Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений


 


Владельцы патента RU 2635817:

Чернявец Владимир Васильевич (RU)

Изобретение относится к способам поиска морских нефтегазовых месторождений. Сущность: на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на ионы тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb), кадмия (Cd), серебра (Ag) и ртути (Hg). Выделяют аномалии в концентрациях тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний концентрации над фоном. Если аномалии серебра (Ag) и ртути (Hg) отсутствуют, то по форме и расположению аномалий Cu, Pb и Cd оконтуривают месторождение, вводя поправки в концентрации Cu, Pb и Cd, исключая влияние Ag и/или Hg по экспериментальным зависимостям. Выделяют аномалии в исправленных значениях Cu, Pb и Cd. По форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение. Дополнительно производят непрерывное измерение концентраций гелия посредством оптико-механического чипа, состоящего из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера. Регистрируют гелиевые аномалии посредством гелиевого детектора и модуля образцовых голографических матриц с записанными спектрами ЯМР атомов веществ в водной среде. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение надежности поисков, снижение трудозатрат.

 

Изобретение относится к области геофизики, а именно к электрометрическим методам на геохимической основе, и может быть использовано для поисков, уточнения морфологии морских месторождений нефти и газа.

Изобретение предназначено для использования на акваториях. Известна система, использующая комбинацию мощных источников сейсмических и электромагнитных волн для регистрации отклика от неглубо козалегающих углеводородных залежей в движении судна. Система состоит из мощных набортных источников энергии, регистрирующей аппаратуры и забортных линий с измерительными датчиками. Система прошла апробацию в Мексиканском заливе (Пискарев А.Л., Шумилов А.В. Электромагнитные аномалии над резервуарами углеводородов при проведении электроразведки буксируемой приемно-передающей линией // Каротажник, 2009, №1, с. 3-14 [1]).

Однако недостатками системы являются необходимость в мощных источниках энергии, малая глубинность исследований, потребность в крупнотоннажных и специально оборудованных судах, высокая стоимость работ и малая помехозащищенность. Известен метод сейсморазведки, который в течение многих лет применяется для поисков углеводородных залежей на море. Это наиболее распространенный метод отраженных волн - MOB ОГТ. Способ позволяет искать углеводородные месторождения, залегающие на разной глубине в геологическом разрезе (Гурвич И.И., Номоконов В.П. Сейсморазведка. Справочник геофизика, Недра, 1981, с. 464 [2]). Недостатками метода являются: влияние на биосистему моря, так как возбуждаемые взрывными источниками сейсмические сигналы оказывают существенное влияние на биогенную часть экосистемы, в том числе на промысловых рыб; громоздкость метода, требующая применения взрывных источников колебаний, длинных тяжелых забортных линий, необходимость использования крупнотоннажных оборудованных сложным спуско-подъемным оборудованием судов и большая стоимость работ. Известен также способ оценки содержания тяжелых металлов над нефтегазовыми месторождениями по результатам химического анализа проб воды, отобранной с разных водных горизонтов в заданной сети точек (Иванов Г.И. Геоэкология Западно-арктического шельфа России: литолого-экогеохимические аспекты// СПб.: Наука, 2006, 303 с.[3]). Однако этот способ трудоемкий, дорогостоящий, требующий больших затрат времени на дискретный пробоотбор, транспортировку проб к стационарной лаборатории и не позволяющий получить достоверную непрерывную информацию между точками проботбора.

Известен также способ поиска нефтегазовых месторождений по аномальной концентрации тяжелых металлов, которые непрерывно регистрируются в воде с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на эти ионы, сущность которого заключается в том, что над нефтегазоносными структурами в горных породах между залежью и дном акватории и в водной толще акватории образуются струйные ореолы рассеяния микроэлементов, мигрирующих из нефтегазовых месторождений (патент RU №2579159 С2,10.04.2016 [4]).

Известный способ поиска нефтегазовых месторождений по аномальной концентрации тяжелых металлов основан на том, что в водной толще происходят следующие явления: 1) вертикально вверх направленный квазиконвективный перенос газовыми пузырьками (в основном метаном, азотом, водородом) подвижных (ионных) форм нахождения металлов - «естественная» ионная флотация их;

2) турбулентное перемешивание вод;

3) перенос растворенных компонент морскими течениями;

4) поглощение растворенных компонент взвешенными частицами.

По экспериментальным данным форма аномалий и их распределение по площади, в первую очередь, зависит от инженерно-геологических характеристик и трещиноватости слоев, вмещающих залежь (покрышек). Типичное строение трещиноватости приводит к тому, что нефтяные месторождения характеризуются аномалиями, приуроченными к центральным частям месторождения, газовые и газогидратные - кольцевыми аномалиями. Недостатком известного способа является трудоемкость, связанная с профилированием морского дна в ледовых условиях посредством надводного корабля, а также ограничения в получении достоверной информации в связи необходимостью определения, какие генетически пространственные области экранов, перекрывающих нефтяные или газовые залежи, являются наиболее проницаемыми для потоков флюидов, несущих микроэлементы тяжелых металлов. К сожалению, известные структуры, расположенные на шельфе Баренцева и Карского морей с этой точки зрения, по сути дела, не изучены [4]. В тоже время, во всех углеводородных залежах содержится гелий. Этот газ обладает универсальными свойствами: он не генерируется микроорганизмами, как водород, и имеет более высокую проникающую способность, чем метан. Гелий беспрепятственно выходит на поверхность земли через микротрещины, где и фиксируется. Высокое его содержание говорит о том, что участок перспективен на геологические открытия (В. Пашков. Умный гелий ищет нефть.//Санкт-Петербургские ведомости, №90(5707), 24.05.2016). Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей с одновременным повышением достоверности результатов поиска нефтегазовых месторождений, а также снижение трудозатрат.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений, при котором на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на ионы тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb) и кадмия (Cd), производят измерение концентрации Ag и Hg, выделяют аномалии в концентрациях тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний концентрации над фоном, если аномалии серебра (Ag) и ртути (Hg) отсутствуют, то по форме и расположению аномалий Cu, Pb и Cd оконтуривают месторождение, вводя поправки в концентрации Cu, Pb и Cd, исключая влияние Ag и/или Hg по экспериментальным зависимостям, выделяют аномалии в исправленных значениях Cu, Pb и Cd и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение, дополнительно производят непрерывное измерение концентраций гелия, посредством оптико-механического чипа, состоящего из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера, регистрируют геливые аномалии, посредством геливого детектора и модуля образцовых голографических матриц с записанными спектрами ЯМР атомов веществ в водной среде.

Оптико-механический чип состоит из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера - полоски длиной 5 микрометров и толщиной 90 нанометров. Колебания кантилевера и определяют химический состав среды, в которой находится ЧИП. Анализ зарегистрированных характеристик выполняется посредством геливого детектора и модуля образцовых голографических матриц с записанными спектрами ЯМР атомов веществ

Предлагаемый способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений реализуется следующим образом.

На профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов и гелия с помощью косы, транспортируемой за судном и оснащенной оптико-механическими чипами, состоящими из нановолновода и прикрепленных к нему кантилеверов, избирательно реагирующих на ионы гелия и тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb) и кадмия (Cd).

Производят измерение концентрации Ag и Hg, выделяют аномалии в концентрациях тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний концентрации над фоном, если аномалии серебра (Ag) и ртути (Hg) отсутствуют, то по форме и расположению аномалий Си, Pb и Cd оконтуривают месторождение, вводя поправки в концентрации Cu, Pb и Cd, исключая влияние Ag и/или Hg по экспериментальным зависимостям, выделяют аномалии в исправленных значениях Cu, Pb и Cd и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение.

Дополнительно производят непрерывное измерение концентраций гелия, посредством оптико-механического чипа, состоящего из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера. Геливые аномалии регистрируют посредством геливого детектора и модуля образцовых голографических матриц с записанными спектрами ЯМР атомов веществ в водной среде.

При использовании прототипа важным является: определить, какие генетически пространственные области экранов, перекрывающих нефтяные или газовые залежи, являются наиболее проницаемыми для потоков флюидов, несущих микроэлементы тяжелых металлов, и отмечается, что «к сожалению, известные структуры, расположенные на шельфе Баренцева и Карского морей, с этой точки зрения, по сути дела, не изучены». При использовании предлагаемого способа эти ограничения отсутствуют. Использование геоэлектрохимического метода в модификации профилирования с использованием измерительного оптико-механического чипа, состоящего из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера, позволяет проводить непрерывные измерения концентраций металлов и гелия по профилю в процессе движения судна. Проведение таких измерений в комплексе с измерением напряженности магнитного поля позволяет решать поисковые задачи с большей эффективностью, чем при использовании сейсморазведки и известных способов электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений. При этом используются суда меньшего тоннажа, проведение спуско-подъемных технических операций значительно упрощается, а время проведения работ на конкретных перспективных площадях и их стоимость сокращается в 2-3 раза. Однако при определении ионов меди и свинца должны отсутствовать ионы серебра и ртути или они должны быть замаскированы комплексующими агентами. Последнее в море выполнить невозможно. Остается изучение дополнительно мешающих ионов серебра и ртути и исключение их влияния.

Как и в прототипе, исключение влияния мешающих ионов серебра и ртути можно выполнить либо путем выбора таких наблюдений, в которых нет ионов серебра и/или ртути, или путем оценки зависимости между ионами серебра и ртути и ложными аномалиями меди, и свинца, и кадмия. Такая зависимость может быть получена между концентрациями серебра и ртути и локальными аномалиями искомых элементов в виде одномерных и/или двумерных уравнений регрессии. Локальные аномалии при этом вычисляются путем сглаживания концентраций в заданном окне или полиномом заданной степени. Оптимальное окно или степень полинома выбираются по максимальной корреляции остаточных (локальных) аномалий с аномалиями серебра и ртути. Уравнения регрессии тоже можно оценивать или в целом по профилю, или в заданном окне. По результатам измерений выделяют аномалии в концентрации тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний над фоном, и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение.

При использовании предлагаемого способа электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений отсутствует необходимость уточнения концентрации элементов индикаторов с помощью дополнительных измерений концентраций мешающих элементов и выделяют в их концентрациях аномалии, контролирующие залежь.

Технический результат - повышение достоверности обнаружения месторождений нефти и газа в акваториях.

Источники информации

1. Пискарев А.Л., Шумилов А.В. Электромагнитные аномалии над резервуарами углеводородов при проведении электроразведки буксируемой приемно-передающей линией // Каротажник, 2009, №1, с. 3-14.

2. Гурвич И.И., Номоконов В.П. Сейсморазведка. Справочник геофизика. Недра, 1981, с. 464.

3. Иванов Г.И. Геоэкология Западно-арктического шельфа России: литолого-экогеохимические аспекты// СПб.: Наука, 2006, 303 с.

4. Патент RU №2579159 С2,10.04.2016 - прототип.

Способ электрохимических поисков морских нефтегазовых месторождений, при котором на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на ионы тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb) и кадмия (Cd), производят измерение концентрации Ag и Hg, выделяют аномалии в концентрациях тяжелых металлов по превышению амплитуды колебаний концентрации над фоном, если аномалии серебра (Ag) и ртути (Hg) отсутствуют, то по форме и расположению аномалий Cu, Pb и Cd оконтуривают месторождение, вводя поправки в концентрации Cu, Pb и Cd, исключая влияние Ag и/или Hg по экспериментальным зависимостям, выделяют аномалии в исправленных значениях Cu, Pb и Cd и по форме и расположению аномалий оконтуривают месторождение, отличающийся тем, что дополнительно производят непрерывное измерение концентраций гелия посредством оптико-механического чипа, состоящего из нановолновода и прикрепленного к нему кантилевера, регистрируют гелиевые аномалии посредством гелиевого детектора и модуля образцовых голографических матриц с записанными спектрами ЯМР атомов веществ в водной среде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ. При осуществлении способа в пределах первой половины мезокатагенеза анализируют органическое вещество, растворимое в органических растворителях (битумоид), полученное экстракцией полярным органическим растворителем (наиболее распространенные хлороформ, дихлорметан, смесь спирта и бензола).

Изобретение относится к способам выявления очагов горения углепородных отвалов. Сущность: измеряют тепловые поля вдоль профилей над отвалами с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с установленной на них контрольной аппаратурой для выявления очагов возгорания.

Изобретение относится к исследованиям в области индикации и идентификации химических веществ, в частности к оптимизации способа проведения специального химического контроля.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. Сущность: по сейсморазведке по методу "3D" осуществляют непрерывное определение сопоставлений толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса.

Настоящее изобретение относится к способу определения карстовой области, модифицированной процессами карстообразования. Способ включает определение исходя из геологической модели исходной ячейки (103) и целевой ячейки (104) в этой модели.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений. Сущность: на основе полученных экспериментальных материалов пространственное поле эпицентров землетрясений разделяют на сравнительно однородные участки.

Устройство для измерения деформаций земной поверхности относится к области измерительной техники, в частности к методу измерения относительных перемещений двух точек на земной поверхности или отдельных участков инженерных и строительных сооружений, разнесенных на значительные расстояния, происходящих из-за воздействия природных и экзогенных процессов.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для выделения и технического контроля структуры разломной трещиноватости литосферы. Сущность: на основе экспериментальных материалов разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к области геофизики, в частности к способам проведения сейсморазведки, и может быть использовано для поиска подводных полезных ископаемых, а также прогнозирования места, силы и времени сейсмического события, например, землетрясения, извержения подводных вулканов.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для определения темпов изменения температуры пород недр при извлечении или аккумулировании тепловой энергии.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для оценки скорости осадконакопления карбонатных отложений. Сущность: измеряют магнитную восприимчивость карбонатных пород на разных стратиграфических уровнях или участках разреза.

Изобретение относится к области измерения магнитных полей при проведении геофизических и космических исследований, разведке полезных ископаемых и др. Способ измерения компонент и полного вектора напряженности геомагнитного поля при помощи феррозондового магнитометра, расположенного на неподвижной платформе в системе ориентации с прямоугольной системой координат {X, Y, Z}, отличающийся тем, что векторные измерения осуществляют одним магниточувствительным датчиком (МД) феррозондового магнитометра (ФМ) путем его равномерного вращения с угловой скоростью ω под углом α к оси вращения Ω с угловыми координатами αX=αY=αZ=α=arctg().

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), например в системах наземной обработки нескольких перекрывающихся по полосе обзора и спектральному диапазону изображений, которые сформированы в результате одновременной съемки несколькими оптико-электронными приборами (ОЭП), установленными на спутнике.

Заявлен способ оценки технического состояния подводных коммуникаций. Способ включает измерения расстояния до дна водоема и анализ состояния дна гидроакустическими средствами, а также измерения параметров электромагнитного поля, излучаемого коммуникацией.

Изобретение относится к геофизике и может использоваться в системе мониторинга окружающей среды, контроля околоземного космического пространства. Раскрытый способ реализуется расположением приемника или нескольких приемников в зонах полярных шапок и авроральных овалов, расчетом распределения значений полного электронного содержания в атмосфере (ПЭС) вдоль траекторий подионосферных точек космических аппаратов (КА) в зоне видимости каждого приемного устройства, выделяя траектории подионосферных точек КА вблизи магнитного меридиана приемных устройств.

Использование: для мультимодального анализа бурового раствора. Сущность изобретения заключается в том, что анализирующее устройство, предпочтительно ЯМР или МРО устройство, располагается вокруг системы рециркуляции бурового раствора и приспособлено осуществлять связь с системой управления системой рециркуляции.
Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, а именно к сооружению технологических комплексов, предназначенных для обустройства морских глубоководных нефтегазовых месторождений и работающих в экстремальных условиях.

Изобретение относится к методам и средствам обнаружения малоразмерных электронных устройств (ЭУ) на базе импульсных металлодетекторов. Поставленная цель - повышение эффективности обнаружения ЭУ - достигается за счет более рационального использования временного ресурса, отводимого на поиск ЭУ, и расширения функциональных возможностей импульсного металлодетектора путем его комплексирования с пассивным обнаружителем излучаемого ЭУ потока магнитных импульсов.

Изобретение относится к устройствам для подводных геофизических исследований морей и океанов. Заякоренная профилирующая подводная обсерватория сочленена с диспетчерской станцией и состоит из: подповерхностного буя, заякоренного с помощью стального буйрепа, который служит ходовым тросом для профилирующего носителя, содержащего комплект измерительных датчиков, модуль центрального микроконтроллера, электропривод, и передвигающегося по ходовому тросу; системы цифровой связи посредством бесконтактной индуктивной врезки в ходовой трос, поверхностного буя-вехи с модемами передачи данных и телеметрической информации по радиоканалу, гидроакустического размыкателя якорного балласта.

Изобретения относятся к нефтегазовой промышленности и могут быть использованы для определения местонахождения углеводородного сырья при бурении скважин. Техническим результатом является упрощение и повышение достоверности способа и устройства определения пластов, содержащих углеводороды.
Изобретение относится к области измерений сейсмоэлектромагнитной активности, а именно к измерению регионального уровня сейсмоэлектромагнитной активности по магнитным компонентам естественного электромагнитного поля Земли акустического диапазона, и может найти применение при мониторинге и прогнозе сейсмической активности регионов, мониторинге процессов эксплуатации месторождений рудных, жидких и газообразных полезных ископаемых.
Наверх