Способ прямого поиска углеводородов

Способ прямого поиска углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для прямого геофизического поиска и разведки месторождения углеводородов (УВ): нефти, газа и др.; при поиске орудий лова - утерянных, брошенных или браконьерских с находящимися в них промысловыми объектами (рыбой, беспозвоночными и др.) - в интересах рационального природопользования; при изучении геологических, гидрофизических и акустических характеристик геологической среды (геосреды) и гидросферы над ней - в интересах изучения Мирового океана и др.

Известен способ поиска УВ-залежи, заключающийся в формировании и периодическом (~6 с) ненаправленном излучении акустических колебаний в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с помощью нескольких пневматических излучателей (ПИ), объединенных между собой в группу и буксируемых за научно-исследовательским судном (НИС) на глубине 5-50 м с постоянной скоростью 5-7 км/ч (3-4 узл.) вдоль линии профиля, распространении акустической волны от точки излучения радиально со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении акустической волны на границе раздела сред с иными упругими свойствами, приеме частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью нескольких - не менее шести, многоканальных гибких протяженных - длиной не менее 3 км, приемных систем - сейсмокос (ССК) с полосой пропускания сигналов от 5 Гц (в лучшем случае) до 2 кГц и динамическим диапазоном не менее 120 дБ, буксируемых за НИС параллельно друг другу, цифровой обработки и регистрации полученной сейсмоакустической информации, установлении (зная скорости распространения акустических волн в различных породах и время прохождения акустической волны от ПИ) пород и глубин их залегания на площади разведки /Аки К., Ричардс П. - Количественная сейсмология. Теория и методы. - М.: Мир, т.1, 1983/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Низкая достоверность полученной информации из-за использования ненаправленных излучателей с дискретными во времени излучениями сигналов.

2. Низкая достоверность, обусловленная необходимостью использования системы синхронизации - для обеспечения работы группы ПИ, причем ее использование не гарантирует точного управления суммарным волновым полем, т.к. в любом случае нельзя учесть параметры грунтов, влияющих на характер сейсмических волн.

3. Низкая достоверность полученной информации из-за использования дискретных в пространстве приемных антенн, обладающих относительно низкой направленностью и имеющих относительно узкий: от 5 Гц (в лучшем случае) до 2000 Гц диапазон рабочих частот.

4. Низкая достоверность из-за сложности в интерпретации полученных результатов, т.к. измерения являются косвенными и несут информацию только о геологической структуре разреза, в которой лишь возможно наличие УВ-залежи.

5. Низкая достоверность из-за невозможности обнаружения собственных излучений УВ-залежи, находящихся в диапазоне частот ниже 5 Гц, т.к. нижняя граничная частота приемного тракта составляет, в лучшем случае, 5 Гц.

6. Низкая достоверность из-за невозможности обнаружения наведенных излучений УВ-залежи, являющихся откликом на внешнее упругое воздействие, т.к. нижняя граничная приемная частота составляет, в лучшем случае, 5 Гц.

7. Низкая надежность способа при буксировке нескольких ССК из-за возможного отклонения НИС с курса, перехлеста ССК и т.д.

8. Высокие финансовые и временные затраты, сопоставимые с бурением.

9. Ограниченная область применения - из-за невозможности использования при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря и т.д.

Известен способ поиска УВ-залежи, заключающийся в установке на дне моря: по заданной сетке или по выбранному профилю, исходя из полученных ранее данных сейсморазведки 2D (3D), нескольких - не менее двух, глубоководных донных акустических станций (ГДАС), регистрации по средствам трехканального сейсмодатчика в течение нескольких (не менее двух) часов естественного микросейсмического фона Земли - вне контура УВ-залежи и собственных микросейсмических излучений УВ-залежи - внутри контура УВ-залежи в инфразвуковом диапазоне (ИЗД) частот, подъеме на поверхность моря ГДАС, первичной обработке микросейсмической информации (уровни и формы спектров сигналов и шумов, их дисперсии и др.), расчете комбинации информативных параметров (энтропия микросейсмического фона в контуре и за его пределами и др.), окончательной обработке информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ-залежи на площади разведки и ее типа: нефтяная, газовая и т.д. /Сейсмоакустические исследования Мирового океана. - Сборник научных трудов НИПИокеангеофизика. - Геленджик, 1986, стр.11-13/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Необходимость наличия на исследуемых площадях скважин с известной продуктивностью, т.к. уровень микросейсмических колебаний вблизи этих скважин используют в качестве порогового.

2. Низкая производительность (до 2-3 суток в одной точке измерения), обусловленная необходимостью учета суточных естественных изменений уровней (ритмов) микросейсмического поля Земли.

3. Низкая производительность, связанная с затратами времени на: постановку ГДАС, поиск и подъем на поверхность моря в каждой точке измерения.

4. Недостаточная достоверность, обусловленная влиянием суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли при достаточно длительных измерениях в одном районе.

5. Недостаточная помехозащищенность, обусловленная существенным влиянием техногенных помех при длительных (2-3 суток) наблюдениях в одной пространственной точке.

6. Ограниченная область применения из-за невозможности использования (постановки и выборки) при развитом волнении моря и т.д.

7. Низкая надежность способа из-за возможных потерь ГДАС и др.

Известен также способ поиска УВ, заключающийся в установке на дне моря: по заданной сетке или по выбранному профилю, ГДАС, направленном приеме низкочастотной (НЧ) акустической волны, в том числе микросейсмической, включающий формирование в рабочей зоне приемника ГДАС более высокочастотной (ВЧ) акустической или электромагнитной волны в параметрической приемной антенне (ППА) с помощью соответствующего ВЧ излучателя, направленном - благодаря волновым размерам ВЧ приемника и частоте ВЧ сигнала накачки, приеме ВЧ амплитудно-частотно (фазово) модулированных сигналов, сформированных в результате нелинейного взаимодействия в неоднородной: содержащей различные фазовые включения, среде, а также их последующей демодуляции в специальном электронном блоке, выделении из ВЧ сигнала накачки НЧ полезного сигнала, подъеме на поверхность моря ГДАС, первичной и вторичной обработке НЧ сигналов, а также интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ /Бахарев С.А., Короченцев В.И., Мироненко М.В. и др. - Способ приема упругой волны в морской воде (варианты). - Патент РФ №2158029, заявка №98122520 от 15.12.1998 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Более низкая чувствительность, что затрудняет обнаружение УВ-залежей на большой (более 5 км) глубине.

2. Необходимость наличия на исследуемых площадях скважин с известной продуктивностью.

3. Низкая производительность, обусловленная необходимостью учета суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли.

4. Низкая производительность, связанная с затратами времени на: постановку ГДАС, поиск и подъем на поверхность моря в каждой точке измерения.

5. Недостаточная достоверность, обусловленная влиянием суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли при достаточно длительных измерениях в одном районе.

6. Недостаточная помехозащищенность, обусловленная существенным влиянием техногенных помех при длительных наблюдениях в одной точке.

7. Ограниченная область применения из-за невозможности использования (постановки и выборки) при развитом волнении моря и т.д.

8. Низкая надежность способа из-за возможных потерь ГДАС и др.

Известен способ поиска УВ-залежи, заключающийся в установке на дне моря: по заданной сетке или по выбранному профилю, исходя из полученных ранее данных сейсморазведки 2D (3D), одного или нескольких ГДАС, регистрации по средствам трехканального сейсмодатчика соответствующего ГДАС в течение нескольких - не менее двух, часов как до, так и после внешнего возбуждения с помощью дополнительного излучателя сейсмических колебаний, естественного микросейсмического фона Земли - вне контура УВ-залежи и индуцированных микросейсмических излучений УВ-залежи внутри контура УВ-залежи в ИЗД частот, подъеме на поверхность моря ГДАС, первичной обработке микросейсмической информации (уровни и формы спектров индуцированных сигналов, окружающие шумы и др.), расчете комбинации информативных параметров (площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при записи сейсмического фона после возбуждения сейсмических колебаний по сравнению с записью до возбуждения), окончательной обработке информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ-залежи на площади разведки и ее типа: нефтяная, газовая и т.д. /Арутюнов С.Л., Ложкарев Г.Л., Графив Б.М. и др., 1996. Способ вибросейсморазведки при поиске нефтегазовых месторождений. - Патент РФ №2045079, заявка 1992 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная достоверность, обусловленная влиянием суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли при достаточно длительных измерениях в одном районе.

2. Низкая производительность (до 2-3 суток в одной точке измерения), обусловленная необходимостью учета суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли.

3. Низкая производительность, связанная с затратами времени на: постановку ГДАС, поиск и подъем на поверхность моря в каждой точке измерения.

4. Высокая зависимость от техногенных помех (шумы ближнего и дальнего судоходства и др.), обусловленная необходимостью длительных (до 2-3 суток) наблюдений в одной точке.

5. Ограниченная область применения из-за невозможности использования (постановки и выборки) при развитом волнении моря и т.д.

6. Низкая надежность способа из-за возможных потерь ГДАС и др.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому относится способ, выбранный в качестве способа-прототипа, прямого поиска УВ, заключающийся в формировании, непрерывном и слабонаправленном - десятки градусов, разнесенном в пространстве и перекрывающемся по площади, излучении: с помощью буксируемой за судном пространственно непрерывной излучающей антенны (БПНИА) интенсивных - с амплитудой акустического давления 10⁶-5×10⁶ Па на расстоянии 1 м гидроакустических волн в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц - для лоцирования геосреды на глубину до 10 км; с помощью гидроакустического излучателя, установленного на донной части корпуса ПГФС - менее интенсивных - с амплитудой акустического давления 5×10⁵-10⁶ Па на расстоянии 1 м от излучателя гидроакустических волн в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц - для лоцирования геосреды на глубину до 5 км и слоя осадков над УВ-залежью; с помощью многочастотных - не менее трех частот, излучающих антенн активных гидроакустических средств (АГАС), установленных на корпусе ПГФС и на корпусах двух телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА), движущихся параллельно ПГФС и на заданном удалении от него, излучения еще менее интенсивных акустических волн в диапазоне частот выше 3 кГц с амплитудой акустического давления 5×10⁴-10⁵ Па на расстоянии 1 м от излучателя - для лоцирования слоя осадков и водного пространства над УВ-залежью; распространении акустических волн различных частот и интенсивностей от пространственно разнесенных точек излучения в направлении дна со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью; частичном отражении и частичном преломлении акустических волн на границе раздела сред с иными упругими свойствами; разнесенном и перекрывающемся по площади и пространственно непрерывном приеме в диапазоне частот от 1 Гц до 3 кГц частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью: буксируемой за ПГФС пространственно непрерывной приемной антенны (БПНПА) и протяженной антенны, установленной на бортовых частях корпуса ПГФС; обработке и регистрации полученной информации, установлении (зная скорости распространения акустических волн в различных породах: с различным минеральным составом и структурой и время прохождения акустической волны от излучателя) координат и глубин залегания характерных пород - коллекторов (ловушек) на площади разведки; приеме собственного излучения УВ над УВ-залежью, используя: несколько - не менее 4 ГДАС с пассивным гидроакустическим средством (ПГАС), работающим в линейном и нелинейном (параметрическом) режимах в диапазоне частот от долей Гц до 3 кГц, установленных сеткой на дне моря или по профилю на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения; протяженную антенну, расположенную на бортовых частях корпуса ПГФС; приемную антенну, расположенную по всему обводу носовой оконечности ПГФС; несколько - не менее двух, ПГАС, установленных на соответствующих ТНПА, движущихся параллельно движению ПГФС и на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие всех зон наблюдения, приеме эхо-сигналов, отраженных от неоднородностей водной среды и дна моря над УВ-залежью в линейном и нелинейном режимах в диапазоне частот до 3 кГц, используя: несколько - не менее двух, ПГАС, установленных на соответствующих ТНПА; первичной обработке: уровни и формы спектров собственного микросейсмического шумоизлучения УВ, вторичной обработке: энтропия собственного микросейсмического шумоизлучения УВ в контуре и за его пределами, окончательной обработке полученной информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ-залежи на площади разведки и ее типа: нефтяная, газовая и т.д. /Бахарев С.А. Способ поиска месторождений полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна. - Решение ФИПС о выдаче патента РФ на изобретения от 11.03.2011 г., по заявке №2010100192 от 11.01.2010/.

К недостаткам способа-прототипа относятся:

1. Сложность в реализации.

2. Низкая гидроакустическая совместимость.

4. Недостаточная (~80%) достоверность получаемой информации.

5. Недостаточная достоверность при обнаружении УВ-залежей, находящихся на большой глубине по вертикальному геологическому разрезу.

6. Недостаточная достоверность из-за невозможности обнаружения наведенных излучений УВ, являющихся откликом на внешнее упругое воздействие.

7. Низкая надежность способа при буксировке нескольких антенн и ТНПА.

8. Высокие финансовые затраты на разработку, строительство, содержание (необходимость специального пирса и т.д.) и эксплуатацию ПГФС.

9. Недостаточная экологическая безопасность для морских биологических объектов (МБО) и окружающей природной среды (ОПС) в целом.

10. Недостаточная навигационная безопасность для ПГФС и др.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективном: с большой производительностью, высокой достоверностью и др., поиске и распознавании: нефтяная, газовая или др., УВ-залежи на большой площади при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением навигационной безопасности для геофизического судна (ГФС) и экологической безопасности для МБО и ОПС в целом.

Поставленная цель достигается тем, что известный способ прямого поиска УВ, заключающийся в формировании, непрерывном и слабонаправленном - десятки градусов, излучении с помощью БПНИА интенсивных - с амплитудой акустического давления 10⁶-5×10⁶ Па на расстоянии 1 м, гидроакустических волн в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц (для лоцирования геологической среды на глубину до 10 км), в формировании, непрерывном и направленном - единицы-десятки градусов, излучении с помощью многочастотной - не менее трех, судовой гидроакустической излучающей антенны (СГАИА) комбинированного (сочетающего режимы линейного и нелинейного формирования локационных сигналов) активного гидроакустического средства (КАГАС) в диапазоне частот от 3 кГц и выше менее интенсивных - с амплитудой акустического давления 5×10⁴-10⁵ Па на расстоянии 1 м, более ВЧ гидроакустических волн (для лоцирования слоя осадков и водного пространства над УВ-залежью), распространении интенсивных гидроакустических волн в направлении дна со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении этих гидроакустических волн на границе раздела сред с иными упругими свойствами и непрерывном приеме частично отраженных и частично преломленных этих гидроакустических волн с помощью БПНПА, распространении менее интенсивных и более ВЧ гидроакустических волн в направлении слоя осадков и водного пространства над УВ-залежью со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, нелинейном взаимодействии двух из трех более ВЧ гидроакустических волн между собой с образованием гидроакустической НЧ волны разностной частоты (ВРЧ), частичном отражении исходных более ВЧ волн и НЧ ВРЧ от неоднородностей водной среды и от границы раздела двух сред: вода-дно над УВ-залежью и непрерывном высоконаправленном - единицы градусов, приеме частично отраженных этих гидроакустических волн с помощью судовой гидроакустической приемной антенны (СГПА) комбинированного (сочетающего режимы линейной и нелинейной обработки принятых гидроакустических сигналов) пассивного гидроакустического средства (КПГАС) одновременно в линейном и нелинейном режимах его работы, обработке и регистрации полученной информации, установлении (зная скорости распространения гидроакустических волн в различных породах: с различным минеральным составом и структурой и время прохождения гидроакустической волны от излучателя) координат и глубин залегания характерных геолого-геофизических структур - коллекторов, являющихся потенциальными ловушками УВ, на площади разведки, приеме собственного микросейсмического шумоизлучения УВ (СМШИ УВ) над некоторыми из характерных геолого-геофизических структур (коллекторами), используя: несколько - не менее 4 ГДАС, установленных заданной сеткой на дне моря или по заданному профилю на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения, первичной обработке: измерения уровней и спектров СМШИ УВ внутри контура, а также уровней и этого СМШИ УВ вне контура, вторичной обработке: вычислении энтропии СМШИ УВ в контуре и за его пределами, окончательной обработке полученной информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ-залежи на площади разведки и типа залежи: нефтяная, газовая и т.д., отличается тем, что установление координат и глубин коллекторов (соответствующих геолого-геофизических структур) проводят на первом этапе реализации способа, а прием сигналов СМШИ УВ и ВМШИ УВ в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц, а также сигналов СМШИ и ВМШИ УВ-коллекторов в широкой полосе частот 1-10 Гц, над ними - на втором этапе реализации способа, при этом вместо (дорогостоящего при разработке, строительстве, содержании и эксплуатации) ПГФС используют стандартное геофизическое судно для работы по сейсморазведке 2D, на котором дополнительно размещено несколько - не менее четырех, маломерных и устойчивых к опрокидыванию плавательных средств (МУПС) с грузоподъемностью не менее 500 кг, обеспечивающих индивидуальную постановку-выборку в соответствующей измерительной точке измерения каждой из 4-х ГДАС, при этом каждая из ГДАС ставится на дно в режиме свободного падения, а поднимается каждая из ГДАС на поверхность моря по команде в режиме свободного всплытия (благодаря дополнительной плавучести, дополнительному якорю, необходимому запасу фала и замку, автоматически открываемому при приеме кодированного гидроакустического сигнала управления, излучаемого в диапазоне частот выше 3 кГц в заданное время с борта соответствующего МУПС с помощью опускаемого в воду малогабаритного гидроакустического излучателя), при этом на первом этапе дополнительно принимают частично рассеянные интенсивные гидроакустические волны с помощью СГПА КПГАС, при этом СГПА установлена не на корпусе судна, а на жестко закрепленном и буксируемом рядом с судном обтекаемом теле (которое может быть легко демонтировано или вновь установлено в заданном месте корпуса судна без специальной постановки его в док), при этом и СГИА КАГАС также установлена на втором жестко закрепленном и буксируемом рядом с судном обтекаемом теле, при этом на втором этапе вместо интенсивных гидроакустических волн в диапазоне частот 1-3000 Гц излучают, последовательно сочетая интервалы излучений и пауз, интенсивные гидроакустические волны в диапазоне частот, близких к резонансной частоте УВ-залежи в полосе частот 2,5-3,5 Гц, а также на частотах, близких к резонансной частоте коллектора (его пор, каверн и трещин) УВ-залежи в полосе частот 1-10 Гц, дополнительно в КПГАС формируют и излучают в направлении дна, а также дополнительно принимают отраженные от дна и рассеянные на придонных неоднородностях водной среды электромагнитные волны (ЭМ) накачки в диапазоне частот выше 3 кГц с амплитудой, эквивалентной амплитуде акустического давления 5×10²-10⁴ Па, с помощью излучающих и приемных антенн электромагнитных волн, установленных на жестко закрепленном и буксируемом рядом с ГФС обтекаемом теле, при этом наиболее целесообразно, что расстояния между БПНИА и ГДАС, а также между соседними ГДАС, должны находиться в пределах соответственно от полутора (~750 м) до двух с половиной (~1500 м) длин волн и от половины (~250 м) до полутора (~750 м) длин волн СМШИ УВ, при этом время регистрации сигналов СМШИ УВ и сигналов вынужденного (индуцированного) микросейсмического шумоизлучения (ВМШИ) УВ с помощью ГДАС до и после воздействия интенсивными гидроакустическими волнами как внутри, так и снаружи контура должно составлять не менее 30 минут, длительности возбуждений УВ и коллекторов должны быть не менее чем по 30 сек, время регистрации результатов возбуждений не менее 3 минут после окончания каждого возбуждения УВ и коллектора, при этом в качестве информационных признаков дополнительно, до и после возбуждения интенсивными гидроакустическими волнами, внутри и снаружи контура, в том числе при движении судна со скоростью 3,5-4 узла (6,5-7,4 км/ч) используют: форма спектра узкой (2,5-3,5 Гц) и относительно широкой (1-10 Гц) полос частот, форма спектра ВЧ модуляционных частот акустического и ЭМ происхождения, соотношения сигнал/помеха (С/П) в узкой и относительно широкой полос частот, дискретное и непрерывное по времени изменения интегральных уровней узкой и относительно широкой полос частот, а также ВЧ модуляционных частот акустического и ЭМ происхождения, площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при регистрации сигналов СМШИ УВ и сигналов ВМШИ УВ, а также комбинации этих признаков с установленными ранее весовыми коэффициентами.

На фиг.1-фиг.5 представлена структурная схема устройства, реализующего разработанный прямой способ поиска УВ. При этом: на фиг.1 иллюстрируется структурная схема с точки зрения общего принципа реализации разработанного способа; на фиг.2 иллюстрируется структурная схема преимущественно с точки зрения излучения и приема сигналов; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема преимущественно к КАГАС; на фиг.4 иллюстрируется структурная схема преимущественно к КАГИС; на фиг.5 иллюстрируется структурная схема преимущественно к проводниковой системе (ПС); на фиг.6 иллюстрируется структурная схема преимущественно к ГДАС.

На фиг.7 - фиг.11 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа прямого поиска УВ. При этом на фиг.7, для примера, иллюстрируется типовой геолого-геофизический разрез, по которому можно установить координаты и глубину коллектора; на фиг.8, для примера, иллюстрируются спектрограммы сигналов СМШИ УВ: нефтяной залежи (кривая №1 - точечки), газовой залежи (кривая №2 - короткие пунктирные линии), газоконденсатной залежи (кривая №3 - сплошная линия) и помехи (линия №4 - длинные пунктирные линии); на фиг.9, для примера, иллюстрируются типовые спектрограммы: ВЧ акустического сигнала накачки на частоте 16 кГц в отсутствие СМШИ УВ (кривая №2) и при наличии СМШИ УВ под ГФС, а также акустической помехи в диапазоне частот от 1 Гц до 3 кГц; на фиг.10, для примера, иллюстрируются типовые изменения амплитуд по профилю над УВ-залежью: НЧ сигнала СМШИ УВ (кривая №1 - волнистая сплошная линия), ВЧ сигнала разностной частоты 15,997 кГц (кривая №2 - сплошная сильно изрезанная линия), ВЧ сигнала акустической накачки 16 кГц (кривая №3 - короткие пунктирные линии), НЧ помехи (кривая №4 - длинные пунктирные линии); на фиг.11 и фиг.12 иллюстрируются сонограммы НЧ сигнала 28,5 Гц при использовании ВЧ акустического сигнала накачки 16 кГц и ВЧ электромагнитного (с близкими к акустическому параметрами) сигнала накачки 16 кГц соответственно.

При этом выбраны следующие условные обозначения для сигналов: НЧ сигналы в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц - СМШИ УВ f₁ и ВМШИ УВ , в широкой полосе частот 1-10 - СМШИ коллектора f₂ и ВМШИ коллектора ; НЧ зондирующие сигналы для лоцирования (возбуждения) различных объектов: геолого-геофизических структур - в диапазоне частот 1-3000 Гц F₁, коллектора - в широкой полосе частот 1-10 Гц F₂ и УВ - в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц F₃, также соответствующие им НЧ эхо-сигналы: , и ; НЧ ВРЧ Ω_i=ω₂-ω₁ для лоцирования различных объектов: Ω₁ - УВ в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц, Ω₂ - коллектора в широкой полосе частот 1-10 Гц, Ω₃ - слоя осадков над УВ-залежью в широком диапазоне частот 1-3000 Гц, Ω₄ - слоя ПДЗРС над УВ-залежью в широком диапазоне частот 1-3000 Гц, а также соответствующие им НЧ эхо-сигналы , - отраженных от УВ, - отраженных от коллектора, - отраженных от слоя осадков над УВ-залежью, - отраженных от слоя ПДЗРС над УВ-залежью; ВЧ акустических сигналов накачки на близких частотах ω₁ и ω₂, для формирования в нелинейной среде НЧ ВРЧ Ω_i; ВЧ акустический сигнал ω₃ для лоцирования слоя осадков над УВ-залежью и слоя ПДЗРС над УВ-залежью, а также его ВЧ эхо-сигнал ; ВЧ акустический сигнал накачки ω₄ для обеспечения работы акустического тракта нелинейного приема НЧ сигналов; ВЧ электромагнитный сигнал накачки ω₄ для обеспечения работы электромагнитного тракта нелинейного приема НЧ сигналов; ВЧ волны акустических комбинационных частот: ω₄±Ω_i, ω₄±f_i; ВЧ волны комбинационных частот: ВЧ электромагнитных и НЧ акустических: ω_эм±Ω_i, ω_эм±f_i.

Устройство содержит (фиг.1 - фиг.5): УВ-залежь (1) - объект поиска, расположенную на продуктивном горизонте над и под породами с различными геолого-геофизическими свойствами, в верхней части наружного горизонта друг на другом расположены: осадочный слой (дно) и придонный звукорассеивающий слой (ПДЗРС): растворенные и не растворенные в воде пузырьки газа, продукты жизнедеятельности и др. При этом ГФС (2) постоянно находится в приповерхностном ЗРС (ППЗРС): пузырьки воздуха, образованные в результате ветрового волнения, продукты жизнедеятельности МБО и др., содержит: спуско-подъемное устройство (3) и КИК (4). При этом на ГФС (2) размещено несколько - не менее четырех, МУПС (5), на каждом из которых, в свою очередь, установлено по одной ГДАС (6), по одной ПС (7) и по одному малогабаритному подъемному устройству (8). При этом к корпусу ГФС (2) жестко: на первом (9) и втором (10) креплениях - вываливающихся за обводы корпуса, а затем прочно фиксирующихся штангах, ниже киля ГФС (2) закреплены соответственно первое (11) и второе (12) хорошо обтекаемые тела (бульбы), а за кормой ГФС (2), с помощью первой (13) и второй (14) лебедок, а также первого (15) и второго (16) кабель-тросов, буксируются БПНИА (17) и БПНПА (18), соответственно, размещенные в первом (19) и втором (20) мягко (на кабель-тросе) буксируемых обтекаемых телах соответственно.

В свою очередь КИК (4) содержит: НЧ - в диапазоне частот ниже 3 кГц, излучающее ГАС (21), выход которой посредством первого кабель-троса (15) соединен с БПНИА (17), размещенной в первом мягко буксируемом обтекаемом теле (19), выставляемом (выбираемом) при помощи первой лебедки (13); НЧ приемное ГАС (22), вход которой посредством второго кабель-троса (16) соединен с БПНПА (18), размещенной во втором мягко буксируемом обтекаемом теле (20), выставляемом (выбираемом) при помощи второй лебедки (14); электронно-вычислительную (23) машину (ЭВМ); КАГАС (24) с СГИА (48), установленной на первом (11) хорошо обтекаемом теле (бульбе), а также КПГАС (25) с СГПА (54), установленной на втором (12) хорошо обтекаемом теле (бульбе).

При этом НЧ излучающее ГАС (21) содержит: параллельно соединенные: первый НЧ генератор (26) сигналов F₁ в диапазоне частот 1-3000 Гц, второй генератор (27) НЧ сигналов F₂ в широкой полосе частот 1-10 Гц и третий генератор (28) НЧ сигналов F₃ в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц. Выходы генераторов: (26), (27) и (28), через коммутатор (29) режимов излучения, последовательно электрически соединены с НЧ усилителем мощности (30) интенсивных гидроакустических волн на частотах F₁, F₂ и F₃, первым кабель-тросом (15), размещенным на первой лебедке (13) и БПНИА (17), установленной на первом буксируемом обтекаемом теле (19).

При этом НЧ приемное ГАС (22) содержит электрически соединенные: БПНПА (18), установленную на втором буксируемом обтекаемом теле (20), выход которой, посредством второго кабель-троса (16), размещенного на второй лебедке (14), последовательно соединен с первым предварительным НЧ усилителем (31), первым диапазонным НЧ фильтром (32) и первым основным НЧ усилителем (33), с выходов которого параллельно по трем соответствующим каналам НЧ эхо-сигналы на частотах: , и последовательно поступают: в диапазоне частот 1-3000 Гц - на первый интегратор (34) и далее на соответствующий вход ЭВМ (23); в широкой полосе частот 1-10 Гц - на первый широкополосный фильтр (35), второй интегратор (36) и далее на соответствующий вход ЭВМ (23); в узкой полосе частот 2,5-3,5 Гц - на первый узкополосный фильтр (37), третий интегратор (38) и далее на соответствующий вход ЭВМ.

При этом КАГАС (24) содержит: тракт (39) нелинейного (параметрического) излучения НЧ гидроакустических сигналов, который, в свою очередь, содержит: канал (40) формирования и нелинейного излучения двух гидроакустических ВЧ - в диапазоне частот выше 3 кГц, сигналов накачки на близких частотах ω₁ и ω₂, которые в нелинейной водной среде преобразуются в НЧ ВРЧ Ω_i, канал (41) линейного приема НЧ эхо-сигналов ВРЧ - отраженных от УВ, - отраженных от коллектора, - отраженных от слоя осадков над УВ-залежью, - отраженных от слоя ПДЗРС над УВ-залежью; а также тракт (42) линейного излучения гидроакустических ВЧ сигналов, который, в свою очередь, содержит: канал (43) формирования и линейного излучения гидроакустического ВЧ сигнала на ω₃, канал (44) линейного приема ВЧ эхо-сигналов , отраженных от слоя осадков над УВ-залежью и от слоя ПДЗРС над УВ-залежью.

При этом канал (40) формирования и нелинейного излучения двух гидроакустических ВЧ сигналов накачки на близких частотах ω₁ и ω₂ в диапазоне выше 3 кГц содержит: параллельно и последовательно электрически соединенные: первый ВЧ генератор (45) сигналов ω₁, первый ВЧ усилитель мощности (46) и первый ВЧ гидроакустический излучатель (47), являющийся соответствующей частью СГИА (48); второй ВЧ генератор (49) сигналов ω₂, второй ВЧ усилитель мощности (50) и второй ВЧ гидроакустический излучатель (51), являющийся соответствующей частью СГИА (48). При этом канал (43) формирования и линейного излучения ВЧ гидроакустического сигнала на ω₃ в диапазоне выше 3 кГц содержит последовательно электрически соединенные: третий ВЧ генератор (51) сигналов ω₃, третий ВЧ усилитель мощности (52) и третий ВЧ гидроакустический излучатель (53), являющийся соответствующей частью СГИА (48). При этом канал (41) линейного приема НЧ эхо-сигналов ВРЧ содержит последовательно электрически соединенные: первый НЧ гидроакустический приемник (55), являющийся соответствующей частью СГПА (54), второй предварительный НЧ усилитель (56), второй диапазонный НЧ фильтр (57), второй основной НЧ усилитель (58) и четвертый интегратор (59), с выхода которого сигнал подают на соответствующий вход ЭВМ (23). При этом канал (44) линейного приема ВЧ эхо-сигналов содержит последовательно электрически соединенные: первый ВЧ гидроакустический приемник (60), являющийся соответствующей частью СГПА (54), первый предварительный ВЧ усилитель (61), первый ВЧ диапазонный фильтр (62), первый основной ВЧ усилитель (63) и пятый интегратор (64), с выхода которого сигнал подают на соответствующий вход ЭВМ (23).

При этом КАГПС (25) содержит: первый (акустический) тракт (65) нелинейного (параметрического) приема НЧ гидроакустических сигналов, который, в свою очередь, содержит: канал (66) формирования и излучения ВЧ - в диапазоне частот выше 3 кГц гидроакустического сигнала накачки ω₄, канал (67) акустического нелинейного приема: НЧ эхо-сигналов: , и , НЧ эхо-сигналов ВРЧ: , , и и НЧ сигналов f₁, , f₂ и f^/; второй (электромагнитный) тракт (68) нелинейного приема НЧ гидроакустических сигналов, который, в свою очередь, содержит: канал (69) формирования и излучения ВЧ - в диапазоне частот выше 3 кГц электромагнитного сигнала накачки ω_эм, канал (70) электромагнитного нелинейного приема НЧ эхо-сигналов: , и , НЧ эхо-сигналов ВРЧ: , , и и НЧ сигналов f₁, , f₂ и f^/, а также тракт (71) линейного приема НЧ эхо-сигналов и НЧ эхо-сигналов ВРЧ .

При этом канал (66) формирования и излучения ВЧ гидроакустического сигнала накачки ω₄ содержит последовательно электрически соединенные: четвертый ВЧ генератор (72) сигналов ω₄, четвертый ВЧ усилитель мощности (73), первое согласующее устройство (74) и четвертый ВЧ гидроакустический излучатель (75), являющийся соответствующей частью СГИА (48). При этом канал (69) формирования и излучения ВЧ электромагнитного сигна