Способ геотерморазведки

 

Союз Соввтских

С оцналнстнческнх

Республик н>879534

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 261278 (21) 2703222/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 0711,81. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 071181 (51)М. Кл

G 01 V 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Ю.Валуконис и В.Г.Лизанец

Рязанский сельскохозяйственный институт им. проф. П.А. Костычева (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ГЕОТЕРМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизических разведочных методов и может быть использовано при поисках различных полезных ископаемых.

Известен способ терморазведки 11, основанный на бурении скважин, термокаротаже ствола последних с получением термограмм и последующей их интерпретации. О скоплениях тогО или иного полезного ископаемого судят по наличию на термограммах положительных или отрицательных аномалий. Например, в зоне окисления сульфидных руд температуры повышаются. Аналогичные положительные тепловые аномалии обнаруживаются над залежами нефти.

В зоне многолетней мерзлоты отрицательные геотермические аномалии фиксируются над залежами кристаллогидратного природного газа. Аналогичное явление отмечено в газоносных пластах, как следствие охлаждения газа при его расширении.

Известен также способ геотерморазведки (2), сущность которого заклю- 25 чается в том, что, с целью сокращения объема разведочного бурения, по данным разведочных и эксплуатационных скважин, характеризующих изменение температуры с глубиной нефтегазонос. 30 ных и водоносных структур с аналогичными геологическими условиями, строят график-геотермограмму, на который наносят полученные температурные максимумы пробуренных неглубоких скважин исследуемого района и по их расположению относительно геотермограммы определяют нефтегазоносную структуру.

Этот способ недостаточно эффективен, так как максимумы температур в этом способе определяют в неглубоких скважинах (глубина 15, 25, 30 м и т.п.). В то же время геотермическое поле на этих срезах"формируется не только за счет эндогенных (глубинных), но и экзогенных (поверхностных) факторов, (выветривание, окисление, инфильтрация поверхностных вод, нагрев поверхности Земли лучами солнца и т.д.). Кроме того, этот способ рассчитан лишь на поиск нефтегазовых залежей. Он требует бурения хотя и неглубоких, но все же большого колкчества скважин.

Исключение ряда недостатков прототипа возможно на основании подавления экзогенных термообразующих факторов созданием более мощного (для

879534

Формула изобретения данной глубинной эоны) искусственно.го теплового поля.

Целью изобретения является поиск скрытых рудных и битумных тел, пересекающих водоносные горизонты.

Поставленная цель достигается тем, что в предполагаемых зонах распространения полезных ископаемых перпендикулярно к направлению движе" ния подземных вод бурят профили скважин, в ряд пусковых скважин, расположенных выше по потоку, помещают термоэлементы одинаковой мощности и нагревают подземную воду, а в ряду наблюдательных скважин, расположенных ниже по потоку, измеряют температуру воды, и по характеру деформации теп- 15 лового потока судят о наличии рудных и углеводородных залежей. С целью получения дополнительной информации включение и выключение термозлементов осуществляют периодически, одновременно или разновременно.

Способ основан на различиях тепло-, проводностей подземных вод, породообразующих минералов, рудных и битум» ных тел. Благодаря высокой теплоемкости воды (для химической чистой воды 4,9 ° l0 Дж/кгК), при фильтрации в однородном песчаном горизонте, как показывают расчеты, она способна сохранять повышенную по отношению с

5оном температуру на расстояниях, изме- ЗО ряемых несколькими километрами. Это- му же способствует низкая теплопроводность основных породообразующих минералов (песок, глинистые минералы, карбонаты и др.). 35

Рудные же минералы характеризуются резко повышенными значениями коэффициента теплопроводности по отношеНию к таковым воды и пОродообразующих минералов (в десятки и несколько 4О десятков раэ). Природные битумы, наоборот, имеют пониженную теплопроводность (всего 0,12 Вт/мК для нефти по сравнению с 2,15 Вт/мК для породообраэукщего минерала кварца).

Поэтому обтекание нагретыми подзем- ными водами рудных или битумных тел приведет к деформации теплового поля в наблкдательных скважинах.

На чертеже представлен характер деформаций теплового поля в наблкдательных скважинах. Все термограммы построены на один и тот же промежуток времени. На оси L (расстояние) нанесены наблюдательные скважины, .на оси Т - температура воды. 55

Пунктирная линия 1 здесь характеризует отсутствие рудных или битумных тел. При наличии на трассе потока рудного тела подземная вода теряет большее количество тепла, термограмма или ее участок смещается вниз (линия 2). При наличии битумного тела наблюдается прямо противоположная картина (линия 3). Цифрами 4, 5, 6,7 обозначены скважины.

B ряде случаев термоэлементы можно заменить закачкой в пусковые скважины природных термальных вод.

Способ позволяет расширить комплекс методов, используемых для поиска скрытых (слепых) рудных и битум,ных тел.

1. Способ геотермораэведки,основанный на бурении скважин, термокаротаже их ствола, получении термограмм и последукщей интерпретации данных измерений, отличающийся тем, что, с целью поиска скрытых рудных и битумных тел, пересекающих водоносные горизонты, в предполагаемых зонах распространения полезных ископаемых перпендикулярно к направлению движения подземных вод бурят профили скважин, в ряд пусковых скважин, расположенных выше по потоку, помещают термоэлементы одинаковой мощности и нагревают подземную воду, а в ряду наблюдательных скважин, расположенных ниже. по потоку,измеряют температуру воды и по характеру деформации теплового потока судят о наличии рудных и углеводородных залежей.

2. Способ геотерморазведки по п.1, отличающийся тем, что включение и выключение термоэлементов осуществляют периодически, как ,одновременно, так и разновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мехтиев Ш.Ф. и др. Геотермические исследования нефтяных и газовых месторождений, М., "Недра", 1971 с. 215.

2. Авторское сэидетельство СССР

Ю 196193, кл. G 01 V 9/00, 1964 (про- тотип), 879534

Составитель Э. Волконский

Редактор Н.Коляда Техред A,A÷ Корректор Г Огар

Закаэ 9714/17 .Тирам 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г. Укгород; ул. Проектная, 4