RU2508448C1

RU2508448C1 - Method and device for identification of hydrocarbon-bearing beds

Info

Publication number: RU2508448C1
Application number: RU2012149776/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Михайлович Климов; Виктор Филиппович Журавлев; Сергей Владимирович Нестеров; Анатолий Семенович Чурсин
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-02-27

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.

SUBSTANCE: proposed method comprises drilling the wildcat well and recording of data signal from drilling zone. Note here that said data signal represents electromagnetic radiation caused by bed material destruction by drill bit to compare obtained spectrum of signals with premade spectra of destruction of materials containing the known amount of hydrocarbon stock. In case said spectra are alike hydrocarbons are considered available in the bed. Besides, signal originating in drill bit volume is recorded by radio antenna located on the surface while said rill bit is isolated from casing pipe.

EFFECT: simplified and valid process and device.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретения относятся к нефтегазовой промышленности и могут быть использованы для определения местонахождения углеводородного сырья при бурении скважин и последующей оценки структуры пласта, его размеров и глубину залегания, пористости, проницаемости, повысить эффективность поисково-разведочных работ на нефть и газ и значительно снизить материальные затраты на бурение скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used to determine the location of hydrocarbons during drilling and subsequent assessment of the structure of the reservoir, its size and depth, porosity, permeability, increase the efficiency of exploration for oil and gas and significantly reduce material costs for drilling wells.

Известен способ поиска залежи углеводородов (RU 2161809 [1]), в котором проводят генерирование сейсмических колебаний сейсмовибратором в диапазоне от 2 до 5 Гц, регистрируют информационный сигнал с использованием трехкомпонентных приемников сейсмических колебаний, способных регистрировать информационный сигнал в инфразвуковом диапазоне и расположенных на расстоянии не более 500 м друг от друга и не далее чем 500 м от сейсмовибратора, в диапазоне частот от 2 до 5 Гц одновременно по трем компонентам как до, так и во время генерирования сейсмического сигнала, а о наличии залежи углеводородов судят по появлению спектральной аномалии информационного сигнала не менее чем на одной из компонент при записи информационного сигнала во время генерирования сейсмических колебаний по сравнению с информационным сигналом, измеренным до генерирования. Недостатком известного способа является низкая информативность, не позволяющая определить глубину залежи, а также сложность математического анализа полученных сигналов из-за невозможности выделения записанных помех.There is a method of searching for hydrocarbon deposits (RU 2161809 [1]), in which seismic vibrations are generated by a seismic vibrator in the range from 2 to 5 Hz, an information signal is recorded using three-component seismic oscillation receivers capable of recording an information signal in the infrasonic range and located at a distance of more than 500 m from each other and no further than 500 m from the seismic vibrator, in the frequency range from 2 to 5 Hz simultaneously for the three components both before and during the generation of the seismic signal, and the presence of a hydrocarbon deposit is judged by the appearance of a spectral anomaly data signal by at least one of the components of the recording information signal during the generation of seismic vibrations in comparison with the data signal to generate measured. The disadvantage of this method is the low information content that does not allow to determine the depth of the reservoir, as well as the complexity of the mathematical analysis of the received signals due to the inability to isolate the recorded interference.

Известен способ геоэлектроразведки, используемый при глубинных зондированиях для поиска и разведки месторождений нефти и газа (RU 2076343 [2]). Способ заключается в следующем. По результатам предварительных исследований выявляют параметры неоднородности. Рассчитывают площадь этой неоднородности Q_H при ее проекции на дневную поверхность. Рассчитывают размер площади, на которой проводят наблюдения Q=Q_H+h²/2, где h - глубина залегания неоднородности. Рассчитывают максимальное и минимальное расстояния между источниками поля. Расстанавливают приемники по системе профилей с некоторым шагом у между приемниками. Располагают не менее двух источников поля параллельно неоднородности по разные стороны от нее. Пропускают электрический ток, одинаковый по величине и направлению. Регистрируют в пунктах наблюдения производную вертикальной компоненты вектора магнитной индукции и первые горизонтальные компоненты электромагнитного поля U¹ _x и U¹ _y. Учитывая параметры вмещающей среды, выделяют электрические составляющие аномального поля U³ _ахи U³ _аy Затем пропускают одинаковый по величине электрический ток, направление которого по одну сторону от неоднородности оставляют первоначальным, а по другую меняют на противоположное. Регистрируют вторые горизонтальные компоненты электромагнитного поля $U_{X}^{| |}$

и

U_{y}^{| |}

и выделяют магнитные составляющие аномального поля U^м _ахи U^м _аy A known method of geoelectrical exploration, used in deep sounding for prospecting and exploration of oil and gas fields (RU 2076343 [2]). The method is as follows. According to the results of preliminary studies, the parameters of heterogeneity are revealed. Calculate the area of this heterogeneity Q_H when projected onto the day surface. Calculate the size of the area on which observations are made Q = Q_H+ h²/ 2, where h is the depth of heterogeneity. The maximum and minimum distances between the field sources are calculated. Install receivers according to the profile system with a certain step y between receivers. Have at least two field sources parallel to the heterogeneity on opposite sides of it. They pass an electric current of the same size and direction. The derivatives of the vertical components of the magnetic induction vector and the first horizontal components of the electromagnetic field U are recorded at observation points^one _x and U^one _y. Given the parameters of the enclosing medium, the electrical components of the anomalous field U are isolated³ _Ohand U³ _ay Then, an electric current of the same magnitude is passed, the direction of which on one side of the heterogeneity is left unchanged, and on the other it is reversed. The second horizontal components of the electromagnetic field are recorded.

U_{X}^{| | | | | |}

and

U_{y}^{| | | | | |}

and isolate the magnetic components of the anomalous field U^m _Ohand U^m _ay

Недостатком является сложность реализации, необходимость сложного оборудования и относительно невысокая достоверность.The disadvantage is the difficulty of implementation, the need for sophisticated equipment and relatively low reliability.

Известен способ проведении геофизической разведки нефтяных и газовых месторождений электромагнитными методами (RU 2134893 [3]). Для повышения достоверности обнаружения залежи, ее глубины и контура проводят электроразведку многократным профилированием установкой зондирований, регистрируют поле в точках наблюдения каждой установки в интервале времени от t_e до t_k, где t_e - эффективная длительность импульса становления поля, которую определяют по точке пересечения касательной к кривой импульса становления поля в момент его наибольшего спада с осью времен, tk - конечное время регистрации. Выполняют частотный анализ сигнала, зарегистрированного в средней точке установки зондирований, и находят среднеквадратичный уровень гармоник спектра в интервале частот 20-40 Гц (Аср). Выполняют частотный анализ для части сигнала, выбранной в текущем временном окне, и выделяют квазигармонические колебания низкочастотного электромагнитного излучения слоя (НЭМИС) в диапазоне частот 1-10 Гц, определяют значение средней энергии спектра в этом диапазоне частот, нормируют его на величину Аср и по приращению нормированной энергии НЭМИС судят о наличии нефтегазовых залежей, определяют их контуры и глубины залегания.A known method of conducting geophysical exploration of oil and gas fields by electromagnetic methods (RU 2134893 [3]). To increase the reliability of detecting a deposit, its depth and contour, electrical exploration is carried out by multiple profiling by a sounding installation, the field is recorded at the observation points of each installation in the time interval from t _e to t _k , where t _e is the effective duration of the field formation pulse, which is determined by the tangent intersection point to the curve of the field formation momentum at the moment of its greatest decline with the time axis, tk is the final recording time. A frequency analysis of the signal recorded at the midpoint of the sounding setup is performed, and the rms harmonic level of the spectrum is found in the frequency range 20-40 Hz (Asr). A frequency analysis is performed for the part of the signal selected in the current time window, and quasiharmonic oscillations of the low-frequency electromagnetic radiation of the layer (NEMIS) are selected in the frequency range 1-10 Hz, the average energy of the spectrum in this frequency range is determined, normalized by the value of Asr and by increment NEMIS normalized energy is judged on the presence of oil and gas deposits, determine their contours and depths.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является способ для определения параметров коллектора, включающий возбуждение в около скважинном пространстве акустических волн и регистрацию возникающего в процессе деформирования среды при прохождении акустических волн электромагнитного излучения (RU 2188940 [4]). Регистрируют в радиоволновом диапазоне на резонансных акустических частотах амплитудно-частотные характеристики электромагнитного излучения и по изменению их частотного и амплитудного спектра судят о типе и количественном составе флюида в породе.Closest to the claimed in its technical essence is a method for determining the parameters of the reservoir, including the excitation of acoustic waves in the borehole space and registration of the electromagnetic radiation arising during the deformation of the medium during the passage of acoustic waves (RU 2188940 [4]). The amplitude-frequency characteristics of electromagnetic radiation are recorded in the radio wave range at resonant acoustic frequencies, and the type and quantity of the fluid in the rock are judged by the change in their frequency and amplitude spectrum.

Недостатком известного способа является необходимость расположения в скважине источника акустических волн и измерительной аппаратуры, что не решает поставленную задачу получения информации в процессе бурения скважины.The disadvantage of this method is the need for a location in the well of a source of acoustic waves and measuring equipment, which does not solve the task of obtaining information in the process of drilling a well.

Известна система электроразведки, используемая при поисках нефтегазовых месторождений, включающая средство возбуждения импульсного электромагнитного поля (ЭМП), средство измерения напряженности полного ЭМП в паузах между импульсами тока, к которому подключен процессор обработки данных (ПОД) (RU 14085 U1 [5]).A known electrical exploration system used in the search for oil and gas fields, including a means of exciting a pulsed electromagnetic field (EMF), a means of measuring the intensity of the full electromagnetic field in the pauses between current pulses, to which a data processing processor (AML) is connected (RU 14085 U1 [5]).

Процессор ПОД выполнен с возможностью выделения из напряженности полного ЭМП регистрируемых осцилляции 1) напряженности ЭМП индукционной вызванной поляризации (ИВП) g^регивп в полосе частот 0,2-0,5 Гц и 2) напряженности вторичного сейсмоэлектрического эффекта (ВСЭ) g^регвсэ в полосе 2-30 Гц, а также с возможностью сравнительного анализа величины g^регивп с теоретически рассчитываемой величиной g_ивп и величины g^регвсэ с теоретически рассчитываемой зависимостью g_всэ.The AML processor is capable of isolating registered oscillations from the intensity of the full electromagnetic field 1) the electromagnetic ^{field intensity of the} induced polarization (IWP) g ^regivp in the frequency band of 0.2-0.5 Hz and 2) the secondary seismoelectric effect (VCE) g ^regrese in the band 2 -30 Hz, and with the possibility of a comparative analysis of the magnitude g ^regivp with the theoretically calculated value and the value of g _TTI g ^regvse with theoretically calculated dependence g _ICE.

Недостатком известного устройства является относительно невысокая достоверность, достигаемая при его использовании.A disadvantage of the known device is the relatively low reliability achieved when using it.

Известна система высокоразрешающей геоэлектроразведки, содержащая размещенные в заданном районе для изучения геологической среды блок передатчика, блок приемника, коммутирующее устройство, приемопередающую антенну, блок измерения электромагнитного поля (ЭМП) и блок регистрации (RU 67732 U1 [6]).A known system of high-resolution geoelectrical exploration, comprising a transmitter unit, a receiver unit, a switching device, a transceiver antenna, an electromagnetic field measurement unit (EMF) and a registration unit (RU 67732 U1 [6]) located in a given area for studying the geological environment.

Коммутирующее устройство подключено к приемопередающей антенне, к блоку передатчика и к блоку приемника, который подключен к блоку измерения. Блок измерения и блок регистрации включены в состав процессора обработки данных (ПОД), который содержит последовательно соединенные блок измерения полного ЭМП при зондировании становлением в ближней зоне в паузах между импульсами тока, блок накопления информации, блок обработки данных (ОД), блок анализа и интерпретации данных (АИД) и блок регистрации, а вход блока измерения является входом ПОД. Блок ПОД включает модуль обработки полного ЭМП, обусловленного процессом становления в паузах между импульсами тока, создаваемых блоком передатчика в приемопередающей антенне, и модуль выделения осцилляции индуктивной вызванной поляризации (ИВП), а также формирователь теоретических эталонных параметров (ТЭП) ЭМП, причем входы модуля обработки полного ЭМП и модуля выделения осцилляции ИВП подключены к выходу блока накопления информации. Выход модуля обработки полного ЭМП, выход модуля выделения осцилляции ИВП и выход формирователя ТЭП ЭМП подключены к входам блока АИД, блок АИД включает первый и второй модули сравнительного анализа, первые входы которых подключены к выходу модуля обработки полного ЭМП и выходу модуля выделения осцилляции ИВП соответственно, вторые входы - к выходу формирователя ТЭП ЭМП, а выходы модулей сравнительного анализа, являющиеся выходами блока АИД, подключены к блоку регистрации.The switching device is connected to the transceiver antenna, to the transmitter unit and to the receiver unit, which is connected to the measurement unit. The measurement unit and the registration unit are included in the data processing processor (AML), which contains a series-connected unit for measuring the full electromagnetic field during sounding by the formation in the near zone in the pauses between current pulses, an information storage unit, a data processing unit (OD), an analysis and interpretation unit data (AID) and the registration unit, and the input of the measurement unit is the input AML. The AML unit includes a module for processing the full EMF caused by the formation in pauses between current pulses generated by the transmitter unit in the transceiver antenna, and an module for extracting oscillations of inductive induced polarization (IWP), as well as a generator of theoretical reference parameters (TEC) of the EMF, and the inputs of the processing module the full EMF and the module for extracting oscillations of the IWP are connected to the output of the information storage unit. The output of the full EMF processing module, the output of the IWP oscillation isolation module and the output of the TEC EMF generator are connected to the inputs of the AID unit, the AID unit includes the first and second comparative analysis modules, the first inputs of which are connected to the output of the full EMF processing module and the output of the IWP oscillation isolation module the second inputs are to the output of the TEC EMF shaper, and the outputs of the comparative analysis modules, which are the outputs of the AID unit, are connected to the registration unit.

Наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является устройство, известное из (RU 2188940 [4]). Устройство для определения параметров коллектора, содержит источник акустических волн, радиоантенну и регистрирующий прибор. Устройство снабжено блоком измерения и спектрального анализа, к входу которого подключена радиоантенна, а его выход связан с регистрирующим прибором, при этом продольная ось радиоантенны установлена перпендикулярно продольной оси скважины.Closest to the claimed device in its technical essence is a device known from (RU 2188940 [4]). A device for determining the parameters of the collector, contains a source of acoustic waves, a radio antenna and a recording device. The device is equipped with a measurement and spectral analysis unit, to the input of which a radio antenna is connected, and its output is connected to a recording device, while the longitudinal axis of the radio antenna is installed perpendicular to the longitudinal axis of the well.

Недостатком устройства является относительно невысокая достоверность.The disadvantage of this device is the relatively low reliability.

Отличительной особенностью анализируемого прототипа является наличие источника акустических волн, инициирующих возникновение электромагнитного излучения в радиодиапазоне. Кроме того, в скважине устанавливается антенна в плоскости, перпендикулярной продольной оси скважины. Такое расположение антенны дает возможность регистрировать сигнал, идущий от перфорационных отверстий металлической обсадной трубы. Указанное размещение антенны увеличивает разрешающую способность устройства по определению свойств среды за обсадной трубой.A distinctive feature of the analyzed prototype is the presence of a source of acoustic waves initiating the occurrence of electromagnetic radiation in the radio range. In addition, an antenna is installed in the well in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the well. This arrangement of the antenna makes it possible to register a signal coming from the perforations of the metal casing. The specified placement of the antenna increases the resolution of the device to determine the properties of the medium behind the casing.

Недостатком известного способа является необходимость расположения в скважине источника акустических волн и антенны с измерительной аппаратурой, что не решает поставленную задачу получения информации в процессе бурения скважины.The disadvantage of this method is the need for the location in the well of a source of acoustic waves and an antenna with measuring equipment, which does not solve the problem of obtaining information during drilling.

Заявляемая группа изобретений направлена на упрощение способа и устройства для его реализации и повышение достоверности.The claimed group of inventions is aimed at simplifying the method and device for its implementation and improving reliability.

Указанный результат достигается тем, что способ определения пластов, содержащих углеводороды включает бурение разведочной скважины и регистрацию информационного сигнала из зоны бурения, при этом в качестве информационного сигнала регистрируют возникающее от разрушения буром материала пласта электромагнитное излучение, сравнивают полученный спектр сигналов с предварительно полученными спектрами от разрушения материалов, содержащих известное количество углеводородного сырья, и при их совпадении судят о содержании углеводородов в пробуриваемом пласте.This result is achieved by the fact that the method for determining reservoirs containing hydrocarbons involves drilling an exploratory well and registering an information signal from the drilling zone, while the electromagnetic radiation arising from the destruction of the formation material by the drill is recorded as an information signal, and the obtained signal spectrum is compared with previously obtained destruction spectra materials containing a known amount of hydrocarbon raw materials, and if they coincide, the hydrocarbon content in roburivaemom formation.

Указанный результат достигается также тем, что возникающий в объеме бура сигнал регистрируют радиоантенной, расположенной на земной поверхности, а бур электрически изолируют от обсадной трубы.The indicated result is also achieved by the fact that a signal arising in the volume of the drill is recorded by a radio antenna located on the earth's surface, and the drill is electrically isolated from the casing.

Указанный результат достигается тем, что устройство для определения пластов, содержащих углеводороды, включает обсадную трубу с размещенным в ней буром, электрически изолированным от обсадной трубы и радиоантенну, расположенную на земной поверхности и соединенную с металлическим стержнем, размещенным по оси скважины и с входом блока спектрального анализа, выход которого соединен с регистрирующим прибором.This result is achieved by the fact that the device for determining formations containing hydrocarbons includes a casing with a drill placed in it, electrically isolated from the casing and a radio antenna located on the earth's surface and connected to a metal rod placed along the axis of the well and with the input of the spectral block analysis, the output of which is connected to a recording device.

Известно, что в процессе бурения скважины происходит разрушение природных материалов, обладающих различными физическими свойствами (Бивин Ю.К. и др. Электромагнитное излучение при динамическом деформировании различных материалов. Журнал «Механика твердого тела», М., №1, 1982 г., с.183-186 [7]). При разрушении указанных материалов возникают электромагнитные волны в широком диапазоне частот. Как было установлено авторами, по распределению частотного спектра и величине текущих сигналов можно определить тип материала и наличие углеводородных составляющих в данном месте бурения. Также было установлено, что в получаемых спектрах появляются резонансные «пики» в высокочастотной области спектра. По параметрам этих «пиков» можно проводить оценку величины углеводородного содержания в каждый момент времени. Точность такой оценки определяется калиброванным спектром разрушаемого материала, содержащего известный процент углеводородного сырья.It is known that in the process of drilling a well, the destruction of natural materials with different physical properties occurs (Bivin Yu.K. et al. Electromagnetic radiation during the dynamic deformation of various materials. Journal of Solid State Mechanics, Moscow, No. 1, 1982, p.183-186 [7]). When these materials are destroyed, electromagnetic waves arise in a wide frequency range. As it was established by the authors, by the distribution of the frequency spectrum and the magnitude of the current signals, it is possible to determine the type of material and the presence of hydrocarbon components at a given drilling site. It was also found that resonance “peaks” in the high-frequency region of the spectrum appear in the obtained spectra. According to the parameters of these "peaks", it is possible to assess the value of the hydrocarbon content at each time point. The accuracy of this assessment is determined by the calibrated spectrum of destructible material containing a known percentage of hydrocarbons.

Для получения калибровочных спектров породы, где проводится бурение, проводились эксперименты с насыщением разрушаемого материала (керны) известным количеством (в процентном отношении) углеводородного сырья. После окончания насыщения образец подвергался разрушению соответствующим буром и проводилась регистрация спектра электромагнитного излучения аппаратурой, описанной, представленной на чертеже. Появление в спектре излучения высокочастотных составляющих «говорит» о наличии углеводородного сырья на заданной глубине бурения. Изменяя количества углеводородного сырья в насыщаемом образце и регистрируя каждый раз электромагнитное излучение, получим ряд калибровочных спектров, позволяющих оценивать процентное содержание углеводородной составляющей в данном месторождении. Частичное отклонение полученных результатов от калибровочных спектров (изменение амплитуды высокочастотных пиков и смещение по частоте в спектре излучения) определяется давлением, которое испытывает керн при бурении.To obtain the calibration spectra of the rock where drilling is carried out, experiments were carried out with saturation of the destructible material (core) with a known amount (percentage) of hydrocarbon feedstock. After saturation was completed, the sample was destroyed by an appropriate drill and the spectrum of electromagnetic radiation was recorded by the equipment described in the drawing. The appearance of high-frequency components in the emission spectrum "speaks" of the presence of hydrocarbons at a given drilling depth. By changing the amount of hydrocarbon feed in the saturated sample and registering electromagnetic radiation each time, we obtain a series of calibration spectra that allow us to estimate the percentage of hydrocarbon component in a given field. A partial deviation of the obtained results from the calibration spectra (a change in the amplitude of the high-frequency peaks and a frequency shift in the radiation spectrum) is determined by the pressure experienced by the core during drilling.

При минимальных сигналах при разрушении буром материала антенна может быть расположена внутри обсадной трубы, являющейся каналом для радиоизлучения, идущего из зоны разрушения. Для исключения колебаний антенны и возможного трения о внутренние стенки обсадной трубы, антенну соединяют с жестким стержнем, расположенного в центре обсадной трубы, который позволяем принимать сигнал по всей своей длине, что повышает чувствительность устройства.With minimal signals during the destruction of the brown material, the antenna can be located inside the casing, which is a channel for radio emission coming from the destruction zone. To exclude antenna oscillations and possible friction against the inner walls of the casing, the antenna is connected to a rigid rod located in the center of the casing, which allows us to receive a signal along its entire length, which increases the sensitivity of the device.

При бурении происходит непрерывное разрушение породы в объеме, сопровождающем генерирование мощных электромагнитных сигналов, которые могут быть зарегистрированы антенной, расположенной на поверхности земли. Спектр электромагнитных сигналов позволяет судить о «толщине» нефтегазового пласта. Изменение высокочастотных пиков по амплитуде дает возможность оценить его глубину залегания. Полное пропадание резонансных пиков характеризует отсутствие на данной глубине указанных составляющих. Что касается оценки данного месторождения по площади залегания, то расположение антенны в зависимости от расстояния ее от места бурения и относительному изменению (уменьшению) резонансных пиков от других составляющих спектра дает представление о размерах нефтегазового залегания.During drilling, there is a continuous destruction of the rock in the volume that accompanies the generation of powerful electromagnetic signals that can be detected by an antenna located on the surface of the earth. The spectrum of electromagnetic signals allows us to judge the "thickness" of the oil and gas reservoir. The change in high-frequency peaks in amplitude makes it possible to estimate its depth. The complete disappearance of the resonance peaks characterizes the absence of these components at a given depth. As for the assessment of this field by area, the location of the antenna depending on its distance from the drilling site and the relative change (decrease) of the resonance peaks from other components of the spectrum gives an idea of the size of the oil and gas occurrence.

Особенностью предлагаемого способа и устройства для определения местонахождения нефтегазового месторождения являются:A feature of the proposed method and device for determining the location of an oil and gas field are:

- регистрация электромагнитного излучения от разрушающего буром материала,- registration of electromagnetic radiation from destructive material,

- расположение приемной антенны (штыревой, магнитной) вместе с измерительной аппаратурой на поверхности земли,- the location of the receiving antenna (pin, magnetic) together with the measuring equipment on the surface of the earth,

- регистрация спектра излучения в широком диапазоне частот и выделение резонансных «пиков» в высокочастотной области, отвечающих о наличии нефтегазовых составляющих в месте бурения,- registration of the radiation spectrum in a wide frequency range and the allocation of resonant "peaks" in the high-frequency region, corresponding to the presence of oil and gas components at the drilling site,

- электромагнитные сигналы регистрируют непосредственно из зоны разрушения материала буром, для этого бур электрически изолируют от обсадной трубы,- electromagnetic signals are recorded directly from the zone of destruction of the material by the drill, for this the drill is electrically isolated from the casing,

В целом, размещение антенны с измерительной аппаратурой на поверхности земли и регистрация сигналов из зоны бурения значительно упрощает бурение скважин из-за исключения подъема обсадной трубы для извлечения кернов, позволяет автоматизировать процесс бурения, повысить разрешающую способность метода (способа) по определению наличия углеводородного сырья, оценить геометрические параметры залегания нефтегазового месторождения. Регистрация спектра излучения в широком диапазоне частот и последующая его обработка позволяет выявить высокочастотные составляющие, формируемые нефтегазовым флюидом.In general, placing the antenna with the measuring equipment on the earth's surface and registering signals from the drilling zone greatly simplifies well drilling due to the exclusion of the rise of the casing for core extraction, automates the drilling process, and increases the resolution of the method (method) for determining the presence of hydrocarbon raw materials, to evaluate the geometrical parameters of occurrence of an oil and gas field. Registration of the radiation spectrum in a wide range of frequencies and its subsequent processing makes it possible to identify high-frequency components formed by the oil and gas fluid.

Способ осуществляется с помощью устройства, включающего следующие структурные элементы (см. фиг.): бур 1, который имеет механический (электрический) привод для вращения. Бур связан через диэлектрическую вставку 2 с обсадной трубой 3 для исключения влияния трения обсадной трубы о стенки скважины 4, что повышает полезный сигнал при разрушении материала относительно возможных помех. Внутри обсадной трубы, по оси скважины 4 размещен металлический стержень 5¹, который соединен с антенной 5. При достаточной величине сигнала антенна 5 с измерительной аппаратурой устанавливается на земной поверхности вблизи скважины 4. Зарегистрированный сигнал от антенны 5 дополнительно усиливается в блоке 6, выполняющего функцию широкополосного усилителя, имеющий линейную характеристику в заданном диапазоне частот. С выхода усилителя сигнал поступает в блок 7, который является спектроанализатором, формирующим спектр излучения электромагнитных сигналов в широком диапазоне частот. Полученный спектр излучения оценивают на наличие составляющих нефтегазового содержания. Блок 8 является компьютером, в котором текущие данные сравнивают со спектром известных (калибровочных) зависимостей, полученных с других работающих скважин. Оценка текущего спектра производится по величине резонансных составляющих, их относительного изменения во время бурения, остроты «пиков» (частотная «узость» каждого резонансного «пика») и др.The method is carried out using a device comprising the following structural elements (see Fig.): Drill 1, which has a mechanical (electric) drive for rotation. The drill is connected through a dielectric insert 2 to the casing 3 to eliminate the influence of friction of the casing against the walls of the borehole 4, which increases the useful signal when the material is destroyed with respect to possible interference. Inside the casing pipe, along the axis of the borehole 4, a metal rod 5 ^{1 is} placed, which is connected to the antenna 5. With a sufficient signal, the antenna 5 with measuring equipment is installed on the earth's surface near the borehole 4. The registered signal from the antenna 5 is additionally amplified in block 6, which performs the function a broadband amplifier having a linear response in a given frequency range. From the output of the amplifier, the signal enters block 7, which is a spectrum analyzer that forms the emission spectrum of electromagnetic signals in a wide frequency range. The resulting emission spectrum is evaluated for the presence of oil and gas components. Block 8 is a computer in which current data is compared with a spectrum of known (calibration) dependencies obtained from other working wells. The current spectrum is estimated by the magnitude of the resonance components, their relative changes during drilling, the sharpness of the “peaks” (frequency “narrowness” of each resonant “peak”), etc.

В случае если сигнал от антенны, установленной на земной поверхности, не превышает определенный уровень можно антенну размещать и внутри обсадной трубы в ее геометрическом центре. Чтобы исключить колебания антенны и ее возможное соприкосновение с внутренней поверхностью обсадной трубы, часть антенны выполнена в виде жесткого стержня.If the signal from the antenna mounted on the earth's surface does not exceed a certain level, the antenna can also be placed inside the casing in its geometric center. To exclude antenna vibrations and its possible contact with the inner surface of the casing, part of the antenna is made in the form of a rigid rod.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Устанавливается антенна 5 в непосредственной близости от расположения места бурения. Первоначально проверяется наличие помех на антенне, когда бур работает в «холостую», т.е. включено его вращение, но бурение породы не происходит. После проверки и устранение помех включается измерительная аппаратура и производится опускание бура для контакта с поверхностью земли. Начало бурения фиксируется и производится запись текущих сигналов и, соответственно, спектров излучения. При расшифровке спектров сигналов особое внимание уделяется появлению высокочастотных составляющих резонансов, которые характеризуют наличие нефтегазовых компонентов.The proposed method is as follows. The antenna 5 is installed in the immediate vicinity of the location of the drilling site. Initially, the presence of interference on the antenna is checked when the drill is idling, i.e. its rotation is included, but rock drilling does not occur. After checking and eliminating interference, the measuring equipment is turned on and the drill is lowered to contact the ground. The start of drilling is recorded and current signals and, accordingly, radiation spectra are recorded. When decoding the spectra of signals, special attention is paid to the appearance of high-frequency components of the resonances that characterize the presence of oil and gas components.

Таким образом, предлагаемый способ определения нефтегазового месторождения и устройство его реализации дает возможность бесконтактно получать информацию, производить анализы получаемого спектра и по изменению частотной и амплитудной зависимости судить о месторождении.Thus, the proposed method for determining the oil and gas field and the device for its implementation makes it possible to contactlessly obtain information, analyze the resulting spectrum and judge the field by changing the frequency and amplitude dependences.

Claims

1. A method for determining formations containing hydrocarbons, including drilling an exploratory well and registering an information signal from a drilling zone, the electromagnetic radiation arising from the destruction of the formation material by a drill being recorded as an information signal, and the obtained signal spectrum is compared with previously obtained spectra from the destruction of materials containing a known amount of hydrocarbon feedstock, and when they coincide, the hydrocarbon content in the drilling formation is judged.

2. The method according to claim 1, characterized in that the signal arising in the volume of the drill is recorded by a radio antenna located on the earth's surface, and the drill is electrically isolated from the casing.

3. A device for determining formations containing hydrocarbons, including a casing with a drill placed in it, electrically isolated from the casing, and a radio antenna located on the earth's surface and connected to a metal rod placed along the axis of the well, and with the input of the spectral analysis unit, the output of which is connected to a recording device.