СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ПОИСКА И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ СЕЙСМИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МЕТОДАМИ В ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЕ
METHOD OF A COMPLEX SYSTEM FOR THE SEARCH AND EXPLORATION OF HYDROCARBON DEPOSITS BY SEISMIC AND ELECTROMAGNETIC METHODS IN THE SHELF AREA

Изобретение относится к области поисков месторождений в акваториях, в частности к поискам месторождений нефти и газа.
Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при поисках месторождений на шельфе.
Известно устройство (US 7649803), в котором используются донные сейсмические станции, обеспечивающие измерение по 4 каналам (3 геофона+гидрофон) и позволяющие регистрировать все типы волн. Станции расставляются на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станций. Узлы крепления станций располагаются на веревке на строго фиксированном расстоянии, определяемом масштабом съемки.
Известно также устройство для электроразведочных работ (RU 2012111722), в котором электроразведочные станции с донными приемными линиями, оснащенными неполяризующимися электродами расставляются вдоль профиля наблюдения с равномерным шагом, обеспечивая измерение электрической составляющей электромагнитного поля.
Прототипом может служить съемка, выполненная сейсмическими и электроразведочными методами раздельно.
Однако в условиях акваторий и при наличии подводных течений выполнить такую съемку в одних и тех же точках не представляется возможным.
Поставленная задача решается с помощью донной приемной линии, оснащенной узлами крепления сейсмических станций. Линия длиной 500-1000 м состоит из кабеля с центральной грузонесущей частью, выполненной из стального троса или другого материала, например кевлара. На коренном конце приемной линии располагаются силовой узел крепления к электроразведочной станции, например карабин или разрезное звено и герметичный электрический разъем (герморазъем) для подключения к станции неполяризующихся электродов. На расстоянии 3-5 м от силового узла располагается узел крепления донной сейсмостанции, выполненный в виде звена цепи, разрезного звена или петли. Аналогичные узлы крепления сейсмостанций располагаются вдоль приемной линии с шагом 50 м. Приемные неполяризующиеся электроды (не менее двух) располагаются вдоль приемной линии в промежутках между узлами крепления сейсмостанций, на расстоянии не менее 5 м от ближайшей. Ходовой конец приемной линии оснащается вертлюгом с силовым узлом крепления к электроразведочной станции, аналогичным узлу на коренном конце.
При комплексных исследованиях требуется оценить возможное влияние источников сигнала на первичные преобразователи поля - источника упругих волн на электроды и генераторного диполя на гидрофоны и геофоны.
При измерении электромагнитных полей в электроразведке, как правило, используются неполяризующиеся или металлические электроды. И те и другие являются бароустойчивыми, поэтому продольные упругие волны, генерируемые сейсмоисточником, не будут оказывать на них влияния. Это же в полной мере относится и к возникающим в среде волнам смещения.
Анализ опытно-методических показывает, что электромагнитное поле не оказывает влияния на гидрофоны. Возможно лишь воздействие электромагнитного поля на геофоны, представляющие из себя индукционные катушки.
2
Измерительный датчик сейсмической станции представляет собой катушку медного провода с эффективной площадью примерно 0.6 м. Минимальный уровень сигналов, регистрируемых геофонами, находится около 0.1 мкВ. Любой внешний сигнал, превышающий данный уровень, может считаться помехой при измерении упругих колебаний. Во время включения и выключения тока за счет становления поля в катушке возникает электродвижущая сила.
1
2
В качестве упрощенной модели среды для оценки влияния импульсов тока генераторного электрода на геофоны была выбрана модель двухслойной горизонтально-слоистой среды, приближенной к мелководным районам Печорского моря: с удельными электрическими сопротивлениями (УЭС) первого слоя ρ=0,3 Ом⋅м, второго - ρ=4 Ом⋅м. Глубина моря полагалась равной 20 м.
Возбуждение электромагнитного поля в среде осуществляется посредством горизонтальной генераторной линии длиной около 500 м, в которой формируются прямоугольные импульсы тока порядка 500 А.
По результатам эксперимента белый фон соответствует уровню в 0,1 мкВ. Расчеты показали, что по крайней мере в квадрате со стороной, равной двойной длине генераторной линии, наводимые сигналы превышают заданный порог.
Полученные оценки показывают, что при синхронизации импульсов тока (экспериментально и/или теоретически) с сейсмическим сигналом возможна минимизация влияния тока на геофоны, поскольку максимумы возникающей помехи по времени будут находиться в интервалах прохождения прямой волны от источника упругих волн до сейсмической станции. Для малых глубин (менее 20 м) возбуждение аэромагнитного поля в среде производится за 0,02 с до сигнала с сейсмического преобразователя.
Таким образом, в состав измерительной части комплексной автоматизированной системы сбора (обработки) сейсмических и электромагнитных данных должны входить донные сейсмические и электроразведочные модули. Соотношение сейсмических и электромагнитных модулей должно быть в пределах от 20:1 до 5:1 в зависимости от масштаба сейсмической съемки.
Технический результат
Как показывает опыт, комплексирование сейсмических и электроразведочных данных позволяет повысить в два раза коэффициент успешности бурения. Поэтому насущной задачей является разработка технических решений, позволяющих совместить в пределах одного профиля технологии сейсмических и электроразведочных работ. Такая модификация уменьшает стоимость работ по сравнению с раздельной съемкой на профиле.