Способ картирования магнитных аномалий-индикаторов залежей углеводородов
METHOD OF MAPPING MAGNETIC ANOMALIES-INDICATORS OF HYDROCARBON DEPOSITS

Изобретение относится к магниторазведке и, в частности, к обнаружению, выделению и интерпретации аномалий, являющихся индикаторами залежей углеводородов.
Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при поисках месторождений углеводородов на акваториях.
«К 1979 г. усилиями Т. Донова и его коллег было выяснено, что мигрирующие углеводороды могут заметно изменять намагниченность осадочных пород, создавая локальные магнитные аномалии, которые являются индикаторами залежей углеводородов, и их можно целенаправленно искать с помощью высокоточной аэромагнитной съемки» [5].
Мигрирующие углеводороды, попадая в трещиноватые с переменной пористостью породы, создают слабые локальные аномалии флуктуационного вида, которые могут быть приближены эффектами цепочек шарообразных намагниченных тел. Поэтому на положительных структурах с залежью часто наблюдаются «срезы» верхушек аномального магнитного поля в виде пилообразных (зубчатых) флуктуаций. Обнаружить их и выделить - это основная цель настоящего предложения.
Способы обнаружения аномалий типа залежь (АТЗ) в магнитном поле Земли (МПЗ) и при поисках месторождений нефти и газа практикуются уже давно. Это работы М.А. Киричек - по выделению «отрицательных» (т.е. уменьшение интенсивности МПЗ над положительными структурами в осадочном чехле и др.), работы А.А. Петровой и В.И. Колесовой - способ обнаружения минимумов в спектрах МПЗ, усложненный в тех или иных примерах математической обработкой, или В.М. Березина и др. - по градиентам полей одного или нескольких признаков [1].
Практически во всех способах и их модификациях, в т.ч. в заявке [2], которая может служить прототипом настоящего изобретения, аномалии выделяются косвенно, что сильно затрудняет их интерпретацию, так как способов интерпретации косвенных признаков пока не существует. Имеются лишь некоторые эмпирические предложения [1, 2]. Исключение составляет способ выделения аномалий М.А. Киричек. Однако это т.н. дельта-аномалии, которые очень трудно интерпретировать, да и их количество всегда гораздо больше аномалий типа залежь.
Представляют интерес такие способы, которые сохраняют физический смысл аномалий МПЗ, и поэтому они интерпретируются широко известными физически и математически обоснованными способами [4].
а
Для выделения аномалий ΔT, созданных мигрирующими углеводородами, необходимо из наблюденных или аномалий МПЗ вычесть эффект от всех неоднородностей геологического разреза, кроме аномалии от залежи. Такой суммарный эффект будет считаться фоном [4], а все, что отклоняется от него, - аномалией, которая отождествляется с аномалией АТЗ, имеет тот же смысл, что и (ΔТ), и может интерпретироваться известными в магниторазведке способами [3].
Известен также способ совместной интерпретации магнитометрических и гравиметрических данных, когда магнитометрические данные рассматриваются совместно с гравиметрическими ввиду большой общности теории магнитного и гравитационного полей. Вычисляются псевдогравитационные аномалии, представляющие собой вертикальные производные гравитационного потенциала, вычисленные на основании соотношения Пуассона по данным распределения магнитного поля (Z или ΔT) на плоскости измерений [6].
Псевдомагнитные аномалии - это производные магнитного потенциала, вычисленные на той же основе по распределению поля силы тяжести. Сопоставление псевдогравитационных и псевдомагнитных аномалий с соответствующими наблюденными полями позволяет более точно установить природу возмущающих объектов. Если псевдоаномалии и реальные аномалии совпадают, то магнитное и гравитационное поля обусловлены одними и теми же причинами [6].
g
Для выделения аномалий Донована с высокой точностью необходимо пользоваться наблюденными значениями аномалий магнитного поля Земли. Поэтому используем псевдомагнитные аномалии, вычисленные через гравитационные аномалии. Тогда в качестве оценок аномалий Донована будет выступать разница (ΔТ) между аномалиями магнитного поля и псевдомагнитными аномалиями.
Псевдомагнитные аномалии могут быть вычислены также по статистическим зависимостям магнитного (ΔТ) и гравитационного (Δg) полей [4].
Задачу разделения "будем решать путем разделения аномального поля на две составляющие, одна из которых связана с заданным признаком функциональной зависимостью, а вторая не связана. Требуется найти такие критерии, которые позволят выбрать оптимальное разделение и оценить его надежность. Исследуемое поле ΔТ(x, y) представим в виде аддитивной случайной модели
где ψ(x, y) - составляющая поля, которую необходимо выделить;
1
ψ(x, y) - составляющая поля, которая несет информацию об известном параметре, например Δg(x, y);
ε(x, y) - помеха.
1
Составляющую поля ψ(x, y) представим в виде
Тогда исследуемое поле запишется:
1
где ϕ(x, y) - нормирующий коэффициент, значения которого зависят от координат x и y. Составляющие ψ(x, y) и ψ(x, y) представим в виде полиномов, оценку коэффициентов которых произведем методом наименьших квадратов:
где ϕ(x, y)Δg(x, y) - псевдомагнитная аномалия, ψ(x, y) - составляющая ΔT(x, y), не связанная с гравитационным полем.
Тогда оценкой псевдогравитационной аномалии будет служить ϕ(x,y)Δg(x,y).
В качестве критериев оценки оптимального сочетания степеней полиномов выберем ошибку аппроксимации, которая должна быть минимальной, и коэффициент корреляции между Δg(x, y) и {ΔТ(x, y)-ψ(x, y)}, который должен быть максимальным.
g
Полученные значения ΔТ содержат локальные аномалии на профилях и на карте, которые выделяются общеизвестными в магниторазведке способами, предназначенными для выделения аномалий на фоне помех [7].
Способ пригоден для любых районов. Технический результат - повышение точности локальных магнитных аномалий (аномалии Донована), связанных с месторождениями углеводородов и являющихся индикаторами залежей углеводородов.
Источники информации
1. Березкин В.М., Киричек М.А., Кунарев А.А. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа. М.: «Недра», 1978 г., 223.
2. Способ поиска нефтегазовых месторождений с измерением магнитного поля Земли, RU 2169384 C1.
3. Под редакцией В.Е. Никитского и Ю.С. Глебовского, Магниторазведка / Справочник геофизика. М.: «Недра», 1980 г., 367 с.
4. Паламарчук В.К. Разделение магнитных аномалий путем исключения теоретических эффектов тел-помех. Геология и Геофизика, ж. 2, Новосибирск, НАУКА, 1986.
5. Бабаянц П.С., Блох Ю.И., Буш В.А., Трусов А.А. Интерпретация аэрогеофизических данных при поисках месторождений нефти и газа / Разведка и охрана недр, 5, май 2006. С. 13-17.
6. Патент №2133048, Поздоровкин Г.А.
7. А.А. Никитин. Статистические методы выделения геофизических аномалий. М.: «Недра», 1979.