RU2490676C1 - Method of detecting underwater deposits of gas hydrates - Google Patents
Method of detecting underwater deposits of gas hydrates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490676C1 RU2490676C1 RU2012114360/28A RU2012114360A RU2490676C1 RU 2490676 C1 RU2490676 C1 RU 2490676C1 RU 2012114360/28 A RU2012114360/28 A RU 2012114360/28A RU 2012114360 A RU2012114360 A RU 2012114360A RU 2490676 C1 RU2490676 C1 RU 2490676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- hydrate
- rocks
- deposits
- frequencies
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газонефтяной промышленности, а более конкретно к объектам обустройства морского месторождения добычи твердых газовых гидратов. Газовые гидраты - кристаллические соединения, в которых пустоты внутри структур, образованных молекулами воды, заполняют молекулы газов. Гидраты углеводородов - потенциальный ключевой источник топлива и сырья для химической промышленности; в одном кубометре гидрата метана заключено 160-180 м3 метана. Оценки объема мировых запасов гидратов углеводородов разнятся на порядки, но, скорее всего, они превышают мировые запасы природного газа. Некоторые сложности представляет собой транспортировка гидратов; то, при каком давлении газ начинает освобождаться, зависит не только от химического состава гидрата, но и от условий, при которых последний формировался.The invention relates to the oil and gas industry, and more particularly, to facilities for offshore production of solid gas hydrates. Gas hydrates are crystalline compounds in which voids inside the structures formed by water molecules fill gas molecules. Hydrocarbon hydrates are a potential key source of fuel and raw materials for the chemical industry; 160-180 m 3 of methane are contained in one cubic meter of methane hydrate. Estimates of the volume of world hydrocarbon hydrate reserves vary by orders of magnitude, but most likely they exceed world reserves of natural gas. Some difficulties are the transportation of hydrates; then, at what pressure the gas begins to be released, depends not only on the chemical composition of the hydrate, but also on the conditions under which the latter was formed.
Известны 3 основных способа добычи гидратов природного газа (термальное воздействие, воздействие ингибитором, снижение давления).There are 3 main methods for extracting natural gas hydrates (thermal exposure, exposure to an inhibitor, pressure reduction).
Все они основаны на применении диссоциации - процесса, в ходе которого вещество распадается на более простые составляющие. В случае с гидратами природного газа диссоциация проходит при увеличении температуры и снижении давления, когда кристаллы льда тают или как-то изменяют свою форму, тем самым, высвобождая молекулы природного газа, заключенные внутри кристалла.All of them are based on the use of dissociation - a process during which a substance breaks down into simpler components. In the case of natural gas hydrates, dissociation occurs with increasing temperature and lowering pressure, when ice crystals melt or somehow change their shape, thereby releasing natural gas molecules enclosed within the crystal.
Термальное воздействие. Этот метод основан на подаче тепла внутрь кристаллической структуры гидрата с целью повышения температуры и ускорения процесса диссоциации. Практическим примером такого метода может служить накачивание теплой морской воды внутрь слоя гидратов газа, залегающего на дне моря. Как только газ начнет высвобождаться из слоя морских отложений, его можно будет собрать. Для получения газообразного метана из твердых газовых гидратов, их нужно расплавить, то есть нагреть.Thermal impact. This method is based on the supply of heat inside the crystalline structure of the hydrate in order to increase the temperature and accelerate the process of dissociation. A practical example of such a method is the pumping of warm sea water into a layer of gas hydrates lying at the bottom of the sea. Once the gas begins to be released from the marine sediment layer, it can be collected. To obtain methane gas from solid gas hydrates, they must be melted, that is, heated.
Известен способ и устройство для добычи подводных газовых гидратов, заключающийся в том, что прокладывают специальный трубопровод с платформы на поверхности моря до залежей газовых гидратов на морском дне. Особенность трубопровода в том, что он состоит из труб с двойной стенкой. Это как бы два трубопровода, из которых один пропущен сквозь другой.A known method and device for the production of underwater gas hydrates, which consists in laying a special pipeline from the platform on the sea surface to the deposits of gas hydrates on the seabed. The peculiarity of the pipeline is that it consists of double-walled pipes. It is like two pipelines, of which one is passed through the other.
По внутренней трубе подается морская вода, нагретая до 30…40 градусов С, непосредственно к месторождению газовых гидратов, которые начинают плавиться, при этом из них выделяются пузырьки газообразного метана, которые вместе с водой поднимаются по внешней трубе наверх, к платформе, где метан отделяется от воды и подается в цистерны или в магистральный трубопровод, а теплая вода снова закачивается вниз, к залежам газовых гидратов (Х.Ю. Щульц. Технология добычи газовых гидратов. Источник: Газовые гидраты, http://n-t.ru/tp/ie/gn.htm [1], Горчилин В.А., Лебедев Л.И. О признаках газогидратов в осадочной толще Черного моря и возможном типе ловушек углеводородов // Геологический журнал. - 1991. - №5 [2]).Seawater heated to 30 ... 40 degrees C is supplied through the inner pipe directly to the gas hydrate field, which begins to melt, and gas bubbles of methane are released from them, which together with water rise upward through the outer pipe to the platform where the methane is separated from water and is fed into tanks or main pipelines, and warm water is again pumped down to the gas hydrate deposits (Kh.Yu. Schults. Gas hydrate production technology. Source: Gas hydrates, http://nt.ru/tp/ie /gn.htm [1], Gorchilin V.A., Lebedev . .And Criteria for gas hydrate in the sediment of the Black Sea and the possible type of hydrocarbon traps // Geological Journal -. 1991. - №5 [2]).
Воздействие ингибитором. Некоторые виды спиртов, например метанол, действуют как ингибиторы при подаче внутрь слоя залегания гидратов газа и вызывают изменение состава гидрата. Ингибиторы изменяют условия температуры и давления, способствуя диссоциации гидратов и высвобождению содержащегося в них метана.Exposure to an inhibitor. Some types of alcohols, such as methanol, act as inhibitors when the gas hydrates are deposited inside the bed and cause a change in the composition of the hydrate. Inhibitors change the conditions of temperature and pressure, contributing to the dissociation of hydrates and the release of methane contained in them.
Снижение давления. В некоторых месторождениях гидратов есть участки, где природный газ уже находится в свободном состоянии. Если пробурить скважину в таком участке, чтобы высвободить природный газ, то после его добычи снизится давление в слое, содержащем гидраты. Если такого перепада давления окажется достаточно для начала диссоциации, то начнется процесс высвобождения природного газа из слоя гидратов.Pressure reduction. Some hydrate deposits have sites where natural gas is already in a free state. If a well is drilled in such a section to release natural gas, then after its production, the pressure in the layer containing hydrates will decrease. If such a pressure differential is sufficient to initiate dissociation, the process of natural gas release from the hydrate layer will begin.
Компьютерное моделирование процесса термального воздействия на гидраты с использованием горячей воды и пара показало, что объем газа, высвобождаемый таким методом, достаточно велик для добычи. Однако затраты слишком велики.Computer modeling of the process of thermal action on hydrates using hot water and steam showed that the volume of gas released by this method is large enough for production. However, the costs are too high.
В случае с воздействием ингибиторами ситуация аналогичная - с экологической и экономической точек зрения, такой способ добычи нецелесообразен. На сегодняшний день самым перспективным способом добычи представляется метод добычи с понижением давления. Однако и у этого метода есть свои минусы: его можно применять только на месторождениях, где уже есть скопления природного газа в свободном состоянии в слое гидратов; при добыче свободного природного газа скопившегося в слое гидратов, возможно изменение структуры и формы слоя под влиянием процесса диссоциации и образования пустот.In the case of exposure to inhibitors, the situation is similar - from an environmental and economic point of view, this method of extraction is impractical. To date, the most promising method of production seems to be the production method with lowering the pressure. However, this method also has its drawbacks: it can only be used in fields where there are already accumulations of natural gas in a free state in the hydrate layer; when producing free natural gas accumulated in the hydrate layer, a change in the structure and shape of the layer is possible under the influence of the process of dissociation and the formation of voids.
Устойчивость состояния океанических гидратов метана зависит не только от величины давления (глубины залегания) и окружающей температуры, но также от уровня концентрации или растворимости метана в морских отложениях.The stability of the state of oceanic methane hydrates depends not only on the pressure (depth) and ambient temperature, but also on the level of methane concentration or solubility in marine sediments.
Известно, что соль помогает льду таять, поскольку понижает температуру замерзания воды. При этом концентрированный солевой раствор будет точно так же воздействовать на газовые гидраты, помогая им плавиться и отдавать содержащийся в них метан. Для этого в известном способе добычи подводных газовых гидратов предлагается установить над разведанной газогидратной залежью полупогружную плавучую платформу, с которой необходимо пробурить две скважины в газогидратном грунте. В одну из них, нагнетательную, будет подаваться концентрированный солевой раствор (с концентрацией соли 31,7%), а из другой, вытяжной, - извлекаться метан. В теплое время года в газогидратную залежь предлагается закачивать не солевой концентрат, а теплую морскую воду.Salt is known to help ice melt, as it lowers the freezing point of water. At the same time, concentrated brine will act in the same way on gas hydrates, helping them to melt and give off the methane contained in them. To do this, in the known method for producing underwater gas hydrates, it is proposed to install a semi-submersible floating platform above the explored gas hydrate reservoir, from which it is necessary to drill two wells in gas hydrated soil. Concentrated saline solution (with a salt concentration of 31.7%) will be supplied to one of them, injection, and methane will be extracted from the other, exhaust. In the warm season, it is proposed to pump not a salt concentrate, but warm sea water into the gas hydrate deposit.
Однако, чтобы солевой концентрат начал действовать, газогидратную залежь необходимо предварительно «взорвать», к примеру, подавая в нее газ под высоким давлением (это можно сделать с помощью специальной газовой пушки). Метан, который высвободится из своих ледяных домиков и устремится к поверхности моря, окажется либо в газосборном колпаке, установленном под водой, либо прямо из скважины попадет в резервуар на плавучей платформе, где его сжижат и перельют в низкотемпературные емкости.However, in order for the salt concentrate to start acting, the gas hydrate deposit must first be “exploded”, for example, by supplying gas under high pressure (it can be done using a special gas gun). Methane, which is released from its ice houses and rushes to the surface of the sea, will either end up in a gas gathering cap installed under water or directly from the well into a reservoir on a floating platform, where it will be liquefied and poured into low-temperature containers.
Для обеспечения работы плавучей платформы (устройства для извлечения метана, ожижителя горючего газа, насосов, газовой пушки и т.д.) предлагается использовать газотурбинную установку мощностью 6 МВт и теплосиловую установку, которая вырабатывает энергию за счет термобарической разности морской воды (разности температур и давления в глубине моря и на его поверхности). Летом термобарической разности морской воды будет достаточно, чтобы снабжать теплосиловую установку платформы электроэнергией, а в холодные месяцы года для обеспечения работы газотурбинной установки придется сжигать около полутора процентов добытого газа.To ensure the operation of a floating platform (a device for the extraction of methane, a liquefier of combustible gas, pumps, a gas gun, etc.), it is proposed to use a gas turbine unit with a capacity of 6 MW and a heat power unit that generates energy due to the thermobaric difference in sea water (temperature and pressure differences deep in the sea and on its surface). In the summer, the thermobaric difference in seawater will be enough to supply the platform’s thermal power installation with electricity, and in the cold months of the year, about one and a half percent of the produced gas will have to be burned to ensure the operation of the gas turbine installation.
Береговая инфраструктура добычи газа включает баржи, которые будут доставлять метан на берег уже в сжиженном виде. Там он попадет на специальные береговые базы или в порты, откуда его можно развозить железнодорожным или автомобильным транспортом, либо прокачивать по трубопроводу.Onshore gas production infrastructure includes barges that will deliver methane ashore already in liquefied form. There he will get to special coastal bases or ports, from where he can be transported by rail or road, or pumped through the pipeline.
Солевой концентрат предлагается получать на берегу - для этого достаточно пропустить воду через вымораживающий опреснитель.It is proposed to obtain salt concentrate on the shore - for this it is enough to pass water through a freezing desalination plant.
Однако, депрессия газогидратного пласта, то есть его разогрев для разложения газовых гидратов, мало что дает, а ввод в этот пласт различных растворов, которые замещают метан в таком комплексе, - сложная и неотработанная технология.However, the depression of the gas hydrate formation, that is, heating it to decompose gas hydrates, does little, and the introduction of various solutions that replace methane in this complex is a complicated and untrained technology.
Кроме того, данная технология отягощена тем, что она имеет такие два слабых места: так называемую газогидратную бомбу - неконтролируемую подачу большой тепловой мощности в газогидратный пласт, которая может вызвать внезапное повышение давления в нем и локальный взрыв, грозящий потопить плавучую платформу; и «черную дыру» - если значительная часть газогидратного пласта оторвется от дна и всплывет, то, быстро расплавившись, она высвободит большое количество газа, что опять-таки чревато кораблекрушением плавучей платформы.In addition, this technology is burdened by the fact that it has these two weaknesses: the so-called gas hydrate bomb - uncontrolled supply of large thermal power to the gas hydrate formation, which can cause a sudden increase in pressure in it and a local explosion that threatens to sink the floating platform; and a “black hole” - if a significant part of the gas hydrate formation comes off the bottom and floats up, then quickly melted it will release a large amount of gas, which again is fraught with the shipwreck of a floating platform.
Кроме того, образующийся в порах гидрат является «цементом» и служит непроницаемой покрышкой, под которой идет накопление гидрата. В результате разложения гидрата вмещающие породы могут превращаться в полужидкую массу (со всеми вытекающими отсюда последствиями для инженерных объектов, расположенных в зоне образования газовых гидратов). При этом, широкомасштабная разработка месторождений может вызвать подводные оползни и, как следствие, разрушительные волны - цунами (Газовые гидраты. /Higrate ipg - ru.wikipedia. org/ [3]).In addition, the hydrate formed in the pores is “cement” and serves as an impermeable tire under which hydrate accumulates. As a result of hydrate decomposition, the host rocks can turn into a semi-liquid mass (with all the ensuing consequences for engineering objects located in the zone of formation of gas hydrates). Moreover, large-scale development of deposits can cause underwater landslides and, as a result, destructive waves - tsunamis (Gas hydrates. / Higrate ipg - en.wikipedia.org/ [3]).
В природе газогидраты образуются в глубоководных осадках морей и океанов и в районах вечной мерзлоты - главным образом из углеводородных газов, чаще всего метана.In nature, gas hydrates are formed in deep-sea sediments of the seas and oceans and in permafrost regions - mainly from hydrocarbon gases, most often methane.
Подавляющее большинство скоплений газогидратов находится на континентальных склонах и подводных поднятиях, в условиях высокого давления и низких температур (Шнюков Е.Ф., Зиборов А.П. Минеральные богатства Черного моря - Киев: ОМГОР НАН Украины,2004. - 280 с [4]). Могут образовываться и стабильно существовать в широком интервале давлений и температур (для метана от 2.10-8 до 2.10+3 МПа при температуре от 70 до 350°К).The vast majority of accumulations of gas hydrates are located on the continental slopes and underwater elevations, in conditions of high pressure and low temperatures (Shnyukov E.F., Ziborov A.P. Mineral wealth of the Black Sea - Kiev: OMGOR NAS of Ukraine, 2004. - 280 s [4] ) They can form and stably exist in a wide range of pressures and temperatures (for methane from 2.10-8 to 2.10 + 3 MPa at temperatures from 70 to 350 ° K).
Термодинамическая зона образования и стабильного существования гидратов достигает несколько сот метров (Макогон Ю.Ф. Природные газовые гидраты: распространение, модели образования, ресурсы // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева).2003. - т.XLVTI, №3. - С.70-79, [5]).The thermodynamic zone of the formation and stable existence of hydrates reaches several hundred meters (Makogon Yu.F. Natural gas hydrates: distribution, formation models, resources // Russian Chemical Journal (Journal of the Russian Chemical Society named after D.I. Mendeleev) .2003. - t .XLVTI, No. 3. - S.70-79, [5]).
Верхняя граница существования газогидратных залежей в акваториях обычно находится у поверхности дна независимо от состава газа.The upper boundary of the existence of gas hydrate deposits in the waters is usually located at the bottom surface, regardless of the gas composition.
Зоной образования гидрата является толща пород, в которой давление и температура соответствуют термодинамическим условиям стабильного существования гидрата газа. Зона гидратообразования может быть определена математически путем совместного решения уравнения изменения термического градиента в разрезе пород и уравнения равновесного стабильного существования гидрата в данной пористой среде. В настоящее время широко используется графический способ определения зоны образования газовых гидратов (Макогон Ю.Ф. Особенности эксплуатации месторождений природных газов в зоне вечной мерзлоты. ЦНТИ Мингазпрома, 1966 [6]).The zone of hydrate formation is a rock mass in which pressure and temperature correspond to the thermodynamic conditions for the stable existence of gas hydrate. The hydrate formation zone can be determined mathematically by jointly solving the equation for changing the thermal gradient in the rock section and the equilibrium stable hydrate existence equation in a given porous medium. At present, the graphic method for determining the zone of gas hydrate formation is widely used (Makogon Yu.F. Features of exploitation of natural gas deposits in the permafrost zone. Central Scientific and Research Institute of Mingazprom, 1966 [6]).
Акустические измерения являются главным источником информации, на основании которой проводят идентификацию и количественную оценку местонахождения гидратов в донных отложениях. Известна ультразвуковая установка, предназначенная для изучения акустических и геотехнических свойств гидратосодержащих пород в донных условиях (Тохиди Б., Андерсон Р., Масоуди А., Арджманди Дж., Бургасе Р., Янг Дж. Газогидратные исследования в университете Хериот-Ватт (Эдинбург) // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И.Менделеева). - 2003. - т.XLVTI, №3. - С.49-58 [7]). Она оснащена ультразвуковыми преобразователями и приемниками продольных и поперечных волн. Эта установка способна обнаруживать изменение времени пробега волны в 0,01 мс через 0,5 м керна (т.е. акустическая скорость 0,5 м/с).Acoustic measurements are the main source of information on the basis of which identification and quantification of the location of hydrates in bottom sediments is carried out. A well-known ultrasonic installation designed to study the acoustic and geotechnical properties of hydrated rocks in bottom conditions (Tohidi B., Anderson R., Masoudi A., Arjmandi J., Burgas R., Young J. Gas hydrate studies at Heriot-Watt University (Edinburgh) // Russian Chemical Journal (Journal of the Russian Chemical Society named after D. I. Mendeleev). - 2003. - Vol. XLVTI, No. 3. - P.49-58 [7]). It is equipped with ultrasonic transducers and receivers of longitudinal and transverse waves. This setup is capable of detecting a change in the travel time of a wave of 0.01 ms through 0.5 m core (i.e., an acoustic velocity of 0.5 m / s).
Предварительные испытания с использованием водных растворов тетрагидрофурана и системы метан - вода в поровой среде, состоящей из синтетических шариков (моделирующих грубый кварцевый песок), показали, что скорость распространения волны высокочувствительна к объемам фаз (гидрат, жидкость и газ) и их распределению. По измерению времени пробега волны могут быть точно определены давление и температура диссоциации клатратов [7].Preliminary tests using aqueous solutions of tetrahydrofuran and a methane - water system in a pore medium consisting of synthetic balls (simulating coarse quartz sand) showed that the wave propagation velocity is highly sensitive to phase volumes (hydrate, liquid, and gas) and their distribution. By measuring the wave travel time, the pressure and dissociation temperature of clathrates can be accurately determined [7].
Существующие технологии выявления газогидратных залежей основаны на использовании свойств гидрата и гидратонасыщенных пород. Такими свойствами являются высокая акустическая проводимость, высокое электросопротивление, пониженная плотность, низкая теплопроводность, низкая проницаемость для газа и воды [5]. Выявление газогидратных залежей может быть осуществлено путем сейсмического или акустического зондирования, гравиметрическим методом, измерением теплового и диффузионного потоков над залежью, изучением динамики электромагнитного поля в исследуемом регионе и др. (Клерке Я., Марк Де Батист, Гранин Н., Земская Т., Хлыстов О. Газогидраты пресноводного «Океана» // Геология озера Байкал. - С.82-91 [8]).Existing technologies for identifying gas hydrate deposits are based on the use of the properties of hydrate and hydrated rocks. Such properties are high acoustic conductivity, high electrical resistance, low density, low thermal conductivity, low permeability to gas and water [5]. Identification of gas hydrate deposits can be carried out by seismic or acoustic sensing, by gravimetric method, by measuring the heat and diffusion fluxes over the reservoir, by studying the dynamics of the electromagnetic field in the studied region, etc. (Klerke Y., Mark De Batiste, Granin N., Zemskaya T., Khlystov O. Gas hydrates of the freshwater “Ocean” // Geology of Lake Baikal. - P.82-91 [8]).
Наиболее распространенным методом является сейсмика стандартная, на частотах 30-120 Гц с разрешающей способностью до 12-24 м и высокочастотная, на частотах от 250-650 до 1200 Гц с разрешающей способностью до 1-2 м. По данным сейсморазведки 2-D при наличии свободного газа под гидратонасыщенными пластами определяется положение нижней границы гидратонасыщенных пород - граница BSR (Bottom Simulation Reflector). К сожалению, низкочастотная сейсмика не отвечает на многие важные вопросы, в частности, не дает данных о степени гидратонасыщенности пород. Известный метод высокого разрешения 3-D более информативен, он позволяет определять нижнюю и верхнюю границы гидратонасьпценных пород, а также концентрацию гидрата в породах, на основании чего можно оценивать ресурсы газа и выбирать место бурения геологоразведочных скважин для первичной оценки залежи.The most common method is standard seismic, at frequencies of 30-120 Hz with a resolution of up to 12-24 m and high-frequency, at frequencies from 250-650 to 1200 Hz with a resolution of up to 1-2 m. According to 2-D seismic data free gas under hydrated layers determines the position of the lower boundary of hydrated rocks - the boundary of the BSR (Bottom Simulation Reflector). Unfortunately, low-frequency seismic does not answer many important questions, in particular, it does not provide data on the degree of hydration saturation of rocks. The well-known high-resolution 3-D method is more informative, it allows you to determine the lower and upper boundaries of hydrated rocks, as well as the concentration of hydrate in the rocks, on the basis of which it is possible to estimate gas resources and choose the location of exploration wells for an initial assessment of the deposit.
Детальная разведка газогидратных залежей осуществляется посредством геофизических исследований в пробуренных скважинах, а также путем отбора кернов с последующим их комплексным анализом.Detailed exploration of gas hydrate deposits is carried out through geophysical studies in drilled wells, as well as by coring followed by their comprehensive analysis.
В известном способе обнаружения газовых гидратов по выбросу газ из дна водоемов определяют гидроакустическими методами с помощью эхолотов, профилографов и гидролокаторов бокового обзора. При этом, при рассмотрении уравнений гидролокации сила цели определяется как умноженный на 10 десятичный логарифм отношения интенсивности звука, возвращаемого в некотором направлении целью, на единичном расстоянии от «акустического центра» цели к интенсивности падающей на цель звуковой волны, излучаемой удаленным источником (Урик Роберт Дж. Основы гидроакустики / пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1978. - 448 с [9]).In the known method for detecting gas hydrates by ejecting gas from the bottom of reservoirs, it is determined by sonar methods using echo sounders, profilographs and side-scan sonars. At the same time, when considering the sonar equations, the target strength is defined as the 10-decimal logarithm of the ratio of the intensity of the sound returned in a certain direction by the unit distance from the “acoustic center” of the target to the intensity of the sound wave incident on the target emitted by a distant source (Urik Robert J. Fundamentals of hydroacoustics / transl. From English - L .: Shipbuilding, 1978. - 448 p. [9]).
Простейшая модель газогидратной залежи может быть представлена в виде однородного пласта с пониженной плотностью и повышенной скоростью упругих волн. В такой модели газогидратной залежи должны соответствовать две контрастные границы - у поверхности дна, связанной с кровлей залежи, и на нижней граничной глубине. Изменение плотности осадков и скорости распространения в них упругих волн при гидратообразовании создает предпосылки для выявления газогидратов сейсмическими и акустическими методами. Поскольку газогидраты распределены в осадочной толще крайне неравномерно и встречаемые структурные аномалии разномасштабны, может потребоваться применение гораздо более сложных структурно-акустических моделей газогидратной залежи.The simplest model of gas hydrate deposits can be represented in the form of a homogeneous reservoir with a reduced density and increased speed of elastic waves. In such a model of a gas hydrate deposit, two contrasting boundaries must correspond - at the bottom surface associated with the top of the deposit and at the lower boundary depth. A change in the density of precipitation and the speed of propagation of elastic waves in them during hydrate formation creates the prerequisites for the detection of gas hydrates by seismic and acoustic methods. Since gas hydrates are distributed very unevenly in the sedimentary stratum and the structural anomalies encountered are different in scale, the use of much more complex structural-acoustic models of gas hydrate deposits may be required.
Гидраты обычно распространены в нижней части зоны гидратообразования, а вверх по разрезу их содержание постепенно сокращается. Поэтому кровля газогидратного слоя обычно не дает четких отражений (Зубова М.А. Гидраты природных газов в недрах Мирового океана // Морская геология и геофизика: обзор ВНИИ экономики минерального сырья и геолого-разведочных работ. - М., 1988 [10]). Сама же зона гидратообразования обычно начинается ниже поверхности дна от 0,5 до 10 и более метров. В связи с этим для обнаружения кровли гидратоносных пластов необходимо применение акустических методов (рабочая область частот 0,1-10 кГц) с очень высокой разрешающей способностью.Hydrates are usually distributed in the lower part of the hydrate formation zone, and their content gradually decreases up the section. Therefore, the roof of the gas hydrate layer usually does not give clear reflections (Zubova MA Hydrates of natural gases in the bowels of the oceans // Marine Geology and Geophysics: a review of the All-Russian Research Institute of the Economics of Mineral Raw Materials and Geological Exploration. - M., 1988 [10]). The hydrate formation zone itself usually begins below the bottom surface from 0.5 to 10 or more meters. In this regard, to detect the roof of hydrate-bearing strata, it is necessary to use acoustic methods (working frequency range of 0.1-10 kHz) with a very high resolution.
Одним из основных акустических признаков наличия газогидратов в донных осадках является особое отражение (так называемое BSR - bottom simulating reflections), повторяющее конфигурацию поверхности дна, но не являющееся результатом кратных отражений.One of the main acoustic signs of the presence of gas hydrates in bottom sediments is a special reflection (the so-called BSR - bottom simulating reflections), which repeats the configuration of the bottom surface, but is not the result of multiple reflections.
Волновая картина в интервале от донного отражения до BSR обычно отличается ослаблением амплитуд и степени когерентности вступлений эхо-сигнала. Важным критерием при анализе природы BSR является связь между глубиной аномальных донных горизонтов и глубиной дна. Общая закономерность заключается в возрастании глубины подошвы зоны газогидратов (горизонта BSR) при увеличении глубин дна. Этот признак, а также аномальное повышение скоростей звуковых волн позволяют отличить эффект, обусловленный наличием газогидратов в донных грунтах, от акустических аномалий другой природы.The wave pattern in the interval from bottom reflection to BSR is usually characterized by a weakening of the amplitudes and the degree of coherence of the echo signal arrivals. An important criterion in the analysis of the nature of BSR is the relationship between the depth of anomalous bottom horizons and the depth of the bottom. The general pattern is to increase the depth of the bottom of the gas hydrate zone (BSR horizon) with increasing bottom depths. This feature, as well as an abnormal increase in the speeds of sound waves, make it possible to distinguish the effect due to the presence of gas hydrates in bottom soils from acoustic anomalies of a different nature.
При переходе в гидратную форму воды с метаном в песчаниках скорость звуковых волн увеличивается от 1700 до 2500 м/с и более. Четкая выраженность горизонта BSR обусловлена наличием скоплений газа под гидратной толщей. Отсутствие BSR при наличии гидратов обусловлено их маломощными тонкими прослойками, слабо влияющими на изменение скорости сигнала.Upon transition to the hydrated form of water with methane in sandstones, the speed of sound waves increases from 1700 to 2500 m / s and more. The clear severity of the BSR horizon is due to the presence of gas accumulations under the hydration stratum. The absence of BSR in the presence of hydrates is due to their thin thin interlayers that weakly affect the change in signal velocity.
Другой признак газогидратов - аномалии волнового поля (так называемые VAMP), расположенные, как правило, в подошве зоны гидратообразования. На временных сейсмических разрезах VAMP-аномалии проявляются в виде сочетания повышенных амплитуд в своде аномалии и сниженных амплитуд в ядре. Дополнительным признаком может служить уменьшение скорости звуковых волн, связанное, вероятно, с наличием подгидратных газовых залежей.Another sign of gas hydrates is wave field anomalies (the so-called VAMP), which are usually located at the bottom of the hydrate formation zone. In temporary seismic sections, VAMP anomalies are manifested as a combination of increased amplitudes in the arch of the anomaly and reduced amplitudes in the core. An additional sign may be a decrease in the speed of sound waves, which is probably associated with the presence of hydrated gas deposits.
Многочисленные экспериментальные данные указывают на выраженную в большей или меньшей степени слоистость осадочной толщи, нарушаемую разномасштабными, локализованными либо распределенными в пространстве неоднородностями (полостями и включениями) различной природы и свойств. Исследование такой среды акустическими методами требует предварительного построения развитых структурно-акустических моделей среды, в полной мере учитывающих все указанные структурные и физические особенности.Numerous experimental data indicate a more or less pronounced layering of the sedimentary layer, which is violated by heterogeneous, localized or spatially distributed inhomogeneities (cavities and inclusions) of various nature and properties. The study of such a medium by acoustic methods requires the preliminary construction of developed structural-acoustic models of the medium, which fully take into account all the indicated structural and physical features.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности и надежности газовых гидратов.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability and reliability of gas hydrates.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе обнаружения подводных залежей газовых гидратов, заключающимся в том, что выполняют сейсмическое низкочастотное зондирование на частотах 30-120 Гц с разрешающей способностью до 12-24 м и высокочастотное зондирование, на частотах от 250-650 до 1200 Гц с разрешающей способностью до 1-2 м, по полученным данным определяют нижнюю и верхнюю границы гидратонасыщенных пород, концентрацию гидрата в породах, на основании чего оценивают ресурсы газа и выбирают место бурения геологоразведочных скважин для первичной оценки залежи, детальную разведку газогидратных залежей осуществляют посредством геофизических исследований в пробуренных скважинах, а также путем отбора кернов с последующим их комплексным анализом, дополнительно выполняют сейсмическое зондирование на частотах 0,001-30 Гц и регистрируют электромагнитное поле в диапазоне частот от 300 до 0,0001 Гц с периодами регистрации от 0,033 до 10000 секунд, при установлении нижней и верхней границы гидратонасыщенных пород определяют репрезентативные критические точки поверхности рельефа между нижней и верхней границами гидронасыщенных пород, путем выявления шумовых возмущений в поверхности рельефа и сравнения двух поверхностей рельефа между собой, путем построения дерева Кронрода-Риба.The problem is solved due to the fact that in the method for detecting underwater deposits of gas hydrates, which consists in the fact that they perform seismic low-frequency sounding at frequencies of 30-120 Hz with a resolution of up to 12-24 m and high-frequency sounding at frequencies from 250-650 to 1200 Hz with a resolution of up to 1-2 m, according to the data obtained, the lower and upper boundaries of hydrated rocks are determined, the hydrate concentration in the rocks, based on which the gas resources are estimated and the place of drilling exploration wells for I of the initial assessment of the deposit, a detailed exploration of gas hydrate deposits is carried out by means of geophysical studies in drilled wells, as well as by coring followed by their comprehensive analysis, seismic sounding is additionally performed at frequencies of 0.001-30 Hz and the electromagnetic field is recorded in the frequency range from 300 to 0, 0001 Hz with recording periods from 0.033 to 10000 seconds, when establishing the lower and upper boundaries of hydrated saturated rocks, representative critical points of the relief surface between the lower and upper boundaries of hydro-saturated rocks, by detecting noise disturbances in the relief surface and comparing the two relief surfaces with each other, by constructing the Kronrod-Riba tree.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.
Фиг.1. Пример получения интервалов устойчивости (persistence intervals) для одномерной кривой. 1 - уровни сечения, 2 - отрезки сечения, 3 - интервалы устойчивости.Figure 1. An example of obtaining persistence intervals for a one-dimensional curve. 1 - sectional levels, 2 - sectional segments, 3 - stability intervals.
Фиг.2. График поверхности: а) - соответствующие изолинии высот и дерева Кронрода-Риба; б) - 18 критических точек.Figure 2. Surface graph: a) - corresponding contours of heights and the Kronrod-Riba tree; b) - 18 critical points.
Фиг.3. Вертикальное представление для поверхности дерева Кронрода-Риба фиг.2а. Первая цифра в прямоугольнике номер критической точки на фиг.26, вторая - высота критической точки.Figure 3. A vertical view of the surface of a Kronrod-Riba tree of FIG. 2a. The first digit in the rectangle is the critical point number in Fig. 26, the second is the height of the critical point.
Фиг.4. Дерево Кронрода-Риба 4 для репрезентативных точек поверхности, изображенной на фиг.2а.Figure 4. Kronrod-Rib-
Фиг.5. Дерево Кронрода-Риба 5 для зашумленной поверхности, изображенной на фиг.2а (88 критических точек).Figure 5. The Kronrod-Rib-
Фиг.6. Дерево Кронрода-Риба 6 для поверхности, изображенной на фиг.2а, и дерево Кронрода-Риба 7 для зашумленной поверхности.6. The Kronrod-Rib-
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Выполняют сейсмическое низкочастотное зондирование на частотах 30-120 Гц с разрешающей способностью до 12-24 м и высокочастотное зондирование, на частотах от 250-650 до 1200 Гц с разрешающей способностью до 1-2 м, а также выполняют сейсмическое зондирование на частотах 0,001-30 Гц.Perform seismic low-frequency sounding at frequencies of 30-120 Hz with a resolution of up to 12-24 m and high-frequency sounding, at frequencies from 250-650 to 1200 Hz with a resolution of up to 1-2 m, and also perform seismic sounding at frequencies of 0.001-30 Hz
По полученным данным определяют нижнюю и верхнюю границы гидратонасьпценных пород, концентрацию гидрата в породах, на основании чего оценивают ресурсы газа и выбирают место бурения геологоразведочных скважин для первичной оценки залежи, детальную разведку газогидратных залежей осуществляют посредством геофизических исследований в пробуренных скважинах, а также путем отбора кернов с последующим их комплексным анализом.According to the data obtained, the lower and upper boundaries of hydrated rocks are determined, the hydrate concentration in the rocks, based on which the gas resources are estimated and the place of drilling exploration wells is selected for the initial assessment of the deposit, a detailed exploration of gas hydrate deposits is carried out through geophysical studies in drilled wells, as well as by core sampling followed by their comprehensive analysis.
При установлении нижней и верхней границы гидратонасьпценных пород определяют репрезентативные критические точки поверхности рельефа между нижней и верхней границами гидронасыщенных пород, путем выявления шумовых возмущений в поверхности рельефа и сравнения двух поверхностей рельефа между собой, путем построения дерева Кронрода-Риба.When establishing the lower and upper boundaries of hydrated rocks, representative critical points of the relief surface between the lower and upper boundaries of hydrated rocks are determined by identifying noise disturbances in the relief surface and comparing the two relief surfaces with each other, by constructing the Kronrod-Riba tree.
В предлагаемом способе дополнительно регистрируют сейсмические колебания в диапазоне 0,000-30 Гц, посредством высокочувствительного сейсмического датчика типа «СМ-3КВ1», расположенным на карданном подвесе в нижней полусфере подводной станции, что позволяет сохранять вертикальное расположение датчика в нутрии подводной станции при наклонах морского дна до 25 градусов, а также электромагнитное поле в диапазоне частот от 300 до 0,0001 Гц с периодами регистрации от 0,033 до 10000 секунд, посредством модуля электромагнитных датчиков, состоящего из двух индукционных датчиков магнитного поля и двух датчиков электрического поля, размещенных на прочном корпусе подводной станции. При этом выполняют регистрацию двух компонент электрического (Ех, Еу), двух компонент магнитного (Нх, Ну) поля и вертикальную компоненту Z сейсмического поля.In the proposed method, seismic fluctuations are additionally recorded in the range of 0.000-30 Hz, by means of a highly sensitive seismic sensor of the type "SM-3KV1" located on a gimbal in the lower hemisphere of the underwater station, which allows you to keep the vertical arrangement of the sensor in the nutria of the underwater station when the seabed tilts to 25 degrees, as well as an electromagnetic field in the frequency range from 300 to 0.0001 Hz with recording periods from 0.033 to 10000 seconds, by means of an electromagnetic sensor module consisting of two induction magnetic field sensors and two electric field sensors located on the rugged case of the underwater station. In this case, two components of the electric (Ex, Eu), two components of the magnetic (Hx, Well) field and the vertical component Z of the seismic field are recorded.
По результатам измерений строят, например, простейшую модель подводной углеводородной залежи, которая может быть представлена в виде однородного пласта с пониженной плотностью и повышенной скоростью упругих волн. В такой модели подводной залежи должны соответствовать две контрастные границы - у поверхности дна, связанной с кровлей залежи, и на нижней граничной глубине. Изменение плотности осадков и скорости распространения в них упругих волн создает предпосылки для выявления подводных залежей сейсмическими и акустическими методами. Поскольку подводные залежи распределены в осадочной толще крайне неравномерно и встречаемые структурные аномалии разномасштабны, может потребоваться применение гораздо более сложных структурно-акустических моделей подводной залежи углеводородов. Дополнительная регистрация сейсмических колебаний в диапазоне 0,001-30 Гц, электромагнитного поля в диапазоне частот от 300 до 0,0001 Гц с периодами регистрации от 0,033 до 10000 секунд позволяют получить одновременные записи вариаций электромагнитного и сейсмического полей, и построить геоэлектрический разрез осадочного чехла и скоростной разрез осадочного чехла, а также выполнить геологическую интерпретацию разрезов осадочного чехла, что позволяет определять нижнюю и верхнюю границы газовых пород, а также их концентрацию в породах, на основании чего можно оценивать ресурсы газа и выбирать место бурения геологоразведочных скважин для первичной оценки залежи.Based on the measurement results, for example, the simplest model of an underwater hydrocarbon reservoir is constructed, which can be represented as a homogeneous reservoir with a reduced density and an increased speed of elastic waves. In such a model of an underwater deposit, two contrasting boundaries must correspond - at the bottom surface, associated with the top of the deposit, and at the lower boundary depth. A change in the density of precipitation and the speed of propagation of elastic waves in them creates the prerequisites for identifying underwater deposits by seismic and acoustic methods. Since the submarine deposits are distributed in the sedimentary sequence extremely unevenly and the structural anomalies encountered are of different sizes, the use of much more complex structural-acoustic models of the submarine hydrocarbon deposits may be required. Additional registration of seismic vibrations in the range of 0.001-30 Hz, of an electromagnetic field in the frequency range of 300 to 0.0001 Hz with recording periods of 0.033 to 10,000 seconds, allows simultaneous recording of variations in electromagnetic and seismic fields, and the construction of a geoelectric section of the sedimentary cover and velocity section sedimentary cover, as well as perform a geological interpretation of sections of the sedimentary cover, which allows you to determine the lower and upper boundaries of gaseous rocks, as well as their concentration in the rocks, on the basis of which can be assessed and gas resources to choose the place for drilling exploration wells primary reservoir evaluation.
Детальная разведка подводных залежей осуществляется посредством геофизических исследований в пробуренных скважинах, а также путем отбора кернов с последующим их комплексным анализом.Detailed exploration of subsea deposits is carried out through geophysical exploration in drilled wells, as well as by coring followed by their comprehensive analysis.
По результатам измерений строят модель подводной залежи, рельеф которой на карте описывается гладкой поверхностью. Форма этой поверхности существенно связана с наличием особых точек поверхности: точек локальных экстремумов (минимумов, максимумов) и седловых точек. Совокупность таких точек, их местоположение и высота являются важными характеристиками в отображении формы поверхности рельефа, так как они играют роль дискретной структуры, репрезентативно представляющей непрерывную поверхность.Based on the measurement results, an underwater reservoir model is constructed, the relief of which on the map is described by a smooth surface. The shape of this surface is substantially related to the presence of special points on the surface: points of local extrema (minima, maxima) and saddle points. The combination of such points, their location and height are important characteristics in displaying the shape of the surface of the relief, since they play the role of a discrete structure that is representative of a continuous surface.
Построение поверхности рельефа на ЭВМ по данным измерений всегда связано с наличием в исходных данных вычислительных и измерительных погрешностей, приводящих к искажениям в форме поверхности. Погрешности приводят как к искажению местоположения репрезентативных присутствующих в реальной поверхности рельефа критических точек, так и появлению нерепрезентативных ложных критических точек. Поэтому актуальна задача выявления репрезентативных критических точек в вычисленной поверхности.The construction of the relief surface on a computer from the measurement data is always associated with the presence in the initial data of computational and measurement errors that lead to distortions in the shape of the surface. Errors lead both to a distortion of the location of representative critical points present in the real surface of the relief, and to the appearance of unrepresentative false critical points. Therefore, the urgent task of identifying representative critical points in the calculated surface.
Решение этой задачи является необходимым условием для проведения фильтрации шумов и сглаживания вычисленной поверхности. Решение этой задачи должно опираться на некоторую количественную характеристику, определяющую значимость критической точки для конкретной рассматриваемой поверхности. Пусть задан некоторый допустимый уровень значимости, а критические точки упорядочены в порядке убывания их величин значимости. Тогда репрезентативными будут те критические точки, которые имеют большую значимость, чем допустимый уровень. Алгоритм количественной оценки значимости критических точек основан на следующих определениях.The solution to this problem is a prerequisite for filtering noise and smoothing the calculated surface. The solution to this problem should be based on some quantitative characteristic that determines the significance of the critical point for the particular surface under consideration. Let a certain acceptable level of significance be given, and the critical points are ordered in descending order of their significance values. Then those critical points that are more significant than the acceptable level will be representative. The algorithm for quantifying the significance of critical points is based on the following definitions.
Так как величины абсолютной высоты (глубины) критических точек не позволяют судить какие из них более репрезентативные, а какие нет, за исключением только точек с наибольшим значением минимума и максимума. Для определения понятия значимости критической точки поверхности в качестве подходящей основы воспользуемся широко используемым в зарубежной картографии понятием "топографической значимости" (topographic prominence) (Christopherson G.L. Using ARC/GRID to Calculate Topographic Prominence in an Archaeological Landscape. // Arc/INFO User Conference, 2003. - 15 pp. Podobnikar T. Method for Determination of the Mountain Peaks // 12th AGILE International Conference on Geographic Information Science, Leibniz Universitat Hannover, Germany, 2009, p.1-8).Since the values of the absolute height (depth) of critical points do not allow judging which of them are more representative and which are not, with the exception of only the points with the highest value of the minimum and maximum. To determine the significance of the critical point of the surface as a suitable basis, we will use the concept of “topographic prominence” (Christopherson GL Using ARC / GRID to Calculate Topographic Prominence in an Archaeological Landscape. // Arc / INFO User Conference, widely used in foreign cartography, // Arc / INFO User Conference, 2003. - 15 pp. Podobnikar T. Method for Determination of the Mountain Peaks // 12th AGILE International Conference on Geographic Information Science, Leibniz Universitat Hannover, Germany, 2009, p.1-8).
Топографическая значимость - это перепад высот между вершиной и самой высокой седловой точкой, которая отделяет эту вершину от любой более высокой вершины. Однако прямое использование этого понятия в наших целях невозможно. Дело в том, что, во-первых, оно рассматривает только точки локальных максимумов и седловые точки, но не включает в рассмотрение точки локальных минимумов рельефа, и, во-вторых, оно не опирается на математические понятия, что не гарантирует от логических и алгоритмических ошибок. Последнее проявляется, например, в том, что определение топографической значимости не позволяет сделать однозначный выбор седловой точки, относительно которой отсчитывается высота вершины.Topographic significance is the difference in elevation between a peak and the highest saddle point that separates this peak from any higher peak. However, the direct use of this concept for our purposes is impossible. The fact is that, firstly, it considers only the points of local maxima and saddle points, but does not include the points of local minima of the relief, and, secondly, it does not rely on mathematical concepts, which does not guarantee logical and algorithmic ones mistakes. The latter is manifested, for example, in that the determination of topographic significance does not allow an unambiguous choice of a saddle point, relative to which the height of the vertex is measured.
Вместе с тем, в отечественной географии существует схожее по смыслу понятие - "относительная высота", однако оно не совпадает с понятием "топографическая значимость". Относительная высота это топографическое превышение какой-либо точки земной поверхности относительно другой точки, отсчитываемое по вертикали, равное разности абсолютных высот этих точек (например, высота горной вершины над уровнем дна ближайшей долины); расстояние по вертикали от указанного исходного уровня до уровня, точки или объекта, принятого за точку. Следовательно, понятие относительная высота имеет разный смысл в зависимости от контекста, что не позволяет им воспользоваться. Эта проблема может быть решена, если обобщить понятие топографической значимости путем включения в него локальных минимумов рельефа, путем построения однозначного метода выявления для каждой седловой точки соответствующей ей точки минимума или максимума. Главная проблема на этом пути состоит в определении алгоритма выявления соответствия между седловыми точками и точками экстремумов. Эффективный метод оценки значимости можно получить, если использовать инструменты описания гладких функций, к которым относится картографическое представление поверхности рельефа (Жуков Ю.Н Математические инструменты описания картографического отображения рельефа Земли // Навигация и океанография. 2011, №32, стр.60-69).At the same time, in Russian geography there is a concept similar in meaning - "relative height", however, it does not coincide with the concept of "topographic significance". Relative height is the topographic excess of a point on the earth’s surface relative to another point, measured vertically, equal to the difference in the absolute heights of these points (for example, the height of a mountain peak above the bottom level of a nearby valley); the vertical distance from the specified initial level to the level, point or object taken as a point. Therefore, the concept of relative height has a different meaning depending on the context, which does not allow them to use. This problem can be solved by generalizing the concept of topographic significance by including local relief minima in it, by constructing a unique method for identifying for each saddle point a corresponding minimum or maximum point. The main problem along this path is the definition of an algorithm for identifying the correspondence between saddle points and extreme points. An effective method for assessing significance can be obtained by using tools for describing smooth functions, which include a cartographic representation of a relief surface (Zhukov Yu.N. Mathematical tools for describing a cartographic representation of a relief of the Earth // Navigation and Oceanography. 2011, No. 32, p. 60-69) .
Картографическое представление рельефа - есть аналог математического объекта - невырожденной функции Морса. Такая функция имеет только простые критические точки: седла, минимумы и максимумы, ее топологические свойства описаны, например, в работе (Милнор Дж. Теория Морса. - М.: Издательство ЛКИ, 2011. - 184 с). Для функций этого типа разработаны методы выявления и упорядочивания критических точек поверхности с использованием топологических характеристик. В вычислительной топологии этот метод носит название топологической значимости (topological persistence) (Bauer U. Persistence in discrete Morse theory. Dissertation zur Erlangung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Doktorgrades Doctor rerum naturalium der Georg-August-Universitat Gottingen, 2011. - 109 p.).The cartographic representation of the relief is an analog of a mathematical object - the non-degenerate Morse function. Such a function has only simple critical points: saddles, minima, and maxima; its topological properties are described, for example, in (Milnor J. Theory of Morse. - M.: LKI Publishing House, 2011. - 184 s). For functions of this type, methods have been developed for identifying and organizing critical points of the surface using topological characteristics. In computational topology, this method is called topological persistence (Bauer U. Persistence in discrete Morse theory. Dissertation zur Erlangung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Doktorgrades Doctor rerum naturalium der Georg-August-Universitat Gottingen, 2011 .-- 109 p.).
Естественно воспользоваться аналогом этого метода для решения нашей задачи нахождения соответствия между седловыми точками и точками экстремумов поверхности. Не загружая текст математическими подробностями и деталями, приведем неформальное описание метода, адаптированное к нашей задаче, на примере получения интервалов устойчивости (persistence intervals) для одномерной кривой (фиг.1). Пусть дана гладкая одномерная кривая. Возьмем горизонтальную прямую, секущую данную кривую. На некотором уровне сечение кривой представляет собой набор несвязных горизонтальных интервалов (отрезков). Грубо говоря, целое число интервалов определяет топологический тип сечения на данном уровне. Рассмотрим, как изменяется топологический тип сечений кривой на каждом уровне при перемещении секущей прямой от минимального уровня кривой до наибольшего. При увеличении уровня сечения число интервалов меняется только в момент прохождении секущей через точку, соответствующую либо максимуму, либо минимуму. В диапазоне уровней между двумя последовательными экстремумами число интервалов сечения не меняется. Поэтому динамика числа интервалов сечения в процессе увеличения уровня сечения изменяется в соответствии со следующим простым правилом: если встречается минимум, то число интервалов увеличивается на единицу, если встречается максимум, то число интервалов уменьшается на единицу. В этом процессе всегда есть минимум, который создает интервал, и существует некоторый максимум, который этот интервал уничтожает. Более конкретно: текущий максимум является парой последнему предыдущему встреченному минимуму. Последовательные максимум и минимум являются сопряженной парой экстремумов. Сопряжение пары критических точек обусловлено собственно топологическими свойствами рассматриваемой кривой.It is natural to use an analog of this method to solve our problem of finding a correspondence between saddle points and surface extrema. Without loading the text with mathematical details and details, we give an informal description of the method adapted to our task, using the example of obtaining persistence intervals for a one-dimensional curve (Fig. 1). Let a smooth one-dimensional curve be given. Take a horizontal line cutting a given curve. At some level, the cross section of the curve is a set of disconnected horizontal intervals (segments). Roughly speaking, an integer number of intervals determines the topological type of section at a given level. Let us consider how the topological type of cross sections of a curve changes at each level as the secant line moves from the minimum level of the curve to the highest. As the cross-sectional level increases, the number of intervals changes only at the moment the secant passes through a point corresponding to either a maximum or a minimum. In the level range between two consecutive extrema, the number of section intervals does not change. Therefore, the dynamics of the number of intervals of the section in the process of increasing the level of the section changes in accordance with the following simple rule: if a minimum is found, then the number of intervals increases by one, if a maximum is found, then the number of intervals decreases by one. In this process, there is always a minimum that creates an interval, and there is some maximum that this interval destroys. More specifically: the current high is a pair of the last previous low seen. The successive maximum and minimum are a conjugate pair of extrema. The pairing of a pair of critical points is due to the topological properties of the curve under consideration.
Указанная процедура позволяет однозначно получить множество пар минимумов-максимумов, определяемых топологией кривой. Величина абсолютной разности высот критических точек Δ=|hmin-hmax|, составляющих сопряженную пару, определяет количественную оценку интервала устойчивости и соответствующих сопряженных точек. Полученные указанным методом интервалы устойчивости являются искомыми объектами для одномерного случая.This procedure allows you to uniquely obtain a set of pairs of minima-maxima, determined by the topology of the curve. The magnitude of the absolute height difference of the critical points Δ = | h min -h max | constituting the conjugate pair determines the quantitative assessment of the stability interval and the corresponding conjugate points. The stability intervals obtained by the indicated method are the desired objects for the one-dimensional case.
Приведенный пример для одномерного случая дает основание ввести понятие "значимость" критической точки поверхности рельефа как меры топологической устойчивости той сопряженной пары критических точек, в которую она входит. Количественный критерий значимости ε определим следующим образом. Множеству пар критических точек П сопоставим множество разностей высот критических точек П≡{Δi} (i=1,…, N, N - число пар). Значимость конкретной пары критических точек в данном множестве пар П определим как отношение εi=Δi/Δmax, где Δmax - максимальное значение среди {Δi}. Таким образом, каждая точка в паре имеет одну и ту же величину значимости. Величина ε всегда нормирована и лежит в диапазоне 0÷1.The given example for the one-dimensional case gives reason to introduce the concept of “significance” of the critical point of the relief surface as a measure of the topological stability of the conjugate pair of critical points into which it enters. A quantitative criterion for the significance of ε is defined as follows. To the set of pairs of critical points сопостав we associate the set of differences in the heights of the critical points ≡≡ {Δ i } (i = 1, ..., N, N is the number of pairs). The significance of a particular pair of critical points in a given set of pairs of P is defined as the ratio ε i = Δ i / Δ max , where Δ max is the maximum value among {Δ i }. Thus, each point in a pair has the same significance value. The value of ε is always normalized and lies in the
Реализация аналогичной процедуры для двумерной поверхности значительно сложнее. Среди критических точек двумерной поверхности появляются седловые точки, которых нет в одномерном случае. Эти точки существенно осложняют дело, так как в седловых точках тоже происходит смена топологического типа горизонтального сечения поверхности, так же как и в точках экстремумов. Кроме того, седловые точки на вертикальной оси всегда лежат между наибольшими максимумом и минимумом. При подъеме плоскости сечения точки седел могут встречаться в любой последовательности по отношению друг к другу и не основным экстремумам.The implementation of a similar procedure for a two-dimensional surface is much more complicated. Among the critical points of a two-dimensional surface, saddle points appear, which are not in the one-dimensional case. These points significantly complicate the matter, since the topological type of the horizontal section of the surface also changes at the saddle points, as well as at the points of extrema. In addition, saddle points on the vertical axis always lie between the largest maximum and minimum. When raising the sectional plane, the saddle points can occur in any sequence with respect to each other and not to the main extrema.
В двумерном случае пара критических точек, образующих интервал устойчивости, всегда состоит либо из седла и минимума, либо из седла и максимума. Каждой такой паре критических точек сопоставим величину абсолютной разности высот критических точек Δ=|hs-he|, составляющих пару. Здесь hs - высота седловой точки, he - высота точки экстремума, минимума или максимума.In the two-dimensional case, a pair of critical points forming a stability interval always consists of either a saddle and a minimum, or a saddle and a maximum. To each such pair of critical points we associate the magnitude of the absolute height difference of the critical points Δ = | h s -h e | making up the pair. Here h s is the height of the saddle point, h e is the height of the point of extremum, minimum, or maximum.
Для вычисления множества пар критических точек для двумерных гладких поверхностей обычно применяют вспомогательный математический аппарат - дерево Кронрода-Риба (дКР). Картографическое описание рельефа можно представить математическим объектом - функцией Морса, для которой дКР является дискретным аналогом, однозначно описывающим положение, высоту точек седел и локальных экстремумов, и главное, дКР описывает связь между ними, которая определяется топологией рассматриваемой поверхности. Каждой поверхности однозначно соответствует некоторое дКР. К настоящему времени разработаны алгоритмы вычисления дКР для всех типов представления поверхности в ЭВМ (Doraiswamy Н., Natarajan V. Efficient Algorithms for Computing Reeb Graphs // Computational Geometry: Theory and Applications, Volume 42, Issue 6-7, August, 2009, p.606-616. Kunii T. L. Constructing a reeb graph automatically from cross sections. // IEEE Comput. Graph. Appl. 11, 6 (1991), 44-51. Pascucci V. Loops in Reeb graphs of 2-manifolds. // Discrete and Computational Geometry 32, 2 (2004), 231-244), и поэтому на процедуре вычисления дКР останавливаться не будем. Отметим важное практическое обстоятельство: вершины дКР естественным образом оснащаются координатами местоположения и высотой соответствующих критических точек.To calculate the set of pairs of critical points for two-dimensional smooth surfaces, an auxiliary mathematical apparatus is usually used - the Kronrod-Reeb tree (dKR). A cartographic description of the relief can be represented by a mathematical object - the Morse function, for which the DKR is a discrete analogue that uniquely describes the position, height of the saddle points and local extremes, and most importantly, the DKR describes the relationship between them, which is determined by the topology of the surface under consideration. Each surface uniquely corresponds to a certain DKR. To date, algorithms have been developed for calculating the DKR for all types of surface representations in computers (Doraiswamy N., Natarajan V. Efficient Algorithms for Computing Reeb Graphs // Computational Geometry: Theory and Applications, Volume 42, Issue 6-7, August, 2009, p .606-616. Kunii TL Constructing a reeb graph automatically from cross sections. // IEEE Comput. Graph. Appl. 11, 6 (1991), 44-51. Pascucci V. Loops in Reeb graphs of 2-manifolds. // Discrete and Computational Geometry 32, 2 (2004), 231-244), and therefore we will not dwell on the procedure for calculating DKR. We note an important practical circumstance: the vertices of the DKR are naturally equipped with the coordinates of the location and the height of the corresponding critical points.
Пример поверхности и соответствующая ей дКР представлены на фиг.2 и 3. В таблице 1 представлены интервалы устойчивости и величины значимости, вычисленные по дКР. Отметим, что в процессе вычисления дКР его вершины оснащаются пространственными и высотными координатами соответствующих критических точек, что дает возможность отображать дКР в плоскости изучаемой функции и в высотном изображении (фиг.3).An example of a surface and its corresponding DKR are presented in FIGS. 2 and 3. Table 1 shows the intervals of stability and significance values calculated from the DKR. Note that in the process of calculating the DKR, its vertices are equipped with the spatial and altitudinal coordinates of the corresponding critical points, which makes it possible to display the DKR in the plane of the function under study and in the altitude image (Fig. 3).
Алгоритм вычисления пар критических точек по дКР очевиден, но достаточно громоздок, чтобы его приводить полностью. В алгоритме используется представление, что точки дКР, соответствующие седлам, являются точками тройного ветвления, а точки, соответствующие минимумам и максимумам, являются точками с одним примыкающим ребром. Приведем только основную схему алгоритма. Ключ алгоритма состоит в использовании динамически меняющегося дКР в соответствии с последовательностью выявляемых пар критических точек. Последовательно просматривается снизу вверх список упорядоченных по высоте критических точек, начиная со второй снизу. Если точка является минимумом или минимумом, то ищется ближайшее к ней в дКР седло. Они образуют пару седло-экстремум. Вершины экстремумов, седел и связывающее их ребро удаляются из дКР, а нарушенные удалением связи восстанавливаются в соответствии с порядком вершин до удаления. Если вершина является седлом и имеет двух нижележащих потомков, то выбирается ближайший по высоте минимум, и они образуют пару критических точек. Соответствующие вершины и ребра удаляются из дКР с последующим восстановлением связей. В результате такого процесса окончательное дКР будет иметь только две вершины, соответствующие наибольшим минимуму и максимуму, и одно соединяющее их ребро. Эта пара критических точек образует наиболее значимую пару с Δmax.The algorithm for calculating the pairs of critical points by DKR is obvious, but cumbersome enough to bring it completely. The algorithm uses the idea that the DKR points corresponding to the saddles are points of triple branching, and the points corresponding to the minima and maxima are points with one adjacent edge. We give only the basic scheme of the algorithm. The key to the algorithm is to use a dynamically changing DKR in accordance with the sequence of detected pairs of critical points. A list of critical points ordered by height is scanned from bottom to top, starting from the second from the bottom. If the point is a minimum or minimum, then the saddle closest to it in the DKR is searched. They form a saddle-extreme pair. The vertices of the extrema, the saddles, and the rib connecting them are removed from the DKR, and the bonds broken by removal of the bond are restored in accordance with the order of the vertices before removal. If the vertex is a saddle and has two descendants, then the minimum minimum height is selected, and they form a pair of critical points. Corresponding vertices and edges are removed from the DKR with subsequent restoration of bonds. As a result of this process, the final DKR will have only two vertices corresponding to the largest minimum and maximum, and one edge connecting them. This pair of critical points forms the most significant pair with Δ max .
Заметим, что приведенный метод оценки значимости форм рельефа включает понятие топографической значимости, но в отличие от последнего, дает однозначный алгоритм получения пар точек седло-экстремум.Note that the above method of assessing the significance of relief forms includes the concept of topographic significance, but unlike the latter, it provides a unique algorithm for obtaining pairs of saddle-extremum points.
Для поверхности, представленной на фиг.2, в соответствии с ее дКР вычислены пары критических точек и их значимость. Результаты представлены в таблице 1.For the surface shown in figure 2, in accordance with its DKR calculated pairs of critical points and their significance. The results are presented in table 1.
Продемонстрируем применение введенного понятия значимости на простейшем примере влияния шума в исходных данных на вычисленную форму поверхности.Let us demonstrate the application of the introduced notion of significance on the simplest example of the influence of noise in the initial data on the calculated surface shape.
Например, из таблицы 1 следует, что для некоторых критических точек их значимость чрезвычайно мала, составляет менее процента. Это признак того, что соответствующие критические точки являются результатом вычислительного шума при расчете поверхности. Эти нерепрезентативные критические точки можно удалить из дКР, оставив только значимые. На фиг.4 показан дКР после удаления.For example, from table 1 it follows that for some critical points their significance is extremely small, less than a percent. This is a sign that the corresponding critical points are the result of computational noise when calculating the surface. These non-representative critical points can be removed from the DKR, leaving only significant ones. Figure 4 shows the DKR after removal.
Введем случайный равномерный на интервале [-0.5÷0.5] шум в высотные координаты функции, изображенной на фиг.2а. Результаты построения изолиний такой поверхности и вычисленное для нее дКР представлены на фиг.5.We introduce a random noise uniform in the interval [-0.5 ÷ 0.5] into the altitude coordinates of the function depicted in FIG. 2a. The results of constructing the isolines of such a surface and the DKR calculated for it are presented in Fig. 5.
Из последнего примера ясно, что предложенный метод чувствителен к шумовой составляющей. Поэтому он может быть эффективным инструментом в алгоритме предварительного сглаживания поверхности рельефа дна, полученной по измеренным глубинам. Кроме того, приведенные примеры показывают, что подобие двух поверхностей одного участка рельефа можно в первом приближении установить, используя значимые критические точки. Если значимость и пространственные координаты имеют достаточно близкие (с точки зрения решаемой задачи) значения, то соответствующие поверхности подобны. Другие, более тонкие, методы сравнения следует применять после проверки этого соответствия. Для иллюстрации этого утверждения на фиг.6 отображены два дКР для репрезентативных критических точек поверхностей, изображенных на фиг.2 и фиг.5, а в таблице 2 представлены величины значимости для репрезентативных точек этих поверхностей. Последние незначительно меняются под действием шума (таблица 2).From the last example it is clear that the proposed method is sensitive to the noise component. Therefore, it can be an effective tool in the algorithm for preliminary smoothing of the bottom topography obtained from measured depths. In addition, the above examples show that the similarity of two surfaces of the same relief site can be established, to a first approximation, using significant critical points. If the significance and spatial coordinates have rather close (from the point of view of the problem being solved) values, then the corresponding surfaces are similar. Other, more subtle, comparison methods should be applied after checking this correspondence. To illustrate this statement, FIG. 6 shows two DACs for representative critical points of the surfaces depicted in FIG. 2 and FIG. 5, and Table 2 shows the significance values for representative points of these surfaces. The latter changes slightly under the influence of noise (table 2).
Определение репрезентативных критических точек представляет практическую ценность с точки зрения выявления шумовых возмущений в поверхности и сравнения двух поверхностей между собой. Дерево Кронрода-Риба является основным инструментом и структурой представления топологических и геометрических особенностей репрезентативных критических точек поверхности рельефа.The determination of representative critical points is of practical value from the point of view of detecting noise disturbances in a surface and comparing two surfaces with each other. The Kronrod-Riba tree is the main tool and structure for representing the topological and geometric features of representative critical points of the relief surface.
Проблема выявления репрезентативности (значимости) критических точек рельефа с помощью ЭВМ решается путем использования представления гладкой непрерывной поверхности рельефа дна деревом Кронрода-Риба. Такая параметризация поверхности позволяет выявить значимые критические точки поверхности с учетом ее топологической структуры. Данный метод позволяет выявить шумовые возмущения в данных о поверхности и осуществить сравнение топологических свойств двух или нескольких поверхностей, полученных по результатам сейсмического зондирования.The problem of identifying the representativeness (significance) of critical relief points using a computer is solved by using the representation of a smooth continuous surface of the bottom relief of the Kronrod-Riba tree. Such surface parametrization makes it possible to identify significant critical points of the surface, taking into account its topological structure. This method allows you to identify noise disturbances in the surface data and to compare the topological properties of two or more surfaces obtained by seismic sounding.
Источники информацииInformation sources
1. Газовые гидраты, http://n-t.ru/tp/ie/gn.htm.1. Gas hydrates, http://n-t.ru/tp/ie/gn.htm.
2. Горчилин В.А., Лебедев Л.И. О признаках газогидратов в осадочной толще Черного моря и возможном типе ловушек углеводородов // Геологический журнал. - 1991. - №5.2. Gorchilin V.A., Lebedev L.I. On the signs of gas hydrates in the sedimentary stratum of the Black Sea and the possible type of hydrocarbon traps // Geological journal. - 1991. - No. 5.
3. Газовые гидраты. /Higrate ipg-ru.wikipedia.org/.3. Gas hydrates. / Higrate ipg-ru.wikipedia.org/.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114360/28A RU2490676C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of detecting underwater deposits of gas hydrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114360/28A RU2490676C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of detecting underwater deposits of gas hydrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2490676C1 true RU2490676C1 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=49162963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012114360/28A RU2490676C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of detecting underwater deposits of gas hydrates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2490676C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004837A (en) * | 2015-06-26 | 2015-10-28 | 中国科学院力学研究所 | Natural gas hydrate sediment multi-measurement unit analysis method and integrated system |
| CN108590636A (en) * | 2018-06-22 | 2018-09-28 | 浙江大学 | Sea bed gas hydrate bubble leakage monitoring device |
| CN112946737A (en) * | 2021-01-20 | 2021-06-11 | 中国地质大学（北京） | Method for identifying natural gas hydrate by utilizing longitudinal and transverse wave velocity increment intersection map |
| CN118169760A (en) * | 2024-02-07 | 2024-06-11 | 中国海洋大学 | Method for identifying BSR abnormal calculation seabed erosion time based on seismic data |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101071177A (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-14 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | Method and apparatus for locating gas hydrate |
| RU2340917C1 (en) * | 2004-10-22 | 2008-12-10 | Тихару АОЯМА | System and method of exploring sea bed resources |
| US20080319674A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Jianchun Dai | Multi-attribute seismic characterization of gas hydrates |
| RU2354996C2 (en) * | 2007-05-23 | 2009-05-10 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method of searching for gas hydrates (versions) |
| CN101441274A (en) * | 2008-12-24 | 2009-05-27 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | Ocean-bottom seismograph for natural gas hydrate exploration |
| RU2434250C1 (en) * | 2010-06-30 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Опытно-конструкторское бюро океанологической техники Российской академии наук | Method of detecting seismic signals on sea area when searching for underwater deposits of hydrocarbons |
-
2012
- 2012-04-11 RU RU2012114360/28A patent/RU2490676C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2340917C1 (en) * | 2004-10-22 | 2008-12-10 | Тихару АОЯМА | System and method of exploring sea bed resources |
| CN101071177A (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-14 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | Method and apparatus for locating gas hydrate |
| RU2354996C2 (en) * | 2007-05-23 | 2009-05-10 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method of searching for gas hydrates (versions) |
| US20080319674A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Jianchun Dai | Multi-attribute seismic characterization of gas hydrates |
| CN101441274A (en) * | 2008-12-24 | 2009-05-27 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | Ocean-bottom seismograph for natural gas hydrate exploration |
| RU2434250C1 (en) * | 2010-06-30 | 2011-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Опытно-конструкторское бюро океанологической техники Российской академии наук | Method of detecting seismic signals on sea area when searching for underwater deposits of hydrocarbons |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004837A (en) * | 2015-06-26 | 2015-10-28 | 中国科学院力学研究所 | Natural gas hydrate sediment multi-measurement unit analysis method and integrated system |
| CN108590636A (en) * | 2018-06-22 | 2018-09-28 | 浙江大学 | Sea bed gas hydrate bubble leakage monitoring device |
| CN108590636B (en) * | 2018-06-22 | 2023-11-14 | 浙江大学 | Seabed natural gas hydrate bubble leakage monitoring device |
| CN112946737A (en) * | 2021-01-20 | 2021-06-11 | 中国地质大学（北京） | Method for identifying natural gas hydrate by utilizing longitudinal and transverse wave velocity increment intersection map |
| CN112946737B (en) * | 2021-01-20 | 2023-10-31 | 中国地质大学（北京） | Method for identifying natural gas hydrate by utilizing longitudinal and transverse wave velocity increment intersection map |
| CN118169760A (en) * | 2024-02-07 | 2024-06-11 | 中国海洋大学 | Method for identifying BSR abnormal calculation seabed erosion time based on seismic data |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alnes et al. | Monitoring gas production and CO 2 injection at the Sleipner field using time-lapse gravimetry | |
| Eiken et al. | Gravimetric monitoring of gas production from the Troll field | |
| Arntsen et al. | Seismic modeling of gas chimneys | |
| US10386286B2 (en) | Methods and systems for determining minimum porosity for presence of clathrates in sediment | |
| Roche et al. | Time-lapse imaging of CO2 migration within near-surface sediments during a controlled sub-seabed release experiment | |
| Vadakkepuliyambatta et al. | Controls on gas hydrate system evolution in a region of active fluid flow in the SW Barents Sea | |
| RU2490676C1 (en) | Method of detecting underwater deposits of gas hydrates | |
| Kunath et al. | A shallow seabed dynamic gas hydrate system off SW Taiwan: Results from 3‐D seismic, thermal, and fluid migration analyses | |
| Salmi et al. | Thermal environment of the Southern Washington region of the Cascadia subduction zone | |
| Meckel et al. | Offshore CO2 storage resource assessment of the northern Gulf of Mexico | |
| Solovyov et al. | Gas hydrates accumulations on the South Shetland Continental Margin: New detection possibilities | |
| Bogoyavlensky et al. | Evidence of large-scale absence of frozen ground and gas hydrates in the northern part of the East Siberian Arctic shelf (Laptev and East Siberian seas) | |
| Wang et al. | Geothermal investigation of the thickness of gas hydrate stability zone in the north continental margin of the South China Sea | |
| Ajana et al. | Spectral depths estimate of subsurface structures in parts of Borno Basin, Northeastern Nigeria, using aeromagnetic data | |
| Shahin et al. | Petro-electric modeling for CSEM reservoir characterization and monitoring | |
| Kjølhamar et al. | New approaches to CCS | |
| Yamanouchi et al. | Study of geological storage for a candidate CCS demonstration project in Tomakomai, Hokkaido, Japan | |
| Melnikov et al. | Seismic studies of frozen ground in Arctic areas | |
| Hardage et al. | Evaluation of deepwater gas-hydrate systems | |
| Zhou et al. | Evaluation of CO 2 hydrate storage potential in the Qiongdongnan Basin via combining the phase equilibrium mechanism and the volumetric method. | |
| Ruiz et al. | Monitoring Offshore CO2 Storage Using Time-lapse Gravity and Seafloor Deformation | |
| Moridis et al. | Evaluation of the hydrate deposit at the PBU L-106 site, North Slope, Alaska, for a long-term test of gas production | |
| Vasilev | Geothermal study of gas hydrates from Danube paleodelta-BEEZ of the Black Sea | |
| Madon | Gas hydrate resource potential of deepwater Sabah, Malaysia: A preliminary assessment | |
| Bihani | Pore size distribution and methane equilibrium conditions at Walker Ridge Block 313, northern Gulf of Mexico |