Способ электромагнитной рекогносцировочной съемки с управляемым источником

Номер патента: 10674

Опубликовано: 30.10.2008

Авторы: Срнка Леонард Дж., Павлов Дмитрий, Вармунд Лесли А.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ идентификации резистивных аномалий при проведении электромагнитной съемки с управляемым источником подземной области съемки, содержащий:

(a) разделение области съемки по меньшей мере на две части;

(b) получение электромагнитных данных из одной части области съемки и

(c) анализ данных из упомянутой одной части при одновременном получении данных из следующей части.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(с) до тех пор, пока не будут получены и проанализированы данные из всех частей области съемки.

3. Способ по п.1, в котором, если проанализированные данные из части области съемки раскрывают резистивную аномалию, удовлетворяющую предварительно заданному критерию, получают дополнительные данные, представляющие более плотную сетку мест расположения электромагнитных приемников в непосредственной близости к аномалии.

4. Способ проведения электромагнитной съемки с управляемым источником в подземной области съемки, содержащий:

(a) разделение области съемки по меньшей мере на две части;

(b) выбор части области съемки;

(c) размещение электромагнитных приемников в виде предварительно заданной совокупности по сетке в выбранной части области съемки;

(d) перемещение электромагнитного источника в множество положений вдоль предварительно заданных линий источника по упомянутой сетке и

(e) получение зарегистрированных электромагнитных данных из приемников и передачу этих данных для анализа при одновременном повторении этапов (b)-(е) для следующей части области съемки.

5. Способ по п.4, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(е) до тех пор, пока не будет проведена съемка для всех частей области съемки.

6. Способ по п.4, в котором последовательные части, в которых была проведена съемка, выбирают на основе непосредственной близости друг к другу.

7. Способ по п.4, в котором результаты анализа из одной части области съемки получают в области съемки до завершения съемки следующей части области съемки.

8. Способ по п.4, в котором, если проанализированные данные из части области съемки раскрывают резистивную аномалию, удовлетворяющую предварительно заданному критерию, выполняют повторную съемку в непосредственной близости к упомянутой аномалии, используя сетку с более плотным интервалом мест расположения электромагнитного источника и приемников, причем упомянутую повторную съемку выполняют перед перемещением оборудования для съемки на значительно большее расстояние от упомянутой аномалии.

9. Способ по п.8, в котором результаты анализа из одной части области съемки получают в области съемки до завершения съемки следующей части области съемки.

10. Способ по п.8, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(е) до тех пор, пока не будет проведена съемка во всех частях области съемки.

11. Способ по п.4, в котором область съемки расположена под водой и электромагнитный источник буксирует вдоль линий источника.

12. Способ по п.4, в котором заранее не доступна какая-либо информация о существовании резистивных аномалий в области съемки.

13. Способ добычи углеводородов из подземной области, содержащий следующее:

(а) выполняют электромагнитную съемку с управляемым источником в подземной области, причем упомянутую съемку выполняют в области съемки и она содержит следующие этапы:

(i) область съемки разделяют по меньшей мере на две части;

(ii) выбирают часть области съемки;

(iii) разворачивают электромагнитные приемники в виде заданной совокупности по сетке в выбранной части области съемки;

(iv) перемещают электромагнитный источник в множество положений вдоль предварительно заданных линий источника по упомянутой сетке и

(v) получают зарегистрированные электромагнитные данные от приемников и передают эти данные для анализа при одновременном повторении этапов (ii)-(v) для следующей части области съемки; и

(b) добывают углеводороды по меньшей мере из одной скважины, пробуренной в соответствии с резистивными аномалиями, идентифицированными в электромагнитных данных.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

010674 По данной заявке испрашивается приоритет предварительной заявки 60/689420 на патент США,поданной 10 июня 2005 г. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, в общем, относится к области геофизических изысканий, включая оконтуривание ресурса, и более конкретно к области электромагнитной разведки с управляемым источником(ЭМУИ, CSEM). В частности, изобретение направлено на способ проведения поисково-разведочных работ и картографирования имеющих экономическое значение подземных месторождений углеводородов или других объектов, обладающих электрическим сопротивлением или электропроводностью, с использованием электромагнитной разведки с управляемым источником ("ЭМУИ"). Уровень техники Настоящее изобретение направлено на решение проблемы использования технологий ЭМУИ для разведки месторождений углеводородов на участках с большой площадью, в частности, когда доступна незначительная информация о потенциальных объектах разведки или такая информация не доступна вообще. Электромагнитная разведка с управляемым источником представляет собой установленный геофизический способ идентификации электрически аномальных электропроводных или резистивных объектов под землей. См., например, Kaufman and Keller, Frequency and transient soundings, Elsevier Science B.V. (1983. ЭМУИ типично, но не обязательно используется для разведки подподверхностных областей, расположенных под водой (морская ЭМУИ или "MCSEM" (МЭМУИ; то есть ЭМУИ можно проводить как на суше, так и в морской среде. Месторождения полезных ископаемых, месторождения углеводородов и другие геологические объекты, включая вулканические, карбонатные и солевые объекты, могут иметь значения удельного электрического сопротивления, отличающиеся от фоновых значений (Zhdanov and Keller, The geoelectricalmethods in geophysical exploration, Elsevier Science B.V. (1994. Съемку МЭМУИ можно использовать для измерения таких подповерхностных различий в морских условиях. По большей части съемка МЭМУИ выполняется с использованием движущегося судна, буксирующего погруженный в воду источник электромагнитного сигнала, обычно горизонтальный электрический дипольный передатчик, над областью, в которой установлены неподвижные электромагнитные приемники на линии буксировки или рядом с ней, на дне или рядом с дном. Приемники регистрируют принимаемые электромагнитные сигналы как функцию времени. Насколько известно авторам данной заявки, все съемки МЭМУИ, полученные до настоящего времени, были проведены в режиме, который можно назвать ориентированным на объект разведки режимом. В ориентированном на объект разведки режиме съемки размещают, разрабатывают, получают и анализируют с учетом специфичных подповерхностных объектов, обычно имеющих научную или экономическую значимость, которые были идентифицированы ранее с использованием сейсмических данных или другой информации. В отличие от этого, если съемка МЭМУИ может быть выполнена в режиме, который можно назвать режимом разведки (или режимом геолого-разведочных работ), съемки могут быть размещены, разработаны, получены и проанализированы независимо от специфичных подповерхностных объектов или без использования какой-либо ранее имевшейся информации. Такой подход мог бы обеспечить возможность съемки участков с большой площадью на море и оценки вероятности наличия или отсутствия электроразведочных аномалий, соответствующих месторождениям углеводородов,или других электрически резистивных или электропроводных объектов, имеющих экономическое значение. Однако выполнение такого способа потребовало бы инновационных подходов к ряду аспектов обычной съемки МЭМУИ. В настоящем изобретении предложены такие методики. За последние несколько лет съемка МЭМУИ все чаще используется (в ориентированном на объект разведки режиме) для детектирования, картографирования и характеризации месторождений углеводородов, расположенных под морским дном. В ориентированном на объект разведки режиме геологическую съемку размещают, разрабатывают, получают и анализируют относительно специфических объектов разведки, обычно обладающих научной или экономической значимостью, которые были ранее идентифицированы с использованием сейсмических данных или другой информации. Это связано с двумя основными факторами. Во-первых, оптимальный отклик на сигнал МЭМУИ в значительной степени зависит от оптимизации параметров съемки для того, чтобы наилучшим образом исследовать объект съемки. Во-вторых, интерпретация данных МЭМУИ в отсутствие другой информации, как известно, не является уникальной; см., например, патент США 6603313 автора Srnka. Однако несколько исследований показали, что, когда сбор данных оптимизирован для конкретного объекта разведки и данные МЭМУИ интегрированы с априорной информацией, полученной из сейсмических или других данных, относящихся к местоположению, глубине, размеру, форме и параметрам залежи этого объекта, данные МЭМУИ можно использовать для оценки типа пластового флюида. См., например, Kong, F.N., et al., "Seabed logging: A possible direct hydrocarbon indicator for deepsea prospects using EM energy", Oil and Gas Journal, 3038 (May 13, 2002). В связи с этим возник значительный интерес к технологии МЭМУИ. При проведении обычной ориентированной на объект разведки съемки МЭМУИ, параметры, такие как длина объекта, ширина и толщина, глубина объекта, расположенного под дном моря, и окружающую трехмерную резистивную структуру используют для определения оптимальных местоположений передатчика и приемника для оконтуривания этого специфичного объекта. Результаты моделирования и полученные в полевых условиях результаты показывают, что использование оптимального местоположения-1 010674 передатчика и приемника может быть критическим при отображении подземных месторождений, в частности для малых, глубоких и/или протяженных объектов или для объектов, характеризуемых малым электрическим контрастом с окружающими подземными объектами. Это связано с тем, что для большинства объектов разведки максимальный отклик МЭМУИ регистрируют рядом с краями объекта, где электромагнитная энергия низкой частоты проходит по наибольшему пути через резистивный объект и вокруг него. Аналогично, при проведении обычной, ориентированной на объект разведки съемки такие параметры, как глубина воды, глубина объекта ниже дна моря и окружающая трехмерная резистивная структура,используют для расчета оптимальной частоты съемки для оконтуривания конкретного объекта разведки. При проведении съемки МЭМУИ передатчик генерирует электромагнитные поля, пропуская токи с выбранной низкочастотной периодической формой колебаний в землю. Как правило, для МЭМУИ используют обычные прямоугольные колебания с чередующейся полярностью. Они имеют широкий частотный спектр (последовательность косинусных колебаний), но энергия концентрируется в одном основном компоненте. Такой тип "узкополосных" колебаний фокусирует большую часть передаваемой энергии на глубинах, которые лучше всего позволяют оконтурить исследуемый объект. Кроме того, при проведении обычной, ориентированной на объект разведки съемки данные МЭМУИ обычно анализируют путем сравнения измеренного отклика с 1D, 2D или (предпочтительно) 3D (одномерными, двумерными или трехмерными) прямыми, итеративными ЭМ (ЕМ, электромагнитными) моделями, построенными на основе имеющейся априорной информации. В качестве альтернативы удельные сопротивления под землей можно определить путем нормализации данных электромагнитного поля по измеренным или синтетическим фоновым значениям. Также для интерпретации удельного сопротивления по данным МЭМУИ обычно используют способ электромагнитной инверсии. Полная цифровая инверсия, однако, требует чрезвычайно интенсивной вычислительной обработки, и обычно результаты улучают путем включения априорной информации. В настоящем изобретении решается проблема использования технологии МЭМУИ для поиска месторождений углеводородов на участках с большой площадью на море, в частности, в случаях, когда доступно мало информации о потенциальных объектах разведки или такая информация отсутствует вообще. В таком режиме разведки съемка может быть размещена, разработана, получена и проанализирована независимо от специфичных подповерхностных объектов или какой-либо заранее существующей информации. Возможность получения электромагнитных данных при разведке или в режиме с большой базой приемников, а не в ориентированном на объект разведки режиме, ранее рассматривалась в опубликованной литературе. Большинство из этих примеров не относятся к МЭМУИ и включают в себя оценку неглубокой батиметрии, проводимой с использованием средств электромагнитной разведки, установленных на самолетах, которые детектируют соляные рассолы или шлейфы загрязнения с применением бортовой и/или наземной электромагнитной разведки и исследуют наличие минеральных месторождений или углеводородных месторождений с использованием самолета и/или наземной разведки. В патентных публикациях WO 01/57555 и WO 02/14906 (авторы изобретения Ellingsrud и др.) раскрыт"способ поиска подземного месторождения, содержащего углеводороды". В WO 01/57555, однако, не представлено какое-либо конкретное описание, каким образом выполняются размещение, разработка, получение и анализ данных, кроме как в предпочтительном, ориентированном на объект разведки режиме (в котором "известны приблизительная структура и местоположение месторождения"). В WO 02/14906 приведено описание съемки в "неопределенной области", в которой "требуется провести картографирование удельного сопротивления верхних слоев" (страница 8, строки 10-12). Таким образом, требуется разработать полностью работоспособный способ выполнения МЭМУИ в истинном режиме разведки. Настоящее изобретение обеспечивает такой способ. Сущность изобретения В одном варианте осуществления изобретение направлено на способ проведения электромагнитной съемки с управляемым источником подземной исследуемой области съемки, содержащий:(а) разделения области съемки по меньшей мере на две части;(b) выбор одной части области съемки;(с) размещение электромагнитных приемников в виде предварительно заданной конфигурации по сетке в выбранной части области съемки;(d) перемещение электромагнитного источника в множество мест расположения вдоль предварительно заданных линий источника по упомянутой сетке и(е) получение зарегистрированных электромагнитных данных от приемников и передача этих данных для анализа при одновременном повторении этапов (b)-(е) для следующей части области съемки. По существу, одновременное проведение анализа данных из одной части области съемки с получением данных из другой, предпочтительно расположенной рядом или по соседству части, обеспечивает возможность обнаружения резистивных аномалий в первой части, выполнения повторной съемки с использованием с более плотной сеткой мест расположения источника/приемника, в то время как оборудование для проведения съемки находится поблизости. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны из следующего подробного описания и приложенных чертежей, на которых:-2 010674 на фиг. 1 показано расположение совокупности приемников и линий буксировки источника для трех фаз съемки МЭМУИ; на фиг. 2 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая один вариант осуществления настоящего изобретения; на фиг. 3 А-С представлены три разных примера плана съемки по сетке; на фиг. 4 А 1, 4 А 2, 4 В 1 и 4 В 2 показаны форма колебаний и частотные спектры для узкополосных(4 А 1-2) и широкополосных (4 В 1-2) колебаний; на фиг. 5 показана карта примера съемки рекогносцировочного типа для крупной сетки и на фиг. 6 А и 6 В показана карта резистивных аномалий, детектируемых по результатам съемки,представленной на фиг. 5, и на фиг. 6 В также показана карта планируемой съемки по более плотной сетке над одной из аномалий. Изобретение будет описано в отношении предпочтительных вариантов его осуществления. Однако представленное ниже подробное описание конкретного варианта выполнения или конкретного использования изобретения предназначено только для иллюстрации, и его не следует рассматривать как ограничение объема изобретения. Наоборот, предполагается, что оно охватывает все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в пределы сущности и объема изобретения, которые определены приложенной формулой изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения Настоящее изобретение направлено на способ разведки с использованием ЭМУИ углеводородных месторождений с применением перемещающейся трехмерной съемки ЭМУИ. Следующее описание относится к съемке ЭМУИ, выполняемой в морских условиях, или МЭМУИ; однако, способ в соответствии с изобретением не ограничивается применением на море. Способ характеризуется исходным "масштабом детектирования" или "грубой сеткой" трехмерной рекогносцировочной съемки МЭМУИ, быстрой обработкой и анализом данных, выполняемых одновременно со сбором данных, и (в некоторых вариантах осуществления) одной или больше съемкой МЭМУИ с "плотной сеткой", выполняемой в малых областях, содержащих представляющие интерес электрически резистивные или электропроводные аномалии,идентифицированные по результатам съемки с грубой сеткой. Эта концепция иллюстрируется на фиг. 1. На фиг. 1 представлены графики в виде карты грубой сетки для двух фаз рекогносцировочной съемки в масштабе детектирования, после чего следует съемка третей фазы с более мелким масштабом над резистивной аномалией, идентифицированной на фазе 1. Кружками обозначены (стационарные) местоположения приемников, и пунктирными линиями обозначены линии буксировки источника. Фазы 1 и 2 выполняют на соседних участках. Дополнительные места 11 расположения приемников и линии 12 буксировки источника для съемки в мелком масштабе в области фазы 3 очевидны при изучении фиг. 1. Съемка МЭМУИ в "мелком масштабе" всех участков большой площади, то есть съемка с получением данных с достаточной плотностью для оценки электромагнитных (ЭМ) свойств всех потенциально экономических резистивных или электропроводных аномалий в области съемки, была бы слишком дорогостоящей. С другой стороны, съемка с "грубой сеткой" или съемка в масштабе детектирования, по своей сути,не обеспечивает требуемой пространственной разрешающей способности для характеризации подземных объектов. Например, размещение приемников с промежутком 44 км было бы менее чем оптимальным для объекта с удельным сопротивлением 100 Ом/м, с размерами 700400 м, расположенного на глубине 1000 м ниже уровня моря на фоне 1 Ом/м, и, следовательно, представляет собой в этом контексте грубую сетку. Соответствующая плотная сетка для того же гипотетического примера могла бы иметь интервал 11 км. Опубликованные ранее описания съемки МЭМУИ проводили в ориентированном на объект разведки режиме по двум причинам. Во-первых, при стандартном применении этот инструмент является высокочувствительным к местоположению, ориентации, глубине и размеру исследуемого объекта и неправильная идентификация любого из этих параметров может легко привести к ошибочным выводам. Вовторых, при стандартном применении данные анализа МЭМУИ, как известно, являются не уникальными. Ориентированные на объект разведки съемки МЭМУИ типично используют для разрешения геофизических гипотез, например заполнено ли конкретное месторождение, полученное по трехмерным сейсмическим данным, солевым раствором или углеводородами. Однако, применяя свойства настоящего изобретения, МЭМУИ можно использовать для разведки углеводородов или других резистивных или электропроводных объектов, представляющих экономический интерес, в отсутствие априорных знаний. Свойства, описанные в некоторых вариантах осуществления изобретения, включают в себя следующие: 1) использование экономического анализа при разработке плана съемки (для определения пороговых значений детектирования экономически целесообразных объектов разведки); 2) получение данных с использованием трехмерной сетки в областях, в которых мало доступной информации о потенциальных объектах разведки или такая информация не доступна; 3) использование широкополосных форм колебаний для получения данных, что обеспечивает возможность детектирования в определенном диапазоне глубин объектов разведки при одном проходе линии источника; 4) использование быстрой обработки и анализа и-3 010674 5) использование многоэтапной съемки, включающей исходную рекогносцировочную съемку в режиме детектирования с грубой сеткой и последующую съемку с более плотной сеткой над аномалиями,детектированными с использованием съемки с грубой сеткой. Способ в соответствии с настоящим изобретением можно использовать в случаях, когда отсутствует информация, относящаяся к потенциальным подземным объектам разведки. Он также может быть модифицирован и может применяться в случаях, когда доступна информация о подземных объектах. На фиг. 2 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая один вариант осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. На этапе 100 выполняют анализ для определения размера, глубины и характера, требуемого для потенциальных электрорезистивных или электропроводных объектов разведки в пределах области съемки,чтобы они были экономичными. Этот анализ проводят с использованием стандартных способов, хорошо известных специалистам в данной области техники. На этапе 102 определяют фоновое удельное сопротивление. Предпочтительно это выполняется путем получения и анализа данных МЭМУИ из одного или больше местоположений в области проведения съемки. В качестве альтернативы оценку фонового удельного сопротивления можно выполнить с использованием измерений в скважинах, магнитотеллурических измерений или значений из аналогичных местоположений. Определение фонового удельного сопротивления выполняют с помощью всех таких способов с использованием стандартных технологий, хорошо известных специалисту в данной области техники. На этапе 104 выполняют разработку рекогносцировочной съемки МЭМУИ в масштабе детектирования по грубой сетке в области съемки. Это включает в себя определение местоположений источника и приемников и форм колебаний и частот для съемки данных. При выполнении ориентированной на объект разведки съемки МЭМУИ такие съемки используют для оконтуривания подповерхностных электрических свойств объектов, месторасположение которых было ранее определено и охарактеризовано обычно с использованием сейсмических данных и данных других типов. Места расположения совокупности источников и приемников оптимизируют на основе местоположения, ориентации, формы, размера и глубины объекта разведки. При рекогносцировочных исследованиях цель выполнения съемки в масштабе детектирования по грубой сетке состоит в детектировании присутствия или отсутствия потенциально экономически целесообразных объектов в пределах изучаемой области. В случае, когда не доступна априорная информация о подземных объектах, инструменты обычно размещают в виде равномерной сетки по всей площади проведения съемки. Эта сетка не обязательно должна быть прямоугольной, как показано на фиг. 1. Например, можно использовать радиальные линии буксировки источника. Оптимальное месторасположение передатчика и приемника и промежутки между ними представляют собой функцию множества факторов, включающих в себя фоновое удельное сопротивление и глубину, размер, соотношение размеров, ориентацию и другие характеристики потенциальных экономически целесообразных объектов. Экономическая эффективность достигается путем оптимизации пространственных промежутков передатчика и приемников. На основе экономического анализа, выполняемого на этапе 100, можно определить распределение и промежутки совокупности передатчиков и приемников таким образом, чтобы крупные, потенциально экономические целесообразные объекты имели высокую вероятность детектирования, в то время как мелкие, обычно экономически нецелесообразные объекты, имели более низкую вероятность детектирования. Без ограничения объема изобретения в случае, когда не доступна априорная информация, может быть экономически эффективным модифицировать план рекогносцировочного исследования для случая, где доступна априорная информация о подземных объектах. Например, можно использовать прямоугольные, а не квадратные сетки съема информации, в случае, когда известны тенденции изменения осадков или структуры. Кроме того, совокупности источников и приемников могут быть предпочтительно ориентированы вдоль структурных высот, если известно их место расположения. Кроме того, съемка может быть сведена к минимуму или исключена через синклинальные бассейны. На фиг. 3 А-С показаны три примера обычных конфигураций передатчика и приемников, представленных в виде карт. И снова здесь места расположения приемников обозначены кружками и линии буксировки источника (если предположить, что используется подвижный источник) показаны пунктирными линиями. Следует отметить, что совокупности приемников и источников не обязательно должны географически совпадать (например, см. фиг. 3 А), и структуры передатчиков могут включать в себя одно (фиг. 3 С), два (фиг. 3 А), три (фиг. 3 В) или больше основных направлений. Сетки не обязательно должны быть равномерными или непрерывными в областях съемки. Другой аспект при конструировании рекогносцировочного исследования (этап 104) состоит в разработке или выборе формы электромагнитных колебаний и основной частоты съемки данных. При выполнении съемки МЭМУИ электромагнитные поля генерируют путем подачи передатчиком электрических токов (или магнитных полей) с выбранной периодической низкочастотной формой колебаний в землю или морскую воду/дно моря. Форма колебаний передатчика определяет частотное содержание,распределение и относительные амплитуды частот, то есть синусоидальные компоненты, присутствующие в разложении Фурье периодической формы колебаний источника. При выполнении ориентированной на объект разведки съемки, как правило, используют прямоугольные колебания с чередующейся полярностью. Они имеют широкий спектр частот (последовательности косинусных колебаний), но их энер-4 010674 гия концентрируется в одном фундаментальном компоненте, который представлен пиком 41 в частотном спектре (фиг. 4 А 2) прямоугольного колебания (фиг. 4 А 1). В такой "узкополосной" форме колебаний большая часть передаваемой энергии фокусируется на глубинах, которые лучше всего позволяют оконтурить исследуемый объект разведки (объект). Фундаментальную частоту съемки данных выбирают с учетом фоновых удельных сопротивлений (этап 102) и глубины объекта разведки. "Широкополосные" формы колебаний, такие как колебания с "тремя пиками", раскрытые в публикации Lu и Srnka WO 2004/093521, являются предпочтительными для проведения рекогносцировочных исследований МЭМУИ. Такие формы колебаний распределяют передаваемую энергию на несколько равных или приблизительно равных по магнитуде компонентов в диапазоне частот с равным (или приблизительно равным) промежутком на логарифмической шкале частот, обеспечивая, таким образом, возможность детектирования потенциальных электрических аномалий в предварительно определенном диапазоне глубин объектов разведки за каждый проход вдоль линии источника. Благодаря такой форме колебаний обеспечивается возможность распределять передаваемую энергию в предварительно определенном диапазоне глубин,которые могут содержать экономически ценные объекта разведки. Форма колебаний и спектры для узкополосного квадратного колебания иллюстрируются на фиг. 4 А 1 и 4 А 2 и для широкополосных трехпиковых колебаний иллюстрируются на фиг. 4 В 1 и 4 В 2. В качестве альтернативы при значительно больших расходах совокупность передатчиков может быть развернута в области, представляющей интерес, множество раз при выполнении передачи на разных частотах за каждый проход. (См., например, патентные публикации WO 01/57555 и WO 02/14906, авторы Ellingsrud и др.) На этапе 106, как показано на фиг. 2, рекогносцировочное исследование в масштабе детектирования разделяют на две или больше части для съема данных на разных фазах. При этом площадь съемки разделяют на части или фазы. Как показано на последующих этапах (110 и 112), такой вариант выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением подразумевает одновременную обработку и анализ данных, полученных на предыдущих фазах, при съеме данных на последующих фазах. Оптимальное разделение исследования на части выполняют с учетом таких факторов, как геометрические условия съемки, максимальное время разворачивания приемников (в настоящее время ограничено сроком работы батарей), временный график смены морских и геофизических экипажей (обычно каждые 5-6 недель) и аналогичные факторы. Затем на этапе 108 получают данные МЭМУИ первой фазы. При этом может использоваться любая методика получения данных МЭМУИ. Обычно электромагнитные приемники размещают в запланированных местах расположения, активируют источник в виде горизонтального электрического диполя, и буксируют его на глубине вдоль планируемых линий буксировки передатчика, и затем извлекают электромагнитные приемники, содержащие записи данных. В качестве альтернативы можно использовать любые соответствующие совокупности электромагнитных источников, стационарные или подвижные,(такие, как проволочные петли или сегменты проводов с любой ориентацией). Аналогично, можно использовать любые соответствующие совокупности стационарных или подвижных электромагнитных приемников (такие, как дипольные антенны или катушки с любой ориентацией). Затем на этапах 110 и 112, по существу, одновременно выполняют два рабочих процесса. Данные,снятые по грубой сетке, полученные на первой фазе съемки данных, быстро обрабатывают и анализируют на этапе 110. Одновременно на этапе 112 выполняют съем данных МЭМУИ во второй фазе съема данных. Практически одновременное выполнение этих рабочих процессов представляет собой критический компонент настоящего изобретения. Быстрые обработка и анализ данных обеспечивают возможность съемки данных в ходе последующих съемок с более высокой разрешающей способностью по более плотной сетке при том же размещении оборудования, что и для исходной грубой сетки, шкалы детектирования и рекогносцировочного исследования. Это позволяет провести измерения с временным разрешением над электрическими аномалиями и может свести к минимуму затраты на съемку данных. Учитывая чувствительность ко времени конкурентных исследований залежей углеводородов и принимая во внимание тот факт, что затраты, связанные с мобилизацией персонала и транспортными расходами в этой специализированной технологии геофизических исследований, могут составлять много сотен тысяч долларов США (при этом затраты, связанные со съемкой данных, могут составлять миллионы долларов США), обработка и анализ исходных данных вместе с одновременной съемкой данных на следующей фазе представляет собой важное свойство изобретения. Быстрая обработка и анализ данных могут быть выполнены на борту судна, проводящего съемку,или в другом месте путем передачи данных с судна с использованием спутниковых каналов передачи данных, вертолета или другого средства. При использовании достаточных вычислительных ресурсов обработка данных может быть выполнена быстро, с применением стандартных методик, хорошо известных специалистам в данной области техники. Быстрый анализ данных может быть выполнен разными способами с целью получения объемов или карт значений удельного сопротивления или относительного удельного сопротивления. Предпочтительно используют ограниченную или неограниченную автоматизированную трехмерную цифровую инверсию,которая позволяет получить наиболее надежный объем значений удельного сопротивления. Однако в настоящее время, учитывая объемы расчетов, нереально быстро решить задачу инверсии для больших съемок МЭМУИ в масштабе детектирования. В качестве альтернативы можно использовать приблизитель-5 010674 ную инверсию или быстрое отображение. Такие подходы включают в себя квазилинейные (Zhdanov и др., "Electromagnetic inversion using quasi-linear approximation", Geophysics 65, 1501-1513 (2000 и квазианалитические инверсии (Zhdanov et al., "3D inversion of electromagnetic data based on the quasi-analyticalAbstracts, 692-695 (2004 и способы ограниченной или неограниченной регуляризованной 2-мерной инверсии (Tompkins and Weaver, "Methods for the visualization and interpretation of marine controlled-sourceelectromagnetic data", SEG 74th Annual Meeting and Int'l Exposition, Denver, CO (2004. Кроме того, можно использовать нормализацию данных, которая включает в себя методику с одним смещением на одной частоте, описанную автором Ellingsrud, и др. ("Remote sensing of hydrocarbon layers by seabed logging(SBL): Results from a cruise offshore Angola", The Leading Edge, 972-982 (2002, или методику с мультисмещениями на многих частотах, описанную Green, et al. (U.S. Provisional Application No. 60/659325(2004. Эти публикации представляют собой примеры способов выполнения обработки и анализа данных. Затем на этапе 114 по фиг. 2 принимают решение на основе анализа и отображения на карте значений удельного сопротивления, полученных на этапе 110, следует ли получить данные МЭМУИ с использованием более плотной сетки над какими-либо резистивными аномалиями, детектированными на фазе съемки с крупной сеткой на этапе 108. (Используемый здесь термин "резистивные аномалии" следует понимать как включающий низкое удельное сопротивление (проводящие аномалии) в дополнение к аномалиям, характеризуемым высоким удельным сопротивлением.) Поскольку многие подземные объекты являются электрорезистивными, включая соль, карбонат, вулканические литологии и литологии геологического фундамента, может быть важным различать потенциальные аномалии, ассоциированные с месторождениями, заполненными углеводородами, от ассоциированных с другими электрорезистивными или электропроводными подземными объектами. Это можно выполнить, используя анализ визуализации,геологической интерференции и анализ структуры карты по сравнению с картами или объемами данных резистивности или относительной резистивности, полученными на этапе 110. Любые другие возможно доступные данные, такие как сейсмические, гравитационные, магнитотеллурические данные или данные,снятые в скважинах, могут быть интегрированы в анализ. Если на этапе 114 будет принято решение о получении данных с более плотной сеткой над резистивными аномалиями, такую съемку разрабатывают на этапе 116. Обычно область съемки с более мелким масштабом представляет собой подчасть части области съемки, которая была проведена на этапе 108, на основании которой на этапе 114 было принято решение получить более подробные данные. Однако "подчасть" может составлять всю часть или любые другие области, охватывающие части, определенные на этапе 106, и данные, полученные на этапе детектирования, позволяют обосновать необходимость проведения дополнительных, более подробных исследований. Используя съемку с более мелким масштабом, разработанную на этапе 116, получают данные МЭМУИ в области подчасти съемки, и на этапе 114 может быть принято другое решение в отношении необходимости получения дополнительных данных. Процесс может повторяться множество раз в соответствии с необходимостью. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения одна или больше съемок с мелким масштабом, выполненных в результате утвердительного решения, принятого на этапе 114, получают приоритет над получением данных на этапе 112 в следующей части области съемки. Смысл этого состоит в том, чтобы свести к минимуму расстояние, на которое требуется перемещать оборудование, используемое для съемки. После получения достаточного количества данных по плотной сетке цикл возобновляют, переходя с этапа 112 на этап 110 и обратно на этап 112 до тех пор, пока не будут сняты и проанализированы данные для всех частей съемки, идентифицированных на этапе 106, с дополнительными данными для плотной сетки, полученными, как обозначено на этапе 114. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения переход от одной части области съемки к следующей выполняют, используя в качестве критерия близкое расположение, с перемещением в смежную или соседнюю часть для минимизации затрат, связанных с перемещением оборудования. После того, как больше не потребуется снимать дополнительные данные, на этапе 122 получают последний объем данных или карту подземных резистивностей. Пример Следующий пример иллюстрирует, как съемку МЭМУИ с грубой сеткой можно использовать для детектирования резистивных аномалий без априорной информации, относящейся к размерам, местам расположения или глубинам потенциальных объектов разведки. Также представлено, как быстрый анализ и устройства визуализации можно использовать для отображения на карте этих резистивных аномалий и определения места расположения съемки с более плотной сеткой над потенциальными объектами разведки, идентифицированными по результатам съемки с грубой сеткой. На фиг. 5 представлена разработка фактической грубой съемки МЭМУИ. Здесь места расположения приемников обозначены треугольниками и линии представляют линии буксировки источника. Съемка состоит из 5 линий буксировки северо-восточного направления длиной приблизительно по 70 км каждая,11 линий буксировки юго-восточного направления длиной приблизительно по 35 км каждая и 39 приемников, расположенных в местах пересечения линий буксировки. 24 приемника в северной части области исследования распределены с промежутком 55 км; 15 приемников в южной части области исследования-6 010674 распределены с промежутком 105 км. На фиг. 6 А показана карта, сформированная в результате быстрой интерпретации данных съемки,полученных на этапе 110 по фиг. 2. На карте представлены объекты с удельным сопротивлением, большим чем 2,5 Ом/м в области съемки. Глубина объектов обозначена шкалой серого цвета. В результате быстрого анализа фиг. 6 А может быть принято решение, что геологическое тело 61 представляет интерес и что следует получить больше данных из области, расположенной рядом с этим геологическим телом(этап 114 на фиг. 2). Если используется оборудование для съемки, все еще находящееся в непосредственной близости, благодаря одновременному выполнению этапов 110 и 112, это оборудование может быть быстро перенесено обратно в часть области съемки, представленную на фиг. 5, и развернуто в виде плотной сетки в подчасти 62 области съемки, как показано на фиг. 6 В. Приведенное выше описание направлено на конкретные варианты выполнения настоящего изобретения с целью его иллюстрации. Для специалистов в данной области техники, однако, понятно, что возможно множество модификаций и изменений описанных здесь вариантов выполнения. Предполагается,что все такие модификации и изменения находятся в пределах объема настоящего изобретения, который определен приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ идентификации резистивных аномалий при проведении электромагнитной съемки с управляемым источником подземной области съемки, содержащий:(a) разделение области съемки по меньшей мере на две части;(b) получение электромагнитных данных из одной части области съемки и(c) анализ данных из упомянутой одной части при одновременном получении данных из следующей части. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(с) до тех пор, пока не будут получены и проанализированы данные из всех частей области съемки. 3. Способ по п.1, в котором, если проанализированные данные из части области съемки раскрывают резистивную аномалию, удовлетворяющую предварительно заданному критерию, получают дополнительные данные, представляющие более плотную сетку мест расположения электромагнитных приемников в непосредственной близости к аномалии. 4. Способ проведения электромагнитной съемки с управляемым источником в подземной области съемки, содержащий:(a) разделение области съемки по меньшей мере на две части;(b) выбор части области съемки;(c) размещение электромагнитных приемников в виде предварительно заданной совокупности по сетке в выбранной части области съемки;(d) перемещение электромагнитного источника в множество положений вдоль предварительно заданных линий источника по упомянутой сетке и(e) получение зарегистрированных электромагнитных данных из приемников и передачу этих данных для анализа при одновременном повторении этапов (b)-(е) для следующей части области съемки. 5. Способ по п.4, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(е) до тех пор, пока не будет проведена съемка для всех частей области съемки. 6. Способ по п.4, в котором последовательные части, в которых была проведена съемка, выбирают на основе непосредственной близости друг к другу. 7. Способ по п.4, в котором результаты анализа из одной части области съемки получают в области съемки до завершения съемки следующей части области съемки. 8. Способ по п.4, в котором, если проанализированные данные из части области съемки раскрывают резистивную аномалию, удовлетворяющую предварительно заданному критерию, выполняют повторную съемку в непосредственной близости к упомянутой аномалии, используя сетку с более плотным интервалом мест расположения электромагнитного источника и приемников, причем упомянутую повторную съемку выполняют перед перемещением оборудования для съемки на значительно большее расстояние от упомянутой аномалии. 9. Способ по п.8, в котором результаты анализа из одной части области съемки получают в области съемки до завершения съемки следующей части области съемки. 10. Способ по п.8, дополнительно содержащий повторение этапов (b)-(е) до тех пор, пока не будет проведена съемка во всех частях области съемки. 11. Способ по п.4, в котором область съемки расположена под водой и электромагнитный источник буксирует вдоль линий источника. 12. Способ по п.4, в котором заранее не доступна какая-либо информация о существовании резистивных аномалий в области съемки. 13. Способ добычи углеводородов из подземной области, содержащий следующее:(а) выполняют электромагнитную съемку с управляемым источником в подземной области, причем-7 010674 упомянутую съемку выполняют в области съемки и она содержит следующие этапы:(i) область съемки разделяют по меньшей мере на две части;(ii) выбирают часть области съемки;(iii) разворачивают электромагнитные приемники в виде заданной совокупности по сетке в выбранной части области съемки;(iv) перемещают электромагнитный источник в множество положений вдоль предварительно заданных линий источника по упомянутой сетке и(v) получают зарегистрированные электромагнитные данные от приемников и передают эти данные для анализа при одновременном повторении этапов (ii)-(v) для следующей части области съемки; и(b) добывают углеводороды по меньшей мере из одной скважины, пробуренной в соответствии с резистивными аномалиями, идентифицированными в электромагнитных данных.

МПК / Метки

МПК: G01V 3/02, G06F 19/00

Метки: рекогносцировочной, способ, съемки, электромагнитной, управляемым, источником

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-10674-sposob-elektromagnitnojj-rekognoscirovochnojj-semki-s-upravlyaemym-istochnikom.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ электромагнитной рекогносцировочной съемки с управляемым источником</a>

Похожие патенты