Технологический комплекс для поиска газовых и нефтяных месторождений
Использование: геофизическая разведка месторождений углеводородов (УВ) с использованием измерений параметров геофизических полей различной природы, обработка данных для поиска и идентификации нефтяных и/или газовых залежей. Сущность: комплекс включает последовательно соединенные модуль измерителей параметров геофизических полей, блок накопления информации, блок обработки данных и блок анализа и интерпретации данных. Дополнительно введен модуль обработки информации по высокочастотной компоненте (ВЧК) сигналов, включающий блок выделения ВЧК и блок определения дисперсии ВЧК, выход которого подключен к блоку анализа и интерпретации данных. Технический результат: повышение достоверности обнаружения залежей УВ и информативности поиска при однозначной идентификации типа У В (нефть или газ). 1 с. и 6 з.п.п. ф-лы, 3 фиг.
Техническое решение относится к геофизической разведке месторождений углеводородов (УВ) с использованием измерений параметров геофизических полей различной природы и может быть использовано при обработке данных для поиска и идентификации нефтяных и/или газовых залежей.
Поиск и разведка месторождений УВ традиционно осуществляются [17] посредством измерения параметров различных геофизических полей и их последующей обработки для выявления аномалий типа залежи (АТЗ). При этом, как правило, ведется обработка собственных (абсолютных) значений наблюдаемых поисковых параметров либо естественных геофизических полей, либо искусственно создаваемых полей.
Известны технология и устройства поиска и разведки залежей УВ по естественным геофизическим полям: геомагнитному [13], гравитационному [11, 12] и радиоактивному [16]. Информативность разведки повышается при совместных измерениях по потенциальным геофизическим полям: полю силы тяжести и магнитному полю [4, 9, 10].
Существует большое многообразие устройств для разведки УВ путем измерения и обработки параметров искусственно создаваемых геофизических полей при геофизических поисках методами электроразведки
(см., например [1, 5, 6, 17]), сейсморазведки (см., например [7, 14, 15, 17]), радиометрии [3, 16, 17] или их совокупностью [2, 3]. Применяются также комбинированные устройства поиска с комплексированием средств измерения и обработки параметров естественных и искусственно создаваемых геофизических полей (см., например [8, 17]).
Общим признаком известных устройств и комплексов [3-17] является наличие последовательно соединенных блока измерения параметров того или иного геофизического поля (или нескольких полей различной природы), блока накопления информации (блока памяти или базы данных), блока обработки данных и блока анализа и отображения информации.
Указанные устройства [5-7, 11-16] позволяют выявлять АТЗ, но определение АТЗ по наблюдаемым значениям параметров и их средним значениям, в ряде случаев, недостаточно надежно и достоверно. Надежность и достоверность поиска УВ, как правило, могут быть повышены путем комплексной интерпретации аномалий измеренных параметров нескольких, отличающихся природой физических полей Земли [3, 4, 8-10, 17].
Так автоматизированная система [4] поиска и система [3] разведки нефтегазовых залежей, включающие блоки измерителей, блоки накопителей информации, блоки обработки данных и модули оценки результатов поиска и разведки, позволяют осуществлять комплексную интерпретацию аномалий соответственно потенциальных гравитационного и магнитного полей [4] и искусственно создаваемых электрического и сейсмического полей. Однако повышение достоверности УВ при использовании систем [3, 4] по сравнению с другими известными устройствами, в ряде случаев, недостаточно, что может привести к невыявлению слабых аномалий, либо к выявлению ложных структур. Идентификация типа УВ в этих системах, как правило не может быть осуществлена.
Известная полевая аппаратура [2], содержащая блок регистрации (включающий датчики, блоки усиления и фильтрации и аналого-цифровые преобразователи), а также блок памяти и блок цифровой обработки, обладает
повышенной информативностью за счет вычисления энергии сигналов принимаемого геофизического параметра.
Однако, аппаратура [2] является специфической аппаратурой сейсмического мониторинга и ограничена в использовании при поиске УВ и, тем более, не может быть применена для определения типа УВ.
Принятая за прототип система [1] для поиска нефтегазовых месторождений содержит последовательно соединенные средство измерения (выполненное в виде модуля измерителей параметров геофизического поля) блок накопления информации (блок памяти), блок обработки данных (выполненный в виде процессора), блок анализа и модуль интерпретации данных, выполненный с возможностью их отображения.
Система [1], как и другие известные устройства [2-4], обрабатывает средние значения по всему спектру измеряемых сигналов (параметров) геофизических полей и не предусмотрена для анализа вероятностно-статистических характеристик числовых полей значений параметров, что ограничивает ее информативность и, как следствие, - достоверность и надежность обнаружения залежей УВ. При этом, как и у других известных устройств, идентификация типа УВ (нефть или газ?) в выявленной залежи является проблематичной. Кроме того, система [1] не позволяет производить разведку одновременно по параметрам нескольких геофизических полей различной природы для комплексной обработки их результатов.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для поиска газовых и нефтяных месторождений, позволяющего на основе нового поискового критерия - интервальной дисперсии геофизического параметра в области высокочастотной компоненты (ВЧК) его спектра - идентифицировать тип углеводородного месторождения.
Техническое решение основано на выявленной по опубликованным ранее данным и результатам геофизических измерений, проведенных автором, зависимости отображения УВ в виде экстремальных значений
дисперсии ВЧК геофизических полей различной природы: газовым месторождениям соответствуют зоны пониженных значений дисперсии (так называемый «демпфер-эффект»), а нефтяным месторождениям - зоны повышенных значений дисперсии («скаттер-эффект»).
Основной технический результат предлагаемого комплекса - повышение достоверности обнаружения залежей УВ и информативности поиска при однозначной идентификации типа УВ (нефть или газ). Комплекс позволяет осуществлять синергию обработки данных по новому поисковому критерию с традиционной технологией выявления АТЗ в средних значениях геофизических параметров.
Технический результат достигается следующим образом.
Технологический комплекс для поиска газовых и нефтяных месторождений включает последовательно соединенные модуль измерителей параметров геофизических полей, блок накопления информации и блок обработки данных, выход которого подключен к входу блока анализа и интерпретации данных.
Отличительной особенностью комплекса является то, что он дополнительно содержит соединенный с выходом блока накопления информации модуль обработки информации (ОИ) по высокочастотной компоненте (ВЧК) сигналов, включающий последовательно соединенные блок выделения ВЧК и блок определения дисперсии, причем вход блока выделения ВЧК является входом модуля ОИ по ВЧК, а выход блока определения дисперсии является выходом модуля ОИ по ВЧК и подключен к второму входу блока анализа и интерпретации данных.
В частных случаях применения технологического комплекса блок выделения ВЧК может быть выполнен в виде цифрового частотного фильтра.
Отличием комплекса в ряде случаев является то, что блок определения дисперсии D выполнен в виде вычислительного блока, реализующего алгоритм
где хi - значения измеренных параметров ВЧК геофизического поля в скользящем интервале из n значений (i=1, 2,..., n);
, - среднее арифметическое значений измеренных параметров в этом интервале.
Технологический комплекс также отличается тем, что блок анализа и интерпретации данных выполнен с возможностью отображения результатов совместной обработки данных для геофизических полей различной природы на графических и/или цифровых временных диаграммах и/или профилях для последующего вынесения суждения о наличии в исследуемом районе и идентификации нефтяных или газовых месторождений, а также для определения их контуров и глубины залегания.
В конкретном случае выполнения комплекса блок обработки данных, модуль ОИ по ВЧК и блок анализа и интерпретации данных могут быть выполнены на базе персонального компьютера или портативного компьютера "Note book".
Отличием технологического комплекса также является то, что модуль измерителей параметров геофизических полей выполнен в виде измерителей параметров естественных геофизических полей: гравитационного и/или геомагнитного и/или в виде измерителей параметров искусственно создаваемых геофизических полей при геофизических поисках углеводородов методами электроразведки, сейсморазведки, радиометрии. При этом измеритель параметров для каждого из полей различной природы включает последовательно соединенные датчик, блок усиления и фильтрации и аналого-цифровой преобразователь.
Кроме того, в технологический комплекс в модуль измерителей параметров могут дополнительно входить геохимическая и геотермическая аппаратура.
На фиг.1 приведена общая конструктивная схема предложенного технологического комплекса для поиска нефтяных и газовых месторождений.
На фиг.2а представлен пример определения аномалии естественного геофизического (магнитного) поля традиционным методом обработки собственных значений поля и посредством обработки данных предложенным технологическим комплексом с модулем ОИ по дисперсии ВЧК в зоне газового месторождения; на фиг.2б - аналогичный пример для месторождения нефти. На фиг.3а, 3б показаны результаты обработки данных традиционными устройствами в сравнении с данными, полученными предложенным комплексом, для искусственно созданного упругого волнового поля (сейсморазведка) для газового и нефтяного месторождений соответственно.
Технологический комплекс для поиска газовых и нефтяных месторождений содержит модуль 1 измерителей параметров геофизических полей, блок 2 накопления информации, блок 3 обработки данных, блок 4 анализа и интерпретации данных и модуль 5 обработки информации по ВЧК, включающий блок 6 выделения ВЧК и блок 7 определения дисперсии.
Работа технологического комплекса заключается в следующем.
Измеренные модулем 1 параметры геофизических полей накапливаются в блоке 2 накопления информации. Блок 3 обрабатывает данные средних значений по всему спектру по традиционной технологии (см., например [17]). Модуль 1 измерителей параметров геофизических полей выполнен в виде измерителей параметров естественных геофизических полей: гравитационного и/или геомагнитного и/или в виде измерителей параметров искусственно создаваемых геофизических полей при геофизических поисках углеводородов методами электроразведки, сейсморазведки, радиометрии. При этом измеритель параметров для каждого из полей различной природы включает последовательно соединенные датчик, блок усиления и фильтрации и аналого-цифровой преобразователь. Кроме того, в технологический комплекс в модуль измерителей параметров могут дополнительно входить геохимическая и геотермическая аппаратура.
Структура измерителей параметров различных геофизических полей, входящих в модуль 1, а также их функционирование известны и описаны в [1-17]. Структура и работа блока 2 накопления информации и блока 3 обработки данных также известны и приведены, например, в [1-7].
Работа модуля 5 обработки информации по ВЧК заключается в последовательном выделении ВЧК в блоке 6 и определении дисперсии в соответствии с выражением (1) в вычислительном блоке 7. В частных случаях применения технологического комплекса блок выделения ВЧК может быть выполнен в виде цифрового частотного фильтра.
В блоке 4 анализа и интерпретации данных производится совместная обработка данных для геофизических полей различной природы как по традиционной методике (обработка средних значений параметров), так и на основе нового поискового критерия - интервальной дисперсии ВЧК, определенной в блоке 7 в соответствии с выражением (1). Обработанные блоком 4 анализа и интерпретации данные отображаются на графических и/или цифровых временных диаграммах и/или профилях для последующего вынесения суждения о наличии в исследуемом районе и идентификации нефтяных или газовых месторождений, а также для определения их контуров и глубины залегания.
При этом, учитывая современную технологию блок обработки данных, модуль ОИ по ВЧК и блок анализа и интерпретации данных могут быть выполнены на базе персонального компьютера или портативного компьютера "Note book" с отображением на дисплее результатов поиска УВ.
Фиг.2 иллюстрирует четкое выявление АТЗ предложенным комплексом и идентификацию типа УВ (фиг.2а: аномалия магнитного поля типа «демпфер-эффект», соответствующая Северо-Керченскому газовому месторождению; фиг.2б: аномалия магнитного поля типа «скаттер-эффект», соответствующая нефтяному месторождению «Симент», Оклахома, США), в то время, как традиционная техника дает недостаточно явное их выделение, а идентификация типа УВ практически невозможна. На фиг.3 показаны
аналогичные данные по выявлению и идентификации месторождений при измерении параметров искусственно создаваемого волнового поля (сейсморазведка) для газового месторождения «Октябрьское» в Азовском море (фиг.3а, «демпфер-эффект») и нефтяного месторождения «Бахар» в Каспийском море (фиг.3б, «скаттер-эффект»).
Таким образом, в предложенном технологическом комплексе УВ отображаются в виде экстремальных значений интервальной дисперсии ВЧК: «демпфер-эффект» - для газовых месторождений, «скаттер эффект» - для нефтяных залежей.
Вследствие того, что интервальная дисперсия ВЧК геофизического параметра является более чувствительной характеристикой, чем собственно параметр (по нашим оценкам в среднем в 2-4 раза, а в ряде случаев - значительно больше), предложенный комплекс повышает надежность обнаружения залежей УВ, а, кроме того, позволяет достоверно идентифицировать тип УВ. Новый поисковый критерий, используемый в предложенном комплексе, позволяет также повысить эффективность поисковых и разведочных работ в общем технологическом цикле геофизического прогнозирования УВ насыщенности геологических разрезов при синергии обработки данных совместно с информацией, полученной известной традиционной техникой.
Предложенный комплекс применим как для потенциальных геофизических полей, так и в искусственно создаваемых полях и может быть использован как при наземной, так и при морской геофизической разведке.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 14085 U1, 27.06.2000. (прототип).
2. RU 2265867, С2, 10.12.2005 (аналог).
3. RU 50008 U1, 10.12.2005 (аналог).
4. RU 22830 U1, 27.04.2002 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
5. RU 17634 U1, 10.04.2001.
6. RU 17811 U1, 27.04.2001.
7. RU 5265 U1, 16.10.1997.
8. SU 1484122 A1, 20.06.1995.
9. RU 2050015 С1, 10.12.1995.
10. RU 2145107 С1, 27.01.2000.
11. RU 2003119136 А, 10.02.2005.
12. RU 2144686 С1, 20.01.2000.
13. RU 2168188 С1, 27.05.2001.
14. RU 45029 U1, 10.04.2005.
15. RU 2263932 С1, 10.11.2005.
16. RU 23001 U1, 10.05.2002.
17. Глумов И.Ф. Автоматизированные геофизические комплексы для излучения геологии и минеральных ресурсов Мирового океана. - М.: Недра, 1986, 344 с.
1. Технологический комплекс для поиска газовых и нефтяных месторождений, включающий последовательно соединенные модуль измерителей параметров геофизических полей, блок накопления информации и блок обработки данных, выход которого подключен к входу блока анализа и интерпретации данных, отличающийся тем, что дополнительно содержит соединенный с выходом блока накопления информации модуль обработки информации (ОИ) по высокочастотной компоненте (ВЧК) сигналов, включающий последовательно соединенные блок выделения ВЧК и блок определения дисперсии, причем вход блока выделения ВЧК является входом модуля ОИ по ВЧК, а выход блока определения дисперсии является выходом модуля ОИ по ВЧК и подключен к второму входу блока анализа и интерпретации данных.
2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок выделения ВЧК выполнен в виде цифрового частотного фильтра.
3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок определения дисперсии D выполнен в виде вычислительного блока, реализующего алгоритм
где хi - значения измеренных параметров ВЧК геофизического поля в скользящем интервале из n значений (i=1, 2, ..., n);
- среднее арифметическое значений измеренных параметров в этом интервале.
4. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок анализа и интерпретации данных выполнен с возможностью отображения результатов совместной обработки данных для геофизических полей различной природы на графических и/или цифровых временных диаграммах и/или профилях для последующего вынесения суждения о наличии в исследуемом районе идентификации нефтяных или газовых месторождений, а также для определения их контуров и глубины залегания.
5. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок обработки данных, модуль ОИ по ВЧК и блок анализа и интерпретации данных выполнены на базе персонального компьютера или портативного компьютера "Note book".
6. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что модуль измерителей параметров геофизических полей выполнен в виде измерителей параметров естественных геофизических полей: гравитационного и/или геомагнитного, и/или в виде измерителей параметров искусственно создаваемых геофизических полей при геофизических поисках углеводородов методами электроразведки, сейсморазведки, радиометрии, при этом измеритель параметров для каждого из полей различной природы включает последовательно соединенные датчик, блок усиления и фильтрации и аналого-цифровой преобразователь.
7. Технологический комплекс по п.6, отличающийся тем, что в модуль измерителей параметров дополнительно входят геохимическая и геотермическая аппаратура.
