота; τ - постоянная времени; с - ширина релаксационного спектра, меняющаяся от 0 до 1.
Однако информативность методов исследований проводящих поляризующихся сред пока еще недостаточна. Существующие способы их изучения не обеспечивают возможность получения набора поляризационных параметров по всему разрезу осадочного чехла.
Многочисленные примеры использования процессов вызванной поляризации для поисков и разведки месторождений нефти и газа широко известны и описаны, например, в «Применение метода вызванной поляризации при поисках нефти и газа», кн. «Обмен опытом в области геофизических и геохимических поисков залежей нефти и газа», Круглова З.А, М., ВИЭМС, 1975 (с.110-111). «Результативность прогноза залежей углеводородов методом вызванной поляризации в Западной Сибири» Тез. докл Моисеев B.C., Тараторкин Б.Ф., Шлепнев В.Б. - «Международная геофизическая конференция», С.-Петербург, 1995, «Применение геофизических методов при прямых поисках нефти и газа», Базовкина И.Г., Корольков Ю.С., Кунарев А.А. и др. - Итоги науки и техники, М., изд-во ВИНИТИ, 1978.
Однако эффективность всех перечисленных методов противоречиво оценивается из-за нестабильности получаемых геологических результатов, на что указано в ряде работ, например, «Эффективность работ по проблеме прямых поисков залежей нефти и газа геофизическими методами» Березкин В.М., Грибов Н.А., Хавкина Д.Б., М., ВИЭМС, 1983, «Геологическая эффективность геофизических работ в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции», Ованесов Г.П., Алексеев Г.П., Белоликов Н.И. и др. М., Недра, 1979. Это связано с рядом внутренних проблем геоэлектрики, трудноразрешимых в рамках традиционного подхода.
Основная из проблем связана с неопределенностью в отношении природы регистрируемого сигнала. В большинстве нефтегазоносных районов осадочный чехол имеет достаточно большую проводимость, и временные диапазоны ΔUВП и ΔUИНД для полей ВП (ΔUВП) и для электромагнитной индукции (ΔUИНД), перекрываются. Существующие же способы их разделения несовершенны. Так Уэйт Дж., в книге «Геоэлектромагнетизм», М., Недра, 1987. - 235 с., характеризует эту одну из стержневых проблем как нерешенную.
Одним из известных приемов является искусственное ограничение временного и/или частотного диапазона исследований. Так, в методе ВП измерения проводят на таких временах, где для данных конкретных установок над данным конкретным разрезом процессами электромагнитной индукции можно пренебречь. Но при изучении поляризующихся разрезов количество картируемых параметров возрастает в 2.5 раза (к удельному сопротивлению и мощностям пластов добавляются их коэффициенты поляризуемости, постоянные времени и ширина релаксационного спектра, пользуясь терминами модели Cole-Cole), и сужение временного (или частотного) диапазона исследований приводит к недостаточной информативности. Так, в методе ЧЗ-ВП в качестве интерпретируемого параметра поляризации выступает только один - φвп, рассчитываемый для всего осадочного чехла. Послойного его определения (не говоря уже о картировании всех параметров поляризации) не производится.
Основные проблемы исследования поляризующихся сред связаны с недостаточной информативностью существующих подходов к их изучению и во многом обусловлены нерешенностью основного вопроса - о разделении электродинамических и поляризационных эффектов в широком временном (или частотном) диапазоне.
Характерной чертой исследований, посвященных этой проблеме, является акцент на изучении временных характеристик поля - скорости спада и ее изменения со временем, а для некоторых установок и смены знака переходного процесса.
Наиболее близким техническим решением, которое взято в качестве прототипа, является изобретение «Способ геоэлектроразведки», патент SU, №2219568 от 2003.02.18 г., опубл. 2003.12.20, МПК G01V 3/06, в котором возбуждают электромагнитное поле в толще исследуемой среды, посылая в нее прямоугольные импульсы тока с паузами между ними. В конце каждого импульса тока измеряют мгновенные значения первой разности электрических потенциалов. Между импульсами тока в паузах на всем протяжении измеряют помимо мгновенных значений первых разностей также мгновенные значения вторых разностей. Выделяют на всем протяжении каждой из пауз по два рядом расположенных по времени мгновенные значения первой и второй разностей потенциалов, определяя разности их величин. Из значения всех перечисленных разностей рассчитывают четыре нормированных электрических параметра и, решая обратную задачу на основе дифференциального затухающего волнового уравнения математической физики для напряженности дипольного источника в электрохимически поляризующейся проводящей среде, находят модель среды, наиболее близкую по геометрическому строению и электрическим параметрам к исследуемой. Строят временные разрезы этой модели по входящим в данное уравнение электрофизическим параметрам, таким как электропроводность элементов среды, коэффициент вызванной поляризации и постоянная времени спада разности потенциалов вызванной поляризации.
Указанный технический способ имеет два основных недостатка. Основной из них связан с тем, что имеющейся входной информации в подавляющем большинстве практически реализуемых случаев оказывается недостаточно для решения обратной задачи геоэлектрики, т.е. восстановления геоэлектрического разреза по измеренным данным. При введении в рассмотрение частотной зависимости электропроводности в дополнение к существующим видам эквивалентности между различными геоэлектрическими параметрами среды возникают новые, и рельеф целевой функции усложняется принципиально. Число подлежащих определению параметров становится слишком велико. При этом ввести обратную задачу в класс условно корректных ограничением пространства возможных решений с помощью привлечения априорной геолого-геофизической информации не представляется возможным. В данном случае понятие условно корректных задач определено в книге «Методы решения некорректных задач», А.Н.Тихонов, В.Я.Арсенин, М., 1974 (223 с.). Это связано с тем, что если априорные данные о распределении в среде удельного электрического сопротивления и априорные данные мощностей слоев обычно доступны из данных каротажа скважин и сейсморазведки, то любая априорная информация о значениях параметров, характеризующих поляризационные свойства среды (η - коэффициент поляризуемости; τ - постоянная времени; с - ширина релаксационного спектра), отсутствует. Для преодоления данного затруднения необходимо, во-первых, независимое определение распределения по слоям удельного электрического сопротивления (желательно при закрепленных или слабо меняющихся при подборе значениях мощностей слоев), во-вторых, использование набора независимых друг от друга входных данных, обладающих высокой чувствительностью к параметрам поляризации.
Другой серьезный недостаток данного способа заключается в том, что его теоретические основы рассматриваются почти исключительно базирующимися на волновом уравнении электромагнитного поля. Практика полевых работ и модельные расчеты показывают, что вклад в суммарное поле волновой компоненты обычно не превышает долей процента.
Для простейших случаев аналитически, а для более сложных - численным моделированием показано, что при увеличении времени спада в паузе после выключения тока вихревые токи стремятся к равномерному распределению в среде. Это вытекает из того факта, что их распространение описывается уравнением диффузии. Сформированный параметр P1 реагирует на пространственную неоднородность поля, и соответственно рассматривают его изменения со временем.
Для неполяризующихся сред P1 при увеличении времени спада будет асимптотически стремиться к нулю. Численное моделирование показало, что это будет выполняться для любых сред, в том числе трехмерно-неоднородных.
Характер распределения в среде токов ВП и его изменения со временем будет принципиально иным. В данном случае рассматривают только линейные по отношению к поляризующему току процессы ВП. В большинстве случаев подавляющая часть ЭДС ВП создается прямым гальваническим током пропускания. Это следует из того факта, что его плотность много выше, чем у вихревых токов, которые к тому же быстро спадают со временем. Плотность постоянного тока падает при удалении от источника как 1/r3. Поскольку ЭДС ВП в любой момент времени пропорциональна плотности поляризующего тока, то о пространственной однородности поля ВП (на любых временах спада) говорить не приходится. В любой точке пространства поле ВП с течением времени монотонно спадает от первоначального значения до нуля, причем скорость спада зависит только от свойств среды (в терминах модели Cole-Cole - постоянной времени τ, а не от взаимного расположения источника и приемника поля.
Для поляризующихся разрезов с течением времени P1 стремится к отличной от нуля горизонтальной асимптоте.
Одна из основных проблем любого метода электроразведки - определение пределов действия принципа эквивалентности. В том случае, когда они достаточно широки, применение метода зачастую становится нецелесообразным. Электрические свойства каждого слоя описывают 4 различными параметрами (используя термины, принятые в модели Cole-Cole) - ρ, η, τ и с, в то время как традиционные методы изучения ВП используют обычно два параметра: ρ и η. Очевидно, что увеличение числа вводимых в рассмотрение параметров приводит к заметному расширению пределов действия принципа эквивалентности.
Применение в методе сочетания временных и пространственных производных поля становления позволяет резко поднять информативность метода при изучении поляризующихся сред. Это связано как с более узкими пределами действия принципа эквивалентности, так и с большей чувствительностью интерпретируемых параметров к геоэлектрическим характеристикам разреза, в первую очередь поляризационным.
Наиболее целесообразно создать инструмент, с помощью которого можно проводить количественную интерпретацию материалов и оценивать параметры среды и их доверительные интервалы для установок заданной геометрии на конкретных площадях. Эту роль играет программа решения обратной задачи.
Известно, что задача интерпретации электромагнитных зондирований над поляризующимися средами в их современной постановке принципиально неоднозначна [Светов Б.С., Агеев В.В., Лебедева Н.А. Поляризуемость горных пород и феномен высокоразрешающей электроразведки. - Геофизика, №4, 1996]. Для достижения единственности решения необходимо привлечение дополнительной информации - комбинирование зондирования становлением поля с дистанционными зондированиями, использование различных способов возбуждения и приема поля и разных форм возбуждающих токовых импульсов. Однако данная задача не была решена.
Привлечение дополнительной информации в предлагаемом способе осуществляют путем совместного анализа кривых становления поля и его нормированных пространственных и временных производных, как это реализовано в предлагаемом способе.
Предложенный способ электроразведки предназначен решить проблему прямых поисков залежей углеводородов, основываясь на изучении аномалий вызванной поляризации (ВП) с использованием разделения электродинамических и поляризационных эффектов в широком временном диапазоне.
Для решения возникающих при этом проблем в способе применяют, наряду с пространственными, также и временные производные (в их заданных сочетаниях). Кроме того, использование временных производных позволяет значительно поднять чувствительность метода к изменениям геоэлектрических свойств разреза.
В предложенном способе целью является разделение электродинамических и поляризационных эффектов в широком временном (или частотном) диапазоне, что достигается рассмотрением пространственно временной структуры неустановившегося электрического поля над поляризующимися разрезами как единого целого.
Кроме того, увеличение числа вводимых в рассмотрение параметров приводит к заметному расширению пределов действия принципа эквивалентности.
Использование временных производных позволяет значительно поднять чувствительность метода к изменениям геоэлектрических свойств разреза.
Применяемое в способе сочетание временных и пространственных производных поля становления позволяет еще более поднять информативность метода при изучении поляризующихся сред. Это связано как с более узкими пределами действия принципа эквивалентности, так и с большей чувствительностью интерпретируемых параметров к геоэлектрическим характеристикам разреза, в первую очередь поляризационным.
Техническим результатом предложенного способа является существенное повышение чувствительности к изменению геоэлектрических параметров разреза, в первую очередь поляризационных.
Основываясь на раздельном изучении процессов электромагнитной индукции и вызванной поляризации, способ позволяет численно определять параметры электропроводности и вызванной поляризации, постоянной времени спада, ширины релаксационного спектра.
Технический результат достигается следующим способом.
Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах состоит в том, что возбуждают электромагнитное поле в среде, посылая в нее низкочастотную периодическую последовательность знакопеременных прямоугольных импульсов тока при прохождении зондирующей установки вдоль профиля исследований, определяя при этом координаты всех точек заземления. С заданным шагом по времени в паузах между импульсами тока на всем протяжении паузы и после включения импульсов тока на всем протяжении импульса измеряют мгновенные значения первых и вторых разностей потенциалов переходных процессов электрического поля между каждой парой соседних приемных электродов на нескольких приемных линиях. Обрабатывают полученные значения массивов сигналов ΔU(ti) и Δ2U(ti) с помощью известных алгоритмов, например, сжатия исходного массива входных данных во временные окна, расположенные с логарифмическим шагом по оси времен, численно дифференцируют по времени все первые и вторые разности потенциалов. Формируют совокупность интерпретируемых параметров путем расчета. С использованием рассчитанных параметров решают обратную задачу на основе дифференциального уравнения математической физики для напряженности дипольного источника в поляризующейся проводящей среде
Figure 00000002
где
Δ - оператор Лапласа,
μ - магнитная проницаемость, величина постоянная для немагнитных сред,
σ - удельная электропроводность, для поляризующихся сред она полагается частотно-зависимой в соответствии с формулой Cole-Cole:
Figure 00000003
где
σ - удельная электропроводность на бесконечной частоте;
η - коэффициент поляризуемости;
ω - круговая частота;
τ - постоянная времени;
с - ширина релаксационного спектра, меняющаяся от 0 до 1.
В результате решения обратной задачи находят модель среды, наиболее близкую по геометрическому строению и электрическим параметрам к исследуемой. При этом с учетом всех априорных данных, решение проводится только в классе геологически осмысленных моделей. Определяют граничные значения коэффициента поляризуемости для каждой площади, строят геоэлектрические разрезы полученных параметров σ (или ρ), η, τ, с и выделяют на них участки с аномальными значениями, соответствующими в плане положению нефтегазовых залежей. Предложенный способ отличается от известных тем, что измерения проводятся несколькими приемными линиями, положение двух питающих линий зондирующей установки близко к симметричному относительно приемных; при этом приемные линии расположены в пределах сектора 30° от продолжения питающих линий. Регистрацию сигналов становления поля проводят либо наземными дипольно-осевыми зондирующими установками с гибкой геометрией, либо морскими зондирующими установками, с непрерывной регистрацией сигналов при движении судна. Из записанных кривых разностей потенциалов (ΔU(i) и Δ2U(i)), после обработки, сжатия во временные окна и дифференцирования по времени, рассчитывают совокупность интерпретируемых параметров P1, Dφ, ΔUн, Ps с использованием формул - при наземных работах:
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
-при морских работах:
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
где
- ΔU и Δ2U - соответственно первые и вторые разности потенциалов электрического поля,
- нижние индексы 1 и 2 соответствуют измерениям, полученным при первом и втором положениях питающей линии,
- (ti) - временные окна, в которых регистрируется сигнал после выключения тока в питающей линии,
- (t0) - соответствует временным интервалам при пропускании токового импульса, когда электрическое поле переходных процессов практически не отличается от своего установившегося значения, соответствующего постоянному току;
- верхний индекс * соответствует измерениям во временных окнах (ti), проведенных при включении тока,
- ΔUН - параметр метода ВП - кажущаяся поляризуемость ηк.
Используют параметры P1, Dφ, ΔUн, Ps для решения обратной задачи, причем:
- в первую очередь используют параметр Ps для послойного вычисления значений удельного электрического сопротивления ρ, осуществляют последовательную минимизацию P1, ΔUн, Dφ и Ps, используя различие рельефов их целевых функций, и определяют послойные значения η, τ, с, строят распределение по глубине вдоль профиля значений геоэлектрических параметров ρ, η, τ, с. На основе которых делают вывод о наличии аномалий, ВП связанных с залежами УВ, и осуществляют оконтуривание нефтегазовых залежей и оценку качества их насыщения. В указанном методе полученные значения массивов сигналов, записанных с помощью АЦП, могут быть обработаны с использованием μ - оценки, найденной посредством функции Хампеля для получения отсчетов на фиксированных временных задержках, а также при сглаживании данных в двумерном скользящем окне, выделяя сигнал на фоне помех. Кроме того, записанные с помощью АЦП значения массивов сигналов на каждой временной задержке могут обрабатывать итерационным алгоритмом, устраняющим тренд с помощью высокочастотного фильтра, с целью минимизации влияния изменения потенциалов приемных электродов, влияния теллурических токов и резко выделяющихся значений. В частности, могут предварительно обрабатывать полученные значения массивов сигналов ΔU(ti) и Δ2U(ti) путем подавления промышленной периодической помехи с помощью дифференцирующего фильтра.
Способ иллюстрируется следующими чертежами.
На Фиг.1 изображена упрощенная схема наземной измерительной установки, где а) схема расположения приемных линий дипольно-осевой установки, б) форма тока в питающей линии, при импульсе тока положительной полярности, токовой паузе и импульсе тока отрицательной полярности; в) напряжение на входе АЦП.
На Фиг.2 изображены кривые зондирования P1(t) над неполяризующимися (1 - над моделью с экраном) и поляризующимся (2 - под экраном) полупространством. Поляризуемость η под экраном равна 0. Индекс кривых 1, 2, 3, соответствует величине разноса 1000, 3000, 5000 м, соответственно.
На Фиг.3,а,б,в,г изображено проявление S2 эквивалентности в традиционной электроразведке и предлагаемой технологии для неполяризующегося и поляризующегося (первый слой) разреза типа Н
На Фиг.4 изображена зависимость кривых ΔU(t) и Dφ(t) для двух моделей однородного поляризующегося пространства. На графике изображены модельные кривые ΔU(t) и Dφ(t) над двумя различными разрезами, с нижними неполяризующимися слоями и обоими поляризующимися слоями соответственно.
На Фиг.5а,б изображены модельные кривые ΔU(t) и Dφ(t) над двумя различными разрезами. Первая кривая - над четырехслойным разрезом с проводящим слоем под высокоомным экраном. Параметры разреза указаны в Таблице 1. Вторая кривая - над двухслойным разрезом. Параметры разреза указаны в Таблице 2.
На Фиг.6а,б,в изображены сравнительные характеристики чувствительности предлагаемого способа и традиционной электроразведки к изменению свойств среды на примере двухслойного разреза. Индекс кривых - мощность первого слоя, м. Параметры разреза приведены в таблице 3.
На Фиг.7а,б,в изображена поверхность среднеквадратичных расхождений P1, Dφ и ΔU при изменении поляризуемости и сопротивления геоэлектрического слоя (пунктиром отмечена изолиния 0,005 для P1, Dφ и 5% для ΔU). Таблица 4.
На Фиг.8а,б,в изображен двумерный срез рельефа целевой функции в пространстве параметров η3, τ3 для модели, указанной в таблице 4. Использована установка А 800 В 400 М 400 О 400 N. Крестом показана точка решения. Таблица 5.
На Фиг.9 изображены графики значений Ps при предельных значениях коэффициента поляризуемости всех геометрических элементов среды. Модель разреза и используемая установка указаны выше (Фиг.8, табл.5).
На Фиг.10а,б,в изображена методика морских работ: а) упрощенная схема морской измерительной установки AB-MN с тремя разносами; б) форма тока в питающей линии; в) напряжение на входе АЦП.
На Фиг.11 изображена схема установки с непрямолинейной геометрией.
На Фиг.12 изображен глубинный разрез Eta.
Заявленный способ с учетом обоснования предлагаемого подхода реализовывают на основании следующих данных.
Параметр P1 реагирует на пространственную неоднородность поля. Поскольку рассматривают его изменения со временем, эти изменения описаны формулой:
Figure 00000012
Где ΔU1 и ΔU2 - разности потенциалов на приемных линиях ОМ и ON для дипольно-осевой установки (см. Фиг.1а). Показана форма импульса: положительной полярности (1), токовой паузы (2), форма импульса отрицательной полярности (3) (Фиг.1б). Напряжение на входе АЦП соответствует: первой разности потенциалов - ΔU пр (4), второй разности потенциалов - ΔU 2 пр (5), сумме разности потенциалов ΔU=ΔU1+ΔU2 (6) и разности разностей потенциалов ΔU=ΔU1-ΔU2 (7) (Фиг.1в).
Для поляризующихся сред с течением времени левая, нисходящая ветвь кривой P1 связана с индукционным, а правая, восходящая - с поляризационным эффектами. Появление восходящей ветви кривой связано с пространственной неоднородностью полей ВП, существующей на любом времени спада (см. Фиг.2).
Основная идея примененного здесь подхода следующая. Связь параметра P1 с традиционно используемыми параметрами ρk и ηk может быть описана следующим образом:
Figure 00000013
где k - геометрический коэффициент установки. Если сформировать параметр ΔtΔEВПtЕВП (где Δt обозначает конечную разность по времени), то для него аналогичным образом можно написать:
Figure 00000014
Для разности (4) и (3) (обозначим ее Dφ) получим:
Figure 00000015
Физический смысл Dφ станет ясным, если учесть, что переходная характеристика может быть поставлена в соответствие вещественной, а ее производная по времени - мнимой части частотной характеристики [Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Л., Недра, 1980. - 390 с.]. Dφ можно рассматривать как дифференциально-нормированный аналог фазовой характеристики поляризующихся тел.
При учете частотной дисперсии сопротивления пределы эквивалентности значительно возрастают. Так, для разрезов типа Н, где наблюдается эквивалентность по S2, при введении поляризуемости первого слоя (η=2%) для дипольно-осевой электрической установки они расширяются более чем в 2 раза. Причина этого заключается в том, что регистрируемое поле теперь содержит не только электродинамическую, но и поляризационную компоненту, и доля той части вихревых токов, которая отражает свойства второго слоя, в общем потоке информации будет меньше. Используемые параметры сконструированы таким образом, что вклад индукционной и поляризационной компонент суммарного поля проявляется в них различным образом. В данном случае это приводит к тому, что пределы эквивалентности для поляризующегося и неполяризующегося разрезов при использовании предлагаемого подхода практически не меняются (см. Фиг.3). Например, эквивалентность характеризуют % расхождения между кривыми. При условии, что измерения осуществляют на установке типа А 400 В 400 М 200 О 200 N, разрезы характеризуют следующим образом
для: кривой 1 - ρ/ρ=0,05; h=1/8
кривой 2 - ρ/ρ=0,1; h=1/4
кривой 3 - ρ/ρ=0,2; h=1/2
кривой 4 - ρ/ρ=0,4; h=1
Так расхождение между кривыми при традиционном методе электроразведки составляет для неполяризующегося среза (Фиг.3а):
1 и 2 кривых - 9%
1 и 3 кривых - 28%
1 и 4 кривых - 57%
а для поляризующегося среза, где η=2%; τ=0,5 сек; с=0,5 (Фиг.3б):
1 и 2 кривых - 4%,
1 и 3 кривых - 12%,
1 и 4 кривых - 27%
А расхождение между кривыми в предложенном способе составляет:
для неполяризующегося среза (Фиг.3в):
1 и 2 кривых - 0,4%
1 и 3 кривых - 1,1%
1 и 4 кривых - 3,1%
а для поляризующегося среза, где η=2%; τ=0,5 сек; с=0,5 (Фиг.3г):
1 и 2 кривых - 0,7%
1 и 3 кривых - 1,7%
1 и 4 кривых - 3,2%
Кроме того, для поляризующихся сред возникают 2 новых вида эквивалентности. Эквивалентность первого рода связана с параметрами поляризации тех или иных пластов (в терминах модели Cole-Cole - η, τ, и с). При достаточно малом отношении ВП к электродинамике, она будет проявляться даже для однородного полупространства. Можно подобрать ряд моделей, практически не отличающихся по удельному сопротивлению, но с резко различными поляризационными параметрами, для которых отличие кривых спада ΔU(t) не будет превышать первых процентов. В нашем случае эквивалентность такого рода также присутствует, но пределы ее действия в несколько раз меньше (см. Фиг.4).
Из диаграммы видна зависимость кривых ΔU(t) и Dφ(t) для двух моделей однородного поляризующегося пространства. Измерения проводились на установке типа АВ=800 м, OM=ON=400 м, разнос 2400 м.
Кривая 1 характеризует разрез с параметрами - ρ=100 Ом, η=1%, τ=1,0 сек, с=0,5.
Кривая 2 характеризует разрез с параметрами - ρ=97,8 Ом, η=1,8%, τ=0,189 сек, с=0,381.
Для ΔU(t) среднеквадратичное расхождение между кривыми 1 и 2 составляет 4% (Фиг.4а).
А для Dφ(t) среднеквадратичное расхождение между кривыми 1 и 2 составляет 2% (Фиг.4б).
Другой тип эквивалентности возникает между поляризационными характеристиками (η, τ и с) и удельным сопротивлением ρ (либо проводимостью S=H/ρ) тех или иных слоев. Предельным случаем является близость кривых ΔU(t) над разрезами, отличающимися наличием поляризующихся пластов. При использовании предлагаемых параметров в большинстве случаев проявления такого рода эквивалентности практически не заметно (См. Фиг.5).
Расчет проводится для установки А 1000 В 5000 М 500 О 500 N для временного диапазона от 1 мс до 10 секунд. Кривые спада ΔU(t) и Dφ(t) приведены на Фиг.5, «а» и 5, «б» соответственно. Индексом 1 обозначены кривые зондирования для указанной в таблице 1 модели. С индексом 2 приведены кривые ΔU(t) и Dφ(t) для двухслойного разреза (ρ21), в котором оба слоя являются поляризующимися (таблица 2).
Таблица 1.
слой ρ, Ом·м η, % τ, сек с h, м
1 50 2 0.5 0.5 200
2 1000 0 - - 500
3 20 0 - - 200
4 1000 0 - -
Таблица 2
слой ρ, Ом·м η, % τ, сек с h, м
1 50 2 0.5 0.5 200
2 300 2 0,1 0.85
Таким образом, возникает эквивалентность второго рода.
Важным преимуществом нового подхода является повышенная чувствительность к изменению геоэлектрических параметров разреза, в первую очередь поляризационных. Результаты моделирования над рядом многослойных разрезов показали, что точность их определения выше в 3-8 раз по сравнению с ΔU(t) при условии сопоставимой точности наблюдений (См. Фиг.6). Параметры разреза показаны в таблице 3.
Таблица 3
слой ρ, Ом·м η, % τ, сек с h, м
1 50 2 0.5 0.5 1)200
2)400
3)800
2 200 8 1 0.5
Информативность метода определяется его способностью картировать геоэлектрические параметры разреза и зависит в первую очередь от диапазонов проявления эквивалентности и чувствительности к изучаемым параметрам. Заранее рассчитать пределы эквивалентности для различных поляризующихся разрезов (даже наиболее типичных) крайне сложно и вряд ли целесообразно вследствие как резкого увеличения количества параметров (в 2.5 раза), так и проблематичности однозначного сопоставления измерений с установками различной геометрии. Связано это в первую очередь с тем, что параметр P1 не подчиняется принципу суперпозиции в силу нелинейности операции деления на ΔU.
Решение обратной задачи в способе представляют как поиск экстремума в многомерном пространстве параметров. Рельеф целевой функции, достаточно сложный и для неполяризующихся разрезов, с введением частотно-зависимого сопротивления еще более усложняется - в дополнение к существующим оврагам и хребтам с котловинами появляются новые и, что более критично, возникают локальные минимумы. Учитывая, что нулевое приближение может находиться достаточно далеко от точки решения, возникает реальная опасность "застревания" в них.
Понимание физического смысла задачи способствует решению проблемы. Показано, что у поля ΔU и его нормированных производных различное соотношение ВП к электродинамике [Легейдо П.Ю. «Теория и технологии дифференциально-нормированной геоэлектроразведки для изучения поляризующихся разрезов в нефтегазовой геофизике» Дис. на соискание уч. степени доктора геолого-минералогических наук, Иркутск, 1998 г]. Отличие проявляется почти во всем временном интервале, но наиболее заметно на достаточно больших временах спада. Это приводит к тому, что весовой вклад различных параметров разреза в ΔU, в P1 и в Dφ заметно отличен. Следствием этого является различный рельеф целевых функций и, в большинстве случаев, пространственная разнесенность их локальных минимумов (см. Фиг.7). Таким образом, при попадании в локальный минимум можно переключиться с одной минимизируемой функции на другую и продолжить процесс итераций. Совпадение минимумов целевых функций ΔU, P1 и Dφ будет наблюдаться, как правило, только вблизи точки решения (по условию постановки задачи). На Фиг.7 представлены двумерные срезы целевых функций в пространстве параметров ρ и η для 2 слоя.
Рельеф целевой функции для Dfi вблизи точки решения изометричен. Эквивалентность отсутствует (См. Фиг.7б).
Овраг на рельефе целевой функции указывает на эквивалентность удельного электрического сопротивления и коэффициента (См. Фиг.7в).
В модели, приведенной в таблице 4 и используемой для построения Фиг.7, изменяют параметры 2-го слоя - сопротивление от 10 до 90 Ом·м, поляризуемость от 1 до 30%.
Таблица 4
слой ρ, Ом·м η, % τ, мс с h, м
1 50 2 100 0.5 500
2 50 5 100 0.5 500
3 50 2 100 0.5
Расчеты проводят для установки А 500 В 500 М 500 О 500 N для временного диапазона 3.5 мс-1.5 с.
В то же время рельеф целевых функций в пространстве параметров поляризации (η, τ, с) намного более изрезан, особенно при смещенных оценках удельного электрического сопротивления (См. Фиг.8, таблицу 5). Отсюда ясна необходимость получения независимой оценки значений ρ.
Таблица 5
Слой ρ, Ом·м η, % τ, мс с h,м
1 10.9 0.12 0.01 0.59 50
2 93 0.105 0.01 0.53 300
3 8.7 0.09 0.01 0.5 100
4 279 0.06 0.01 0.4 200
5 31 0 0.01 0.5 500
6 87 0 0.01 0.5 1000
7 1000 0 0.01 0.5 2150
На графике крестом показана точка решения (См. Фиг.8). Для этой цели применяют параметр, условно названный Рs. Основная идея, заложенная в его формировании, - слабая зависимость от параметров поляризации при сохранении достаточной чувствительности к удельному электрическому сопротивлению. Результаты моделирования показали, что для этого достаточно использовать параметр P1, зарегистрированный при включении тока. Действительно, на достаточно малых временах спада соотношение ВП к электродинамике мало, и данный параметр слабо подвержен влиянию поляризационных параметров среды. На достаточно же больших временах спада значения ΔUВП обычно не превышают первых процентов по сравнению с ΔUПРОПУСКАНИЯ. Это проиллюстрировано Фиг.9, на которой показаны вариации Ps менее 0.006 при изменении параметров поляризации в практически реализуемом диапазоне (η от 0 до 20%). Это дает возможность независимого определения значений ρ.
Для графика на Фиг.9 модель разреза и используемая установка показаны на Фиг.8 и в таблице 5.
Таким образом, на первом этапе решения обратной задачи послойно определяются значения удельного электрического сопротивления и их возможный разброс - по минимизации функционала отклонений Ps для максимальных и минимальных пределов изменения поляризуемости. Как правило, дисперсия оценок ρ при этом не превышает 20%.
Далее, при допущении вариаций ρ в указанных пределах, производится поиск значений параметров поляризуемости среды путем последовательной минимизации функционалов отклонений P1, ΔU и Dφ.
Однако, обычно рельеф целевых функций столь сложен, что зачастую представляется проблематичным получение решения (поиск абсолютного минимума целевой функции). В этом случае применяется многоразносный способ наблюдений при одновременной записи следующих параметров, характеризующих электромагнитное поле: ΔUспада к ΔUпропускания, P1, Dφ и Ps. Это позволяет восстановить среду по наблюденному полю практически для всех типов геологического разреза, характерных для нефтегазоносных регионов.
При этом при работах на шельфе, например, используется следующая установка, которая показана на Фиг.10.
Способ осуществляют следующим образом.
Например, на поверхности земли вдоль линии профиля размещается установка, состоящая из двух заземленных питающих линий, расположенных по обе стороны от нескольких приемных линий (См. Фиг.11). При этом приемные линии не пересекают границу сектора, в котором знаки электродинамических процессов и процессов ВП совпадают. Для осесимметричных сред граничные линии будут расположены вдоль отрезка, проведенного из точек заземления под углом 45° к продолжению питающих линий. На практике соблюдается условие положения приемных линий в секторе, ограниченном углом 30°. Положение приемных и питающих электродов определяется с помощью спутниковых GPS - приемников.
От питающих линий поочередно возбуждают исследуемую среду прямоугольными разнополярными импульсами тока скважностью 2 с паузами после каждой из них. В каждый период этой последовательности в точках наблюдения регистрируют первую разность потенциалов электрического поля между всеми соседними приемными электродами и вторую разность потенциалов между каждой парой соседних приемных электродов:
- на включении тока;
- при пропускании тока;
- в паузах между импульсами тока.
Регистрация осуществляется с заданным постоянным интервалом времени 0.25 мс с использованием 24-разрядного АЦП фирмы Crysrall одновременно для всех приемных линий.
Полученные значения массивов сигналов ΔU(ti) и Δ2U(ti) обрабатывают, как с помощью известных алгоритмов (в том числе с использованием μ - оценки, найденной с помощью функции Хампеля для получения отсчетов для фиксированных временных задержек, расположенных в логарифмическом шаге по оси времени; сглаживания данных в двумерном скользящем окне; устранение импульсных помех), так и оригинальных программ (подавление промышленной 50-герцовой помехи с помощью дифференцирующего фильтра). Для дальнейшей обработки, полученные мгновенные значения первой и второй разностей потенциалов интегрируются во временные окна.
Значения первой и второй разностей потенциалов, определенные для каждого положения питающего диполя относительно приемного, суммируются, и таким образом получаются следующие интерпретируемые параметры, поступающие на вход программы инверсии:
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Здесь:
- ΔU и Δ2U - соответственно первые и вторые разности потенциалов электрического поля,
- нижние индексы 1 и 2 соответствуют измерениям, полученным при первом и втором положениях питающей линии,
- (ti) - временные окна, в которых регистрируется сигнал после выключения тока в питающей линии,
- (t0) - соответствует временным интервалам при пропускании токового импульса, когда электрическое поле переходных процессов практически не отличается от своего установившегося значения, соответствующего постоянному току,
- верхний индекс * соответствует измерениям во временных окнах (ti), проведенным при включении тока,
- ΔUН - нормированные значения первой разности потенциалов, полный аналог известного параметра метода ВП - кажущейся поляризуемости ηк, параметры p1, Dφ и Ps определены выше.
Операцию численного дифференцирования по времени осуществляют с использованием в скользящем временном окне аппроксимационного полинома второй степени посредством определения его коэффициента. Аппроксимацию выполняют методом наименьших квадратов.
При суммировании измерений от двух генераторных установок соблюдают правило соответствия симметричного положения приемных линий относительно центра установки.
При работах на акватории применяют буксировку приемных и питающей линии за судном при его движении. При этом, поскольку первый слой является пространственно однородным (морская вода), измерения проводятся с одним положением питающей линии относительно приемных электродов.
Определяются следующие параметры:
Figure 00000020
Запись и последующая обработка сигналов при работах на шельфе аналогичны наземной; специфика морских исследований выражается в следующем:
- Приемные электроды выполнены из проволоки слабо поляризующегося металла, например, свинца, их линейные размеры превосходят не менее чем во сто раз поперечное сечение плавающей линии. Такая конструкция электродов позволяет более чем на порядок подавить помеху, возникающую при движении приемных электродов.
- Ближний к судну питающий электрод удаляется от кормы судна на расстояние около 50 м. Это позволяет пренебречь влиянием судна на искажения переходных процессов, поскольку судно выступает как контрастный трехмерный поляризующийся проводящий объект.
- Регистрация геометрических параметров установки осуществляется с помощью навигационного спутникового оборудования.
- Проводится обработка с помощью робастных процедур гидрографической информации, которая приводится к одной временной сетке, соответствующей моментам измерения переходных процессов.
- Для получения интерпретационных параметров проводится пространственное осреднение профильных данных по U и Δ2U в пределах одного виртуального пикета. Протяженность отрезка профиля, соотносимого с одним пикетом, выбирается по числу записанных реализаций, требуемому для получения нужной точности.
Далее, используя значения этих 4 параметров и дифференциальное уравнение математической физики для напряженности электрического поля в проводящей среде с частотной дисперсией электропроводности:
Figure 00000021
где Δ - оператор Лапласа,
μ - магнитная проницаемость, величина постоянная для немагнитных сред,
σ - удельная электропроводность, для поляризующихся сред она полагается частотно-зависимой в соответствии с формулой (1).
Решают обратную задачу геоэлектрики и определяют послойно следующий набор геоэлектрических параметров: удельное электрическое сопротивление ρ (или обратную величину - удельную электропроводность σ), коэффициент поляризуемости η, постоянную времени τ, ширину релаксационного спектра с. При этом сначала, с использованием Ps, проводится послойное определение значений ρ и определяется их дисперсия, далее, с использованием всех четырех интерпретационных параметров, рассчитываются η, τ, с.
Метод прошел апробацию в самых различных геолого-геофизических условиях, в том числе при поисках залежей под галогенно-карбонатным плохо проводящим экраном, в условиях широкого развития траппового магматизма, в районах древних и молодых платформ, континентальных впадин, краевых прогибов и шельфа. Результаты метода не зависят от типов ловушек (структурные, структурно-тектонические, структурно-литологические и др.) и коллекторов (терригеиные, карбонатные).
Способ может применяться при поисках залежей, расположенных на глубинах от 200 м до 5 км.
Также может быть продемонстрировано полное исключение искажения от локальных объектов, находящихся в некоторой ε-окрестности измерительной установки без ослабления и искажения отклика от глубинной части разреза.
Результаты, полученные данным способом, проиллюстрированы по одному из профилей на Братском газоконденсатном месторождении Сибирской платформы (Иркутская область) (См. Фиг.12).
По горизонтали представлен пикетаж по профилю, по вертикали - глубины. Цветом выделены значения геоэлектрических параметров - коэффициента поляризуемости η и удельного электрического сопротивления ρ, полученные в результате решения обратной задачи. На глубинном разрезе ρ виден ряд слоев, отличающихся по удельному сопротивлению; в центральной части профиля отчетливо проявляется тектоническое нарушение. В нижней части разреза выделяется участок с повышенными значениями удельного электрического сопротивления, совпадающий в плане с положением газовой залежи. Выше по разрезу над ним расположена аномалия ВП, связанная с откликом от вторично измененных под воздействием миграции углеводородов пород.
Таким образом, комплексирование предлагаемого способа с сейсморазведкой в нефтегазопоисковой геологии позволяет резко повысить достоверность прогноза. Предлагаемый способ дает возможность выявлять и окошуривать залежи углеводородов, используя значительно меньшее число дорогостоящих глубоких скважин. Способ характеризуется мобильностью, высокой геологической и экономической эффективностью, невысокой стоимостью. По этим параметрам способ значительно превосходит традиционные методы, применяющиеся для прямых поисков залежей углеводородов. Предложенный способ изучения ВП представляется весьма перспективным, и область его применения может не ограничиваться нефтегазовой геофизикой. Предварительные расчеты показывают, что предложенный способ может быть с успехом применен для поиска рудных объектов, оконтуривания кимберлитовых трубок и решения других геологических задач.

Claims (4)

1. Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах, состоящий в том, что возбуждают электромагнитное поле в среде, посылая в нее низкочастотную периодическую последовательность знакопеременных прямоугольных импульсов тока при прохождении зондирующей установки вдоль профиля исследований, определяя при этом координаты всех точек заземления, с заданным шагом по времени в паузах между импульсами тока на всем протяжении паузы и после включения импульсов тока на всем протяжении импульса измеряют и регистрируют мгновенные значения первых и вторых разностей потенциалов переходных процессов электрического поля на нескольких приемных линиях, при этом при наземных работах используют зондирующую установку с гибкой геометрией, состоящую из двух заземленных питающих линий, расположенных по обе стороны от нескольких приемных линий, причем приемные линии расположены в пределах сектора 30° от продолжения питающих линий, а при морских работах используют буксируемую зондирующую установку с непрерывной регистрацией сигналов при движении судна, содержащую питающую и несколько приемных линий, обрабатывают полученные значения массивов сигналов первых и вторых разностей потенциалов, например, путем сжатия во временные окна, расположенные с логарифмическим шагом по оси времен, численно дифференцируют по времени все первые и вторые разности потенциалов, рассчитывают совокупность интерпретируемых параметров P1, Dφ, ΔUн, Ps
при наземных работах:
Figure 00000022
,
Figure 00000023
,
Figure 00000024
,
Figure 00000025
при морских работах:
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
Figure 00000029
,
где ΔU и Δ2U - соответственно первые и вторые разности потенциалов электрического поля;
нижние индексы 1 и 2 соответствуют измерениям, полученным при первом и втором положении питающей линии;
(ti) - временные окна, в которых регистрируется сигнал после выключения тока в питающей линии;
(t0) - соответствует временным интервалам при пропускании токового импульса, когда электрическое поле переходных процессов практически не отличается от своего установившегося значения, соответствующего постоянному току;
верхний индекс * соответствует измерениям во временных окнах (ti), проведенных при включении тока;
ΔUн - параметр метода ВП - кажущаяся поляризуемость ηк,
с использованием рассчитанных параметров решают обратную задачу на основе дифференциального уравнения математической физики для напряженности Е дипольного источника в поляризующейся проводящей среде
Figure 00000030
где Δ - оператор Лапласа;
μ - магнитная проницаемость, величина постоянная для немагнитных сред;
σ - удельная электропроводность для поляризующихся сред, которая полагается частотно-зависимой в соответствии с формулой Cole-Cole:
Figure 00000031
σ - удельная электропроводность на бесконечной частоте;
η - коэффициент поляризуемости;
ω - круговая частота;
τ - постоянная времени;
с - ширина релаксационного спектра, меняющаяся от 0 до 1,
при этом с учетом всех априорных данных решение проводят только в классе геологически осмысленных моделей, в результате решения обратной задачи находят модель среды, наиболее близкую по геометрическому строению и электрическим параметрам к исследуемой, причем в первую очередь используют параметр Ps для послойного вычисления значений удельного электрического сопротивления ρ, осуществляют последовательную минимизацию P1, ΔUн, Dφ и Ps, используя различие рельефов их целевых функций, и определяют послойные значения η, τ, с, строят распределение по глубине вдоль профиля значений геоэлектрических параметров ρ, η, τ, с, на основе которых делают вывод о наличии аномалий вызванной поляризации, связанных с залежами углеводородов, и осуществляют оконтуривание нефтегазовых залежей и оценку качества их насыщения.
2. Способ электроразведки по п.1, отличающийся тем, что полученные значения массивов сигналов, записанных с помощью АЦП, обрабатывают с использованием μ - оценки, найденной посредством функции Хампеля для получения отсчетов на фиксированных временных задержках, а также сглаживания данных в двумерном скользящем окне, выделяя сигнал на фоне помех.
3. Способ электроразведки по п.1 или 2, отличающийся тем, что записанные с помощью АЦП значения массивов сигналов на каждой временной задержке обрабатывают итерационным алгоритмом, устраняющим тренд с помощью высокочастотного фильтра, с целью минимизации влияния изменения потенциалов приемных электродов, влияния теллурических токов и резко выделяющихся значений.
4. Способ электроразведки по п.1, отличающийся тем, что предварительно обрабатывают полученные значения массивов сигналов ΔU(ti) и Δ2U(ti) путем подавления промышленной периодической помехи с помощью дифференцирующего фильтра.
RU2005108185/28A 2005-03-24 2005-03-24 Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах RU2301431C2 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005108185/28A RU2301431C2 (ru) 2005-03-24 2005-03-24 Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах
EP06733217.1A EP1876473A4 (en) 2005-03-24 2006-02-21 ELECTRICAL PROSPECTING METHOD USING THE SPATIAL DIFFERENTIATION OF A TRANSIENT FIELD IN SEVERAL ZONES OF DIFFERENCE
CN2006800095999A CN101166999B (zh) 2005-03-24 2006-02-21 一种使用空间微分法将瞬变场分成若干区段的电法勘探方法
PCT/RU2006/000081 WO2006101419A1 (fr) 2005-03-24 2006-02-21 Procede de prospection electrique utilisant la differentiation spatiale d'un champ transitoire dans plusieurs zones d'ecart

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005108185/28A RU2301431C2 (ru) 2005-03-24 2005-03-24 Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005108185A RU2005108185A (ru) 2006-09-10
RU2301431C2 true RU2301431C2 (ru) 2007-06-20

Family

ID=37024022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005108185/28A RU2301431C2 (ru) 2005-03-24 2005-03-24 Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1876473A4 (ru)
CN (1) CN101166999B (ru)
RU (1) RU2301431C2 (ru)
WO (1) WO2006101419A1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010047613A1 (ru) * 2008-10-23 2010-04-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибирская Научно-Производственная Компания" Способ количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации
RU2456643C2 (ru) * 2010-06-01 2012-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Геофизик" Устройство для проведения каротажа в рудных скважинах
RU2491580C1 (ru) * 2012-02-07 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская геофизическая научно-производственная компания" Способ измерения геофизических характеристик с применением последующей инверсии геоэлектрических данных с дополнительным временным фильтром
RU2557675C2 (ru) * 2012-12-17 2015-07-27 Анатолий Семенович Лисин Способ морской геоэлектроразведки и исследовательский комплекс для его осуществления
RU2574861C2 (ru) * 2012-08-01 2016-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Версофт" Способ измерения и обработки переходных процессов с заземленной линией при импульсном возбуждении поля электрическим диполем с целью построения геоэлектрических разрезов и устройство для осуществления этого способа с помощью аппаратно-программного электроразведочного комплекса (апэк "марс")
RU2595327C1 (ru) * 2015-03-03 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Приморьенефтегаз" Устройство сейсморазведки 2d или 3d, электроразведки и гис для повышения надежности картирования кровли соли и для прогноза нефтегазоносности подсолевых отложений в районах с развитой солянокупольной тектоникой
RU2612726C2 (ru) * 2015-08-17 2017-03-13 Андрей Владимирович ТУЛУПОВ Устройство для морской электроразведки нефтегазовых месторождений и способ ее осуществления

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264230B2 (en) * 2007-05-08 2012-09-11 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu “Sibirskaya Geofizicheskaya Nauchno-Proizvodstvennaya Kompaniya” Method and device for carrying out marine electrical exploration during a ship travel
RU2381531C1 (ru) * 2008-12-22 2010-02-10 Екатерина Николаевна Рыхлинская Способ морской геоэлектроразведки с фокусировкой электрического тока
CN102053281B (zh) * 2009-11-10 2013-01-23 中国石油化工集团公司 一种运用长偏移距瞬变电磁阵列法进行油气检测的方法
RU2446417C2 (ru) * 2010-05-06 2012-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Геонефтегаз" ООО "Геонефтегаз" Способ пространственной частотно-временной геоэлектроразведки (ftem-3d)
DE102010035261A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Arnim Kaus Verfahren und Messvorrichtung zur Erkundung von Kohlenwasserstoff-Reservoirs im Untergrund
CN102323621A (zh) * 2011-05-23 2012-01-18 杨光 瞬变电磁仪智能控制器
CN102323612B (zh) * 2011-05-27 2013-06-12 中国石油大学(北京) 一种基于地震信号检测天然气藏的方法及设备
CN102419454A (zh) * 2011-06-30 2012-04-18 中国科学院地质与地球物理研究所 隧道掌子面前方远距离含水目标体的瞬变电磁预报方法
CN102809763B (zh) * 2012-08-10 2016-08-10 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 不接地激电测量方法与仪器
CN103397879B (zh) * 2013-08-14 2014-09-10 中国石油大学(华东) 基于流动电位的储层参数测量系统及测量方法
EP3156827A1 (en) 2015-10-15 2017-04-19 Org Geo As Method and apparatus for marine electrical exploration
CN106596715B (zh) * 2017-01-20 2024-01-26 西安石油大学 一种阵列式瞬变电磁法多层管柱损伤检测系统及方法
CN111751887A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 天津大学青岛海洋技术研究院 一种大功率人工电位采集系统
CN110907997B (zh) * 2019-10-21 2024-04-05 吉林大学 一种双参数时域电磁弱极化效应的快速识别方法及装置
CN111796335B (zh) * 2020-08-28 2023-03-14 核工业航测遥感中心 航空瞬变电磁时间常数提取方法
CN112305624B (zh) * 2020-10-30 2024-02-06 中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心) 一种非接触式跨障碍的高密度测量方法
CN112945074B (zh) * 2021-02-20 2022-09-30 杭州鲲骏海洋工程技术有限公司 一种全海深非接触隧道磁电阻阵列位移传感器
CN113503154B (zh) * 2021-04-14 2024-01-30 西安石油大学 井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法、装置及存储介质
CN113031080B (zh) * 2021-04-21 2022-05-13 中南大学 一种采用简易极化常数的新激电方法
CN113216929B (zh) * 2021-04-29 2023-12-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 基于电磁物探的随钻岩土参数测量方法及设备
CN113885083B (zh) * 2021-08-05 2024-04-09 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法
CN114019570B (zh) * 2021-11-02 2024-04-05 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种天地孔协同一体的瞬变电磁探测采空区的方法
WO2023178917A1 (zh) * 2022-03-23 2023-09-28 北京工业大学 一种地表旋转电磁场产生装置
CN115128680B (zh) * 2022-06-28 2023-06-02 吉林大学 一种磁性源多波形组合的瞬变电磁靶向测量方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1122998A1 (ru) * 1983-06-03 1984-11-07 Всесоюзное Морское Научно-Производственное Объединение Инженерной Геологии "Союзморинжгеология" Способ морской геоэлектроразведки
US4617518A (en) * 1983-11-21 1986-10-14 Exxon Production Research Co. Method and apparatus for offshore electromagnetic sounding utilizing wavelength effects to determine optimum source and detector positions
CA2299743A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-22 Kenneth Duckworth A method and apparatus for the detection of induced polarization and electrical resistivity in rocks and soils free of the effect of the electromagnetic coupling phenomenon
CN1163764C (zh) * 2000-05-19 2004-08-25 何继善 一种主动源频率域电法勘探方法
RU2219568C1 (ru) * 2003-02-18 2003-12-20 РЫХЛИНСКИЙ Николай Иванович Способ геоэлектроразведки
RU2236028C1 (ru) * 2003-10-07 2004-09-10 РЫХЛИНСКИЙ Николай Иванович Способ морской геоэлектроразведки (варианты)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010047613A1 (ru) * 2008-10-23 2010-04-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибирская Научно-Производственная Компания" Способ количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации
RU2456643C2 (ru) * 2010-06-01 2012-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Геофизик" Устройство для проведения каротажа в рудных скважинах
RU2491580C1 (ru) * 2012-02-07 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская геофизическая научно-производственная компания" Способ измерения геофизических характеристик с применением последующей инверсии геоэлектрических данных с дополнительным временным фильтром
RU2574861C2 (ru) * 2012-08-01 2016-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Версофт" Способ измерения и обработки переходных процессов с заземленной линией при импульсном возбуждении поля электрическим диполем с целью построения геоэлектрических разрезов и устройство для осуществления этого способа с помощью аппаратно-программного электроразведочного комплекса (апэк "марс")
RU2557675C2 (ru) * 2012-12-17 2015-07-27 Анатолий Семенович Лисин Способ морской геоэлектроразведки и исследовательский комплекс для его осуществления
RU2595327C1 (ru) * 2015-03-03 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Приморьенефтегаз" Устройство сейсморазведки 2d или 3d, электроразведки и гис для повышения надежности картирования кровли соли и для прогноза нефтегазоносности подсолевых отложений в районах с развитой солянокупольной тектоникой
RU2612726C2 (ru) * 2015-08-17 2017-03-13 Андрей Владимирович ТУЛУПОВ Устройство для морской электроразведки нефтегазовых месторождений и способ ее осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
EP1876473A4 (en) 2015-03-18
EP1876473A1 (en) 2008-01-09
RU2005108185A (ru) 2006-09-10
CN101166999B (zh) 2011-07-27
CN101166999A (zh) 2008-04-23
WO2006101419A1 (fr) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2301431C2 (ru) Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах
Macnae et al. Fast AEM data processing and inversion
Berdichevsky et al. On two-dimensional interpretation of magnetotelluric soundings
Ziolkowski et al. Multitransient electromagnetic demonstration survey in France
Zhdanov et al. Underground imaging by frequency-domain electromagnetic migration
RU2399931C2 (ru) Способ количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации
Colombo et al. Quantifying surface-to-reservoir electromagnetics for waterflood monitoring in a Saudi Arabian carbonate reservoir
Fedi et al. Analysis of depth resolution in potential-field inversion
US7737699B2 (en) Method of marine electromagnetic survey using focusing electric current
US20160084980A1 (en) Method and apparatus for detecting and mapping subsurface anomalies
Christensen Sensitivity functions of transient electromagnetic methods
Ibraheem et al. Subsurface investigation of the Neogene Mygdonian Basin, Greece using magnetic data
Christiansen et al. A quantitative appraisal of airborne and ground-based transient electromagnetic (TEM) measurements in Denmark
Kozhevnikov et al. Inversion of TEM data affected by fast-decaying induced polarization: Numerical simulation experiment with homogeneous half-space
Dunham et al. Application of 3D marine controlled-source electromagnetic finite-element forward modeling to hydrocarbon exploration in the Flemish Pass Basin offshore Newfoundland, Canada
Vignoli et al. Frequency‐dependent multi‐offset phase analysis of surface waves: an example of high‐resolution characterization of a riparian aquifer
Dalgaard et al. Enhancing SNMR model resolution by selecting an optimum combination of pulse moments, stacking, and gating
Economou et al. GPR data processing techniques
RU2491580C1 (ru) Способ измерения геофизических характеристик с применением последующей инверсии геоэлектрических данных с дополнительным временным фильтром
Plotkin et al. Inversion of magnetotelluric data in fault zones of Gorny Altai based on a three-dimensional model
Fayemi et al. Qualitative analysis of MTEM response using instantaneous attributes
Ageenkov et al. Results of mathematical simulation of transient processes for the sea shelf conditions
Ananyev et al. Physical modeling of the Bazhenov formation in combination with CSEM and seismic methods
Rabeh et al. Interpretation case study of the Sahl El Qaa area, southern Sinai Peninsula, Egypt
Yi et al. Three-Dimensional Inversion of ATEM Responses for Grounded Source

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130221