Моделирование геологических объектов с применением технологии пассивной магнитно-резонансной локации недр

1.

Электромагнитные Технологии
Моделирование геологических
объектов
с применением технологии
Пассивной Магнитно-Резонансной
Локации Недр
(ПМРЛН)
1

2. СОДЕРЖАНИЕ

1. Уникальность метода
2. Принципы действия технологии ПМРЛН
3. Возможности технологии:
-площадные исследования (сканирование)
-глубинное зондирование
-моделирование геологических объектов
4. Эффективность технологии
5. Экологическая безопасность технологии
6. Области использования (апробированные):
-нефтегазовая геология
-поиск и разведка твердых полезных ископаемых
-экология
-гидрогеология
-инженерная геология
2

3.

УНИКАЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ
Превосходит традиционные методы
геологических изысканий по:
• результативности
• оперативности / скорости
• разрешающей способности
• стоимости
• экологической безопасности
• универсальности применения
• мобильности
• всесезонности
3

4. УНИКАЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ

Отличается от всех основных известных типов
электромагнитных технологий (MMT, CSEM и EMM (tCSEM)),
в основном:
• большей скоростью проведения площадных или
рекогносцировочных, как оффшорных, так и оншорных
исследований (сканирование) с воздуха;
• возможностью глубинного зондирования на 10 и более км, получение каротажной диаграммы скважины без
наличия/бурения разведочной скважины, по качеству
информации, превосходящий традиционный каротаж;
• Низкой сезонной зависимостью;
• Низкой капиталоемкостью; и т.д.
4

5.

И дано будет Вам по Вере Вашей…
ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ ОБЪЕКТЕ:
наличие
состав
границы распространения в плане
глубина залегания и мощность
структура и элементы залегания
концентрация или содержание
их пространственные изменения
запасы
Без бурения скважин; без остановки скважин !!!
5

6. ПАССИВНАЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ЛОКАЦИЯ НЕДР (ПМРЛН)

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
(основные положения)
• Бесконтактное измерение
Естественных Импульсных
Электромагнитных Полей
Земли (ЕИ ЭМПЗ)
• Выделение полезного
сигнала из ЕИ ЭМПЗ
магнитно-резонансным
способом
Проведение ПМРЛН в США.
6

7. ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ при площадных исследованиях. Сверхбыстрый поиск месторождений, как в нефтегазовой, так и в

минерально-сырьевой индустрии.
• Выполнение работ на суше
и в акваториях
• Выполнение замеров в
движении (пешеходный и с
использованием любого
вида транспорта)
• Особое преимущество:
сверхскоростное ведение
площадных
исследований (Scanning),
как оффшорных (SBL),
так и оншорных с воздуха
• Работа внутри помещений и
в условиях городской и
промышленной застройки
7

8. ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ при площадных исследованиях

• Прослеживание границ объектов
(оконтуривание) по поверхности
земли и на заданной глубине
• Изучение внутренней структуры
объектов методом пересечений
• Получение первичных
результатов сканирования в
полевых условиях
• Эффективная организация сети
наблюдений и ее корректировка
по результатам первичных
наблюдений
Проведение ПМРЛН с вертолета.
8

9. ПЛОЩАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Картирование (Scanning)

При картировании оператор регистрирует по маршруту
около 1800 замеров в течении одного часа
Контуры залежи с различным насыщением
пластов углеводородами
Маршруты с замерами интенсивности МРА
углеводородов
Интенсивность магнитно-резонансных аномалий
углеводородов, усл. ед.:
5 - 10
10-20
20-25
Использование GIS-технологий позволяет перейти от точечных
замеров к площадным характеристикам залежей полезных ископаемых
9

10. ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ при глубинном зондировании

Без бурения скважин!!!
Интенсивность магнитно- Общая интенсивность магнитнорезонансных аномалий, резонансных аномалий, у.е.
0 2 4 6 8
у.е. (сланец, песчаник)
8
6
4
2
0
Интенсивность магнитно-резонансных
аномалий, у.е. (газ, конденсат, нефть, вода)
3990
0
8
16
24
4040
4090
4140
4190
4240
Результаты пассивного
магнитно-резонансного зондирования
над залежью углеводородов
Получение данных геологического
разреза
состав, мощность, последовательность и
глубина залегания различных горных пород и
твердых полезных ископаемых, водоносность,
наличие углеводородов, тектонические
разломы, карст и др.
Прямое определение наличия и
концентрации любых веществ в грунтах и
горных породах в их естественном
залегании
Высокая разрешающая способность и
высокая скорость глубинного
зондирования:
• 5 м до глубины 10000 м
• 1 сутки для получения одной
каротажной диаграммы до глубины 3000
м («виртуальная» скважина)
Глубинное зондирование
замещает бурение разведочной
10
скважины!!!

11. ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ Моделирование геологических объектов

Литологические колонки до бурения скважин
Структурные карты в изолиниях и карты-срезы различных горизонтов
геологических объектов (месторождений)
Гидрогеологические карты в изогипсах поверхности водовмещающих
пород; мониторинг проектов увеличения нефтегазоотдачи пластов (EOR)
Карты в изолиниях концентраций полезных ископаемых и любых
химических веществ для различных глубин от поверхности земли
Разрезы месторождений и других геологических объектов
3D (HD3D; 4D) модели действующих или новых месторождений полезных
ископаемых и любых других геологических объектов
HD3D и 4D модели околоскважинного пространства для любой
действующей вертикальной или горизонтальной скважины без остановки
ее работы
11

12. Пример составления литологических колонок без бурения скважин

Интенсивность МРА,у.е
песчаник, сланец
Интенсивность МРА,у.е
андезит, базальт
Общая (структура)
Литологическая
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
колонка
5060
5060
5060
Вода
0
5110
5110
5110
5160
5160
5160
5210
5210
5210
5260
5260
5260
5310
5310
5310
5360
5360
5360
5410
5410
5410
5460
5460
2
0
4
6
8
Нефть
8
16
24
?
5460
м
м
Сланец
Песчаник
м
Андезит
Андезитобазальт,
Разломно-трещинные зоны
Водоносный
горизонт
Нефтенасыщенный
горизонт
12

13. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ РАЗРЕЗА по данным нескольких зондирований на профиле

Разрез по линии 1-2
(См. следующий слайд)
СЗ
1
-500
Т.з.9
Т.з.10
Т.з.11
Т.з.13
Т.з.12
ЮВ
2
-500
-550
-600
-600
-650
-650
-700
-700
-750
-750
-800
-800
Разлом
-550
-850
-900
-850
-900
-950
-950
-1000
0
250
500
1000
750
-1000
1250 м
Графики интенсивнсти магнитно-резонансных аномалий:
газа
газоконденсата
воды
13

14. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ КАРТ по данным площадных исследований и глубинных зондирований

14

15. ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

• Подсчет запасов по спроектированной модели месторождения
• Мониторинг эксплуатации месторождений углеводородов
Трехмерная
Построение
модель
трехмерной
одного из модели
горизонтов
горизонта
залежи
углеводородов,
залежи углеводорода
построенная
попо
данным
даннымПМРЛН
ПМРЗ
Кровля горизонта
Кровля горизонта
Подошва горизонта
Подошва горизонта
Точки вертикального зондирования
Точки зондирования
15

16. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ

• Максимальная, когда применение других
технологий ограничено или невозможно
• Очень высокая, когда оперативность является
основным условием исследований
(При необходимости принятия срочных решений по
большим поисковым площадям)
• Превышает эффективность любых традиционных
технологий поиска и разведки геологических
объектов
16

17. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ на всех этапах поиска, разведки и эксплуатации месторождений

• Правильный выбор площадей для проведения на
них детальных геологоразведочных работ
(Рекогносцировочные исследования)
• Исключает бурение разведочных скважин за
контурами месторождений
• Удешевление геологоразведочных работ и
уменьшение их продолжительности
• Постоянный мониторинг бурения, разработки и
эксплуатации месторождений УВ и ТПИ
17

18. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ

• Не оказывает воздействия
ни на изучаемые объекты, ни
на окружающую среду
• Можно успешно проводить
исследования в
заповедниках, заказниках,
природоохраняемых
территориях, на
сельскохозяйственных
угодьях
Глубинное зондирование для
получения каротажной диаграммы
«виртуальной» скважины
18

19. ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (апробированы)

• Нефтегазовая геология (УВ)
• Поиск и разведка твердых полезных
ископаемых (ТПИ)
• Экология
• Гидрогеология
• Инженерная геология
19

20. НЕФТЕГАЗОВАЯ ГЕОЛОГИЯ

поисковые работы
(выявление и оконтуривание месторождений, - сканирование)
разведка и доразведка месторождений нефти, газа
(определение количества, мощности, структуры, глубины, площади
распространения продуктивных горизонтов, изучение состава и
содержания углеводородов, определение наличия и положения
водонефтяных и газоводяных контактов, изучение структурнотектонических условий месторождения, соляной тектоники и др.)
оценка запасов
мониторинг процесса бурения скважин
(контроль положения забоя скважины, определение глубины
проникновения в пласт глинистого раствора и химических
реагентов, изучение разреза, опережающее бурение и др.)
мониторинг работы месторождений, перемещения
водонефтяного и водогазового контактов и отдельных
скважин (при эксплуатации месторождений)
20

21. РАЗВЕДКА И ДОРАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Пример карты нефтяного месторождения по данным ПМРЛН
и традиционных методов исследований
22
25
-700м
27
23
26
24
2
28
1
3
-650
18
20
21
Линия тектонического разлома
(данные ПМРЛН):
по поверхности земли
-700м на отметке -700м
Точки магнитно-резонансного
зондирования
Контур нефтяной залежи
по данным ПМРЛН
Интенсивность магнитно-резонансных
аномалий нефти, у.е.
4-8
нефтяные
8-16
Скважины:
водоносные
Контур нефтяной залежи
по данным традиционных
исследований
>16
-650
проектные
Изогипсы по кровле
продуктивного горизонта
по данным сейсморазведки
21

22. РАЗВЕДКА И ДОРАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Интенсивность МРА, усл.ед.
(Газ, конденсат+нефть, вода, NaCl, базальт)
0
8
16
24
32
3000
3100
3150
Соль
3050
Газ
3200
Фрагмент пассивного
магнитно-резонансного
зондирования
(3000 – 3500м)
Залежь углеводородов в
коре выветривания
кристаллических пород
под отложениями солей
3250
3350
Базальт
(кора выветривания)
3300
Открытие новых месторождений с
воздуха (Airborne Survey) под
соляными отложениями, как на
шельфе, так и на суше
3450
м
3500
Базальт
3400
Конденсат
+ нефть
22

23. РАЗВЕДКА И ДОРАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ Сравнение данных ПМР зондирования (ПМРЗ) с данными стандартного каротажа

Пассивное
Пассивное
магнитно-резонансное
магнитно-резонансное
Пассивное
Стандартный
Стандартный каротаж
каротаж
зондирование(ПМРЗ)
зондирование(ПМРЗ)
магнитно-резонансное
Стандартный
каротаж
Интенсивность
МРА,
усл.ед.
Интенсивность
МРА, усл.ед.
зондирование(ПМРЗ)
(Газ, конденсат+нефть, вода)
(Газ,
конденсат+нефть,
вода)
0 Интенсивность
10
20МРА, усл.ед.
30
0
20
30
(Газ, 10
конденсат+нефть,
вода)
2600
2600
0
10
2600
30
2600
20
N
N 11
11 M
M 0.5
0.5 A
A
0
0
0
5
5
0
0
2600
2600
25
25
0
2650
2650
кондесат +
+
кондесат
2650
2650
нефть
нефть
кондесат +
и
газ
газ
к
кк
газ
2700
2700
яя
2700
2700
2700
нн
я
2700
н
вода
вода
т
тт
вода
сс
2750
2750
ПС
2750
15
20 Омм
По
По результатам
результатам стандартного
стандартного
каротажа стандартного
По результатам
каротажа
-продуктивные
горизонты
каротажа
продуктивные горизонты
продуктивные горизонты
Ожидаемый
По
Ожидаемый
По данным
данным магнитно-резонансного
магнитно-резонансного
продуктивный
продуктивный
Ожидаемый
зондирования
(ПМРЗ)
По данным
магнитно-резонансного
горизонт
зондирования
(ПМРЗ) -горизонт
продуктивный
водонасыщенные
коллекторы
с
зондирования
(ПМРЗ) -с
водонасыщенные
коллекторы
горизонт
проявлениями
нефти
и
газа
водонасыщенные
коллекторы
с
проявлениями нефти и газа
проявлениями нефти и газа
По данным
данным испытаний
испытаний пластов
пластов -По
приток
воды
и
признаки
По
данным
испытаний
пластов приток воды и признаки нефти
нефти
приток воды и признаки нефти
Ожидаемый
Ожидаемый
продуктивный
продуктивный
Ожидаемый
горизонт
горизонт
продуктивный
горизонт
м
м
Ожидаемый
Ожидаемый
продуктивный
продуктивный
Ожидаемый
горизонт
горизонт
продуктивный
горизонт
з
A
A2
2M
M 0.5
0.5 N
N
5
10
15
20 Oмм
Oмм
5
10
15
20
2 M 0.5
N
25 A 50
50
Oмм
25
Oмм
0
5
10
15
20 Oмм
25
50
Oмм
м 0
0
м
м 0
0
2800
0
ИИ
2800
2800
2800
м
И
2800
2800
зз
в
вв
е
ее
2750
10
Oмм
Oмм
25
Oмм
20
20 Омм
Омм
с
2750
2750
5
25mv
2650
нефть
15
П
ПС
С
25mv
25mv
ии
2650
10
15 A
N 10
11 M 0.5
23

24. РАЗВЕДКА И ДОРАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ Сравнение данных ПМРЗ с данными стандартного каротажа

ПМРЗ
Стандартный
каротаж
Интенсивность МРА, усл.ед.
(вода, нефть, песчаник)
M 2.5 A 0.25 B
0
8
16
24
32
0 2.5 5 7.5 10 Oмм
600
600
- 10mv+
620
640
Продуктивный пласт
Ведется добыча нефти с 1997года
660
Продуктивный пласт
Добыча нефти не велась
650
680
700
700
720
740
750
760
Продуктивный пласт пропущен
Испытания не проводились
При испытании пласта
получен приток воды
ПМРЗ - уточнение глубины
и структуры продуктивных
пластов,
положения водонефтяного
контакта
действующей скважины
(все измерения
производятся с поверхности
земли вне скважины и без
остановки ее работы)
Традиционными
методами
исследования скважин –
пропущен
продуктивный пласт
780
м
800
м
800
24

25. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

• Выявление и оконтуривание россыпей алмазов, золота,
платины, титана-циркония и других металлов и ценных
минералов
• Выявление и оконтуривание рудных жил, кимберлитовых
трубок, пластовых и других залежей полезных ископаемых
• Изучение строения месторождений полезных ископаемых
всех типов
• Изучение изменения содержания металлов, ценных
минералов по площади и в разрезе месторождения
• Изучение содержания металлов, ценных минералов и
выявление их наибольшей концентрации в отвалах горнодобывающей промышленности
25

26. ЭКОЛОГИЯ Исследование химического загрязнения грунтов и подземных вод

Линия
тектонического
разлома
Граница участка
захоронения
опасных отходов
Изолинии
концентрации
химического
загрязнения
• Картирование ореолов
химического
загрязнения
• Выявление источников и
направления миграции
загрязнений
• Мониторинг ореолов
химического загрязнения
26

27. ГИДРОГЕОЛОГИЯ

• Поиск источников подземного водоснабжения
• Поиск минеральных вод и изучение их химического состава
• Гидрогеологические исследования на месторождениях
полезных ископаемых, строительных площадках
• Мониторинг уровней подземных вод при откачках
Точки ПМРЗ
Суглинки и глины
Галька и щебень
Известняки
Сланцы
Тектонический
разлом
Водоносные
горизонты
27

28. ГИДРОГЕОЛОГИЯ

Интенсивность МРА ,у.е. Интенсивность МРА ,у.е.
Вода
Известняк
0 2 4 6 8
110
120
Глухая колонна,
затрубный тампонаж
Фильтр
Фильтровая колонна
Рекомендуемая конструкция водозаборной скважины
и
о
л
с
е
ы
н
о
с
Зона
д
90
Вода
о
н
80
Известняк
100
110
120
Фильтр
100
60
о
90
50
Фильтровая колонна
В
80
40
70
Зона
трещиноватости
Б
Г
Л
У
70
Известняки, прослои глин и мергелей
М
60
И
Н
А,
50
30
трещиноватости
40
20
известняки
30
0
10
Монолитные
20
Суглинки
Монолитные
известняки
10
0 4 8 12 16 20 24
.Мергели,
глины известковистые
0
Пассивные магнитнорезонансные
зондирования (ПМРЗ)
для заложения
водозаборных скважин
28

29. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

• Изучение инженерно-геологических условий строительства
зданий и сооружений
• Исследования загазованности и обводнения горных пород
при подземной добыче полезных ископаемых перед
проходкой горных выработок
• Выявление и
картирование
тектонических разломов,
карста и оползней
Пример исследования
развивающихся трещин
отрыва оползня в условиях
плотной городской
застройки.
В центре рисунка здание,
деформируемое в результате
оползневых подвижек
29

30.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
16
Структурная карта поверхности угольнього
пласта с аномалиями метана в его кровле
17
10
9
8
11
4
7
2
5
3
1
6
Интенсивность магнитнорезонансных
15 аномалий метана, усл.ед.
12
8 - 16
14
Технология ПМРЛН
может использоваться
для проектов
дегазации угольных
пластов и оптимизации
проектов добычи
МЕТАНА
каменноугольных
пластов
2
100
Пример исследований
загазованности
угольных пластов
перед их разработкой
16 - 24
Точки зондирования.
Изогипсы кровли
угольного пласта
30

31.

УСПЕХ В ОБЪЕДИНЕНИИ ТЕХНОЛОГИЙ
• Эталонирование измерений ПМРЛН по
данным опорных скважин, химических и
спектральных анализов, сейсморазведки
и других методов традиционной
геофизики на опорных профилях
• Интерпретация данных ПМРЛН с учетом
тектонофизических и морфоструктурных
исследований
31

32. Спасибо за внимание !

32