RU2758148C1 - Method for searching and controlling hydrocarbons by a complex of geophysical methods - Google Patents

Abstract

FIELD: measuring.

SUBSTANCE: invention relates to the field of using geophysical methods for solving problems of technical and economic optimisation of the algorithms of searching, development of hydrocarbon deposits (HCD) and operation of underground gas storage facilities (UGS). The substance of the invention consists in conducting, for a predetermined period of time, simultaneous ground seismic and gravimetric measurements (measurements of gravity variations) over a network of joint seismic-gravitational stations located in a certain way at the target survey site, followed by joint interpretation of the received data. A conclusion about the presence/absence of hydrocarbons (HC) and the spatial location thereof is made based on the correlation of the dynamic characteristics of the spectral power of the seismic signal on the measured frequencies and the gravitational anomalies. A method recording the parameters of the natural seismic wavefield of the Earth as informative is used as a seismic method. Natural seismic vibrations are recorded in the frequency range from 0.1 to 20 Hz, measured simultaneously over three orthogonal components (Z, N-S, W-E) to exclude interference not related to the underlying surveyed processes, the interference from ground man-made sources is excluded by setting the time of continuous recording of the readings (at least 60 minutes).

EFFECT: increase in the accuracy of detection and economic efficiency of development of hydrocarbon deposits and operation of UGS by determining and monitoring the spatial distribution of the hydrocarbon content in productive formations.

4 cl

Description

Изобретение относится к области использования геофизических методов для решения задач технической и экономической оптимизации алгоритмов поиска, разработки углеводородных залежей (УВЗ) и эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ).The invention relates to the use of geophysical methods for solving problems of technical and economic optimization of search algorithms, development of hydrocarbon deposits (UVZ) and operation of underground gas storage (UGS).

Известен способ низкочастотного сейсмического зондирования для поиска и разведки залежей углеводородов [RU 2336541 C2, МПК G01V 1/00, опубл. 2008], включающий регистрацию сейсмических колебаний по вертикальным компонентам информационных сигналов в диапазоне частот 0,5-50 Гц, соответствующем диапазону глубин залегания фундамента, расчет спектральных характеристик с использованием Фурье-преобразования полученных сигналов, анализ их на наличие ложных сигналов и сигналов от продуктивного пласта с природными углеводородами, исключают из рассмотрения ложные сигналы, проводят анализ оставшихся сигналов с вынесением суждения о наличии или отсутствии углеводородов. Обеспечивается повышение достоверности обнаружения залежей углеводородов путем выявления и исключения сигналов, не характеризующих наличие залежи.The known method of low-frequency seismic sounding for the search and exploration of hydrocarbon deposits [RU 2336541 C2, IPC G01V 1/00, publ. 2008], including the registration of seismic vibrations by the vertical components of information signals in the frequency range of 0.5-50 Hz, corresponding to the range of foundation depths, the calculation of spectral characteristics using the Fourier transform of the received signals, their analysis for the presence of false signals and signals from the reservoir with natural hydrocarbons, exclude false signals from consideration, analyze the remaining signals with a judgment on the presence or absence of hydrocarbons. EFFECT: increased reliability of detection of hydrocarbon deposits by identifying and excluding signals that do not characterize the presence of a deposit.

Недостатком известного способа является невысокая точность сопоставления спектральных характеристик с глубиной, т.к. отношение средней по осадочному чехлу скорости распространения продольных сейсмических волн к средней по осадочному чехлу скорости распространения поперечных сейсмических волн всегда больше единицы. Кроме того, как показано в работе [М.Y. Ali, K. Berteussen., J. Small and В. Barkat, A low frequency, passive seismic experiment over a carbonate reservoir in Abu Dhabi, First Break, 2007, №25, 71-73], используемый в указанном способе критерий нефтегазоносности не всегда указывает на наличие залежи углеводородов, а лишь характеризует скачок акустической жесткости в диапазоне исследуемых глубин.The disadvantage of this method is the low accuracy of the comparison of spectral characteristics with depth, because the ratio of the velocity of propagation of longitudinal seismic waves averaged over the sedimentary cover to the velocity of propagation of transverse seismic waves averaged over the sedimentary cover is always greater than unity. In addition, as shown in [M.Y. Ali, K. Berteussen., J. Small and B. Barkat, A low frequency, passive seismic experiment over a carbonate reservoir in Abu Dhabi, First Break, 2007, No. 25, 71-73], the oil and gas content criterion used in this method is not always indicates the presence of a hydrocarbon reservoir, but only characterizes a jump in acoustic stiffness in the range of the studied depths.

Известен способ сейсморазведки [RU 2271554 С1, МПК G01V 1/00, опубл. 2006], включающий предварительное определение дисперсионной кривой микросейсмических волн, характерной для исследуемой территории, путем проведения синхронной регистрации микросейсмических сигналов не менее чем двумя сейсмостанциями с вертикальными сейсмодатчиками и последующее использование дисперсионной кривой для привязки по глубине аномалий спектральных характеристик. Обеспечивается увеличение глубинности сейсморазведки при одновременном повышении достоверности результатов.The known method of seismic exploration [RU 2271554 C1, IPC G01V 1/00, publ. 2006], which includes a preliminary determination of the dispersion curve of microseismic waves characteristic of the study area by simultaneous recording of microseismic signals by at least two seismic stations with vertical seismic sensors and the subsequent use of the dispersion curve to tie in depth anomalies of spectral characteristics. Provides an increase in the depth of seismic prospecting while increasing the reliability of the results.

Недостатком данного способа является низкая точность, поскольку использование экспериментальной дисперсионной кривой низкоскоростных поверхностных волн Рэлея приводит к значительным погрешностям при сопоставлении аномалий по глубине.The disadvantage of this method is low accuracy, since the use of the experimental dispersion curve of low-speed Rayleigh surface waves leads to significant errors when comparing the anomalies in depth.

Известны способы вибросейсморазведки при поиске залежей углеводородов, согласно которым в качестве первичного информационного сигнала используют характеристики микросейсмического шума Земли, затем проводят дополнительное генерирование сейсмических колебаний сейсмовибратором, проводят математическую обработку сигналов, о наличии залежи судят либо по увеличению площади под кривой взаимного спектра одноименных колебаний при записи сейсмического фона после возбуждения сейсмических колебаний по сравнению с записью сигнала до генерирования колебаний, либо по появлению спектральной аномалии не менее чем на одной из компонент при записи сигнала во время генерирования сейсмических колебаний по сравнению с сигналом, измеренным до генерирования [RU 2045079 С1, МПК G01V 1/00, опубл. 1995 г.; RU 2161809 С2, МПК G01V 1/00, опубл. 2001].There are known methods of vibroseismic prospecting when searching for hydrocarbon deposits, according to which the characteristics of the Earth's microseismic noise are used as the primary information signal, then additional generation of seismic vibrations by a seismic vibrator is carried out, mathematical processing of signals is carried out, the presence of a deposit is judged either by an increase in the area under the curve of the mutual spectrum of the same vibrations when recording seismic background after the excitation of seismic vibrations in comparison with the recording of the signal before the generation of vibrations, or by the appearance of a spectral anomaly on at least one of the components when recording a signal during the generation of seismic vibrations in comparison with the signal measured before generation [RU 2045079 C1, IPC G01V 1/00, publ. 1995; RU 2161809 C2, IPC G01V 1/00, publ. 2001].

Недостатками вышеперечисленных известных способов являются недостаточная информативность, что не позволяет определить глубину залежи, а также сложность математического анализа полученных сигналов. The disadvantages of the above known methods are insufficient information content, which does not allow determining the depth of the deposit, as well as the complexity of the mathematical analysis of the received signals.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ поиска нефтегазовых залежей, использующий детальные гравиметрические и высокоразрешающие сейсмические измерения [RU 2090916 C1, МПК G01V 11/00, 9/00, опубл. 1997]. Съемки выполняются последовательно: сначала производят гравиметрическую съемку и выделение по ее результатам контуров и размеров ловушек и залежей нефти и газа, при этом ловушки и залежи обнаруживают в пределах так называемых локальных геодинамических зон, расположение которых, как правило, приурочено к границам блоков фундамента и региональным разломам, которые обнаруживают по наличию локализованных, узких, линейно вытянутых зон положительных аномалий силы тяжести амплитудой от 0,05 мГал, осложненных отрицательными аномалиями от залежи; затем обнаруженные аномалии проходят сейсмической съемкой по профилям с применения взрывных или вибрационных источников, выделяют по ней субвертикальные, выполаживающиеся с глубиной участки разреза, литологически однотипные с вмещающими породами, но с повышенной на 5-12% скоростью и на 2-4% плотностью, к которым приурочены ловушки и залежи, определяют их контуры и размеры. Способ обеспечивает увеличение вероятности обнаружения нефтегазовых залежей в локальных зонах, приуроченных к неструктурным ловушкам геодинамических зон за счет повышения достоверности геофизических данных и уменьшение общего объема поисково-изыскательских работ.Closest to the proposed invention is a method of searching for oil and gas deposits using detailed gravimetric and high-resolution seismic measurements [RU 2090916 C1, IPC G01V 11/00, 9/00, publ. 1997]. Surveys are carried out sequentially: first, gravimetric surveys are performed and, according to its results, the contours and sizes of traps and oil and gas deposits are distinguished, while traps and deposits are detected within the so-called local geodynamic zones, the location of which, as a rule, is confined to the boundaries of the basement blocks and regional faults, which are detected by the presence of localized, narrow, linearly elongated zones of positive gravity anomalies with an amplitude of 0.05 mGal, complicated by negative anomalies from the reservoir; then the detected anomalies pass seismic survey along the profiles using explosive or vibration sources, identifying sub-vertical sections of the section flattening with depth, lithologically the same type with the host rocks, but with an increased rate of 5-12% and a density of 2-4%, to to which traps and deposits are confined, determine their contours and sizes. The method provides an increase in the probability of detecting oil and gas deposits in local zones confined to non-structural traps of geodynamic zones by increasing the reliability of geophysical data and reducing the total volume of prospecting and exploration work.

Недостатками данного способа является ограниченность применения районами геодинамических зон и отсутствие методической основы для поиска нефтегазовых залежей тектонического типа. Кроме того, способ позволяет достоверно определить контуры и размеры ловушки, но не наличие в ней углеводородной залежи. The disadvantages of this method are the limited use of geodynamic zones in areas and the lack of a methodological basis for the search for tectonic oil and gas deposits. In addition, the method makes it possible to reliably determine the contours and dimensions of the trap, but not the presence of a hydrocarbon reservoir in it.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности поиска, разработки месторождений и эксплуатации ПХГ.The technical problem to be solved by the claimed invention is to increase the efficiency of prospecting, field development and UGS operation.

При осуществлении изобретения поставленная проблема решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении достоверности обнаружения и точности определения параметров пространственного расположения залежей углеводородов.When implementing the invention, the problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of detection and the accuracy of determining the parameters of the spatial location of hydrocarbon deposits.

Указанный технический результат достигается тем, что способ поиска месторождений углеводородов, оценки и мониторинга пространственного распределения содержания углеводородов в продуктивном пласте при разработке углеводородных залежей и эксплуатации подземных хранилищ газа включает следующие действия: осуществляют одновременную регистрацию естественных сейсмических колебаний поверхности Земли в диапазоне от 0,1 до 20 Гц и измерение вариации силы тяжести с использованием сейсмо-гравитационных станций, представляющих совокупность ортогональных трехкомпонентных сейсмоприемников и гравиметрического регистратора, указанные сейсмо-гравитационные станции располагают на дневной поверхности целевого участка исследования по сети наблюдений, определяемой линейными размерами, ориентацией и глубинностью объекта исследуемых недр, его литологическим разрезом в районе целевого участка исследований, с разбивкой и синхронизацией временных отрезков наблюдения сейсмических и гравиметрических сигналов на дискретные участки, анализируют сейсмические сигналы в частотной и временной областях, рассчитывают вариации силы тяжести, удаляют техногенные помехи в регистрируемых сигналах, определяют наличие аномалии в спектре мощности сейсмического сигнала, судят о наличии нефтегазовой залежи и ее пространственном расположении по корреляции аномалий в динамических характеристиках спектральной мощности сейсмического сигнала и вариаций силы тяжести. Кроме того, проводят учет промысловых данных по объему добычи (отбора/закачки) углеводородов, позволяющих проводить количественную оценку содержания углеводородов в продуктивном пласте, а также используют данные геофизических исследований скважин (ГИС), повышающих достоверность определения пространственного положения углеводородной залежи и позволяющих проводить количественную оценку содержания углеводородов в продуктивном пласте, проводят регистрацию сейсмических и гравиметрических сигналов на участках, заведомо не содержащих углеводородов, что повышает достоверность обнаружения углеводородных залежей на целевых участках, имеющих схожий литологический разрез.The specified technical result is achieved by the fact that the method of searching for hydrocarbon deposits, assessing and monitoring the spatial distribution of the hydrocarbon content in a productive formation during the development of hydrocarbon deposits and the operation of underground gas storage facilities includes the following actions: simultaneous registration of natural seismic vibrations of the Earth's surface in the range from 0.1 to 20 Hz and measurement of gravity variation using seismic-gravity stations, representing a set of orthogonal three-component seismic receivers and a gravimetric recorder, these seismic-gravity stations are located on the day surface of the target area of the study according to the observation network determined by the linear dimensions, orientation and depth of the object of the studied subsoil, its lithological section in the area of the target area of research, with a breakdown and synchronization of time intervals for observing seismic and gravimetric signals at spark areas, analyze seismic signals in the frequency and time domains, calculate variations in gravity, remove technogenic interference in recorded signals, determine the presence of anomalies in the power spectrum of a seismic signal, judge the presence of an oil and gas reservoir and its spatial location by the correlation of anomalies in the dynamic characteristics of spectral power seismic signal and gravity variations. In addition, accounting of field data on the volume of production (withdrawal / injection) of hydrocarbons is carried out, which makes it possible to quantitatively assess the content of hydrocarbons in the productive formation, and also use the data of geophysical studies of wells (GIS), which increase the reliability of determining the spatial position of the hydrocarbon deposit and allow for quantitative assessment. the content of hydrocarbons in the reservoir, seismic and gravimetric signals are recorded in areas that do not contain hydrocarbons, which increases the reliability of detecting hydrocarbon deposits in target areas with a similar lithological section.

Отличие заявляемого способа состоит в следующем:The difference between the proposed method is as follows:

- используют высокочувствительные широкополосные сейсмоприемники, в качестве информативного сигнала измеряющие параметры естественного сейсмического волнового поля Земли, взрывные или вибрационные источники для проведения исследований не применяют;- use highly sensitive broadband seismic receivers, which measure the parameters of the natural seismic wave field of the Earth as an informative signal; explosive or vibration sources are not used for research;

- сейсмические измерения проводят не по профилям, а по площадной сети наблюдений;- seismic measurements are carried out not along the profiles, but along the areal observation network;

- гравиметрические и сейсмические измерения проводят не последовательно, а одновременно на каждой точке физического наблюдения; - gravimetric and seismic measurements are not carried out sequentially, but simultaneously at each point of physical observation;

- анализ сигналов и поиск аномалий проводят в частотной и временной областях информативного сигнала;- signal analysis and search for anomalies are carried out in the frequency and time domains of the informative signal;

- изобретение применимо к поиску и мониторингу нефтегазовых залежей структурного типа, представляющими собой единую залежь с общим контуром нефтеводяного контакта и не ограничивается поиском нефтегазовых ловушек в так называемых локальных геодинамических зонах;- the invention is applicable to the search and monitoring of oil and gas deposits of a structural type, which are a single deposit with a common contour of oil-water contact and is not limited to the search for oil and gas traps in the so-called local geodynamic zones;

Заявляемый способ позволяет проводить количественную оценку содержания углеводородов в продуктивном пласте.The inventive method allows for a quantitative assessment of the content of hydrocarbons in the reservoir.

Преимуществом изобретенного способа также является его экологическая безопасность, поскольку оказывается минимальное воздействие на окружающую среду, что позволяет проводить работы в природоохранных зонах и в населенных пунктах.The advantage of the invented method is also its environmental safety, since there is a minimal impact on the environment, which allows work in nature protection zones and in settlements.

Причинно-следственная связь между заявляемым техническим результатом - повышение достоверности обнаружения и эффективности разработки углеводородных залежей и эксплуатации ПХГ и существенными признаками изобретения следующая. The causal relationship between the claimed technical result is an increase in the reliability of detection and the efficiency of the development of hydrocarbon deposits and the operation of UGS facilities and the essential features of the invention are as follows.

Осуществление одновременной регистрации естественных сейсмических колебаний поверхности Земли в диапазоне от 0,1 до 20 Гц и измерение вариации силы тяжести с использованием сейсмо-гравитационных станций позволяет соотнести по времени и месту два косвенных метода определения углеводородов: по низкочастотным микросейсмическим колебаниям, резонирующим при прохождении среды с присутствием углеводородов и отрицательными аномалиями силы тяжести, приуроченным к разуплотнениям среды (пласт-коллектор), вероятностно характеризующим наличие УВ. Simultaneous registration of natural seismic vibrations of the Earth's surface in the range from 0.1 to 20 Hz and measurement of gravity variation using seismic-gravity stations allows one to correlate in time and place two indirect methods for determining hydrocarbons: the presence of hydrocarbons and negative anomalies of gravity associated with the decompaction of the medium (reservoir-reservoir), probabilistically characterizing the presence of hydrocarbons.

Указанное расположение сейсмо-гравитационных станций на дневной поверхности целевого участка исследования способствует повышению достоверности определения параметров при построении трехмерных моделей расположения УВЗ.The indicated location of seismic-gravity stations on the day surface of the target area of the study contributes to an increase in the reliability of determining the parameters when constructing three-dimensional models of the location of the UVZ.

Анализ сейсмических и гравиметрических сигналов в частотной и временной областях позволяет выявить корреляцию аномалий в динамических характеристиках спектральной мощности сейсмического сигнала и вариаций силы тяжести.Analysis of seismic and gravimetric signals in the frequency and time domains reveals the correlation of anomalies in the dynamic characteristics of the spectral power of the seismic signal and variations in gravity.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Для проведения измерений используется площадная равномерная наблюдательная сеть, состоящая из рядовых сейсмо-гравитационных станций, каждая из которых представляет совокупность ортогональных трехкомпонентных сейсмоприемников и гравиметрического регистратора.For measurements, an areal uniform observation network is used, consisting of ordinary seismic-gravity stations, each of which is a set of orthogonal three-component seismic receivers and a gravimetric recorder.

Шаг построения равномерной сети (постоянное расстояние между соседними рядовыми станциями) составляет от 50 до 1000 м и определяется линейными размерами, ориентацией и глубинностью объекта исследуемых недр, его литологическим разрезом в районе целевого участка исследований. The step of constructing a uniform network (constant distance between neighboring row stations) is from 50 to 1000 m and is determined by the linear dimensions, orientation and depth of the object of the studied subsoil, its lithological section in the area of the target area of research.

При отсутствии данных и гипотез о размерах углеводородной залежи (УВЗ) для сети наблюдений выбирается минимальный шаг равный 50 метрам.In the absence of data and hypotheses about the size of the hydrocarbon reservoir (HC), a minimum step of 50 meters is selected for the observation network.

Перед проведением основных измерений производят сравнение амплитудной идентичности сейсмических приемников и трактов в целом. Для этого сейсмоприемники располагают в одной точке и производят одновременную запись микросейсмических сигналов не менее 30 мин. На основании полученных временных рядов производят вычисление коэффициентов, необходимых для приведения сигналов к единому амплитудному уровню. После этого сейсмоприемники располагают в пунктах сети сейсмо-гравитационных станций.Before the main measurements are made, the amplitude identity of the seismic receivers and the paths as a whole is compared. For this, the seismic receivers are located at one point and simultaneously record microseismic signals for at least 30 minutes. Based on the obtained time series, the coefficients are calculated, which are necessary to bring the signals to a single amplitude level. After that, the seismic receivers are located at the points of the network of seismic-gravity stations.

Для определения планового и высотного местоположения сейсмо-гравитационных станций используют высокоточные GPS-приемники.High-precision GPS receivers are used to determine the planned and high-altitude location of seismic-gravity stations.

Помехообразующими факторами при проведении, в частности, гравиметрических наблюдений являются: изменения высоты пункта наблюдения; изменение толщины и плотности снежного покрова; сезонные изменения степени водонасыщенности грунта верхней части разреза; лунно-солнечные вариации; любые изменения (природные или техногенные) на участке пункта наблюдения, приводящие к выбытию или приросту масс (отсыпки песком, выпучивание и просадка приповерхностного слоя почвы в ближней зоне пункта наблюдения); изменение гидрологических факторов в ближней зоне пункта наблюдения (изменение уровня воды в зоне пункта наблюдения, изменение уровня воды у водоемов, рек, ручьев и т.д.); нелинейная составляющая изменения атмосферного давления. Interfering factors in carrying out, in particular, gravimetric observations are: changes in the height of the observation point; changes in the thickness and density of the snow cover; seasonal changes in the degree of water saturation of the soil in the upper part of the section; lunisolar variations; any changes (natural or man-made) at the site of the observation point, leading to the disposal or increase in masses (filling with sand, bulging and subsidence of the near-surface soil layer in the near zone of the observation point); changes in hydrological factors in the near zone of the observation point (change in the water level in the area of the observation point, change in the water level near reservoirs, rivers, streams, etc.); nonlinear component of changes in atmospheric pressure.

При выборе места заложения рядовых станций ориентируются на возвышенные участки рельефа с преимущественно песчанистым составом верхней части разреза, находящиеся на расстоянии не менее 30 м от открытых водоемов, избегают размещения станций на участках развития торфяников.When choosing the location of the ordinary stations, they are guided by the elevated areas of the relief with a predominantly sandy composition of the upper part of the section, located at a distance of at least 30 m from open water bodies, avoiding the placement of stations in areas of peatland development.

Уровень микросейсмической активности связан с общей геодинамической активностью (например, Солнечно-Лунные твердотельные приливы) и может меняться в течение суток. The level of microseismic activity is associated with general geodynamic activity (for example, Solar-Lunar solid body tides) and can change during the day.

Для учета вышеуказанных эффектов используют опорные сейсмо-гравитационные станции, которые располагают вне границ целевого участка и на них производится постоянная эталонная регистрация уровня микросейсмической активности в течение всего времени производства работ параллельно с эталонными замерами вариаций силы тяжести с целью привязки измерений, проводимых на рядовых пунктах.To take into account the above effects, reference seismic-gravity stations are used, which are located outside the boundaries of the target area and on which a constant reference recording of the level of microseismic activity is performed throughout the entire time of the work in parallel with the reference measurements of gravity variations in order to link measurements taken at ordinary points.

Опорные сейсмо-гравитационные станции располагают вне контура УВЗ на расстоянии не менее 0,5 и не более 2 км от контура газоносности, исключающем влияние УВЗ и процессов разработки месторождений на значения силы тяжести и регистрацию сейсмического сигнала. Используют не более 4-х опорных сейсмо-гравитационных станций для одного целевого участка, в зависимости от его размера.Reference seismic-gravity stations are located outside the UVZ contour at a distance of at least 0.5 and no more than 2 km from the gas contour, which excludes the influence of UVZ and field development processes on the gravity values and seismic signal recording. Use no more than 4 reference seismic-gravity stations for one target area, depending on its size.

Дополнительно к сети рядовых сейсмо-гравитационных станций организуют базовые сейсмо-гравитационные станции, которые располагают не по равномерной сети, а непосредственно вблизи эксплуатационных и разведочных скважин.In addition to the network of ordinary seismic-gravity stations, base seismic-gravity stations are organized, which are not located along a uniform network, but directly near production and exploration wells.

Использование базовых сейсмо-гравитационных станций позволяет определять количественные зависимости измеряемых параметров сейсмического и гравитационного полей с промысловыми данными и данными ГИС.The use of basic seismic-gravity stations makes it possible to determine the quantitative dependences of the measured parameters of the seismic and gravity fields with field data and well logging data.

Полученные на базовых сейсмо-гравитационных станциях зависимости используют для повышения достоверности интерпретации корреляций сейсмического и гравитационного полей в пространстве между кустами эксплуатационных скважин и в периферийных зонах месторождения (на крыльях УВЗ).The dependences obtained at the base seismic-gravity stations are used to increase the reliability of the interpretation of the correlations of the seismic and gravity fields in the space between the clusters of production wells and in the peripheral zones of the field (on the wings of the UVZ).

Для достижения технического результата в предлагаемом способе, проводят синхронную по времени и месту регистрацию естественных сейсмических колебаний поверхности Земли в диапазоне от 0,1 до 20 Гц и измерение вариаций силы тяжести.To achieve the technical result in the proposed method, synchronous in time and place registration of natural seismic vibrations of the Earth's surface in the range from 0.1 to 20 Hz and measurement of gravity variations are carried out.

Проводят разбивку временного диапазона измеренного сейсмического сигнала на синхронизированные по времени для всех сейсмических приемников дискретные участки.The time range of the measured seismic signal is divided into discrete areas synchronized in time for all seismic receivers.

Проводят расчет спектральных характеристик, соответствующих каждому дискретному участку с образованием дискретной последовательности.The calculation of the spectral characteristics corresponding to each discrete area is carried out with the formation of a discrete sequence.

Анализируют каждый дискретный участок на наличие помех, имеющих техногенную природу, и на наличие информативного сигнала.Each discrete area is analyzed for the presence of technogenic interference and for the presence of an informative signal.

Исключают из дальнейшего рассмотрения дискретные участки, содержащие техногенные помехи. Для исключения помех, не связанных с глубинными исследуемыми процессами, измерения проводят одновременно по трем ортогональным компонентам (Z, N-S, W-E) сейсмоприемника, помехи от наземных техногенных и природных источников (промышленные установки с сейсмическим характером работы, транспортная деятельность, атмосферные осадки и другие техногенные и природные воздействия) исключают с помощью задания времени непрерывной регистрации сейсмического сигнала (время экспозиции не менее 60 минут).Discrete areas containing technogenic interference are excluded from further consideration. To eliminate interference not related to the deep investigated processes, measurements are carried out simultaneously on three orthogonal components (Z, NS, WE) of the seismic receiver, interference from land-based man-made and natural sources (industrial installations with a seismic nature of work, transport activity, precipitation and other man-made and natural influences) are excluded by setting the time of continuous recording of the seismic signal (exposure time is not less than 60 minutes).

Проводят спектрально-временной анализ информативных дискретных участков.Spectral-temporal analysis of informative discrete sections is carried out.

Выносят суждения о наличии/отсутствии УВ по корреляции изменений динамических характеристик спектральной мощности информативного сейсмического сигнала на измеренных частотах и аномалий силы тяжести.Judgments are made about the presence / absence of hydrocarbons based on the correlation of changes in the dynamic characteristics of the spectral power of the informative seismic signal at the measured frequencies and gravity anomalies.

Критерием наличия залежи углеводородов является получение значимых коэффициентов корреляции между увеличением амплитуды спектральных линий в спектре дисперсий сейсмического сигнала и отрицательными аномалиями силы тяжести.The criterion for the presence of a hydrocarbon reservoir is to obtain significant correlation coefficients between an increase in the amplitude of spectral lines in the spectrum of seismic signal dispersions and negative gravity anomalies.

Для сопоставления данных, полученных косвенными и прямыми методами, коэффициенты корреляции сейсмических и гравиметрических аномалий соотносят с промысловыми данными и данными ГИС, определяют уровень значимости коэффициентов корреляции, устанавливают количественные соотношения с основными параметрами, описывающими УВЗ и ее пространственное расположение.To compare the data obtained by indirect and direct methods, the correlation coefficients of seismic and gravimetric anomalies are correlated with field data and well logging data, the level of significance of the correlation coefficients is determined, and quantitative relationships are established with the main parameters describing the UVZ and its spatial location.

Таким образом, применение способа поиска месторождений углеводородов, оценки и мониторинга пространственного распределения содержания углеводородов в продуктивном пласте при разработке углеводородных залежей и эксплуатации подземных хранилищ газа обеспечивает повышение достоверности обнаружения УВЗ за счет одновременного комплексного использования микросейсмических (МСИ) и гравиметрических исследований (ГИ) по сравнению с традиционными методами геофизической разведки.Thus, the application of the method of searching for hydrocarbon deposits, assessing and monitoring the spatial distribution of the hydrocarbon content in the productive formation during the development of hydrocarbon deposits and the operation of underground gas storage facilities provides an increase in the reliability of the detection of UVZ due to the simultaneous integrated use of microseismic (MS) and gravimetric studies (GI) in comparison with traditional methods of geophysical exploration.

На основе использования информации о пространственные(ом) распределения(и) содержания углеводородов в продуктивных пластах добиваются:Based on the use of information on the spatial (s) distribution (s) of the content of hydrocarbons in productive formations, the following is achieved:

повышения эффективности добычи при разработке УВЗ за счет оптимального размещения эксплуатационных скважин;increasing production efficiency in the development of UVZ due to the optimal placement of production wells;

повышения эффективности эксплуатации ПХГ за счет оптимального размещения эксплуатационных скважин;increasing the efficiency of the UGS facility through the optimal placement of production wells;

повышения достоверности определение положения контура УВЗ и его изменения в пространстве между кустами эксплуатационных скважин и в периферийных зонах УВЗ;increasing the reliability of determining the position of the UVZ contour and its changes in the space between the clusters of production wells and in the peripheral zones of the UVZ;

повышения достоверности определение величины пластового давления и его изменений в пунктах, расположенных вне эксплуатационного поля добывающих скважин;increasing the reliability of determining the magnitude of reservoir pressure and its changes at points located outside the production field of production wells;

повышения достоверности оценки отработки периферийных участков УВЗ; increasing the reliability of the evaluation of the development of peripheral sections of the UVZ;

сохранения максимального потенциала буферного газа за счет выбора оптимальных эксплуатационных режимов ПХГ;maintaining the maximum potential of the buffer gas by choosing the optimal operating modes of the UGS facility;

повышения достоверности прогнозирования обводнения залежи;increasing the reliability of forecasting the watering of the reservoir;

повышения достоверности оценки скорости и путей миграции углеводородного флюида.increasing the reliability of assessing the rate and paths of hydrocarbon fluid migration.

Claims (11)

1. Способ поиска месторождений углеводородов, оценки и мониторинга пространственного распределения содержания углеводородов в продуктивном пласте при разработке углеводородных залежей и эксплуатации подземных хранилищ газа, характеризующийся тем, что1. A method of searching for hydrocarbon deposits, assessing and monitoring the spatial distribution of the hydrocarbon content in a productive formation during the development of hydrocarbon deposits and the operation of underground gas storage, characterized by the fact that осуществляют одновременную регистрацию естественных сейсмических колебаний поверхности Земли в диапазоне от 0,1 до 20 Гц и измерение вариации силы тяжести с использованием сейсмо-гравитационных станций, представляющих совокупность ортогональных трехкомпонентных сейсмоприемников и гравиметрического регистратора, simultaneous registration of natural seismic vibrations of the Earth's surface in the range from 0.1 to 20 Hz and measurement of gravity variation using seismic-gravity stations, representing a set of orthogonal three-component seismic receivers and a gravimetric recorder, указанные сейсмо-гравитационные станции располагают на дневной поверхности целевого участка исследования по сети наблюдений, определяемой линейными размерами, ориентацией и глубинностью объекта исследуемых недр, его литологическим разрезом в районе целевого участка исследований, с разбивкой и синхронизацией временных отрезков наблюдения сейсмических и гравиметрических сигналов на дискретные участки, the specified seismic-gravity stations are located on the day surface of the target area of research according to the observation network determined by the linear dimensions, orientation and depth of the object of the studied subsoil, its lithological section in the area of the target area of research, with a breakdown and synchronization of time intervals for observing seismic and gravimetric signals into discrete areas , анализируют сейсмические сигналы в частотной и временной областях, analyze seismic signals in the frequency and time domains, рассчитывают вариации силы тяжести, gravity variations are calculated, удаляют техногенные помехи в регистрируемых сигналах, remove technogenic interference in recorded signals, определяют наличие аномалии в спектре мощности сейсмического сигнала, determine the presence of an anomaly in the power spectrum of the seismic signal, судят о наличии нефтегазовой залежи и ее пространственном расположении по корреляции аномалий в динамических характеристиках спектральной мощности сейсмического сигнала и вариаций силы тяжести. the presence of an oil and gas reservoir and its spatial location are judged by the correlation of anomalies in the dynamic characteristics of the spectral power of the seismic signal and variations in gravity. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят учет промысловых данных по объёму добычи (отбора/закачки) углеводородов, позволяющих проводить количественную оценку содержания углеводородов в продуктивном пласте.2. The method according to claim 1, characterized in that the accounting of field data on the volume of production (withdrawal / injection) of hydrocarbons is carried out, allowing for a quantitative assessment of the content of hydrocarbons in the reservoir. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют данные геофизических исследований скважин (ГИС), повышающих достоверность определения пространственного положения углеводородной залежи и позволяющих проводить количественную оценку содержания углеводородов в продуктивном пласте.3. The method according to claim 1, characterized in that the data of geophysical surveys of wells (GIS) are used, which increase the reliability of determining the spatial position of a hydrocarbon reservoir and allow a quantitative assessment of the content of hydrocarbons in a productive formation. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят регистрацию сейсмических и гравиметрических сигналов на участках, заведомо не содержащих углеводородов, что повышает достоверность обнаружения углеводородных залежей на целевых участках, имеющих схожий литологический разрез.4. The method according to claim 1, characterized in that seismic and gravimetric signals are recorded in areas that are known to be free of hydrocarbons, which increases the reliability of detecting hydrocarbon deposits in target areas with a similar lithological section.