СПОСОБ ПОИСКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
METHOD OF RECONNOISSANCE OF HYDROCARBONS DEPOSITS

Изобретение относится к способам поиска месторождений полезных ископаемых, а именно к способам поиска месторождений углеводородов, и может найти применение при поиске нефтяных, газовых и нефтегазоконденсатных месторождений.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ поиска месторождений углеводородов, заключающийся в том, что выявляют на исследуемой нефтегазоносной площади (ИНП) посредством космической съемки геологические структуры, перспективные в отношении нефтегазоносности и используемые для выбора места заложения поисково-разведочных скважин (см. патент РФ №2165633, кл. G01V 9/00, 2001).
Недостатками известного способа являются его низкие функциональные возможности, обусловленные высокими рисками заложения ложных поисково-разведочных скважин при поиске месторождений углеводородов и низкой эффективностью обнаружения месторождений углеводородов.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей за счет снижения рисков заложения ложных поисково-разведочных скважин при поиске месторождений углеводородов и повышения эффективности обнаружения месторождений углеводородов.
Данный технический результат достигается за счет того, что в способе поиска месторождений углеводородов, заключающемся в том, что выявляют на исследуемой нефтегазоносной площади посредством космической съемки геологические структуры, перспективные в отношении нефтегазоносности и используемые для выбора места заложения поисково-разведочных скважин, согласно изобретению космическую съемку исследуемой нефтегазоносной площади выполняют как многопроходную радиолокационную съемку, полученные во время съемки данные обрабатывают по методу дифференциальной радиолокационной интерферометрии с целью обнаружения смещений земной поверхности для исследуемой нефтегазоносной площади, на которой регистрируют участки, имеющие текущие локальные воздымания земной поверхности, после этого с помощью имеющейся геолого-геофизической информации на исследуемой нефтегазоносной площади выявляют участки с отрицательными аномалиями гравитационного и магнитного полей, а места заложения поисково-разведочных скважин выбирают на участках исследуемой нефтегазоносной площади, где одновременно обнаружены отрицательные аномалии гравитационного и магнитного полей и текущие локальные воздымания земной поверхности.
Сущность данного способа состоит в том, что многопроходную радиолокационную космическую съемку территории ИНП осуществляют в одном и том же режиме съемки, то есть при одном и том же значении вертикального угла съемки; при одном и том же значении азимутального угла съемки; радиолокатором, испускающим зондирующую волну одной и той же длины; с одной и той же поляризацией радиолокационного сигнала; при одном и том же значении пространственного разрешения радиолокатора; при условии, что расстояние в пространстве между положениями радиолокатора при съемке различных проходов не превышает критического, определяемого из теории интерферометрии.
При соблюдении вышеперечисленных условий, обеспечивающих сохранение одного и того же режима съемки, использование многопроходной радиолокационной космической съемки позволяет получить данные, подходящие для дальнейшей дифференциальной интерферометрической обработки. Такая обработка радиолокационных снимков дает возможность получить карту смещений земной поверхности, которая представляет собой цифровой растровый файл, каждый пиксель (минимальный элемент цифрового растрового файла) которого соответствует площадке земной поверхности. Линейные размеры такой площадки земной поверхности соответствуют пространственному разрешению исходных радиолокационных данных, полученных от радиолокатора. При этом значение каждого пикселя соответствует смещению указанной выше площадки земной поверхности в направлении луча радиолокатора за период между двумя или более проходами, осуществленными при многопроходной радиолокационной съемке. Для преобразования смещений в направлении луча радиолокатора в вертикальные смещения необходимо осуществить проецирование векторов смещений в направлении луча радиолокатора на вертикаль к рассматриваемой земной поверхности (фактически, это является косинусным преобразованием и определяется умножением модулей векторов на косинус вертикального угла съемки).
Основными этапами дифференциальной интерферометрической обработки радиолокационных сигналов являются:
- Получение космических радиолокационных снимков одной и той же поверхности территории ИНП за разные даты (не менее двух снимков). Оптимальным является режим, при котором осуществляется до 10 проходов в год в течение периода времени не менее чем два года (чтобы выделить сезонные смещения земной поверхности);
- Отбор пар космических радиолокационных снимков одной и той же территории ИНП, но за разные даты;
- Построение интерферограмм (интерференционных картин) территории ИНП на основе отобранных пар космических радиолокационных снимков;
- Построение ожидаемой фазы рельефа территории ИНП с использованием уже имеющейся цифровой модели рельефа, полученной одним из известных способов, например, с помощью инструментальной топографической съемки или по результатам стереообработки аэрокосмических снимков и т.д.;
- Получение дифференциальных интерферограмм, отражающих смещения земной поверхности в значениях фазовых разностей за счет вычитания из полученных ранее интерферограмм (интерференционных картин) ожидаемой фазы рельефа земной поверхности. Следует отметить, что фазовая разность на дифференциальной интерферограмме, равная 2π, соответствует смещениям земной поверхности, равным половине длины зондирующей волны радиолокатора;
- Преобразование дифференциальных интерферограмм в карты смещений земной поверхности в метрической системе. Получаемые карты представляют собой цифровой растровый файл, каждый пиксель которого соответствует площадке земной поверхности с линейными размерами, соответствующими пространственному разрешению исходных радиолокационных данных. При этом значение каждого пикселя соответствует смещению данной площадки земной поверхности в направлении луча радиолокатора за период между двумя или более проходами при осуществлении многопроходной радиолокационной съемки;
- Преобразование смещений в направлении луча радиолокатора в вертикальные смещения, для чего осуществляется проецирование векторов смещений в направлении луча радиолокатора на вертикаль к рассматриваемой земной поверхности (фактически, это является косинусным преобразованием и определяется умножением модулей векторов на косинус вертикального угла съемки).
Далее, в пределах полученной карты вертикальных смещений отражающей земной поверхности выделяются области воздыманий. При этом период времени, за которой получены обрабатываемые данные многопроходной радиолокационной съемки, должен составлять не менее двух лет. Это позволяет произвести сглаживание обработанных данных и отделить области воздыманий от сезонных подвижек земной поверхности. Оконтурив области воздыманий за период наблюдений, получают возможность определить местонахождение месторождений углеводородов (УВ) в соответствии с предлагаемым способом. Современные геологические данные свидетельствуют о том, что обнаруживаемые воздымания, как правило, соответствуют положительным геологическим структурам на глубине, ответственным за запасы УВ.
Однако предположения о наличии возможного месторождения углеводородов по обнаруженной положительной геологической структуре в геологическом разрезе на территории ИНП еще не достаточно для принятия решения о бурении поисково-разведочных скважин. Дополнительно необходимо получить данные о наличии пористости или трещиноватости пород-коллекторов углеводородов в пределах данной положительной геологической структуры. Предположить наличие пористости или трещиноватости можно по результатам анализа данных гравиразведки и магниторазведки. Анализ может быть проведен или с помощью архивных данных, или - в случае их отсутствия для рассматриваемой территории ИНП - путем осуществления гравиразведки и магниторазведки. При этом следует иметь в виду, что отрицательные аномалии гравитационного и магнитного полей рассматриваемой территории ИНП, как правило, характеризуют пористые либо трещиноватые среды в геологическом разрезе.
Таким образом, отрицательные аномалии магнитного и гравитационного полей являются дополнительными сведениями о месторождении углеводородов, которые повышают надежность выявления УВ при бурении поисково-разведочных скважин.
Затем предварительно оконтуренные области полученных современных воздыманий земной поверхности пространственно сопоставляются с оконтуренными областями отрицательных аномалий гравитационного и магнитного полей для той же территории. Локальные участки совпадения областей современных воздыманий земной поверхности на территории ИНП с областями отрицательных аномалий гравитационного и магнитного полей рассматривают как геологические структуры, перспективные в отношении нефтегазоносности. Другими словами, при окончании всех наших действий и операций по данному способу можно ответственно принимать решение о бурении поисково-разведочных скважин для нахождения УВ.
Для осуществления данного способа могут быть использованы существующие средства радиолокационного космического зондирования, например ALOS PALSAR (Япония), ENVISAT ASAR (Европа), Radarsat-1 и Radarsat-2 (Канада), TerraSAR-X (Германия), CosmoSkyMed (Италия) и любые другие, которые доступны в период выполнения работ, предусматривающих реализацию данного способа. Многопроходная радиолокационная космосъемка должна осуществляться с одного - предварительно выбранного - радиолокационного спутника, в одном и том же режиме съемки. Выбор спутника и режима съемки осуществляется индивидуально для каждой конкретной ИНП с учетом типа природного или техногенного покрытия снимаемой территории ИНП.
Практическую реализацию способа рассмотрим на конкретном примере.
Пример реализации способа.
2
Способ поиска месторождений УВ реализован на территории Восточной Сибири, являющейся в настоящее время одной из приоритетных территорий поиска месторождений УВ. Поиск месторождений углеводородов осуществлялся на территории ИНП площадью приблизительно 100×100 км (10000 км).
Типом растительного покрытия рассматриваемой территории ИНП, как показывают геоэкологические исследования, является кедровая тайга. Для данного типа покрытия с учетом накопленного опыта применения данного способа был выбран радиолокатор с возможно большей длиной зондирующей волны в пределах радиоволновой области частот электромагнитного спектра. Это связано с тем, что при больших длинах зондирующих волн происходит компенсация помех в получаемой и регистрируемой интерференционной картине, которые возникают вследствие прохождения радиолокационного луча через кроны деревьев (в данном случае - кедр) и обратного рассеяния этого радиолокационного луча через кроны деревьев кедровой тайги.
По состоянию за период 2006-2009 гг. среди всех радиолокационных спутников, находящихся на орбите и пригодных для практической реализации данного способа, максимальной длиной зондирующей волны характеризуется бортовой радиолокатор PALSAR спутника ALOS (длина зондирующей волны - 23,5 см).
Радиолокационные снимки, сделанные аппаратурой ALOS PALSAR (радиолокатор PALSAR спутника ALOS), регистрировались приемными станциями, с которых передавались в центр компьютерной обработки.
Всего на различные участки территории ИНП было сделано от 5 до 10 последовательных радарных съемок за период с 2006 по 2009 г. (режим многопроходной радиолокационной космической съемки). При этом в центре компьютерной обработки производилась интерферометрическая обработка данных многопроходной радиолокационной космической съемки (по методу дифференциальной радиолокационной интерферометрии) с получением на выходе карт смещений земной поверхности. На этих картах в автоматическом режиме были оконтурены локальные участки современного воздымания земной поверхности (амплитудой от 5 миллиметров в год и более).
После этого с помощью имеющейся геолого-геофизической информации на территории ИНП выявлялись участки с отрицательными аномалиями гравитационного и магнитного полей. С этой целью для рассматриваемой территории Восточной Сибири был выполнен анализ архивных карт гравитационного и магнитного полей. При этом были оконтурены области отрицательных аномалий гравитационного и магнитного полей на данной территории.
Оконтуренные области отрицательных аномалий гравитационного и магнитного полей на территории ИНП были сопоставлены с зарегистрированными по данным многопроходной радиолокационной космической съемки участками локальных современных воздыманий земной поверхности.
Далее, в качестве геологических структур, перспективных в отношении нефтегазоносности, были определены те участки территории ИНП, на которых одновременно были выявлены отрицательные аномалии гравитационного и магнитного полей и текущие локальные воздымания земной поверхности, обнаруженные по результатам обработки данных многопроходной радиолокационной космической съемки по методу дифференциальной радиолокационной интерферометрии.
2
Общая площадь перспективных участков, выявленных на исследуемой территории ИНП, составила приблизительно 500 км. Эти перспективные участки были рекомендованы для поискового бурения. По результатам поискового бурения в пределах выявленных перспективных участков территории ИНП были обнаружены продуктивные нефтегазоносные структуры. При этом разведочные скважины, пробуренные в пределах этих продуктивных структур, дали промышленный приток природного газа из продуктивных отложений.
Использование предлагаемого изобретения позволяет расширить функциональные возможности за счет снижения рисков заложения ложных поисково-разведочных скважин при поиске месторождений углеводородов и повышения эффективности обнаружения месторождений углеводородов.