Инновационные геолого-геофизические технологии поисково-оценочных исследований.

Инновационные геолого-геофизические технологии
поисково-оценочных исследований.
Варламов А.И., Ефимов А.С.
Одно из направлений деятельности СНИИГГИМС является геофизическое
приборостроение и разработка геофизических технологий. Уровень создаваемой
научно-технической продукции определен научными и правовыми приоритетами в
опубликованных статьях, патентах, экспериментальных и промышленных образцах
геофизического оборудования Заявителя:
Наземная электроразведка
многоразносные объемные зондирования от контролируемого источника поля для
исследования глубинного строения сложно-построенных сред
Системы наблюдений
Аэроэлектроразведка
Вертолетная электроразведочная платформа зондирований во
временной области на малых высотах /патент №2201603/
разработка не имеет отечественных аналогов.
В СНИИГГиМСе совместно с НГТУ и ИК СИБГЕОТЕХ в 2000 г.
разработана и прошла успешные летные испытания вертолетная
аэроэлектроразведочная платформа «Импульс-Аэро» и в 2002 г.
модифицированная двухпозиционная платформа «Импульс-А2» и
далее «Импульс- А3». Импульс- А4». Импульс- А5». Импульс- А6-
Вертолетные электроразведочные платформы российского
производства
Импульс-А4
Импульс-А6
Импульс-А5
Сравнительная характеристика ЭМ- канала вертолетных разведочных
систем зарубежного и российского производства
Система
SkyTEM
(Geoforce
Pty Ltd, Дания)
VTEM
(Geotech,
Канада)
AeroTEM – II, III, IV
(Aeroquest, Канада)
HeliGEOTEM
(Fugro,
Нидерланды)
Импульс-А5
(А6)
Площадь ген. контура
(S, м2) или
диаметр (D, м)
S = 315 (500)
S = 540
S = 20 - 80 - 110
S = 160
S = 160 (314)
D = 5 - 10 - 12
D = 14
D = 14 (20)
Форма, амплитуда (A)
и частота импульсов
(F, Гц)
трапеция
сложная, многоугольная
двуполярный, треугольный
полусинусоида
двуполярный,
прямоугольный
A = 200 (до 310)
A = 250 (AeroTEM-II)
F = 20 - 500
F = 25 (30)
F = 125/150 – 75/90 – 25/30
Число витков (В) и
максимальный момент,
А*м2
В = 1 или 4,
В=1
Измеритель
- приемник
- компоненты
dB/dt
Глубинность
исследования, м
Параметры съемки
F = до 50
A = до 250
F = до 50
В=4
В = 1, 2, 4
40 000 - 230 000 - 340 000
до 750 000
до 200 000
dB/dt
dB/dt, B
dB/dt
(Z, X - компоненты)
выносной приемник
dB/dt,
B (после обработки)
(Z - компонента)
соосный приемник
(Z, X - компоненты)
(X, Y, Z - компоненты)
выносной приемник
(40 м выше
генераторного
контура)
(Z - компонента)
соосный и выносной
варианты установки
приемника
до 400-500
до 400-500
до 250 (AeroTEM-II)
скорость - до 110 км/ч
высота полета
платформы - 25-40 м
скорость - 90км/ч
высота полета
платформы - 30 м
120 000 (200 000)
компенсатор первичного
магнитного поля
Особенности
Питание
автономный генератор
Масса, кг
450
магнитометр-градиентометр
генератор вертолета
до 400-500
скорость - 90-110 км/ч
высота полета
платформы - 25-40 м
скорость - 80-120 км/ч
высота полета
платформы - 25-60 м
квантовый
магнитометр
квантовый
магнитометр
генератор вертолета,
автономные батареи
280 (AeroTEM-II)
400 (600)
Современные сейсморазведочные
системы регистрации и сбора данных на
основе телеметрических и автономных
станций семейства РОСА®
Актуальность проведения высокоточных и экологически безопасных
сейсмических съёмок обуславливает развитие высокотехнологичных систем
сбора, передачи и обработки полноформатных данных с особо большим
количеством датчиков.


сейсмических систем РОСА® соответствуют лучшим зарубежным аналогам:
Scorpion®, System Four®, FireFly® (ION, США), 428XL (Sercel, Франция).
В на элементной базе нового поколения разработаны телеметрические и
автономные сейсмические станции семейства РОСА®, защищены
патентами (RU 2207719, 2244945, 2331087, 2366981, 90223).
Глубинные исследования по системе наблюдения СУША-МОРЕ
Фрагменты полевых сейсмограмм ГСЗ (2008 г.);
возбуждение (ФГУНПП «Севморгео») - морские пневмоизлучатели СИН-6М,
регистрация (ФГУП «СНИИГГиМС») - автономная станция РОСА-А.
Получен материал хорошего качества с высоким отношением сигнал/помеха на удалениях до 300 км.
7
Детальные сейсмические исследования в шахтах
Работы в шахтах Кузбасса в опытном режиме проводятся
с автономной станцией РОСА-А с целью выявления зон геологических
нарушений в угольных пластах.
Отсутствие сейсмических линий связи позволило выполнить работы
с минимизацией рисков по охране труда.
y-компонента
Сейсмозапись (на открытом канале
РОСА-А) и её спектральная
характеристика (преобладающая
частота)
8
Инженерно-геологические исследования
В 2009-2010 гг. выполняются инженерно-сейсмические исследования объекта
«Совмещенная (автомобильная и железная) дорога Адлер – ГК «АльпикаСервис» с телеметрической станцией РОСА
9
Наземная система сбора сейсмических данных, построенная на
основе высокоточных телеметрических (РОСА) и автономных (РОСАА) регистраторов, выполнена на элементной базе нового поколения и
обладает патентной чистотой. По техническим характеристикам она
соответствует лучшим зарубежным аналогам, а по соотношению
цена-качество превосходит зарубежные станции, поставляемые в
Россию.
Комплексное использование кабельных и бескабельных
сейсмических систем регистрации семейства РОСА®, имеющих
единый измерительный канал, позволяет построить эффективную
систему наблюдений из сверхбольшого количества пунктов приёма.
10
Методы прикладной ядерной
геохимии
Наличие в Томске исследовательского ядерного реактора создает
условия прецизионного анализа вещественного состава осадочных
пород .Нейтронно-активационный анализ методом запаздывающих
нейтронов, которые образуются при распаде изотопов, возникающих
при делении ядер урана-235 позволяет измерять содержания
многих элементов с высокой точностью. Метод может быть
эффективно использован для изучения постседиментационных
процессов нефтегазоносных осадочных бассейнов
Томский научно-исследовательский ядерный реактор ИРТ-Т
В лаборатории прикладной ядерной геохимии ТФ ФГУП «СНИИГГиМС»
на базе реактора ИРТ-Т разработаны технологии литогеохимического прогноза
залежей УВ .
На реакторе освоен комплекс нейтронноактивационных методов анализа геологических
объектов :
- Инструментальный нейтронноактивационный метод определения
содержания редких и рассеянных элементов;
- Метод осколочной радиографии для
исследованияь микрораспределение ядер
урана в горных породах;
- Метод запаздывающих нейтронов измереня
содержания урана и алюминия в образцах
горных пород.
- Мощность реактора 6 Мвт. Потоки
нейтронов в экспериментальных каналах от
1012 до 5·1013 н/см2·с. Реактор имеет 10
горизонтальных и 20 вертикальных
экспериментальных каналов для активации
образцов пород.
Метод запаздывающих нейтронов позволяет
зафиксировать нарушение в геохимическом
равновесии в системе вода-порода.
Метод запаздывающих нейтронов, позволяющий измерять содержания
урана и алюминия в образцах горных пород.
Масса образца 1-5 г. Диапазон измеряемых содержаний урана 10-5-10-2%,
алюминия 0,1-20%.
Многочисленные анализы терригенных осадочных пород Западной
Сибири, выполненные на реакторе ИРТ-Т, показали, что величина отношения
содержаний урана к глинозему для неизмененных постседиментационными
процессами терригенных осадочных пород лежит на уровне (0,18+0,02) x 10-4.
Процессы стадиального эпигенеза, протекающие в закрытых системах,
также не приводят к существенному изменению величины геохимического
равновесия между ураном и глиноземом.
Величина отношения U/Al2O3 резко возрастает в нефтематеринских
породах, формирующихся в особых геохимических обстановках.
Ядерная геохимия может быть использована для :
выделения в разрезах глубоких скважин зон флюидомиграции
и возможной аккумуляции углеводородов;
выделения в разрезах скважин флюидоупоров и оценка
их качества;
выделения в разрезах осадочных бассейнов нефтематеринских
пород и определения их нефтегенерационных свойств;
прогноза и выявления зон высокоёмких коллекторов;
уточнения геологических моделей месторождений нефти и газа
и оценки перспектив нефтегазоносности;
Формирование сети опытнометодических геолого-геофизических
полигонов для сертификации новых
методов поисков, прогноза и
исполнителей работ
Полигоны - участки недр, с необходимой и достаточной
геолого-геофизической изученностью , отражающие
типичные черты геологического строения изучаемого
региона, на территории которого планируются или
проводятся ГРР с целью изучения геологической среды,
обнаружения и прогноза поисковых объектов (ПО).
Полигоны могут быть выбраны:
- как участки месторождений УВ с надежно изученной геологической
моделью строения для целей проведения геологических и геофизических
исследований по новым методикам, технологиям, испытания
аппаратурных комплексов;
-как отдельные профили или отдельные глубокие скважины с надежно
изученной геологической моделью строения для целей опробования,
тестирования методов обработки и анализа геолого-геофизических
материалов;
-как участки месторождений в старых рудных районах с целями
проведения ГРР по новейшим методикам и технологиям. Например, для
прогноза глубоко залегающих рудных объектов;
1
На территории Сибирской платформы предлагается определить
функции полигонов за :
- участком Юрубченского месторождения;
- отдельными профилями Собинского месторождения;
- участком Ярактинского месторождения;
- Чайкинской площадью.
Основные задачи полигонов на территории Сибирской
платформы:
Типизация образцов геологической среды с рифейскими, вендскими, венднижнекембрийскими нефтегазовыми комплексами на основе их изучения
геофизическими методами.
Разработка требований к метрологическому обеспечению и аттестации геологогеофизических параметров.
Сертификация и формирование доказательной базы гелого-геофизических
технологий.
Разработка методических документов регламентирующих использование полигонов.
Создание цифровых моделей параметров ПО и характеристик полигонов.
2
В последнее время в изучении нефтегазовых залежей
при проведении сейсморазведочных работ развиваются направления:
- анализ геодинамических шумов (микросейсмы, акустическая эмиссия) и
- выделение рассеянной компоненты в регистрируемом сейсморазведкой
волновом поле.
Рядом работ установлено, что зачастую границы нефтегазовой залежи достаточно четко
коррелируются с уровнем микросейсмических колебаний в сейсмическом диапазоне частот
либо с зонами высокого уровня рассеянных волн (зонами дифракторов). Ожидается (и
вполне обоснованно), что подобные закономерности будут особенно характерны для
трещинно-кавернозных коллекторов.
Для целей оценки этих направлений сейсморазведки, обоснованности их положений,
отработки методико-технологических приёмов предлагается определить два
полигона под изучение УВ в «нетрадиционных» коллекторах:

- в пределах ЮТЗ на Сибирской платформе;

- в Западной Сибири, на месторождении с проявлениями нефтеносности
баженовской свиты.
Комплекс работ на полигонах должен включать бурение глубоких скважин,
сейсморазведку 4Д (3Д до бурения и после бурения и ГРП), регистрацию и
анализ сейсмической эмиссии до бурения, во время бурения и испытания, после
бурения, испытания, ГРП.
Кроме того, в пределах полигонов следует опробовать иные геологогеофизические методики нацеленные на выделение трещиноватых,
кавернозных, ослабленных зон - например, анализ дисперсии гравиметрического
поля, наземную и наземно-скважинную электроразведку, а также
газогеохимические наблюдения.
Спасибо за внимание