RU2579159C2 - Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений - Google Patents
Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579159C2 RU2579159C2 RU2014120761/28A RU2014120761A RU2579159C2 RU 2579159 C2 RU2579159 C2 RU 2579159C2 RU 2014120761/28 A RU2014120761/28 A RU 2014120761/28A RU 2014120761 A RU2014120761 A RU 2014120761A RU 2579159 C2 RU2579159 C2 RU 2579159C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anomalies
- concentration
- deposits
- oil
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при поиске морских нефтегазовых месторождений. Сущность изобретения состоит в том, что для поисков морских нефтегазовых залежей используется эффект возникновения над ними аномалий концентрации тяжелых металлов, микроэлементы которых поступают из области залежи на поверхность морского дна. Химический анализ проб морской воды, отобранных в зоне аномалий, подтверждает значительное превышение значений содержания этих элементов над фоновыми в 3-80 раз. Приведенные теоретические и экспериментальные данные позволяют сделать вывод о возможности непрерывного изучения концентраций тяжелых металлов в морской воде с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на отдельные металлы. При этом аномалии серебра и ртути являются мешающими факторами и должны быть введены соответствующие поправки. Технический результат - повышение точности получаемых данных.
Description
Изобретение относится к области геофизики, а именно к электрометрическим методам на геохимической основе, и может быть использовано для поисков, уточнения морфологии морских месторождений нефти и газа.
Изобретение предназначено для использования на акваториях.
Известна система, использующая комбинацию мощных источников сейсмических и электромагнитных волн для регистрации отклика от неглубокозалегающих углеводородных залежей в движении судна. Система состоит из мощных набортных источников энергии, регистрирующей аппаратуры и забортных линий с измерительными датчиками. Система прошла апробацию в Мексиканском заливе [1].
Однако недостатками системы являются необходимость в мощных источниках энергии, малая глубинность исследований, потребность в крупнотоннажных и специально оборудованных судах, высокая стоимость работ и малая помехозащищенность.
Известен метод сейсморазведки, который в течение многих лет применяется для поисков углеводородных залежей на море. Это наиболее распространенный метод отраженных волн - МОВ ОГТ. Способ позволяет искать углеводородные месторождения, залегающие на разной глубине в геологическом разрезе [2].
Недостатками метода, по сравнению с предлагаемым, являются: влияние на биосистему моря, так как возбуждаемые взрывными источниками сейсмические сигналы оказывают существенное влияние на биогенную часть экосистемы, в том числе на промысловых рыб; громоздкость метода, требующая применения взрывных источников колебаний, длинных тяжелых забортных линий, необходимость использования крупнотоннажных, оборудованных сложным спуско-подъемным оборудованием, судов и большая стоимость работ.
Известен также способ оценки содержания тяжелых металлов над нефтегазовыми месторождениями по результатам химического анализа проб воды, отобранной с разных водных горизонтов в заданной сети точек [3].
Однако этот способ трудоемкий, дорогостоящий, требующий больших затрат времени на дискретный пробоотбор, транспортировку проб к стационарной лаборатории и не позволяющий получить достоверную непрерывную информацию между точками проботбора.
Целью настоящего изобретения являются поиски нефтегазовых месторождений по аномальной концентрации тяжелых металлов, которые непрерывно регистрируются в воде с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на эти ионы.
Сущность изобретения заключается в том, что над нефтегазоносными структурами в горных породах между залежью и дном акватории и в водной толще акватории образуются струйные ореолы рассеяния микроэлементов, мигрирующих из нефтегазовых месторождений.
В водной толще происходят следующие явления:
1) вертикально вверх направленный квазиконвективный перенос газовыми пузырьками (в основном - метаном, азотом, водородом) подвижных (ионных) форм нахождения металлов - «естественная» ионная флотация их;
2) турбулентное перемешивание вод;
3) перенос растворенных компонент морскими течениями;
4) поглощение растворенных компонент взвешенными частицами.
С целью теоретического решения задачи рассмотрим сначала точечный источник подвижных форм металла, расположенный на дне акватории. Совместим начало декартовых координат с местом расположения точечного источника растворенного вещества мощностью q (на дне акватории), ось z направим вертикально вверх, ось x - по направлению течения вод со скоростью U, y - нормально к плоскости x 0 z. Учет турбулентного перемешивания вод океана под действием вихрей различных масштабов позволяет после операции осреднения и пренебрежения молекулярной диффузией, а также турбулентной диффузией по вертикальной оси по сравнению с квазиконвективным переносом растворенных металлов газовыми пузырьками получить полуэмпирическое дифференциальное уравнение турбулентной диффузии (точнее диффузионно-конвективное уравнение). Это уравнение для концентрации С подвижных форм металла в морских водах с учетом явления сорбции в стационарном случае имеет вид:
где V - скорость квазиконвекции по оси z, K - коэффициент турбулентной диффузии, к - коэффициент поглощения растворенного вещества.
Граничные условия имеют вид:
где δ(α) - дельта-функция Дирака, определяемая соотношениями:
Учитывая симметрию распределения концентрации C относительно плоскости y=0 и применяя к концентрации интегральное преобразование Фурье по координате x и косинус-преобразование Фурье по координате y, найдем решение задачи (1)-(3):
Аномалии имеют кольцеобразную форму и при широком изменении глубины (~1200-3300 м) и среднего радиуса (~1000-24000 м) залежей средний радиус кольца равен радиусу залежи, а ширина кольца колеблется в пределах ~200-1200 м, в среднем составляя примерно 600 м.
В этом случае для кольца шириной 2b со средним радиусом r0 (внутренним - r0-b, внешним r0+b) на основании принципа суперпозиции полей источников, интегрируя выражение (4) по площади кольца, получим распределение концентрации в водной толще от нефтегазовой залежи:
где
z, r, φ - цилиндрические координаты, центр которых совмещен с центром кольцевой аномалии, расположенной на дне акватории, а полярная ось направлена по течению вод со скоростью U.
По нашим экспериментальным данным форма аномалий и их распределение по площади, в первую очередь, зависит от инженерно-геологических характеристик и трещиноватости слоев вмещающих залежь (покрышек). Типичное строение трещиноватости приводит к тому, что нефтяные месторождения характеризуются аномалиями, приуроченными к центральным частям месторождения, газовые и газогидратные - кольцевыми аномалиями.
Экспериментальные полевые работы на лицензионных площадях Баренцева, Карского морей показывают, что при изучении аномалий концентраций тяжелых металлов в водной толще допустимое расстояние измерительных датчиков от дна лежит в пределах 1-50 метров.
Для измерений используются измерительные линии, перемещаемые за кораблем по профилям со скоростью 4-8 узлов. Регистрирующая аппаратура находится на борту экспедиционного судна. В качестве забортных измерительных датчиков, присоединенных к измерительной кабельной линии, используются ионоселективные электроды, избирательно реагирующие на наличие в морской воде подвижных форм тяжелых металлов.
Морские экспериментальные исследования струйных ореолов рассеяния над известными нефтегазовыми залежами на шельфе Печорского и Карского морей выполнены с помощью предлагаемого в заявке геоэлектрохимического способа измерений - профилирования косой, в которой измерительными датчиками являются ионоселективные электроды.
Благодаря особенностям струйных ореолов рассеяния глубинность исследований при этом, по сравнению с обычными геохимическими методами, возрастает во много раз (получены контрастные аномалии концентраций тяжелых металлов над нефтегазовыми залежами, залегающими на глубинах 1050-3540 м).
При использовании предлагаемого способа важным является: определить, какие генетически пространственные области экранов, перекрывающих нефтяные или газовые залежи, являются наиболее проницаемыми для потоков флюидов, несущих микроэлементы тяжелых металлов. К сожалению, известные структуры, расположенные на шельфе Баренцева и Карского морей с этой точки зрения, по сути дела, не изучены. Определенные аналогии с морскими месторождениями Каспийского, Балтийского морей и близкими по строению месторождениями суши, изученными более детально, позволяют предположить, что в отложениях, перекрывающих газовые и газоконденсатные месторождения, основные трещиноватые ослабленные зоны покрышек находятся над центральными частями залежей. Нефтяные же месторождения характеризуются приуроченностью таких зон к периферийным частям месторождений.
Работы, выполненные нами на ряде месторождений Баренцева моря, подтверждают данное заключение.
Приведенные теоретические и экспериментальные данные позволяют сделать вывод о возможности включения непрерывного изучения концентраций в морской воде металлов - микрокомпонентов нефти (меди, свинца и кадмия) в комплекс методов поисков нефтегазовых месторождений на шельфе.
Использование геоэлектрохимического метода в модификации профилирования с использованием измерительных ионоселективных электродов позволяет проводить непрерывные измерения концентраций металлов по профилю в процессе движения судна. Точность измерений повышается путем компенсации постоянной составляющей сигналов с электродов. Проведение таких измерений в комплексе с измерением напряженности магнитного поля позволяет решать поисковые задачи с большей эффективностью, чем при использовании сейсморазведки. При этом используются суда меньшего тоннажа, проведение спуско-подъемных технических операций значительно упрощается, а время проведения работ на конкретных перспективных площадях и их стоимость сокращается в 2-3 раза.
Достоверность изобретения подтверждается результатами экспериментальных работ, выполненных на шельфе Баренцева моря, характеризующегося наличием большого числа нефтяных и газовых структур, открытых на основе применения сейсмического, гравиметрического и магнитного методов.
Однако при определении ионов меди и свинца должны отсутствовать ионы серебра и ртути или они должны быть замаскированы комплексующими агентами. Последнее в море выполнить невозможно. Остается изучение дополнительно мешающих ионов серебра и ртути и исключение их влияния.
Исключение влияния мешающих ионов можно выполнить либо путем выбора таких наблюдений, в которых нет ионов серебра и/или ртути, или путем оценки зависимости между ионами серебра и ртути и ложными аномалиями меди и свинца и кадмия. Такая зависимость может быть получена между концентрациями серебра и ртути и локальными аномалиями искомых элементов в виде одномерных и/или двумерных уравнений регрессии. Локальные аномалии при этом вычисляются путем сглаживания концентраций в заданном окне или полиномом заданной степени. Оптимальное окно или степень полинома выбираются по максимальной корреляции остаточных (локальных) аномалий с аномалиями серебра и ртути. Уравнения регрессии тоже можно оценивать или в целом по профилю, или в заданном окне.
По результатам измерений выделяют аномалии в концентрации тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний над фоном на kσ (где k=1÷3, σ - стандартное отклонение от среднего), и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение.
Таким образом, предлагается способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений, при котором на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью выполняют непрерывную регистрацию концентрации тяжелых металлов индикаторов (Cu, Pb и Cd) и мешающих металлов (Ag и Hg) с помощью измерительных ионоселективных электродов, которые перемещаются в водном слое у поверхности дна. Концентрации элементов индикаторов уточняются с помощью дополнительных измерений концентраций мешающих элементов и выделяют в их концентрациях аномалии, контролирующие залежь.
Технический результат - обнаружение месторождений нефти и газа в акваториях.
Литература
1. Пискарев А.Л., Шумилов А.В. Электромагнитные аномалии над резервуарами углеводородов при проведении электроразведки буксируемой приемно-передающей линией // Каротажник, 2009, №1, с. 3-14.
2. Гурвич И.И., Номоконов В.П. Сейсморазведка. Справочник геофизика, Недра, 1981, с. 464.
3. Иванов Г.И. Геоэкология Западно-арктического шельфа России: литолого-экогеохимические аспекты// СПб.: Наука, 2006, 303 с.
Claims (1)
- Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений, при котором на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на ионы тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb) и кадмия (Cd), отличающийся тем, что дополнительно производят измерение концентрации Ag и Hg, выделяют аномалии в концентрациях тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний концентрации над фоном, если аномалии серебра (Ag) и ртути (Hg) отсутствуют, то по форме и расположению аномалий Cu, Pb и Cd оконтуривают месторождение, вводя поправки в концентрации Cu, Pb и Cd, исключая влияние Ag и/или Hg по экспериментальным зависимостям, выделяют аномалии в исправленных значениях Cu, Pb и Cd и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120761/28A RU2579159C2 (ru) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120761/28A RU2579159C2 (ru) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014120761A RU2014120761A (ru) | 2015-11-27 |
RU2579159C2 true RU2579159C2 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=54753402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120761/28A RU2579159C2 (ru) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579159C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635817C1 (ru) * | 2016-06-30 | 2017-11-16 | Владимир Васильевич Чернявец | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений |
RU2657129C2 (ru) * | 2016-06-30 | 2018-06-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга" | Способ поисков залежей углеводородов сейсмическими, электроразведочными и электрохимическими методами |
RU2678260C1 (ru) * | 2018-03-30 | 2019-01-24 | Евгений Филиппович Приходько | Биогидрохимический способ поиска шельфовых залежей нефти в транзитной зоне |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2283099A (en) * | 1993-06-03 | 1995-04-26 | Apex Data Systems Ltd | Measuring and displaying geophysical electrochemical potential and/or ground resistance |
RU2045055C1 (ru) * | 1992-07-13 | 1995-09-27 | Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" | Многоканальное устройство для контроля жидких сред |
RU2416115C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ геоэлектрохимического прогнозирования нефтегазоносности |
RU2417387C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-04-27 | Виталий Станиславович Головинский | Геохимический способ обнаружения залежей нефти на морском шельфе |
-
2014
- 2014-05-22 RU RU2014120761/28A patent/RU2579159C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2045055C1 (ru) * | 1992-07-13 | 1995-09-27 | Акционерное общество закрытого типа "Ассоциация предприятий морского приборостроения" | Многоканальное устройство для контроля жидких сред |
GB2283099A (en) * | 1993-06-03 | 1995-04-26 | Apex Data Systems Ltd | Measuring and displaying geophysical electrochemical potential and/or ground resistance |
RU2417387C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-04-27 | Виталий Станиславович Головинский | Геохимический способ обнаружения залежей нефти на морском шельфе |
RU2416115C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ геоэлектрохимического прогнозирования нефтегазоносности |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПУТИКОВ О.Ф., ХОЛМЯНСКИЙ М.А., КАСЬЯНКОВА Н.А., " ПОИСКИ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ШЕЛЬФЕ ГЕОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ИЗУЧЕНИЯ ВОДНОЙ ТОЛЩИ", ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2008 Г., том 423, N4, стр.530-532. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635817C1 (ru) * | 2016-06-30 | 2017-11-16 | Владимир Васильевич Чернявец | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений |
RU2657129C2 (ru) * | 2016-06-30 | 2018-06-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга" | Способ поисков залежей углеводородов сейсмическими, электроразведочными и электрохимическими методами |
RU2678260C1 (ru) * | 2018-03-30 | 2019-01-24 | Евгений Филиппович Приходько | Биогидрохимический способ поиска шельфовых залежей нефти в транзитной зоне |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014120761A (ru) | 2015-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107678055B (zh) | 一种海域天然气水合物海底甲烷监测系统及方法 | |
Von Deimling et al. | Acoustic imaging of natural gas seepage in the North Sea: Sensing bubbles controlled by variable currents | |
Judd et al. | The evidence of shallow gas in marine sediments | |
Chave et al. | Electrical exploration methods for the seafloor | |
US8099239B2 (en) | Electromagnetic surveying for resistive or conductive bodies | |
US7592814B2 (en) | Method for monitoring an area containing a subterranean resistive or conductive body, and for obtaining a volume of hydrocarbon therefrom | |
US7924014B2 (en) | Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs | |
CA2853284A1 (en) | Exploration method and system for detection of hydrocarbons | |
Hsu et al. | Marine controlled source electromagnetic method used for the gas hydrate investigation in the offshore area of SW Taiwan | |
Putikov et al. | Application of geoelectrochemical method for exploration of petroleum fields on the Arctic shelf | |
RU2579159C2 (ru) | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений | |
Ishihara et al. | High-resolution gravity measurement aboard an autonomous underwater vehicle | |
RU2639728C1 (ru) | Системы сбора данных для морской модификации с косой и приемным модулем | |
Hölz et al. | How to find buried and inactive seafloor massive sulfides using transient EM-A case study from the Palinuro Seamount | |
RU2010137066A (ru) | Способ геохимической разведки | |
RU2374667C1 (ru) | Способ геохимической разведки | |
RU2525644C2 (ru) | Способ геохимической разведки | |
Apostolopoulos | Marine resistivity tomography for coastal engineering applications in Greece | |
Hildebrand et al. | Seismic imaging of the water-column deep layer associated with the Deepwater Horizon oil spill | |
RU2513630C1 (ru) | Способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий | |
RU2499951C2 (ru) | Способ обнаружения слабоинтенсивных утечек из подводных нефтепроводов мобильным подводным измерительным комплексом | |
RU2484503C1 (ru) | Способ гелиевой съемки на акваториях | |
RU2635817C1 (ru) | Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений | |
Gasperini et al. | Cold seeps, active faults and the earthquake cycle along the North Anatolian Fault system in the Sea of Marmara (NW Turkey). | |
Chen et al. | A data processing method for MAPR hydrothermal plume turbidity data and its application in the Precious Stone Mountain hydrothermal field |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170523 |