Description:

"Технология мультипереходных процессов ЕМ на практике. Multi-transient EM technology in practice Chris Anderson,1 Andrew Long,2 Anton Ziolkowski,3 Bruce Hobbs,3 и David Wright3 разъясняют принципы технологии мультипереходных электромагнитных процессов и приводят некоторые результаты последней съемки в Северном море. Авторы заявляют о значительном преимуществе их метода в работе морской электромагнитной съёмки с контролируемым источником, которая занимает в настоящее время этот развивающийся рынок. Электромагнитное (ЕМ) излучение является самораспространяющейся волной в пространстве с электрической и магнитной компонентами. Эти компоненты осциллируют под прямым углом друг к другу и к направлению распространения и имеют 90° несовпадение по фазе друг с другом. Электромагнитное излучение классифицируется на два типа согласно частоте волны: эти типы включают в порядке возрастания частоты радиоволны, микроволны, терагерцовое излучение, инфракрасное излучение, видимое излучение (свет), ультрафиолетовое излучение, Х-лучи и гамма-лучи. Электромагнитная съёмка, которая используется в геофизической разведке, работает на очень низких частотах от 0.1 Hz до нескольких десятков kHz, самому удаленному левому флангу рис.1. В самом простом изображении геофизическое исследование поведения электромагнитного излучения на небольших глубинах Земли (верхние несколько км) может выявить пространственное положение резистивных (имеющих сопротивление) зон. В осадочном бассейне, так как известны углеводородосодержащие породы, которые проявляют повышенное удельное сопротивление по отношению к водоносным горным породам, зоны с высоким удельным сопротивлением могут указывать на присутствие углеводородов. Методы ЕМ являются звеньями системы методов, обычно известных как геоэлектрические методы. Они включают определение удельного сопротивления по постоянному току (DC), вызванной поляризации (IP) и магнитотеллурический (МТ); каждый из которых в настоящее время является прототипом методологии мультипереходных процессов ЕМ, используемой компанией PGS. В методе DC электрическое удельное сопротивление подповерхностных пород в земле измеряется в результате пропускания электрического тока, который течет между одной парой электродов ("биполь"), в то время как установившееся напряжение измеряется на концах второй пары электродов. Измеренное напряжение преобразуется в кажущееся удельное сопротивление, которое является величиной, представляющей средневзвешенное удельное сопротивление в пространстве между источником и приемником. Метод IP расширяет метод удельного сопротивления DC, производя дополнительные измерения способности земли хранить электрический заряд. Аппаратура IP измеряет и электропроводные и емкостные свойства подповерхностной среды и работает в частотном диапазоне 0.01-10 Hz, тогда как частотный диапазон электромагнитных измерений на суше составляет приблизительно 10 Hz-30 kHz. МТ является методом ЕМ без собственного источника, который использует естественно существующий электрический ток в ионосфере как поле источника, чтобы зондировать Землю. Метод МТ по природе ограничивается намного более низкими частотами, чем ЕМ с контролируемым источником, и, таким образом, традиционно является установкой с низким разрешением. Роль данных метода сопротивлений в разведке на залежи углеводородов Как схематически проиллюстрировано на рис. 2, высококачественные сейсмические данные могут распознавать литологию или в лучшем случае флюиды (обычно, скорее газовые, чем нефтяные). Кабельный электрический каротаж невозможен при сейсмической съемке, но исследование методом мультипереходных электромагнитных процессов может быть оценено как "каротаж по поверхности", обеспечивающий пространственное представление кажущегося удельного сопротивления в земле. При соответствующих ограничениях эти данные могут быть пространственно связаны со структурной информацией, предоставленной сейсмическими данными, позволяя таким образом прямое распознавание до бурения того, содержит объект углеводороды или нет. Из всех геофизических характеристик удельное сопротивление является самым чувствительным показателем углеводородов в породах. Удельное сопротивление может охватывать три порядка магнитуды, тогда как акустический импеданс может изменяться из-за флюидов на ±30%. В этом смысле профилирование методом удельных сопротивлений имеет возможность распознавать промышленное и непромышленное насыщение углеводородов в резервуаре. Рис. 1 ЕМ Спектр. Длины волн в метрах (м) 1 Petroleum Geo-Services, London, England, E-mail: chris.anderson@pgs.com. 2 Petroleum Geo-Services, Perth, Australia. 3 Petroleum Geo-Services, Edinburgh, Scotland. (©) 2008 EAGE www.firstbreak.org Рис. 2 Схематичная иллюстрация метода мультипереходных процессов ЕМ получены профили удельного сопротивления в качестве дополнения к структурной информации, полученной по сейсмическим данным. При комбинировании с сейсмическими данными AVO высокое удельное сопротивление и низкий акустический импеданс могут определять наличие углеводородов внутри пористых карбонатов. Непористые неколлекторские карбонаты должны согласовываться с высоким удельным сопротивлением и высоким импедансом. Испытание компанией PGS метода мультипереходных электромагнитных процессов демонстрирует превосходную повторяемость в ±1% в выделенных профилях удельного сопротивления, когда геометрия съемки повторяется, и таким образом метод пригоден для 4D мониторинга изменений резервуаров, связанных с их разработкой. Локальные резервные условия (низкая пористость или тяжелая нефть) часто могут представлять продуцирующий резервуар непригодным для 4D сейсмики (слабый 4D сигнал), и только метод мультипереходных электромагнитных процессов чувствителен к изменениям удельного сопротивления. Рис. 3 Типичный диапазон удельного сопротивления среды Тем не менее, должно быть отмечено следующее обстоятельство: "Хотя все углеводороды увеличивают удельное сопротивление, не все резисторы являются углеводородами". Значительными резисторами являются соль, непроницаемые карбонаты, уголь, изверженные интрузии и вулканогенные пласты. Интерпретация профилей кажущегося удельного сопротивления должна быть ограничена всеми другими имеющимися в распоряжении данными. По закону Арчи (смотри ниже) может быть показано, что в формированиях, лишенных глин, удельное сопротивление пород увеличивается с уменьшением водного насыщения и увеличением углеводородного насыщения, с увеличением удельного сопротивления воды и уменьшением пористости. Может быть показано, что удельное сопротивление, связанное с углеводородными резервуарами, возрастает приблизительно на порядок магнитуды, но может быть таким высоким, как три порядка магнитуды по сравнению с удельным сопротивлением, связанным с резервуарами, заполненными водой. Разрешающая способность низкочастотных электромагнитных методов по сути ограничена пространственно сглаженным характером диффузионных полей ЕМ. ЕМ методы в основном чувствительны к поперечному удельному сопротивлению пласта, которое является результатом мощности резистивного слоя. Следовательно, тонкий высоко резистивный слой может быть почти неотличим от более мощного резистивного слоя с тем же самым поперечным сопротивлением, и таким образом сейсмические данные могут давать существенные уточнения. Производя измерения при многих перемещениях системы источник-приемник и используя широкополосный сигнал эта проблема эквивалентности может быть значительно уменьшена, а измерение других компонент электромагнитных полей может помочь уменьшить ее еще больше. Преимущество данных метода мультипереходных процессов ЕМ Не предполагается, что этот раздел должен быть исчерпывающим, несмотря на то что есть намерение продемонстрировать, что точное знание разреза пространственного удельного распределения среды открывает много благоприятных возможностей, вызывающих интерес. Технология метода мультипереходных электромагнитных процессов дополняет высокоразрешающие сейсмические данные, чтобы способствовать процессу принятия решения и уменьшению риска. В оперативном отношении оценка месторождения в реальном масштабе времени является привлекательным дополнительным преимуществом метода мультипереходных электромагнитных процессов; оптимально полученные результаты регистрируются при каждой съемке и каждой конфигурации источник-приемник. Результаты первичного профиля удельного сопротивления могут быть получены в полевых условиях в течение 24 часов, потенциально обеспечивая заблаговременное указание присутствия углеводородов и их приблизительные глубины. Так как метод мультипереходных электромагнитных процессов чувствителен к флюидам, содержащимся внутри пород резервуара, он являются идеальным методом при региональных изыскательских работах и попытках проведения детальных исследовательских работ в новых комплексах и пограничных областях. Кроме использования его для уменьшения или устранения риска сухих буровых скважин, технология может быть также использована при высококачественных (или низкокачественных!) поисковоразведочных работах. Это упрощает планирование и максимизирует экономические показатели программы бурения: Прямой признак удельного сопротивления Изображение сквозь сложную вскрышу, при условии, что она электропроводна Изображения резисторов под экранами сейсмических нарушений Способность идентифицировать залегающие друг на друге резисторы Подтверждение там, где сейсмические результаты AVO неубедительны Подтверждение там, где другие прямые показатели углеводородов (DHIs) неубедительны Изображение верхних резисторных поверхностей в карбонатах." Ключевые слова: функция, измерение, измерить, работа, принятие решение, качество, показанный, временной, образ, порядок, установка, импульсный, морской, сравнение, удельный сопротивление, среда, съёмка мультипереходный, показатель, технология, наземный съемка, спектр, продолжительность съемка, возможный, время, несейсмический, гораздо, мониторинг, рассеиваться, резервуар, съемка, область, место, разведка, электромагнитный, результат, кажущийся, получение, наземный, кажущийся удельный сопротивление, резистор, сейсмический, диапазон, приемник, хороший, разрез, обычный, профиль, бипольный приемник, друг, каротаж, геофизический, насыщение, компания, пространственный, данные метод, частота, такая образ, воздушный, часть, ток, специальный тема, съёмка, характеристика, возможность, пространство, пик, случай, частотный, поле, прямой, определение, карбонат, резистивный, изображение, фактор, приёмник, профиль удельный, информация, мультипереходная процесс, мультипереходная электромагнитный процесс, км, воздушный волна, сейсмический съемка, процесс, использованный, электрический ток, кажущийся удельный, первичный, отношение, система, волна, резистивный фактор, изменение, электромагнитный процесс, специальный, удельный, вода, должный, полоса, импеданс, общий смещение, преобразование, мультипереходный электромагнитный, объект, мультипереходная, тренд, март, углеводород, напряжение, газ, регистрироваться, интерпретация, порода, отклик, источник-приёмник, шкало, преимущество, северный море, несейсмический метод, земля, электрический, частотный диапазон, импульсный отклик, электрод, амплитуда, закон арчи, импульсный характеристика, формация, флюид, мультипереходный, компонент, реальный, тема, шум, смещение, контролируемый источник, стационарный источник, разрешение, аномалия, пример, данные мочь, функция источник, рассмотренный, связанный, увеличение, скважина, чувствительный, вторичный поле, вторичный, глубина, сопротивление, полученный, приблизительный, источник, уменьшение, частотный область, порядок магнитуда, мультипереходный процесс, тема несейсмический, добыча, сигнал, излучение, зависимость, верхний, бипольный приёмник, реализация, бурение