RU2446417C2 - Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) - Google Patents
Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446417C2 RU2446417C2 RU2010117941/28A RU2010117941A RU2446417C2 RU 2446417 C2 RU2446417 C2 RU 2446417C2 RU 2010117941/28 A RU2010117941/28 A RU 2010117941/28A RU 2010117941 A RU2010117941 A RU 2010117941A RU 2446417 C2 RU2446417 C2 RU 2446417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- frequency
- profiles
- line
- area
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам геофизической разведки на нефть и газ, а также к пространственной частотно-временной геоэлектроразведке с закрепленным источником в наземном и скважинно-поверхностном вариантах с измерением параметра вызванной поляризации и предназначается для повышения точности измерений и эффективности выявления залежей углеводородов.The invention relates to methods for geophysical exploration for oil and gas, as well as to spatial time-frequency geoelectrical exploration with a fixed source in the surface and borehole-surface versions with the measurement of the induced polarization parameter and is intended to improve the accuracy of measurements and the efficiency of detection of hydrocarbon deposits.
Известен способ частотных зондирований (метод ЧЗ или дипольное индукционное зондирование), основанный на изучении компонент переменного электромагнитного поля в дальней зоне при изменяющейся частоте поля. Существенная особенность ЧЗ заключается в том, что во время зондирования разнос диполей остается неизменным, а частота меняется дискретно (или непрерывно) от высоких значений до инфранизких. Установка для зондирования состоит из питающего и измерительного диполей, разнесенных на расстояние, превышающее заданную глубину в 4 раза и более. Питающим диполем служит заземленный кабель длиной АВ или незаземленная петля, через которую пропускают переменный электрический ток. В качестве измерительного диполя при изучении электрической составляющей используют приемную линию MN, а при изучении магнитной составляющей - многовитковую незаземленную петлю или магнитоиндукционный датчик. В измерительном устройстве сигнал принимается, отфильтровывается от помех, усиливается и поступает в оперативное запоминающее устройство. На каждой фиксированной частоте измеряют ЭДС ΔV(ω), наведенную в приемном контуре q или заземленной линии MN. Одновременно измеряют амплитудное значение тока I в питающем диполе. По результатам измерений на каждой частоте вычисляют кажущееся сопротивление по формуле R(ω)=K*ΔV(ω)/I. Измерения в способе частотно-временной электроразведки отличаются тем, что выполняются на разносах в промежуточной зоне питающего источника (1<R/H<4, где R - удаление измерителя от питающего источника, Н - глубина изучаемого объекта), т.е. в области измерения изучается поле как обусловленное электромагнитной волной, распространяющейся по воздуху (возбуждение второго рода), так и распространяющееся по проводящей среде (возбуждение первого рода). За счет этого измеряемый сигнал в промежуточной зоне источника на временах, отвечающих глубине исследований, возрастает. Отличие состоит в том, что при электромагнитных зондированиях в дальней зоне изучается поле, возбужденное в земле удаленным источником - R/H>4 (преимущественно возбуждение второго рода) (Б.К.Матвеев, Электроразведка. Москва, «Недра» 1990 г., стр.115-120).A known method of frequency sounding (the method of ChZ or dipole induction sounding), based on the study of the components of an alternating electromagnetic field in the far zone with a changing frequency of the field. An essential feature of the CE is that during the sensing the separation of the dipoles remains unchanged, and the frequency varies discretely (or continuously) from high values to infralow. The sensing installation consists of a supply and a measuring dipole spaced apart by a distance exceeding a predetermined depth by 4 times or more. The supply dipole is an earthed cable of AB length or an ungrounded loop through which an alternating electric current is passed. When studying the electric component, the MN receiving line is used as a measuring dipole, and when studying the magnetic component, a multi-turn non-earthed loop or magneto-induction sensor. In the measuring device, a signal is received, filtered out from interference, amplified and fed into the random access memory. At each fixed frequency, the EMF ΔV (ω) induced in the receiving circuit q or the grounded line MN is measured. At the same time, the amplitude value of the current I in the supply dipole is measured. According to the measurement results at each frequency, the apparent resistance is calculated by the formula R (ω) = K * ΔV (ω) / I. Measurements in the method of time-frequency electrical exploration are distinguished by the fact that they are carried out on spacings in the intermediate zone of the supply source (1 <R / H <4, where R is the distance of the meter from the supply source, N is the depth of the object under study), i.e. In the measurement domain, a field is studied both due to an electromagnetic wave propagating through the air (second-order excitation) and propagating through a conducting medium (first-order excitation). Due to this, the measured signal in the intermediate zone of the source at times corresponding to the depth of research increases. The difference is that when electromagnetic sounding in the far zone is studied, the field excited in the earth by a remote source - R / H> 4 (mainly second-type excitation) (B.K. Matveev, Electrical Exploration. Moscow, Nedra 1990, pg. 115-120).
Известен способ наземной геоэлектроразведки, предусматривающий регистрацию неустановившегося поля в ближней к источнику зоне в диапазоне времен от tmin<<4·π·10-7·Smin·Hmin до tmax>4·π·10-7·Smax·Hmax, где Smin, Hmin, Smax и Hmax - соответственно наименьшие и наибольшие проводимости и мощности горных пород изучаемого разреза (см. патент СССР, 234544, опубл. 01.01.1969).A known method of ground-based geoelectrical exploration, providing for the registration of an unsteady field in the zone closest to the source in the time range from t min << 4 · π · 10 -7 · S min · H min to t max > 4 · π · 10 -7 · S max · H max , where S min , H min , S max and H max are the smallest and greatest conductivities and thicknesses of rocks of the studied section (see USSR patent, 234544, publ. 01.01.1969).
Известен также способ геоэлектроразведки, при котором возбуждают электромагнитное поле вертикальным магнитным диполем или горизонтальным электрическим диполем, отличающийся тем, что с целью повышения информативности и точности измеряют сигнал в промежуточной зоне источника, включая интервал времени 0.07·R2/rl≤t≤4.0·R2/rl (Н≤R≤4Н), где R - разнос установки, км, Н - глубина исследования, км; rl - среднее продольное сопротивление разреза, и по результатам измерений получают нормированные на двухслойные модели разрезов кривые r, S, характеризующие изменения параметров геоэлектрического разреза с глубиной (см. а.с. СССР №1160837, опубл. 10.04.1995).There is also known a method of geoelectrical exploration, in which an electromagnetic field is excited by a vertical magnetic dipole or a horizontal electric dipole, characterized in that in order to increase the information content and accuracy, a signal is measured in the intermediate zone of the source, including the time interval 0.07 · R 2 /rl≤t≤4.0·R 2 / rl (Н≤R≤4Н), where R is the installation spacing, km, N is the research depth, km; rl is the average longitudinal resistance of the section, and according to the measurement results, r and S curves normalized to two-layer model of sections are obtained, which characterize changes in the parameters of the geoelectric section with depth (see USSR AS No. 1160837, publ. 04/10/1995).
В скважинно-поверхностной геоэлектроразведке также известны различные способы поиска и оконтуривания залежей углеводородов.In the borehole surface geoelectrical exploration various methods are also known for the search and contouring of hydrocarbon deposits.
Например, известен способ скважинной геоэлектроразведки, в котором с целью повышения глубинности исследований регистрация переходного процесса производится в течение времени, меньшего 0.01 µSH, где µ - магнитная проницаемость среды, S и Н - продольная проводимость и мощность слоя среды между поверхностью среды и уровнем приемника (см. авт.св. СССР №396654, опубл. 01.01.1973).For example, a well-known geoelectro-prospecting method is known in which, in order to increase the depth of research, the transient is recorded for a time shorter than 0.01 μSH, where μ is the magnetic permeability of the medium, S and H are the longitudinal conductivity and power of the medium layer between the surface of the medium and the receiver level ( see auth. of the USSR No. 396654, publ. 01.01.1973).
Известен также способ скважинной геоэлектроразведки, по которому определяют направление и глубину залегания геоэлектрических неоднородностей в околоскважинном пространстве. Способ заключается в измерении электрического поля в скважине при размещении источника на поверхности Земли на радиальных профилях, расходящихся от скважины. Согласно способу измеряют в скважине на ряде глубин исследуемого горизонта электрическую компоненту поля Ez при двух удалениях источника от скважины R1=(0.3-0.5)h и R2=(3-5)h, где h - глубина исследуемого горизонта по меньшей мере по трем радиальным направлениям, расходящимся от устья скважины под равными углами, определяют средние значения величин 
Известны способы геоэлектроразведки методом вызванной поляризации, основанные на измерении фазовых частотных характеристик суммарного электрического поля. Недостатком этих способов является сильное влияние индукционных полей над низкоомными породами или при больших размерах полевых установок.Known methods of geoelectrical exploration by the method of induced polarization, based on the measurement of phase frequency characteristics of the total electric field. The disadvantage of these methods is the strong influence of induction fields over low-impedance rocks or with large sizes of field installations.
По способу (авт.св. СССР №324601, опубл. 01.01.1972) измеряют фазовые характеристики при взаимном положении приемной и питающей линий под острым и тупым углами, причем угол между линиями изменяют до тех пор, пока низкочастотная часть фазовой характеристики не становится зависимой от него, и по величине фазовых углов на низкой частоте судят о наличии поляризующихся объектов.According to the method (ed. St. USSR No. 324601, publ. 01.01.1972), the phase characteristics are measured at the relative position of the receiving and supply lines at sharp and obtuse angles, and the angle between the lines is changed until the low-frequency part of the phase characteristic becomes dependent from it, and by the magnitude of the phase angles at a low frequency, the presence of polarizing objects is judged.
Предложенный способ основан на представлениях, что в однородном неполяризующемся полупространстве взаимный импеданс (отношение ЭДС в приемной линии к силе тока в питающей) ортогональных линий не зависит от частоты и является величиной чисто действительной, т.е. фазовый сдвиг равен нулю.The proposed method is based on the notion that in a homogeneous non-polarizing half-space, the mutual impedance (the ratio of the EMF in the receiving line to the current strength in the supply) of the orthogonal lines does not depend on the frequency and is purely real, i.e. phase shift is zero.
Другой способ геоэлектроразведки по методу вызванной поляризации (авт.св. СССР №392434, опубл. 01.01.1973), основанный на многочастотных амплитудно-фазовых измерениях при возбуждении поля периодической последовательностью импульсов тока прямоугольной формы отличается тем, что с целью увеличения глубинности и разрешающей способности метода начальную, искаженную влиянием электродинамического становления поля стадию каждого импульса принимаемого сигнала вырезают с разными временами отсечки, синхронно с моментами изменения направления тока в источнике поля, и по зависимости от времени отсечки амплитуды и фазы фильтрованного гармонического сигнала судят о наличии поляризационного объекта.Another method of geoelectrical exploration by the method of induced polarization (ed. St. USSR No. 392434, publ. 01.01.1973), based on multi-frequency amplitude-phase measurements when the field is excited by a periodic sequence of rectangular current pulses, differs in that in order to increase the depth and resolution of the method, the initial stage, distorted by the influence of the electrodynamic formation of the field, the stage of each pulse of the received signal is cut out with different cutoff times, synchronously with the moments of changing the direction of the current field source, and depending on the amplitude and phase of the cut-off time of the filtered wave signal judged on the presence of the polarization of the object.
Закрепление питающего источника в способе FTEM-3D выбрано как наиболее рациональное, т.к. обладает существенным преимуществом при производстве частотно-временных измерений в едином цикле от закрепленного питающего диполя. Прототипом способа служит способ (см. авт.св. СССР №1117557, опубл. 07.10.1984), отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений, предварительно проводят синхронные измерения сигналов компонент магнитотеллурического поля в базовой и каждой полевой точках на профиле, затем повторяют синхронные измерения сигналов компонент искусственного источника и магнитотеллурического поля, по результатам измерений методом накоплений сигналов в базовой точке выделяют сигнал, соответствующий электромагнитному полю искусственного источника, для каждого измерения на базовой точке вычитанием соответствующего указанного сигнала определяют сигналы магнитотеллурического поля, которые с учетом соответствующих магнитотеллурических коэффициентов взаимосвязи базовой и полевой точек, установленных из предварительных измерений, вычитаются из сигналов, измеренных в каждой полевой точке при повторных измерениях.The fixing of the supply source in the FTEM-3D method was chosen as the most rational, because It has a significant advantage in the production of time-frequency measurements in a single cycle from a fixed supply dipole. The prototype of the method is the method (see ed. St. USSR No. 1117557, publ. 07.10.1984), characterized in that, in order to increase the reliability of the measurement results, synchronous measurements of the signals of the magnetotelluric field components in the base and each field points on the profile are preliminarily carried out then the synchronous measurements of the signals of the components of the artificial source and the magnetotelluric field are repeated, according to the measurement results by the method of accumulation of signals at the base point, a signal corresponding to the electromagnetic field of the artificial about the source, for each measurement at the base point, subtracting the corresponding specified signal determines the magnetotelluric field signals, which, taking into account the corresponding magnetotelluric coupling coefficients of the base and field points established from the preliminary measurements, are subtracted from the signals measured at each field point during repeated measurements.
Недостатком известного способа является низкая его эффективность и высокая трудоемкость.The disadvantage of this method is its low efficiency and high complexity.
Заявленный способ направлен на устранение вышеперечисленных недостатков.The claimed method is aimed at eliminating the above disadvantages.
Технический результат достигается за счет того, что в заявленном способе пространственной частотно-временной геофизической разведки в закрепленном питающем источнике, выполненном в виде заземленной линии АВ, пропускают электрический ток серией непрерывной последовательности токовых импульсов прямоугольной формы периодом Т (сек), при этом период Т дискретно меняется в интервале периодовThe technical result is achieved due to the fact that in the claimed method of spatial frequency-time geophysical exploration in a fixed supply source, made in the form of a grounded line AB, an electric current is passed through a series of a continuous sequence of current pulses of rectangular shape with a period of T (sec), while the period T is discrete varies between periods
2πµHminSmin<T<2πµHmaxSmax,2πµH min S min <T <2πµH max S max ,
гдеWhere
µ - магнитная проницаемость в ваукууме или магнитная постоянная, равная 4π·10е-7,µ is the magnetic permeability in the vacuum or magnetic constant equal to 4π · 10e -7 ,
Hmin, Smin, Hmax, Smax соответственно минимальные и максимальные исследуемые глубина в метрах и проводимость в Сименсах,H min , S min , H max , S max, respectively, the minimum and maximum investigated depth in meters and conductivity in Siemens,
наводят при этом электромагнитное поле и одновременно регистрируют его характеристики по регулярной сети профилей на исследуемом участке, в едином цикле измеряют частотные (ЧЗ) и переходные характеристики (ЗС) электромагнитного поля, на основании измерений ЧЗ и ЗС определяют частотно-временную зависимость пространственных измерений, несущую информацию о проводимости, сопротивлении, поляризуемости и других геоэлектрических параметрах среды, а по результатам анализа геоэлектрических параметров выявляют и оконтуривают залежи углеводородов.this induces an electromagnetic field and simultaneously records its characteristics on a regular network of profiles in the studied area, in a single cycle measure the frequency (CE) and transient characteristics (CS) of the electromagnetic field, based on the measurements of CS and CS determine the frequency-time dependence of spatial measurements, bearing information on the conductivity, resistance, polarizability and other geoelectric parameters of the medium, and according to the results of the analysis of geoelectric parameters, hydrocarbon deposits are identified and outlined childbirth.
Отличие также состоит в том, что питающий источник в виде заземленной электрической линии АВ располагают на поверхности исследуемого участка, профили приемных линий MN располагают параллельно питающей линии АВ, измеряют электрическую компоненту Ех электромагнитного поля, а также регистрируют производную вертикальной компоненты магнитного поля dBz/dt с помощью незаземленной горизонтальной рамки (петли) или индукционного датчика.The difference also lies in the fact that a power source in the form of a grounded electric line AB is located on the surface of the test area, the profiles of the receiving lines MN are parallel to the power line AB, the electric component Ex of the electromagnetic field is measured, and the derivative of the vertical component of the magnetic field dBz / dt is recorded using an ungrounded horizontal frame (loop) or an induction sensor.
Отличие также состоит в том, что питающий источник в виде заземленной электрической линии АВ располагают вертикально в скважине, пробуренной на исследуемом участке, измеряют проекцию горизонтальной электрической радиальной компоненты Еr (полного вектора электрического поля источника) электромагнитного поля на линии профилей, при этом систему профилей располагают в области изучаемого объекта, обеспечивая плотную сеть профилей не менее 2 пог. км/км2.The difference also lies in the fact that the power source in the form of a grounded electric line AB is placed vertically in the well drilled in the studied area, the projection of the horizontal electric radial component Er (the full electric field vector of the source) of the electromagnetic field on the profile lines is measured, and the profile system is located in the area of the studied object, providing a dense network of profiles of at least 2 linear meters. km / km 2 .
Отличие также состоит в том, что регистрируют горизонтальную электрическую компоненту электромагнитного поля при помощи приемных заземленных электрических линий MN, образующих регулярную сеть профилей на площади исследуемого участка, при этом длину линий MN выполняют равной шагу их размещения на поверхности.The difference also lies in the fact that they record the horizontal electric component of the electromagnetic field using receiving earthed electric lines MN, forming a regular network of profiles on the area of the studied area, while the length of the lines MN is equal to the step of their placement on the surface.
На фиг.1 показан график слагаемых фазового параметра.Figure 1 shows a graph of the terms of the phase parameter.
На фиг.2 показана структурная карта месторождения по данным 3-Д сейсморазведки, прогноз нефтеносности по данным электроразведки и профиль через скв. 10 до и после электроразведочных работ.Figure 2 shows the structural map of the field according to 3-D seismic data, the forecast of oil content according to electrical exploration and the profile through the well. 10 before and after electrical exploration.
Частотно-временная пространственная высокоразрешающая электроразведка с измерением параметра вызванной поляризации (FTEM3D) объединяет в себе достоинства изучения нестационарного процесса в части высокого разрешения геоэлектрического разреза и измерения фазовых параметров гармонического поля с целью получения информации об аномалиях вызванной поляризации, непосредственно связанных с залежами углеводородов.The time-frequency spatial high-resolution electrical exploration with the measurement of the induced polarization parameter (FTEM3D) combines the advantages of studying an unsteady process in terms of high resolution of the geoelectric section and measuring the phase parameters of the harmonic field in order to obtain information about anomalies of the induced polarization directly associated with hydrocarbon deposits.
Технология полевых измерений строится на основе изучения пространственного распределения поля закрепленного питающего источника. Анализ характера распределения электромагнитного поля над моделью слоистого полупространства и трехмерно-неоднородных сред свидетельствует о том, что наиболее простые закономерности распределения поля по площади наблюдаются при возбуждении электромагнитного поля горизонтальной заземленной электрической линией при измерении скорости изменения электромагнитной индукции dBz/dt и напряженности электрического поля Ex.The technology of field measurements is based on the study of the spatial distribution of the field of a fixed supply source. An analysis of the nature of the distribution of the electromagnetic field over the model of layered half-space and three-dimensionally inhomogeneous media indicates that the simplest laws of the field distribution over the area are observed when the electromagnetic field is excited by a horizontal grounded electric line when measuring the rate of change of electromagnetic induction dBz / dt and the electric field strength Ex.
На исследуемой площади по системе профилей, параллельных линии источника поля, измеряется электрическая компонента Ех с помощью заземленной приемной линии MN, или производная вертикальной компоненты магнитного поля dBz/dt с помощью незаземленной горизонтальной рамки (петли) или с помощью индукционного датчика. Профили разбиваются параллельно питающей линии. Максимальная длина профилей, параллельных питающей линии, ограничивается лучами, выходящими из точек заземления под углом 60 градусов относительно оси питающей линии.On the studied area, using the system of profiles parallel to the line of the field source, the electric component Ex is measured using an earthed receiving line MN, or the derivative of the vertical component of the magnetic field dBz / dt using an ungrounded horizontal frame (loop) or using an induction sensor. Profiles are split parallel to the supply line. The maximum length of the profiles parallel to the supply line is limited by the rays emerging from the ground points at an angle of 60 degrees relative to the axis of the supply line.
По способу пространственной частотно-временной электроразведки (FTEM3D) в питающий диполь пропускается ток и одновременно выполняется регистрация процесса становления поля, частотных зондирований и процесса вызванной поляризации. На возбуждающей поле установке синхронно регистрируется токовый сигнал I(t).By the method of spatial frequency-time electrical reconnaissance (FTEM3D), a current is passed to the supply dipole and at the same time registration of the field formation process, frequency soundings and the process of induced polarization is performed. The current signal I (t) is simultaneously recorded on the exciting field of the installation.
Правильный выбор системы измерений в пространстве и частотно-временного диапазона измерений по способу FTEM3D позволяет получать в едином технологическом цикле из результатов полевого эксперимента информацию о строении геоэлектрического разреза на площади исследований по параметрам проводимости и поляризуемости.The correct choice of a measurement system in space and in the frequency-time range of measurements using the FTEM3D method allows one to obtain information on the structure of a geoelectric section in a single technological cycle from the results of a field experiment on the conductivity and polarizability parameters.
Многовариантность способа достигается путем возбуждения электромагнитного поля в земле, закрепленной на участке горизонтальной (наземный вариант технологии FTEM3D) или вертикальной (скважинно-поверхностный вариант технологии FTEM3D) заземленной питающей линией, в которую подаются серии токовых импульсов прямоугольной формы различной длительности при синхронной регистрации токовых импульсов с полевыми многоканальными измерениями поля Ex, dBz/dt на площади исследований.The multivariance of the method is achieved by exciting an electromagnetic field in the earth, fixed on a horizontal (ground-based version of the FTEM3D technology) or vertical (borehole-surface version of the FTEM3D technology) grounded power line, into which a series of rectangular square-wave current pulses of various durations are supplied while simultaneously recording current pulses with field multichannel measurements of the field Ex, dBz / dt on the research area.
Способность частотно-временной высокоразрешающей электроразведки выявлять аномалии вызванной поляризации, непосредственно связанные с залежью углеводородов, обусловлена электрическими и поляризационными свойствами нефти и газа. В работе (Киселев Е.С., Ларионов Е.И., Сафонов А.С. Электрические свойства нефтегазоносных разрезов. Поисковые признаки залежей углеводородов в методах высокоразрешающей электроразведки. Москва, «Научный мир», 2007 г., стр.92-96, 109-121) рассмотрены различные точки зрения на процессы вызванной поляризации, связанные с залежами углеводородов. Рассмотрены признаки проявления нефтегазовых залежей в измеряемом сигнале электрических зондирований. По совокупности данных показано, что под действием внешнего электрического поля контур залежи углеводородов (граница раздела фаз нефть - вмещающая среда) способна поляризоваться из-за наличия в ней полярных компонент нефти и коллоидных частиц поверхностно-активных веществ (ПАВ). По данным способа FTEM3D показано, что наибольшей поляризуемостью обладает контур залежи - граница раздела фаз. Этому свойству дается физическое обоснование.The ability of the time-frequency high-resolution electrical exploration to detect anomalies caused by polarization, directly related to the hydrocarbon reservoir, is due to the electrical and polarization properties of oil and gas. In the work (Kiselev E.S., Larionov E.I., Safonov A.S. Electrical properties of oil and gas sections. Search signs of hydrocarbon deposits in high-resolution electrical exploration methods. Moscow, Scientific World, 2007, pp. 92-96 109-121) various points of view on the processes of induced polarization associated with hydrocarbon deposits are considered. The signs of manifestation of oil and gas deposits in the measured signal of electrical sounding are considered. According to the totality of the data, it is shown that under the influence of an external electric field, the hydrocarbon pool contour (oil – host medium interface) can polarize due to the presence of polar oil components and colloidal particles of surface-active substances (SAS) in it. According to the FTEM3D method, it is shown that the reservoir contour — the phase boundary — has the highest polarizability. This property is given a physical justification.
Анализ результатов расчета поля над поляризующейся средой показал, что электрическая компонента поля Ех обладает повышенной чувствительностью к частотной дисперсии проводимости среды, которую в низкочастотной асимптотике обычно называют вызванной поляризацией среды. Причем в гармонической области наиболее просто можно разделить характеристики, связанные с индукционной и поляризационной частью сигнала по фазовым параметрам поляAn analysis of the results of calculating the field over a polarizable medium showed that the electric component of the field Ex has an increased sensitivity to the frequency dispersion of the conductivity of the medium, which in low-frequency asymptotics is usually called the induced polarization of the medium. Moreover, in the harmonic region, it is most simply possible to separate the characteristics associated with the induction and polarization part of the signal according to the phase parameters of the field
где η - поляризуемость; τ - постоянная времени; ω - круговая частота;where η is the polarizability; τ is the time constant; ω is the circular frequency;
µ=4π*10-7 магнитная проницаемость; σ - проводимость.µ = 4π * 10 -7 magnetic permeability; σ is the conductivity.
В низкочастотной асимптотике фазовые параметры электрического поля φEх и ΔφEх представляют собой сумму, слагаемые которой имеют либо индукционное, либо поляризационное происхождение. Благодаря свойству аддитивности каждое из слагаемых фазового параметра имеет свою зависимость от частоты, что позволяет разделить эффекты индукционные и поляризационные (фиг.1).In the low-frequency asymptotics, the phase parameters of the electric field φ Ex and Δφ Ex represent the sum whose terms are of either induction or polarization origin. Due to the additivity property, each of the components of the phase parameter has its own frequency dependence, which allows us to separate the induction and polarization effects (Fig. 1).
Очевидным признаком вызванной поляризации является выход низкочастотной ветви фазовой кривой на горизонтальную (или близкую к этому) асимптоту, уровень которой определяется кажущейся поляризуемостью среды.An obvious sign of induced polarization is the output of the low-frequency branch of the phase curve to a horizontal (or close to this) asymptote, the level of which is determined by the apparent polarizability of the medium.
Технология способа пространственной частотно-временной электроразведки с измерением параметра вызванной поляризации основана на измерении частотных (ЧЗ) и переходных характеристик (ЗС) среды.The technology of the method of spatial frequency-time electrical exploration with the measurement of the induced polarization parameter is based on the measurement of the frequency (CE) and transient characteristics (ES) of the medium.
Реализация способа пространственной частотно-временной геоэлектроразведки как наземной, так и скважинно-поверхностной, осуществляется с помощью цифровых электроразведочных станций. Диапазон времен регистрации переходного процесса выбирают так, чтобы он включал времена как меньшие, так и большие величины произведения магнитной проницаемости, суммарной продольной проводимости и мощности слоистой толщи.The implementation of the method of spatial frequency-time geoelectrical exploration of both ground and borehole-surface is carried out using digital electrical exploration stations. The range of transient recording times is chosen so that it includes both smaller and larger values of the product of magnetic permeability, total longitudinal conductivity and thickness of the layered thickness.
Прототипом способа частотно-временной электроразведки с измерением параметра ВП является фазовая модификация метода ВП, в которой изучают сдвиг по фазе между измеряемым сигналом и током в генераторном устройстве или между двумя измеряемыми сигналами на разных частотах (высокой и низкой). Определение фазовых сдвигов различных компонент поля относительно тока в источнике принято называть абсолютными измерениями, а между двумя изучаемыми сигналами - относительными измерениями.The prototype of the time-frequency electrical exploration method with the measurement of the VP parameter is a phase modification of the VP method, in which the phase shift between the measured signal and the current in the generator device or between two measured signals at different frequencies (high and low) is studied. The determination of the phase shifts of various field components with respect to the current in the source is usually called absolute measurements, and between the two signals studied - relative measurements.
Источником первичного поля служит заземленная линия АВ, датчиком измеряемого электрического поля - заземленная приемная линия MN. Для наблюдений используют установки срединного градиента, дипольные осевую и экваториальную, ортогональные с двумя и тремя питающими электродами. Частоты выбирают так, чтобы соблюдать условия малых параметров поля |K|*r<<1, где индукционные фазовые сдвиги невелики и находятся в прямой зависимости от частоты (Б.К.Матвеев. Электроразведка. Москва, «Недра», 1990 г.).The source of the primary field is the grounded line AB, the sensor of the measured electric field is the grounded receiving line MN. For observations, mid-gradient installations, dipole axial and equatorial, orthogonal with two and three supply electrodes, are used. The frequencies are chosen so as to comply with the conditions of small field parameters | K | * r << 1, where the induction phase shifts are small and are directly dependent on the frequency (B.K. Matveev. Electrical Exploration. Moscow, Nedra, 1990) .
Способ пространственной частотно-временной геоэлектроразведки (FTEM-3D) заключается в том, что на участке работ располагают закрепленный питающий источник в виде горизонтальной заземленной линии (АВ). В заземленной линии с помощью генераторной установки и специализированного коммутатора тока под управлением компьютера создают серию прямоугольных токовых импульсов разной длительности, причем токовый сигнал в питающей линии регистрируют на магнитном носителе управляющего компьютера. На участке работ по регулярной сети профилей, параллельных питающей линии (АВ), выполняют измерения электрической компоненты Ех электромагнитного поля с помощью заземленных линий, располагающихся вдоль линии профилей, длина приемных линий равна шагу измерений, а также производной вертикальной компоненты магнитного поля dBz/dt с помощью незаземленной горизонтальной рамки (петли), изготовленной из многожильного провода, или с помощью индукционного датчика.The method of spatial frequency-time geoelectrical exploration (FTEM-3D) is that a fixed supply source in the form of a horizontal grounded line (AB) is located at the site of work. In a grounded line using a generator set and a specialized current switch under computer control, a series of rectangular current pulses of different durations is created, and the current signal in the supply line is recorded on the magnetic medium of the control computer. At the site of work on a regular network of profiles parallel to the supply line (AB), the electric component Ex of the electromagnetic field is measured using grounded lines along the profile line, the length of the receiving lines is equal to the measurement step, as well as the derivative of the vertical component of the magnetic field dBz / dt s using an ungrounded horizontal frame (loop) made of stranded wire, or using an induction sensor.
Минимальное расстояние между питающим источником и ближним к нему профилем, обеспечивающее необходимую глубинность исследований, определяется из выраженияThe minimum distance between the supply source and the profile closest to it, providing the necessary depth of research, is determined from the expression
Максимальный разнос определяется минимальным уровнем измеряемого сигнала (точнее, соотношением «сигнал/шум») компоненты dBz/dt, который зависит от разрешающей способности измерительной аппаратуры ΔVа и уровня помех на площади исследованийThe maximum separation is determined by the minimum level of the measured signal (more precisely, the signal-to-noise ratio) of the dBz / dt component, which depends on the resolution of the measuring equipment ΔV а and the level of interference on the study area
ΔVшум; 
Если длину профилей ограничить лучами, выходящими из точек заземлений А и В и направленными под углом 60 градусов относительно оси питающего источника, то максимальное удаление профиля от источника определяется выражениемIf the length of the profiles is limited by the rays emerging from the grounding points A and B and directed at an angle of 60 degrees relative to the axis of the supply source, then the maximum distance of the profile from the source is determined by the expression
В выражениях (1), (2), Hmax·Smax - максимальная глубина в метрах и проводимость исследуемого разреза в Сименсах; АВ - длина питающей линии в метрах; I - ток питающей линии в Амперах; q - эффективная площадь петли в м2; r - разнос установки в метрах; µ=4π·10-7.In expressions (1), (2), H max · S max is the maximum depth in meters and the conductivity of the investigated section in Siemens; AB is the length of the supply line in meters; I is the supply line current in Amperes; q is the effective area of the loop in m 2 ; r is the installation spacing in meters; μ = 4π · 10 -7 .
Технология пространственных частотно-временных измерений электромагнитного поля Ех и dBz/dt от закрепленного питающего источника с синхронной регистрацией токовых импульсов в вариантах горизонтального заземленного питающего диполя для наземных измерений и вертикального для скважинно-поверхностных измерений позволяет получить информацию о распределении проводимости и поляризуемости (параметра вызванной поляризации) среды. Это достигается за счет использования специализированных средств возбуждения и регистрации поля. Для возбуждения поля в данном методе электроразведки используются генераторные установки (ГУ), состоящие из источника тока и коммутатора тока с устройством управления.The technology of spatial frequency-time measurements of the electromagnetic field Ex and dBz / dt from a fixed supply source with synchronous registration of current pulses in the horizontal grounded supply dipole for ground-based measurements and vertical for borehole-surface measurements provides information on the distribution of conductivity and polarizability (parameter of induced polarization ) environment. This is achieved through the use of specialized means of field excitation and registration. To excite the field in this method of electrical exploration, generator sets (GU) are used, consisting of a current source and a current switch with a control device.
В качестве источника тока применяются электромеханические генераторы любого типа как генераторы постоянного тока, так и генераторы переменного тока с различными основными частотами. При использовании электромеханических генераторов в состав генераторной установки входят блоки выпрямления и сглаживания тока, обычно конструктивно объединенные с блоком коммутатора тока. Коммутатор тока обеспечивает формирование в питающей линии импульсов тока прямоугольной формы, причем качество коммутации определяется длительностью и формой фронтов включения/выключения тока. Для поддержания постоянного тока в линии при изменении сопротивлений заземления коммутатор тока может содержать блок стабилизации тока, обеспечивающий автоматическую регулировку напряжения в питающей линии. Устройство управления коммутатором формирует временную диаграмму тока (так называемый дискретный свип-сигнал), обеспечивает измерение и регистрацию значений тока и напряжения в питающей линии. В качестве устройства управления используется микропроцессорное устройство или компьютер. Устройство управления также отвечает за синхронизацию работы ГУ и полевых измерений. В настоящее время для синхронизации используются радиосистемы или средства GPS для оценки точного времени. Результаты регистрации поля и токового сигнала подвергаются обработке в частотной и временной области. После выполнения фильтрации во временной области накопленный импульс на каждой частоте подвергается Фурье-преобразованию, в результате которого получают амплитуды и абсолютные фазы первой, третьей и более высоких гармоник.As a source of current, electromechanical generators of any type are used, both direct current generators and alternating current generators with different fundamental frequencies. When using electromechanical generators, the generator set includes rectification and current smoothing units, usually structurally integrated with the current commutator unit. The current switch provides the formation of rectangular current pulses in the supply line, and the quality of switching is determined by the duration and shape of the current on / off fronts. To maintain direct current in the line when changing the grounding resistances, the current switch may include a current stabilization unit that provides automatic voltage control in the supply line. The switch control device generates a temporary current diagram (the so-called discrete sweep signal), provides measurement and recording of current and voltage values in the supply line. A microprocessor device or a computer is used as a control device. The control device is also responsible for synchronizing the operation of the control unit and field measurements. Currently, radio systems or GPS tools are used for synchronization to estimate the exact time. The results of the registration of the field and the current signal are processed in the frequency and time domain. After filtering in the time domain, the accumulated pulse at each frequency undergoes a Fourier transform, as a result of which the amplitudes and absolute phases of the first, third and higher harmonics are obtained.
Записи формы тока и сигналов градуировки подвергаются аналогичной обработке и по ее результатам вносятся поправки в амплитудные и фазовые частотные кривые, т.е. выполняется учет частотных характеристик измерительного канала и тока.Records of the current shape and calibration signals are subjected to similar processing and, based on its results, corrections are made to the amplitude and phase frequency curves, i.e. the frequency characteristics of the measuring channel and current are taken into account.
Фазовые параметры при всех видах измерений определяются путем вычитания из измеренного на точке наблюдения фазового сдвига значения фазы тока в питающей линии (ФАВ).The phase parameters for all types of measurements are determined by subtracting the current phase in the supply line from the phase shift measured at the observation point.
По результатам обработки строятся амплитудные и фазовые кривые частотного зондирования измеренных компонент поля.Based on the processing results, amplitude and phase curves of the frequency sounding of the measured field components are constructed.
Важным этапом обработки данных фазовых измерений является выделение на фазовой кривой ЧЗ той ее части, которая обусловлена влиянием поляризуемости среды.An important stage in the processing of phase measurement data is the selection of that part on the phase curve of the BS that is due to the influence of the polarizability of the medium.
Обработке во временной области подвергаются сигналы производной вертикальной компоненты магнитного поля (dBz/dt) и электрической компоненты (Ех), зарегистрированные по методике становления поля при возбуждении электромагнитного поля в двухполярном режиме с паузой или максимальный период свип-сигнала.Signals of the derivative of the vertical component of the magnetic field (dBz / dt) and the electric component (Ex), registered by the method of formation of the field when the electromagnetic field is excited in bipolar mode with a pause or the maximum period of the sweep signal, are exposed to time-domain processing.
Таким образом, возбуждение поля дискретным свип-сигналом позволяет получить в едином технологическом цикле сведения о проводимости среды (кривые кажущегося сопротивления в частотной области ρω, кривые становления поля ρt и двухчастотный фазовый параметр, характеризующий в низкочастотной области поляризуемость среды).Thus, field excitation by a discrete sweep signal allows one to obtain information on the medium conductivity in a single technological cycle (apparent resistance curves in the frequency domain ρω, field formation curves ρt and a two-frequency phase parameter characterizing medium polarizability in the low-frequency region).
Устройство управления коммутатором генераторной установки (ГУ) формирует временную диаграмму тока (так называемый дискретный свип-сигнал), обеспечивает измерение и регистрацию значений тока и напряжения в питающей линии. Обычно в качестве устройства управления используется микропроцессорное устройство или компьютер. Устройство управления также отвечает за синхронизацию работы ГУ и полевых измерений. В настоящее время для синхронизации используются радиосистемы или средства GPS для оценки точного времени. Результаты регистрации поля и токового сигнала подвергаются обработке в частотной и временной области. В последующем результаты обработки токового сигнала вносятся в амплитудные и фазовые частотные кривые, т.е. выполняется учет частотных характеристик измерительного канала и тока.The control device for the switch of the generator set (GU) generates a temporary current diagram (the so-called discrete sweep signal), provides measurement and registration of current and voltage values in the supply line. Typically, a microprocessor device or computer is used as the control device. The control device is also responsible for synchronizing the operation of the control unit and field measurements. Currently, radio systems or GPS tools are used for synchronization to estimate the exact time. The results of the registration of the field and the current signal are processed in the frequency and time domain. Subsequently, the results of processing the current signal are entered into the amplitude and phase frequency curves, i.e. the frequency characteristics of the measuring channel and current are taken into account.
На участке работ регистрируют сигналы компонент поля Ex, dBz/dt при возбуждении электромагнитного поля дискретным свип-сигналом (ДСС) в соответствии с программируемой временной диаграммой тока.At the site of work, the signals of the field components Ex, dBz / dt are recorded when the electromagnetic field is excited by a discrete sweep signal (BSS) in accordance with a programmable current time diagram.
Частотный диапазон ДСС выбирается таким образом, чтобы получить на всей площади информативные кривые ЧЗ и, в то же время, низкочастотные асимптоты, на которых наиболее четко проявляются эффекты ВП. Наличие низкочастотных асимптот кривых обеспечивается выполнением условия малого параметра, т.е. 
Временной интервал, в котором должна выполняться регистрация процесса становления поля, определяется геоэлектрическими условиями района исследования и удалением измерительной установки от питающего источника. Вышеуказанные условия будут соблюдены, если период Т дискретно меняется в интервале периодовThe time interval in which the registration of the field formation process should be carried out is determined by the geoelectric conditions of the study area and the removal of the measurement setup from the supply source. The above conditions will be met if period T changes discretely in the interval of periods
2πµHminSmin<T<2πµHmaxSmax,2πµH min S min <T <2πµH max S max ,
где Hmin, Smin, Hmax, Smax соответственно минимальные и максимальные исследуемая глубина в метрах и проводимость в Сименсах.where H min , S min , H max , S max respectively the minimum and maximum investigated depth in meters and conductivity in Siemens.
Таким образом, на каждом пункте измерений, по всем профилям на площади исследований, отработанной от закрепленного питающего источника, по результатам измерений будут получены: информативные кривые ЧЗ, низкочастотные асимптоты, на которых наиболее четко проявляются эффекты ВП, и процесс становления поля, временной интервал которого определяется геоэлектрическими условиями района исследования. Результаты обработки полученных данных позволяют получить распределение геоэлектрических параметров геологического разреза площади работ. Анализ распределения геоэлектрических параметров на участке работ позволяет выявить геоэлектрические аномалии (сопротивление, проводимость, поляризуемость), которые связаны с залежью углеводородов.Thus, at each measurement point, for all profiles on the research area, worked out from a fixed supply source, the following measurement results will be obtained: informative CE curves, low-frequency asymptotes, on which the effects of VP are most clearly manifested, and the process of field formation, the time interval of which determined by the geoelectric conditions of the study area. The results of processing the obtained data allow us to obtain the distribution of geoelectric parameters of the geological section of the work area. An analysis of the distribution of geoelectric parameters at the site of work allows us to identify geoelectric anomalies (resistance, conductivity, polarizability) that are associated with a hydrocarbon reservoir.
В качестве закрепленного питающего источника также может быть использована вертикальная заземленная линия, расположенная в скважине, пробуренной на участке исследований - скважинно-наземный вариант технологии пространственной частотно временной электроразведки (FTEM-3D).As a fixed supply source, a vertical grounded line located in a well drilled in the research area can also be used - a borehole-ground version of the spatial frequency-time electrical exploration technology (FTEM-3D).
Способ пространственной частотно-временной геоэлектроразведки в скважинно-наземном варианте заключается в том, что электромагнитное поле в Земле возбуждают вертикальной заземленной питающей линией конечных размеров, подавая серии токовых импульсов прямоугольной формы различной длительности, причем токовый сигнал в питающей линии регистрируется одновременно с полевыми измерениями на площади исследований. При этом одно заземление располагается у устья скважины, а другое - на глубине последовательно располагается над и под залежью. При выполнении скважинно-поверхностных работ используется каротажный подъемник с бронированным силовым кабелем и специальным зондом для заземления линии в скважине на заданной глубине. Для обеспечения вертикальной питающей линии в скважину с помощью спуско-подъемного механизма (стандартный каротажный подъемник) опускают на заданную глубину (над или под объект исследований) специализированный электрод (свинцовый), подключенный к опускаемому бронированному силовому или изолированному многожильному кабелю, второе заземление организуется на поверхности у устья скважины (в радиусе от устья скважины не более 15-20 м). Вертикальную питающую линию через коммутатор тока подключают к генератору. Измерения радиальной компоненты электрического поля (полного вектора электрического поля) выполняются с помощью заземленных приемных линий MN, расположенных по радиальным профилям при двух положениях погруженного электрода над и под продуктивным комплексом пород. На заданном участке работ топограф в соответствии с проектом работ разбивает линии профилей, на которых размечает положение заземлений приемных линий MN длиной, равной заданному шагу измерений (25-50 м в соответствии с проектным заданием). В закрепленных точках по профилю обустраиваются заземления из неполяризующихся электродов. По линии профиля раскладывается многожильная коса с заранее подготовленными выводами для подключения неполяризующихся электродов к измерительным каналам многоканальной станции. С помощью коммутатора тока подают серии прямоугольных токовых импульсов различной длины в вертикальную заземленную питающую линию. Перед выполнением измерений скважина должна быть подготовлена для этих работ буровой бригадой (промывка скважины и ее шаблонирование). Электромагнитное поле, возбуждаемое вертикально расположенным диполем, регистрируется на поверхности Земли по радиальным профилям, пересекающимся вблизи устья скважины, при этом плотность сети наблюдений резко падает при удалении от вертикальной заземленной питающей линии (скважины). Для обеспечения необходимой плотности сети измерений (не менее 2 пог. км на км2) на площади работ располагается регулярная система наблюдений оптимально относительно изучаемого объекта, измерительная электрическая линия MN располагается вдоль профилей, при этом измеряется поле Et проекции полного вектора Er на линию профиля. Поле Er в точке измерения (при положении линии MN по профилю измерений) определяется выражениемThe method of spatial frequency-time geoelectrical exploration in the borehole-terrestrial version is that the electromagnetic field in the Earth is excited by a vertical, grounded supply line of finite sizes, supplying a series of rectangular current pulses of various durations, and the current signal in the supply line is recorded simultaneously with field measurements on the area research. In this case, one grounding is located at the wellhead, and the other - at a depth, is sequentially located above and below the reservoir. When performing borehole-surface work, a logging elevator with an armored power cable and a special probe is used to ground the line in the well at a given depth. To ensure a vertical supply line into the well by means of a tripping mechanism (standard logging hoist), a specialized electrode (lead) connected to a lowered armored power or insulated multicore cable is lowered to a predetermined depth (above or below the test object), a second ground is organized on the surface at the wellhead (within a radius of the wellhead of no more than 15-20 m). A vertical supply line is connected to a generator through a current switch. Measurements of the radial component of the electric field (the full vector of the electric field) are performed using grounded receiving lines MN located along the radial profiles at two positions of the submerged electrode above and below the productive rock complex. In accordance with the project of work, the topographer breaks up the lines of profiles at a given site of work, on which he marks the position of the grounding of the receiving lines MN with a length equal to the specified measurement step (25-50 m in accordance with the design task). At fixed points along the profile, grounding from non-polarizing electrodes is arranged. A multi-strand braid with pre-prepared leads for connecting non-polarizable electrodes to the measuring channels of a multi-channel station is laid out along the profile line. Using a current switch, a series of rectangular current pulses of various lengths are fed into a vertical grounded supply line. Before taking measurements, the well must be prepared for this work by the drilling team (flushing the well and template it). An electromagnetic field excited by a vertically arranged dipole is recorded on the Earth's surface by radial profiles intersecting near the wellhead, while the density of the observation network decreases sharply with distance from a vertical grounded supply line (well). To ensure the required density of the measurement network (at least 2 running km per km 2 ), a regular observation system is located optimally with respect to the object under study on the area of work, the measuring electric line MN is located along the profiles, and the field Et of the projection of the full vector Er onto the profile line is measured. The field Er at the measurement point (when the MN line is located along the measurement profile) is determined by
Er=Et /cosφ, где φ - угол между измерительной линией MN (линия профиля) и линией, соединяющей положение центра MN и положение скважины (вертикального источника в скважине), при этом фазовый угол соответствует фазовому углу полного вектора Er. Регистрацию электромагнитного поля с заданным шагом по профилям выполняют многоканальной цифровой электроразведочной станцией.Er = Et / cosφ, where φ is the angle between the measuring line MN (profile line) and the line connecting the position of the center MN and the position of the well (vertical source in the well), while the phase angle corresponds to the phase angle of the total vector Er. The registration of the electromagnetic field with a given step along the profiles is performed by a multichannel digital electrical prospecting station.
Обработка и интерпретация материалов выполняется по специализированным программам. В результате обработки и анализа данных на участке работ получают карты распределения аномалий двухчастотного фазового параметра, интервального сопротивления. По результатам анализа судят о нефтеносности геологического разреза и контуре нефтеносности.Processing and interpretation of materials is carried out according to specialized programs. As a result of processing and analysis of data at the site of work, maps of the distribution of anomalies of the two-frequency phase parameter, interval resistance, are obtained. According to the results of the analysis, the oil content of the geological section and the oil profile are judged.
Специализированные программы обработки и интерпретации выполняют обработку и анализ данных во временной и частотной области, включают алгоритмы статистического анализа данных, фильтрации, прямого и обратного преобразования Фурье, моделирования одномерных сред и трехмерных неоднородностей.Specialized processing and interpretation programs perform data processing and analysis in the time and frequency domain, include algorithms for statistical data analysis, filtering, direct and inverse Fourier transforms, modeling of one-dimensional media and three-dimensional inhomogeneities.
Таким образом, создаваемое поле по способу пространственной частотно временной геоэлектроразведки в скважинно-поверхностном варианте позволяет регистрировать частотные и переходные характеристики геологической среды (частотные зондирования и зондирования становлением поля) по регулярной сети наблюдений, оптимально расположенной относительно объекта исследований.Thus, the created field using the method of spatial frequency-time geoelectrical exploration in the borehole-surface version allows recording frequency and transient characteristics of the geological environment (frequency sounding and sounding by field formation) using a regular observation network that is optimally located relative to the object of study.
Площадные измерения по способу выполняют последовательно при двух положениях нижнего электрода над и под изучаемым объектом, о положении контура залежи судят по результатам анализа дифференциального фазового параметра ВП в частотной области, временным разрезам и динамическим характеристикам, непосредственно связанным с наличием углеводородов. Использование спектральных и временных характеристик поля, полученных при положении нижнего электрода В над и под залежью, позволяет более точно и уверенно определять пространственные границы искомого объекта.Area measurements according to the method are carried out sequentially at two positions of the lower electrode above and below the object under study, the position of the contour of the deposit is judged by the analysis of the differential phase parameter of the VP in the frequency domain, time sections and dynamic characteristics directly related to the presence of hydrocarbons. The use of spectral and temporal characteristics of the field obtained with the position of the lower electrode B above and below the reservoir allows one to more accurately and confidently determine the spatial boundaries of the desired object.
Большие глубины залегания углеводородов, малые размеры залежей с эффективными мощностями не более 1% по отношению к вышележащей толще обусловили сложность поисков месторождений нефти и газа.The large depths of hydrocarbons, the small size of deposits with effective capacities of not more than 1% with respect to the overlying stratum made it difficult to search for oil and gas deposits.
Закрепление питающего источника и выполнение измерений по системе профилей многоканальными цифровыми станциями обеспечивают высокую технологичность, производительность, детальность и точность полевых измерений.Fixing the supply source and performing measurements on the profile system with multichannel digital stations provide high adaptability, productivity, detail and accuracy of field measurements.
Технология способа опробована на всех этапах геологоразведочных работ (региональном, поисковом, разведочном). Способ применяется в комплексе с сейсморазведкой 3Д и 2Д. Результаты прогноза нефтеносности подтверждены бурением более 100 скважин.The technology of the method is tested at all stages of exploration (regional, prospecting, exploration). The method is used in combination with 3D and 2D seismic surveys. Oil forecast results are confirmed by drilling more than 100 wells.
Возбуждение поля наземным источником применяется для оценки нефтеперспективности участка на поисковом этапе. Возбуждение поля скважинным источником или в комплексе с наземными измерениями применяется для уточнения контура нефтеносности на этапе разведки и эксплуатации месторождения.Field excitation by a ground source is used to assess the oil prospectivity of the site at the search stage. Field excitation by a borehole source or in combination with ground-based measurements is used to refine the oil profile at the stage of exploration and operation of the field.
Геологическая эффективность способа пространственной частотно-временной геоэлектроразведки подтверждена результатами производственных полевых работ в ряде регионов Российской Федерации (Удмуртия, Поволжье, Предкавказье, Западная Сибирь). Ниже приведен один из примеров применения комплекса наземной и скважинно-наземной пространственной частотно-временной электроразведки с измерением параметра вызванной поляризации на этапе разработки месторождения.The geological effectiveness of the method of spatial frequency-time geoelectrical exploration is confirmed by the results of field production in a number of regions of the Russian Federation (Udmurtia, Volga region, Ciscaucasia, Western Siberia). Below is one example of the use of a complex of terrestrial and borehole-ground spatial frequency-time electrical exploration with measurement of the induced polarization parameter at the stage of field development.
Западно-Беликовское нефтяное месторождение было открыто ОАО "Роснефть-Краснодарнефтегаз" в 2001 году скважиной №6. Продуктивной в этой скважине оказалась пачка IV чокракского возраста. В пробуренных позже скважинах 5, 4, 9 и 7 также были получены притоки нефти из чокракских песчаников.The Zapadno-Belikovskoye oil field was discovered by Rosneft-Krasnodarneftegaz in 2001 with well No. 6. A pack of IV Chokrak age turned out to be productive in this well. In later drilled
С целью оконтуривания выявленной залежи нефти в 650 м юго-восточнее скважины 5 была заложена скважина 10 Западно-Беликовская (фиг.2). Основанием для этого положения скважины явились результаты интерпретации, выполненной ООО «Нефтегазовая производственная экспедиция» на основе сейсмостратиграфического и динамического анализов материалов сейсморазведки 3Д, обработки куба «Paradigm Jeophysical. В разрезе проектной скважины 10 прогнозировалось наличие песчаных коллекторов в пачках III и IV, но с несколько ухудшенными коллекторскими свойствами последней пачки.In order to outline the identified oil deposits 650 m southeast of well 5, well 10 West Belikovskaya was laid (Fig. 2). The basis for this position of the well was the results of the interpretation performed by Oil and Gas Production Expedition LLC based on seismic stratigraphic and dynamic analysis of 3D seismic materials, processing of the Paradigm Jeophysical cube. In the context of project well 10, the presence of sand reservoirs in packs III and IV was predicted, but with somewhat impaired reservoir properties of the last pack.
С целью вскрытия ее в более благоприятных условиях ствол скважины 10 был отклонен относительно устья на 200 м в восточном направлении. Однако во вскрытом разрезе этой скважины в чокракских отложениях по двум независимым результатам обработки материалов ГИС (Шнурман Г.А, Бондаренко М.Т.) коллектора отсутствуют.In order to open it under more favorable conditions, the
В связи с этим руководством ОАО НК "Роснефть" было принято решение дополнительно в районе скважины 10 Западно-Беликовская провести силами ООО "ГНГ" комплекс наземной и скважинно-поверхностной частотно-временной пространственной электроразведки. Перед этими работами ставилась задача выявления на территории, прилегающей к району скважины 10, возможной залежи нефти, определения ее размеров и, при положительных результатах электроразведочных работ, определение положения нового ствола этой скважины.In connection with this, the management of Rosneft OJSC decided to additionally conduct a ground-based and downhole-surface frequency-time spatial exploration complex using the GNG LLC in the area of well 10 West Belikovskaya. Before this work, the task was to identify in the territory adjacent to the area of the well 10, a possible oil deposit, determine its size and, with positive results of electrical exploration, determine the position of a new trunk of this well.
Положительным итогом проведенных электроразведочных работ в районе скважины 10 явилось получение по обоим параметрам (аномалии дифференциального фазового параметра и сопротивления) синхронной информации о наличии в пределах исследованной территории залежи нефти. Эта залежь прогнозируется между профилями 3-03 и 6-03, основная часть ее закартирована в районе пикетов 700-800 этих профилей.A positive result of the conducted electrical exploration work in the area of well 10 was the receipt of synchronous information on the presence of an oil deposit within the study area for both parameters (anomalies of the differential phase parameter and resistance). This deposit is predicted between profiles 3-03 and 6-03, the main part of it is mapped in the area of pickets 700-800 of these profiles.
Центральная часть залежи выделена профилями 4-03 и 5-03 и соответствует пк 850 обоих профилей. По результатам электроразведочных работ был пробурен второй ствол скважины 10, в котором был получен фонтанный приток нефти, по производительности близкий скважине 5.The central part of the reservoir is identified by profiles 4-03 and 5-03 and corresponds to pc 850 of both profiles. According to the results of electrical exploration work, the
Claims (4)
2πµHminSmin<T<2πµHmaxSmax,
где µ - магнитная проницаемость в вакууме или магнитная постоянная, равная 4π·10-7,
Hmin, Smin, Hmax, Smax - соответственно минимальные и максимальные исследуемые глубина в метрах и проводимость в Сименсах, наводят при этом электромагнитное поле и одновременно регистрируют его характеристики по регулярной сети профилей на исследуемом участке, в едином цикле измеряют частотные (ЧЗ) и переходные характеристики (ЗС) электромагнитного поля, на основании измерений ЧЗ и ЗС определяют частотно-временную зависимость пространственных измерений, несущую информацию о проводимости, сопротивлении, поляризуемости и других геоэлектрических параметрах среды, а по результатам анализа геоэлектрических параметров выявляют и оконтуривают залежи углеводородов.1. The method of spatial frequency-time geoelectrical exploration, which consists in the fact that in a fixed supply source, made in the form of a grounded line AB, an electric current is passed through a series of a continuous sequence of rectangular current pulses with a period of T (s), while the period T varies discretely in the interval periods:
2πµH min S min <T <2πµH max S max ,
where µ is the magnetic permeability in vacuum or a magnetic constant equal to 4π · 10 -7 ,
H min , S min , H max , S max - respectively, the minimum and maximum investigated depth in meters and conductivity in Siemens, induce an electromagnetic field and simultaneously record its characteristics on a regular network of profiles in the studied area, in a single cycle measure frequency ) and the transient characteristics (ES) of the electromagnetic field, on the basis of measurements of the CE and CS determine the frequency-time dependence of spatial measurements that carries information about conductivity, resistance, polarizability and other geoelectrics FIR parameters of the medium, and an assay of geoelectric parameters identify and delineate hydrocarbon deposits.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117941/28A RU2446417C2 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117941/28A RU2446417C2 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010117941A RU2010117941A (en) | 2011-11-20 |
| RU2446417C2 true RU2446417C2 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=45316261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010117941/28A RU2446417C2 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446417C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114924328B (en) * | 2022-05-24 | 2024-05-24 | 山东大学 | Urban artificial source electromagnetic exploration method and system with vertical magnetic field reference channel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU324601A1 (en) * | А. В. Куликов, Е. А. Шем кин, С. С. Бушина , А. С. Горюнов | METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION OF THE ESSENTIAL | pdtsy: yo-t? Hkiche? | _EIBLEOTEN | ||
| SU392434A1 (en) * | 1971-06-16 | 1973-07-27 | ||
| SU1117557A1 (en) * | 1983-05-31 | 1984-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки | Geoelectric prospecting method |
| SU1584589A1 (en) * | 1989-01-24 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов | Device for dipole induction profiling and probing |
| EP1876473A1 (en) * | 2005-03-24 | 2008-01-09 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "SIBI | Electromagnetic sounding method using a transient field spatial derivation on several separations |
-
2010
- 2010-05-06 RU RU2010117941/28A patent/RU2446417C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU324601A1 (en) * | А. В. Куликов, Е. А. Шем кин, С. С. Бушина , А. С. Горюнов | METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION OF THE ESSENTIAL | pdtsy: yo-t? Hkiche? | _EIBLEOTEN | ||
| SU392434A1 (en) * | 1971-06-16 | 1973-07-27 | ||
| SU1117557A1 (en) * | 1983-05-31 | 1984-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки | Geoelectric prospecting method |
| SU1584589A1 (en) * | 1989-01-24 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов | Device for dipole induction profiling and probing |
| EP1876473A1 (en) * | 2005-03-24 | 2008-01-09 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "SIBI | Electromagnetic sounding method using a transient field spatial derivation on several separations |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010117941A (en) | 2011-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8812237B2 (en) | Deep-reading electromagnetic data acquisition method | |
| CN101520517B (en) | Method for accurately evaluating targets containing oil gas in clastic rock basin | |
| CA2921822C (en) | Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features | |
| Mikhailov et al. | Using borehole electroseismic measurements to detect and characterize fractured (permeable) zones | |
| US6603313B1 (en) | Remote reservoir resistivity mapping | |
| Sharlov et al. | Transient electromagnetic surveys for highresolution near-surface exploration: basics and case studies | |
| EP3039460B1 (en) | Mapping resistivity distribution within the earth | |
| USRE40321E1 (en) | Remote reservoir resistivity mapping | |
| RU2381531C1 (en) | Method for marine geoelectrical exploration with electrical current focusing | |
| US7737699B2 (en) | Method of marine electromagnetic survey using focusing electric current | |
| CN103995301A (en) | Method and device for evaluating total organic carbon content in shale gas reservoir | |
| CN106199708B (en) | A kind of city Geophysical Method for Prediction containing structure of coal and device | |
| Colombo et al. | Surface to borehole CSEM for waterflood monitoring in Saudi Arabia: Data analysis | |
| Coppo et al. | Characterization of deep geothermal energy resources in low enthalpy sedimentary basins in Belgium using electro-magnetic methods–CSEM and MT results | |
| RU2594112C2 (en) | System for exploration of oil and gas in complex-structure areas with developed salt-dome tectonics with mapping of roof of salt and subsalt deposits and computer-process system therefor | |
| RU2595327C1 (en) | Device for seismic survey 2d or 3d, electrical exploration and gis to increase reliability of mapping the roof of salt and for prediction of oil and gas content subsalt deposits in areas with developed salt-dome tectonics | |
| RU2446417C2 (en) | Three-dimensional frequency-time electrical prospecting method (ftem-3d) | |
| RU2540216C1 (en) | Method of forecast of capacitive parameters and type of fluid saturation of reservoirs | |
| Barsukov et al. | New interpretation of the reduction phenomenon in the electrical resistivity of rock masses before local earthquakes | |
| RU2721475C1 (en) | Method for direct search for hydrocarbons using geoelectrics | |
| RU2408036C1 (en) | Focused current marine geoelectric prospecting method | |
| Ekine et al. | Delineation of hydrocarbon bearing reservoirs from surface seismic and well log data (Nembe Creek) in Niger Delta oil field | |
| Mocitaiba et al. | Effect of coupling noise on the interpretation of results of electromagnetic horizontal sounding and modeling | |
| Dias et al. | Contribution to oil exploration and development-a successful inductive multi-frequency em survey on-shore brazil | |
| Cardador et al. | Experimental evaluation of hydrocarbon detection with the Long-Offset Time-Domain Electromagnetic Method in the Cretaceous carbonates of the Tampico–Misantla basin, Mexico |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130507 |