RU2559046C2

RU2559046C2 - Method of hydrocarbons prospecting

Info

Publication number: RU2559046C2
Application number: RU2013106619/28A
Authority: RU
Inventors: Георгий Яковлевич Шайдуров; Данил Сергеевич Кудинов; Вадим Сергеевич Потылицин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Мезон"
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2015-08-10
Also published as: RU2013106619A

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to seismic exploration and can be used for exploration of oil and gas fields. The method of hydrocarbon field prospecting is offered which consists in joint action on a geological section by natural electric field and seismic radiation, and reception of fluctuations of both kinds of radiation induced by the named above effects. The signals of natural electric and seismic noises are received in the range 1-20 Hz. These signals are received simultaneously to an electric earthed dipole and a seismic receiver which are located at the same observation point. Both signals are normalized by amplitude and the function of their mutual correlation is calculated, the value and the shape of which witnesses on the presence of productive pool of hydrocarbons.

EFFECT: improvement of accuracy and reliability of survey data.

2 dwg

Description

Изобретение относится к геофизическим методам поиска и может быть использовано для разведки залежей нефти и газа.The invention relates to geophysical search methods and can be used for exploration of oil and gas deposits.

Известен способ сейсмической разведки по технологии «Анчар», заключающий в наблюдении сейсмических шумов в диапазоне частоты 3-10 Гц после воздействия на георазрез искусственным сейсмическим источником патент РФ №2263932 С1 кл. G01V 1/100.There is a known method of seismic exploration using the Anchar technology, which consists in observing seismic noise in the frequency range of 3-10 Hz after exposure to a geological section by an artificial seismic source, RF patent No. 2263932 C1 class. G01V 1/100.

Однако этот способ требует использования специальных искусственных источников сейсмических возмущений - взрывов, либо невзрывных излучателей, к тому же не достаточно однозначен из-за влияния естественных микросейсм.However, this method requires the use of special artificial sources of seismic disturbances - explosions, or non-explosive emitters, and it is also not unambiguous due to the influence of natural microseisms.

Известен способ поиска углеводородов, основанный на сейсмоэлектрическом эффекте.A known method for the search for hydrocarbons based on the seismoelectric effect.

Иванов А.Г. «Сейсмоэлектрический эффект второго рода» Изв. Ан. СССР сер. Географическая и геофизическая, 1940, №5, с. 18-21.Ivanov A.G. “Seismoelectric effect of the second kind” Izv. An. USSR ser. Geographical and geophysical, 1940, No. 5, p. 18-21.

Этот способ заключается в регистрации изменений электрического поля на поверхности Земли при действии на георазрез искусственно сейсмического возмущения.This method consists in recording changes in the electric field on the surface of the Earth when artificially seismic disturbances are applied to a geo-section.

Экспериментально наблюдалось также изменение искусственно наложенного на георазрез электрического поля и сейсмического возмущения георазреза.Experimentally, a change was also observed in the electric field artificially superimposed on the geo-section and the seismic disturbance of the geo-section.

В любом варианте реализации сейсмоэлектрического эффекта требуются внесения искусственные источники сейсмических возмущений, что дополнительно усложняет и удорожания технологию поиска и не дает достаточно надежного признака распознавания продуктивных залежей.In any embodiment of the seismoelectric effect, artificial sources of seismic disturbances are required, which additionally complicates the cost of the search technology and does not provide a sufficiently reliable sign of recognition of productive deposits.

Задачей изобретения является улучшение качества распознавания углеводородных залежей на основе сейсмоэлектрического эффекта без использования искусственных сейсмических и электрических источников излучения.The objective of the invention is to improve the quality of recognition of hydrocarbon deposits based on the seismoelectric effect without the use of artificial seismic and electrical radiation sources.

В основу изобретения положен принцип одновременной регистрации шумового электрического естественного поля Земли в диапазоне низких частот 1-20 Гц и микросейсм в том же диапазоне частот и измерения их функций взаимной корреляции.The basis of the invention is the principle of simultaneous registration of the noise electric natural field of the Earth in the low frequency range of 1-20 Hz and microseisms in the same frequency range and measure their cross-correlation functions.

Поставленная задача решается тем, что без использования искусственных источников одновременно принимают сейсмические и электрические шумовые сигналы в диапазоне частот 1-20 Гц на заземленный электрический диполь и сейсмоприемник, которые устанавливают в одной точке наблюдения на поверхности Земли и, после нормировки обоих сигналов по амплитуде, вычисляют функцию взаимной корреляции электрического и сейсмического сигналов, по величине и форме которой судят о наличии залежи углеводородов.The problem is solved by the fact that without the use of artificial sources simultaneously receive seismic and electrical noise signals in the frequency range 1-20 Hz to a grounded electric dipole and a seismic receiver, which are installed at one observation point on the Earth’s surface and, after normalizing both signals by amplitude, calculate the function of cross-correlation of electrical and seismic signals, the size and shape of which judge the presence of hydrocarbon deposits.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего предложенный способ, где изображен датчик электрического сигнала (поля) в виде заземленного диполя 1 и сейсмоприемник микросейсм 2, выход которых через усилители 3, 4 подсоединен к схемам измерения дисперсий наблюдаемых шумовых сигналов 5, 6 выход последних подсоединен к устройствам 7, 8 нормировки сигналов по дисперсии.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the proposed method, which shows an electric signal (field) sensor in the form of a grounded dipole 1 and a microseismic 2 seismic receiver, the output of which through amplifiers 3, 4 is connected to the dispersion measurement circuits of the observed noise signals 5, 6; the output of the latter is connected to devices 7, 8 normalization of signals by dispersion.

После нормировки сигналы по каждому из каналов подаются на схему вычисления функции взаимной корреляции 9, выход которой через интегратор 10 подается на цифровой индикатор 11, на экране которого наблюдается временная форма этой функции и коэффициент корреляции, по которым судят о наличии месторождения углеводородов.After normalization, the signals for each channel are fed to the circuit for calculating the cross-correlation function 9, the output of which through the integrator 10 is fed to a digital indicator 11, on the screen of which the temporary form of this function and the correlation coefficient are observed, which are used to determine the presence of a hydrocarbon field.

Одновременное воздействие на продуктивную углеводородную залежь естественных сейсмических возмущений вызывает в насыщенной углеводородами горной породе электрические и механические процессы перемещения микромолекул продуктивного вещества, в результате чего на поверхности Земли будут наблюдаться вызванные этими процессами электрические поля, которые можно принимать соответствующими датчиками.The simultaneous effect of natural seismic disturbances on a productive hydrocarbon deposit causes electrical and mechanical processes of the displacement of productive micromolecules in a hydrocarbon-saturated rock, as a result of which electric fields caused by these processes will be observed on the Earth's surface, which can be received by appropriate sensors.

Нормированная по энергии сейсмического сигнала взамно-корреляционная функция электрического E(t) и сейсмического S(t) шумовых сигналов, ВКФ, наблюдаемая над залежью, определяется алгоритмом:The cross-correlation function of the electrical E (t) and seismic S (t) noise signals normalized by the energy of the seismic signal, the CCF observed over the reservoir, is determined by the algorithm:

Она является функцией сдвигового по времени параметра τ, указывающей на запаздывание по фазе электрического поля разряда залежи относительно сейсмического возмущения.It is a function of the time-shift parameter τ, indicating the phase delay of the electric field of the discharge of the deposit relative to the seismic disturbance.

При τ=0, функция R_ES(0), соответствует взаимной дисперсии, т.е. мощности взаимодействия процессов Ε и S, и будет иметь максимальную величину над залежей углеводородов. Зависимость ВКФ от времени сдвига τ дает дополнительную информационную об электрической инерции процессов разряда тела залежи на окружающую горную породу. Это обуславливается явлением вызванной поляризации, проявляющимся на месторождениях углеводородов, описанных в ряде научных работ.At τ = 0, the function R _ES (0) corresponds to the mutual dispersion, i.e. power of interaction of processes Ε and S, and will have a maximum value over hydrocarbon deposits. The dependence of VKF on shear time τ provides additional information on the electrical inertia of the discharge processes of the body of the deposit on the surrounding rock. This is due to the phenomenon of induced polarization, which manifests itself in hydrocarbon deposits described in a number of scientific papers.

Поскольку электрические и сейсмические (механические) процессы в залежи продуктивного вещества нефти или газа взаимно обусловлены, то можно ожидать над месторождениями повышенный уровень коэффициента взаимной корреляции обоих видов полей, а временная форма ВКФ будет указывать на изменение степени корреляции в течении времени.Since the electrical and seismic (mechanical) processes in the deposits of the productive substance of oil or gas are mutually determined, one can expect an increased level of the mutual correlation coefficient of both types of fields over the fields, and the temporary form of the VCF will indicate a change in the degree of correlation over time.

В отличие от известной технологии АНЧАР привлечение второго вида физического поля (электрического) улучшает качество идентификации продуктивной залежи, в то же время не требует искусственных источников возмущений сейсмического и электрического возмущений, в отличие от прототипа - сейсмоэлектрического метода, не требует также искусственного источника электрического поля.In contrast to the well-known ANCHAR technology, the involvement of the second type of physical field (electric) improves the quality of identification of a productive reservoir, at the same time it does not require artificial sources of perturbations of the seismic and electric perturbations, unlike the prototype - the seismoelectric method, it also does not require an artificial source of electric field.

Опытные работы 29-31 августа 2014 г. На Ново-Михайловском газоконденсатном месторождении (респ. Хакасия) подтвердили работоспособность заявленного способа. Газовая залежь на глубине 2500 м была отмечена повышенным коэффициентом взаимной корреляции сейсмического и электрического сигналов в диапазоне частот 1-20 Гц с превышением в 5 раз уровня нормированного поля. На Фиг. 2 приводятся графики функций взаимной корреляции R_/s (τ) в центре аномалии и на периферии:The experimental work on August 29-31, 2014 at the Novo-Mikhailovsky gas condensate field (rep. Khakassia) confirmed the efficiency of the claimed method. The gas deposit at a depth of 2500 m was marked by an increased coefficient of mutual correlation of seismic and electrical signals in the frequency range 1-20 Hz with a 5-fold excess of the normalized field level. In FIG. Figure 2 shows the graphs of the mutual correlation functions R _{/ s} (τ) in the center of the anomaly and on the periphery:

Таким образом, заявленный способ реализуется наиболее простым пассивным методом наблюдения с использованием несложной аппаратуры.Thus, the claimed method is implemented by the simplest passive method of observation using simple equipment.

Claims

The method of searching for hydrocarbon deposits, which consists in the combined effect on the geological section of the natural electric field and seismic radiation, the reception of fluctuations of both types of radiation caused by the above effects, characterized the fact that the signals of natural electrical and seismic noise are received in the range of 1-20 Hz, and these signals are received simultaneously on an electric grounded dipole and a seismic receiver, which are installed at the same observation point, normalize both signals in amplitude, calculate the function of their mutual correlation, in magnitude and the form of which is judged on the presence of a productive hydrocarbon reservoir.