Способ оконтуривания в плане границ залежи углеводородов путем наблюдений за суточными вариациями геомагнитного поля

(51) 01 11/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ плане нефтяных, газонефтяных и газоконденсатных залежей. Предлагается способ оконтуривания в плане границ залежи углеводородов путем измерения магнитного поля в пределах изучаемой площади и вне е с помощью высокоточных магнитоизмерительных приборов. Измерения магнитного поля выполняются на исследуемой площади по определнной сети с периодичностью одно измерение в минуту в течение не менее 3-х суток. По разности наблюдений, полученных на исследуемой площади и за е пределами (на базовой точке), делается заключение о наличии или отсутствии углеводородов в недрах, и производится оконтуривание границы залежей.(72) Трипольский Виктор Павлович Бекмухаметова Зауре Арстановна Коробкин Валерий Васильевич(73) Акционерное общество КазахстанскоБританский технический университет(54) СПОСОБ ОКОНТУРИВАНИЯ В ПЛАНЕ ГРАНИЦ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ ПУТЕМ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СУТОЧНЫМИ ВАРИАЦИЯМИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к геофизике, в частности к магниторазведке, и может быть использовано при перспективной оценке размеров в Изобретение относится к геофизике, в частности к магниторазведке, и может быть использовано при перспективной оценке формы и размеров в плане нефтяных, газонефтяных и газоконденсатных залежей. Известен способ обнаружения нефтегазосодержагцих толщ путем выполнения комплексных геофизических исследований(гравиметрической и аэромагнитометрической съемок) с выделением контура аномальных зон,который отождествляют с контуром залежи полезного ископаемого (Патент РФ 2050015, МПК 01 11/00, опубл. 02.11.1995). В патенте РФ 2194293 (МПК 01 11/00,опубл. 25.12.2001) описан способ поиска залежей углеводородов, в котором в качестве перспективных районов выбирают нефтегазоносные районы с фундаментом, представляющем собой тафрогенную структуру. Производят измерение магнитных и гравитационных полей. Выявляют наличие кислых экструзивных куполов в породах фундамента по совпадению отрицательных аномалий магнитного и гравитационного полей. Выбирают места заложения проверочных скважин в центральной зоне экструзивных куполов. Описанные способы достаточно трудоемкие и дорогостоящие, т.к. необходимо осуществлять бурение на значительные глубины. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является Способ поисков и разведки залежей углеводородов, описанный в авторском свидетельстве 1324458 А (МПК 01 3/08, опубл. 23.10.1985). Способ характеризуется тем, что синхронные наблюдения магнитного поля в пунктах,расположенных по профилю, пересекающему свод исследуемой структуры, выполняют в период времени, соответствующий максимальному и минимальному влиянию лунно-солнечного прилива. При наличии газовой залежи, в результате периодических сжатий и расширений е под действием приливных сил, газо-водяной контакт(ГВК) совершает возвратно-поступательное движение. Пластовые воды при движении в магнитном поле Земли за счт наличия в них ионов большого количества растворнных солей создают наведенное переменное магнитное поле. По разнице величин элементов магнитного поля в периоды максимального и минимального влияния приливных сил судят о наличии в структуре газовой залежи и положения контура е газоносности. Технический способ реализуется следующим образом измерения магнитного поля проводятся вдоль профиля над исследуемой структурой дважды. На первом этапе в период максимального влияния лунно-солнечного прилива а затем уже повторяют в период минимального влияния на выбранных точках и на базовой точке вне структуры. Значение на каждой точке усредняют по 25 наблюдениям и находят разницу между наблюдавшимися на точках профиля и базовой точке в периоды максимального и минимального влияния, а затем, в конечном итоге, определяют 2 разницу между повторными наблюдениями на всех точках профиля. Если разница превышает приборную точность измерения более чем в 3 раза,то делается вывод о наличии газовой залежи. Несмотря на преимущества перед другими аналогами, этот способ имеет свои недостатки, а именно 1) Время наблюдений ограничено периодами максимального и минимального влияния лунносолнечных приливных сил,следовательно,необходимо успеть выполнить все наблюдения на точках вдоль профиля (а это могут быть многие километры - точки вне залежи, над залежью и снова вне залежи). 2) Необходимо знать точное время действия этих сил конкретно для каждой исследуемой территории,а следовательно надо заранее позаботиться и получить необходимые данные в специализированных организациях или выполнить точные расчты. 3) Необходимы повторные наблюдения на выбранных точках профиля, соответствующие максимальному и минимальному проявлению приливных сил, что предполагает наблюдения на всех точках профиля дважды. Учитывая, что полезный сигнал мал по величине (5-7 нТл),необходимо при повторных наблюдениях обеспечить полную идентичность установки МЧЭ(магниточувствительного элемента прибора) на каждой точке профиля, как в плане, так и по высоте,что трудновыполнимо. 4) Размер залежи определяется в пределах профиля, а не на площади. 5) Возникают трудности синхронизировать время наблюдений на точках профиля и на базовой точке. 6) Способ работает только по обнаружению газовых залежей. Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и расширение возможности поисковых работ и не только в случае газовых но и нефтяных и газоконденсатных залежей. Указанная цель достигается путем измерений магнитного поля, которые выполняются на исследуемой площади по определнной сети(например, 250250 метров), и на каждом пункте выполняются измерения магнитного поля с периодичностью одно измерение в минуту, в течение не менее трех суток. На фиг.1 показана схема расстановки МВС на предполагаемом участке и контур залежи, проведенный по результатам съмки. Заключение о наличии или отсутствии углеводородов делается по разности наблюдений полученных на исследуемой площади и за е пределами (на базовой точке). На фиг.2 приведены характерные аномальные эффекты над нефтяной залежью по результатам сравнительных записей суточных вариаций геомагнитного поля в течение семи суток. На фиг.3 приведены сравнительные записи суточных вариаций геомагнитного поля над пустой структурой за тот же период времени. Аномальные эффекты не установлены. Таким образом, устанавливаются границы нефтегазоносной залежи и оценка е масштабов. В основе предлагаемого технического решения лежит идея индикации так называемых зон вертикальных неоднородностей. В последние годы,многочисленными работами было установлено, что в результате микропросачивания агрессивных флюидов из нефтяных и газовых залежей вверх по разрезу происходит их взаимодействие с перекрывающими толщами пород. Эти толщи, со временем, меняют свои физические свойства(намагниченность,плотность,удельное сопротивление пород). При этом формируются зоны вертикальных неоднородностей, как результат микроутечек мигрирующих углеводородов. Эти зоны становятся своеобразным индикатором наличия залежи на глубине. В частности, за счт возникающей при этом разной намагниченности пород на участке в пределах залежи и вне е,значения вариаций геомагнитного поля в течение суток будут несколько отличаться по величине(десятые доли нТл), что при высокоточной регистрации суточных вариаций могут быть уверенно зафиксированы и в дальнейшем использованы для обнаружения залежи. Предлагаемое техническое решение позволяет существенно упростить и удешевить техническое выполнение работ. Магнитоизмерительные приборы во время съмки не меняют своего положения, а процесс измерения магнитного поля полностью автоматизирован, что практически исключает влияние персонала на результаты съмки и при интерпретации получаемых данных. Суть изобретения в том, что о наличии залежи,е размерах и масштабе судят по результатам сравнительного анализа данных записи геомагнитных вариаций в рабочих точках на всей площади исследований и базовой магнитовариационной станции (МВС), показанных на фиг.1. Если разность в записи между рабочей и базовой точками не установлена,это свидетельствует об отсутствии залежи на глубине. Если разность устанавливается,превышает величину 3.0 нТл и создает аномальный эффект отрицательного знака в течение 2-3 часов в полуденное время (когда амплитуда вариаций достигает своего минимума),то делается заключение о наличии нефти на глубине (фиг.2, 3). В соответствии с этим утверждением граница залежи определяется контуром, проведенным между рабочими точками с наличием и отсутствием аномального эффекта. Способ реализуется следующим образом. На участке в пределах контура предполагаемой проекции залежи на дневной поверхности разбивается квадратная сеть пунктов, например 250250 метров или на большем расстоянии друг от друга (расстояния определяются предполагаемыми размерами залежи) (фигура 1). Далее выполняются одновременно синхронные измерения геомагнитных вариаций в местах установки МВС на участке и на базовой точке, которую выбирают заведомо вне залежи. Необходимо располагать как минимум четырьмя магнитовариационными станциями, из которых три рабочих и одна базовая. Рабочие МВС устанавливаются на соседних точках заранее разбитой сети обследуемого участка. Все МВС устанавливаются в соответствии с принятыми инструктивными требованиями гарантированная сохранность, защищенность от солнца, осадков,порывов ветра, отсутствие в радиусе 100 метров металлических габаритных предметов, вдали от дорог, чтобы исключить движение автотранспорта в радиусе до 500 метров от места установки МВС. Магниточувствительные элементы(МЧЭ) магнитовариационных станций устанавливаются на высоте 1 метра над дневной поверхностью, на немагнитной штанге, на расстоянии 20 метров от измерительно-регистрационного блока и аккумуляторной батареи. Измерения выполняются в автоматическом режиме, непрерывно, с частотой 1 измерение в минуту. Время запуска всех станций синхронизируется по хронометру. Все эти меры практически полностью исключают возможные помехи, связанные с внешними факторами и обеспечивают идентичность проводимых измерений. Для получения максимально достоверных данных рекомендуется проводить сеансы одновременной записи вариаций в течение не менее чем трех суток, что обеспечивает 4320 измерений на каждой рабочей точке. Отработав на трех рабочих точках, магнитовариационные станции переносятся и устанавливаются на следующих соседних точках сети и так на всей запланированной площади исследования. Обработка полученных данных выполняется по специальной компьютерной программе. Наблюдения за вариациями проводятся в автоматическом режиме с интервалом одно измерение в минуту стационарными магнитовариационными станциями с чувствительностью не хуже чем 0.01 нТл,непрерывно в течение трех суток или более, если в этом возникает необходимость. Роль оператора заключается в последовательной перестановке рабочих МВС согласно схеме топографической разбивки пикетов на площади, их запуску по хронометру и при необходимости в замене аккумуляторов. Участие в процессе работы МВС оператор не принимает, и не может повлиять на результаты измерений. Подрисуночные подписи Фиг.1. Схема расстановки МВС на предполагаемом участке и контур залежи,проведенный по результатам съмки. Фиг.2. Характерные аномальные эффекты над нефтяной залежью по результатам сравнительных записей суточных вариаций геомагнитного поля в течение семи суток. Фиг.3. Сравнительные записи суточных вариаций геомагнитного поля над пустой структурой за тот же период времени. Аномальные эффекты не установлены. Пример практического применения. 3 Проверка способа проводилась по согласованию и под контролем геологической организации, в южном Тургае, в районе южнее месторождения Кумколь. Были выполнены одновременные синхронные наблюдения вариаций геомагнитного поля в течение 16 суток в эпицентре нефтяной залежи и вне зоны нефтяной залежи на базовой точке над нейтральным разрезом. Полученные данные (фиг.2 и 3) не оставляют сомнения в надежности предлагаемого способа. Установлено,что 1 Разностные кривые над нефтяной залежью и базовой точкой имеют неспокойный характер с обязательным четким минимумом (0.5-0.7 нТл) в полуденное время (с 11.30 по 14.00). Фон флуктуаций в среднем -0.2-0.25 нТл. (на фиг.2 площадь аномального эффекта на разностной кривой -заштрихована). 2. Разностные кривые над сухой структурой и базовой точкой по данным суточных вариаций есть прямая линия с флуктуациями в пределах точности измерений (0.15 нТл.). Аномальный эффект отсутствует (фиг.3). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ оконтуривания в плане границ залежи углеводородов путем наблюдений за суточными вариациями геомагнитного поля, включающий измерения магнитного поля в пределах изучаемой площади и вне е с помощью высокоточных магнитоизмерительных приборов в автоматическом режиме, отличающийся тем, что измерения магнитного поля выполняют в пунктах по всей исследуемой нефтегазоперспективной площади, а пункты располагают по сетке, пошаговый размер которой определяют в зависимости от предполагаемого размера залежи, при этом на каждом пункте производят запись вариаций магнитного поля, в течение не менее 3-х суток с периодичностью одно измерение в минуту и по разности наблюдений, полученных на исследуемой площади и за е пределами (на базовой точке),делают заключение о наличии или отсутствии углеводородов в недрах,и производят оконтуривание границы залежей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наблюдения за вариациями магнитного поля проводят на нефтегазоперспективной площади, в точках равномерной квадратной сетки 250250 метров в автоматическом режиме одновременно тремя или более стационарными магнитовариационными станциями с чувствительностью не хуже чем 0,01 нТл,защищенными от влияния внешних факторов,которые могут повлиять на измерения.