Спосіб пошуку покладів вуглеводнів

Реферат: UA 77951 U UA 77951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сейсмічних досліджень та може бути використана під час пошуку покладів вуглеводів. В наш час практично всі роботи, пов'язані з пошуком нафтогазових родовищ, так або інакше зв'язані із сейсмічною розвідкою. Використання інфразвукового діапазону частот при сейсмічній розвідці обмежено наявністю локальної техногенної зашумленості земної поверхні. Це призводить до того, що зареєстрований сигнал містить не тільки властивий сейсмічний фон Землі, який несе інформацію про наявність або відсутність покладу, але й запис переміщення по поверхні Землі у зоні пошуку. Традиційно сейсмічна розвідка являє собою реєстрацію розповсюдження у земній корі сейсмічних коливань, що генерують, з наступною математичною обробкою отриманих даних. Означений математичний аналіз зареєстрованих сейсмічних коливань у кінцевому результаті зводиться до їх виділення і відповідного очищення на фоні мікросейсмічних та техногенних шумів з наступною обробкою з використанням різних методів Фур'є - аналізу. Відомий спосіб пошуку покладів вуглеводнів, що включає реєстрацію сейсмічних коливань поверхні Землі за всіма вимірюваними параметрами протягом часу, достатнього для запису статистично достовірного шумового сигналу у низькочастотному діапазоні від 0,5 до 20 Гц від приймачів, розташованих на відстані один від одного, аналіз отриманих результатів на наявність інформаційного сигналу, який випромінюється продуктивним пластом, та визначення наявності та продуктивності покладу за зміненням спектральної потужності інформаційного сигналу (патент РФ № 2321024, МПК G01V1/00, 2006.01.). Для проведення пошуку вуглеводів використовують дві системи широкодіапазонних вертикальних датчиків швидкостей зміщення. При цьому одна система стаціонарно розміщена на опорному пункті та здійснює безперервну реєстрацію поля мікросейм, а друга система широкодіапазонних сейсмодатчиків у вигляді просторової групи послідовно переміщується від першої на відстань від 750 м до 2,5 км по всіх намічених пунктах вимірів, які розташовані біля свердловин з відомими параметрами нафтоносності. За результатами обробки спостережень на параметричних пунктах прогнозують сумарні нафтонасичені товщини нафтогазоносних пластів. Недоліком відомого рішення є те, що описаний спосіб не дозволяє з точністю провести інтерпретацію та правильну розшифровку знятої інформації сейсмодатчиків, так як для низькочастотного діапазону характерне мале поглинання у різних середовищах, наслідком чого низькочастотні хвилі у земній корі можуть розповсюджуватися на дуже далекі відстані. Чим більша глибина залягання нафтогазоносного пласта, тим графік амплітудно-частотної характеристики з амплітудними сплесками зміщується у низькочастотну область із загасанням корисного сигналу по всім гармонікам. Це суттєво ускладнює інтерпретацію та правильну розшифровку інформації, отриманої від сейсмодатчиків. На великих глибинах часто буває складно визначити основну частоту, а тим паче другорядну гармоніку корисного сигналу. Тому достовірно провести фільтрацію та цифрову обробку даних з великих глибин стає проблематично. Задачею корисної моделі є удосконалення способу пошуку покладів вуглеводнів, в якому шляхом забезпечення отримання резонансного сейсмосигналу досягають можливості визначення достовірних та точних даних для виявлення вуглеводів з великих глибин. Поставлена задача вирішується тим, що у способі пошуку покладів вуглеводнів, що включає реєстрацію сейсмічних коливань поверхні Землі за всіма вимірюваними параметрами на протязі часу, достатнього для запису статистично достовірного шумового сигналу у низькочастотному діапазоні від 0,5 до 20 Гц, від приймачів, розташованих на відстані один від одного, аналіз отриманих результатів на наявність інформаційного сигналу, який випромінюється продуктивним пластом, та визначення наявності та продуктивності покладу за зміненням спектральної потужності інформаційного сигналу, згідно з корисною моделлю реєстрацію сейсмічних коливань проводять з використанням системи приладів, яка складається з вертикальних однокомпонентних сейсмодатчиків, що заміряють вертикальну складову сигналу та розташовані у вузлах мережі досліджуваного регіону, та широкосмугових трикомпонентних сейсмодатчиків, які реєструють сейсмічні сигнали по вертикальній та двом горизонтальним компонентам, орієнтованим у напрямку північ-південь та схід-захід, рівномірно розташованих між однокомпонентними сейсмодатчиками, аналізують інформацію на наявність ділянок з техногенними перешкодами, виключають їх з подальшого розгляду, проводять аналіз отриманих результатів на наявність інформаційного сигналу, який випромінюється продуктивним пластом, та за зміненням спектральної потужності інформаційного сигналу визначають передбачувану ділянку з наявністю та продуктивністю покладу, на якій крім однокомпонентних сейсмодатчиків та одного широкосмугового трикомпонентного сейсмодатчика установлюють низькочастотний генератор малої потужності для генерування 1 UA 77951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигналу у досліджуваному діапазоні частот з повторним записом сигналів сейсмодатчиків, проводять аналіз сигналів до генерування сигналу низькочастотним генератором та після генерування, проводять розрахунки спектрів потужності інформаційних сигналів та за збільшенням амплітуди спектральних ліній визначають наявність, потужність та глибину залягання пластів вуглеводнів. При послідовному генеруванні сигналу малої потужності по всьому спектру значень проводять детальне сканування мікросейм у досліджуваному частотному діапазоні. При наближенні частоти зовнішньої дії, яка є наслідком дії низькочастотного генератора, до деяких значень, які визначувані властивостями геосистеми, відбувається різке зростання амплітуди вимушених коливань, тобто резонанс. За допомогою цього ефекту можна виділити та посилити навіть дуже слабкі сигнали. Суть корисної моделі пояснюється кресленням: На фіг. 1 зображено схему розташування датчиків при регіональному мікросейсмічному дослідженні, на фіг. 2 зображено схему розташування датчиків при детальному мікросейсмічному дослідженні. Спосіб здійснюють таким чином. Обстеження району проводять у два етапи, а саме регіональні дослідження та детальні дослідження. Регіональні дослідження проводять за допомогою системи приладів, яка складається з вертикальних однокомпонентних сейсмодатчиків 1, що заміряють вертикальну складову сигналу, та широкосмугових трикомпонентних сейсмодатчиків 2, які реєструють сейсмічні сигнали по вертикальній та двом горизонтальним компонентам, орієнтованим у напрямку північпівдень та схід-захід, уловлюють сейсмічні сигнали, оцифровують їх та передають для подальшої обробки. При цьому вертикальні однокомпонентні сейсмодатчики 1 розташовують у вузлах мережі досліджуваного регіону, а широкосмугові трикомпонентні сейсмодатчики 2 рівномірно розташовують між однокомпонентними сейсмодатчиками 1. Як приклад наведена схема розташування датчиків при регіональному мікросейсмічному дослідженні (фіг. 1). При регіональному дослідженні площі 15×15 км були використані 16 однокомпонентних датчиків 1 та три трикомпонентних датчики 2. Попередню обробку та інтерпретацію отриманих мікросейсмічних сигналів проводять у декілька кроків. Спочатку будують спектрограму сигналу для візуальної оцінки спектральної стійкості сигналу та рівня шуму для кожної одиниці виміру, тобто надається двомірне уявлення сигналу як функції, що показує залежність амплітуди від часу, яка характеризує зміну спектру потужності у часі. Далі проводять фільтрацію техногенних перешкод (техногенні вузькосмугові та техногенні перешкоди ударного типу). їх виділення та видалення з корисного мікросейсмічного сигналу роблять шляхом використання алгоритмів регресійного аналізу та рекурентних оцінок випадкових тимчасових рядів. Також використовують робасний алгоритм кореляційноспектрального аналізу випадкових процесів та алгоритм адаптивної фільтрації широкосмугових сигналів на фоні вузько смугових перешкод та флуктуаційного шуму. Далі проводять обчислення підсумкових спектрів Фур'є сейсмічного сигналу за відфільтрованими ділянками сейсмозаписів з використанням алгоритмів швидкого перетворення Фур'є, що є швидким алгоритмом обчислення дискретного перетворення Фур'є. В силу конструктивних особливостей кожний прилад має свою гранично припустиму амплітудно-частотну характеристику. Тому для врахування цих особливостей здійснюють нормалізацію спектрів Фур'є кожного з датчиків на свою власну амплітудно-частотну характеристику. Для нормування спектрів у кожній точці дослідження проводять згортку підсумкового з кривою нормування датчика, який використовували на точці дослідження. Попередня обробка результатів полягає в дослідженні отриманих амплітудно-частотних характеристик на кожній одиниці вимірювання. Отримані амплітудно-частотні характеристики досліджують на наявність аномалії мікросейсмічного сигналу на низьких частотах (1…10 Гц). Для низькочастотного звуку характерне мале поглинання у різних середовищах, наслідком чого є розповсюдження низькочастотних хвиль у земній корі на дуже далекі відстані. Чим більша глибина залягання нафтогазоносного пласта, тим більше графік амплітудно-частотної характеристики з амплітудними сплесками зміщується у низькочастотну область із загасанням корисного сигналу за всіма гармоніками, що суттєво ускладнює інтерпретацію та правильну розшифровку інформації, отриманої від сейсмодатчиків. На великих глибинах часто буває 2 UA 77951 U 5 10 15 20 складно визначити основну частоту, а тим паче другорядну гармоніку корисного сигналу. Тому є проблемою достовірно провести фільтрацію та цифрову обробку даних з великих глибин. При виявлені стійких аномалій сигналу на досліджуваних ділянках приймається рішення про проведення детального дослідження даного району. Для цього на виділених ділянках крім однокомпонентних сейсмодатчиків та одного широкосмугового трикомпонентного сейсмодатчика установлюють низькочастотний генератор малої потужності для генерування сигналу у досліджуваному діапазоні частот з повторним записом сигналів сейсмодатчиків. Як прилад наведена схема розташування датчиків при детальному мікросейсмічному дослідженні, де на площі 1×1 км були використані 16 однокомпонентних датчиків 1, один трикомпонентний датчик 2 та низькочастотний віброгенератор малої потужності 3 (фіг. 2). Під час детальних мікросейсмічних досліджень, послідовно генеруючи сигнал малої потужності по всьому спектру значень, проводять детальне сканування мікросейм у досліджуваному частотному діапазоні. Так як корисний сигнал є поляризованим, тобто векторним, на аномальних частотах спостерігається ефект збільшення амплітуди корисного сигналу на всіх гармоніках, тобто резонанс. Причиною резонансу є збільшення амплітуди досліджуваного сигналу, тобто збіг зовнішньої (збудливої) частоти із власною частотою геосистеми. За допомогою явища резонансу можна виділити та посилити дуже слабкі коливання. Явище полягає у тому, що при деякій частоті сили, що змушує, коливальна система є особливо чутливою до дії цієї сили. Міра чутливості описується добротністю системи Q: Q 25 30 35 40 45 50 55 2f0 W , Pd де: f0 - резонансна частота коливань, W - енергія, що запасена у коливальній системі, Pd - потужність, що розсіюється. Досліджувальні сигнали находяться на спектрі у наступному діапазоні частот: Vs/H