Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории

Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории

Реферат

 

Назначение: изобретение относится к области сейсморазведки нефтегазовых месторождений на акватории, в частности на шельфе. Сущность изобретения: регистрируют не менее чем двумя трехкомпонентными акустическими установками сейсмоакустический фон Земли по всем трем компонентам одновременно, не прекращая регистрации, проводят генерирование акустических колебаний, причем регистрацию продолжают и после прекращения генерирования колебаний. О наличии месторождения судят по появлению инфразвуковых резонансных частот в спектральных характеристиках информационного сигнала. Технический результат состоит в удешевлении способа поиска нефтегазовых месторождений при повышении его точности и оперативности. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сейсморазведки нефтегазовых месторождений на акватории, в частности на шельфе.

Известен способ вибросейсморазведки нефтегазовых месторождений на поверхности Земли (RU, патент N 2045079 G 01 V 1/00, 1995), включающий регистрацию трехкомпонентными сейсмоприемниками в течение не менее 20 мин сейсмических колебаний в инфразвуковом диапазоне частот, возбуждение на поверхности Земли сейсмических колебаний сейсмовибратором в диапазоне 1-20 Гц в течение не менее 3 мин и повторную регистрацию трехкомпонентными сейсмоприемниками в тех же условиях сейсмических колебаний. О наличии месторождения судят по увеличению площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при записи сейсмического фона после возбуждения сейсмических колебаний по сравнению с записью до возбуждения.

Недостатком данного способа следует признать невозможность его использования на акватории по следующим причинам: а) невозможностью использования сейсмовибратора в условиях акватории; б) чрезвычайной сложностью создания в воде чистых инфразвуковых колебаний из-за наложения большого количества мешающих факторов; в) наличие нефтегазового месторождения определяется путем сравнения двух записей: после возбуждения сейсмических колебаний и до их возбуждения.

Известен также способ определения скорости звука в морских осадках (SU, авторское свидетельство N 1481698 G 01 V 1/00, 1987), используемый в том числе и для определения наличия месторождений на шельфе. Способ реализуют следующим образом: устанавливают донную приемно-регистрирующую систему, состоящую из двух разнесенных по вертикали гидрофонов и одного многоканального регистратора колебаний с частотами 10 Гц и 1 кГц, записывают шумы любых движущихся источников (в частности, судов) поднимают систему на поверхность воды и анализируют записанную информацию, причем по результатам анализа судят о возможности наличия месторождения. Недостатком данного способа следует признать его невысокую точность и малую информативность.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения можно признать способ морской сейсморазведки (SU, авторское свидетельство N 668451 G 01 V 1/38, 1977). При реализации указанного способа на дно акватории укладывают с первого судна сейсмическую косу, в соответствующих точках намеченного профиля работ генерируют высокочастотные акустические колебания посредством источника, размещенного на втором судне, регистрируют сигналы, поступающие от поверхности дна акватории после прекращения генерирования колебаний. По полученной информации с учетом знаний о строении исследуемого участка морского дна судят о возможности наличия или отсутствия месторождения. Недостатком этого способа следует признать косвенный характер определения наличия или отсутствия месторождения, его низкая точность в связи с регистрацией отраженного или преломленного излучения, трудоемкость способа, его длительность и высокую стоимость.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка точного и экспрессного способа поиска месторождений нефти и газа.

Технический результат, получаемый при реализации настоящего изобретения, состоит в удешевлении способа поиска нефтегазовых месторождений при повышении его точности и оперативности.

Поставленная задача решается тем, что не менее двух низкочастотных трехкомпонентных акустических установок (ТАУ) помещают на дно акватории на определенном расстоянии друг от друга. Проводят регистрацию информационного сигнала, которым является сейсмоакустический фон Земли, с использованием не менее двух трехкомпонентных установок по всем компонентам, затем в водной среде генерируют акустические колебания. Одновременно с началом генерирования колебаний продолжают запись информационного сигнала по всем компонентам и заканчивают ее после прекращения генерирования колебаний. О наличии нефтегазового месторождения судят по появлению инфразвуковых резонансных частот в спектральных характеристиках, полученных во время генерирования колебаний и после его прекращения по сравнению со спектральными характеристиками информационного сигнала, полученными до генерирования колебаний. Эти резонансные частоты обусловлены собственными колебаниями залежи углеводородов при воздействии на нее генерируемыми колебаниями. В случае отсутствия месторождения резонансных частот не возникает. При осуществлении картирования месторождений вышеприведенный цикл работ проводят и в других точках намеченного профиля. Колебания генерируют в течение не менее 5 мин таким образом, чтобы спектр возникающих в воде акустических колебаний находился преимущественно в инфразвуковом диапазоне частот. Преимущественно, регистрацию информационного сигнала начинают не менее чем за 10-20 мин до начала генерирования колебаний и заканчивают не ранее, чем через 5 мин после прекращения генерирования колебаний. Трехкомпонентные акустические установки располагают ориентировочно на расстоянии 300-400 м друг от друга на дне, а пункт регистрации практически посредине между ними на поверхности воды. Приведенные режимы и параметры процесса определяются конкретными условиями района поиска, а также используемым оборудованием.

Заявитель отмечает, что совокупность признаков изобретения, введенная им в независимый пункт формулы изобретения, необходима и достаточна для получения вышеуказанного технического результата. Признаки, введенные заявителем в зависимые пункты формулы изобретения, развивают и дополняют признаки, введенные в независимый пункт формулы изобретения, иллюстрируя при этом преимущественный вариант реализации изобретения, хотя и не исчерпывая все варианты реализации.

Изобретение иллюстрировано графическим материалом, где на фиг. 1 приведена схема реализации способа, на фиг. 2A - спектры, полученные при заведомом отсутствии месторождения, на фиг. 2Б - спектры, полученные при заведомом наличии месторождения. На иллюстративном материале приняты следующие обозначения: 1, 2 - трехкомпонентные акустические установки; 3 - первое судно с размещенным на нем пунктом регистрации сигналов - 4; второе судно - 5 с расположенным на нем источником генерируемых колебаний - 6; относительный спектр, полученный путем деления спектра во время генерирования колебаний к спектру до генерирования колебаний в случае расположения ТАУ в месте отсутствия месторождения - 7, относительный спектр, полученный аналогичным образом в случае расположения ТАУ над месторождением - 8.

Способ осуществляют следующим образом. На участок дна акватории опускают не менее двух трехкомпонентных акустических установок 1 и 2, помещенных в герметичные скафандры и снабженные предусилителями. Трехкомпонентные акустические установки соединены с бортом судна 3 кабелем. Тип датчиков в установках особого значения не имеет. Обычно используют ТАУ с электрохимическими или пьезоэлектрическими датчиками. На борту первого судна 3 кабели от ТАУ подключают к пункту регистрации сигналов 4, состоящему из оконечного электронного устройства с аналоговым выходом, АЦП и микроЭВМ. Тип используемой для регистрации аппаратуры никакого влияния на получаемый технический результат не оказывает. Первое судно 3 с пунктом регистрации сигнала 4 располагают посредине между ТАУ. На борту второго судна 5, расположенного на линии расположения ТАУ 1 и 2 на расстоянии до 400 м от одной из них, подготавливают к работе источник акустических колебаний 6. В течение примерно 10-20 мин с использованием обеих ТАУ 1 и 2 по всем трем компонентам записывают сейсмоакустический фон окружающей среды. Затем по сигналу с первого судна 3 на втором судне 5 включают источник 6 акустических колебаний примерно на 5 мин, с продолжением записи окружающего сейсмоакустического фона. После прекращения генерирования акустических колебаний запись сейсмоакустического фона продолжают в течение примерно 5 - 10 мин. Наличие нефтегазового месторождения определяют по появлению инфразвуковых резонансных частот в спектральных характеристиках информационного сигнала. На фиг. 2 показано как на относительном спектре сейсмоакустического фона, снятом во время генерирования колебаний и после прекращения генерирования, над нефтегазовым месторождением появляются резонансные частоты (см. фиг. 2Б). В случае отсутствия месторождения резонансных частот не появляется (см. фиг. 2А). Таким образом, изобретение позволяет установить наличие и определить положение контура нефтегазового месторождения на акватории.

По сравнению с ближайшим аналогом изобретение позволяет получить прямую информацию о наличии месторождения при повышении быстродействия и надежности, а также уменьшении затрат.

Формула изобретения

1. Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории, включающий генерирование колебаний в воде, регистрацию информационного сигнала расположенными на дне акватории акустическими установками и математическую обработку информационного сигнала, отличающийся тем, что регистрацию информационного сигнала, в качестве которого использован сейсмоакустический фон Земли, начинают до начала генерирования колебаний и заканчивают после прекращения генерирования, причем информационный сигнал регистрируют одновременно не менее чем двумя трехкомпонентными акустическими установками одновременно по всем компонентам, а наличие нефтегазового месторождения определяют по появлению инфразвуковых резонансных частот в спектральных характеристиках информационного сигнала, записанного в процессе и после прекращения генерирования, относительно спектральных характеристик информационного сигнала, записанного до генерирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что трехкомпонентные акустические установки размещают на расстоянии 300 - 400 м друг от друга.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пункт регистрации информационного сигнала размещают на одинаковом расстоянии от обеих акустических установок.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что запись информационного сигнала проводят в течение 10 - 20 мин до начала генерирования колебаний.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что колебания генерируют в течение не менее 5 мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прекращения генерирования колебаний регистрацию информационного сигнала проводят в течение не менее 5 мин.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при генерировании колебаний спектр возникающих в воде акустических колебаний находится преимущественно в инфразвуковом диапазоне частот.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2