Диссертация (Электромагнитные геометрические зондирования с донными косами при поисках углеводородов на мелководье), страница 5

Кроме того измерения вовременной области обладают относительно низкой помехоустойчивостью. Так, для достиженияуровня шума, сравнимого с измерениями в гармоническом режиме (CSEM), требуетсядлительное накопление сигнала, трудно осуществимое при использовании автономныхприёмников и непрерывно движущегося источника (некоторые оценки приведены в (Li andConstable, 2010)). Несмотря на это, некоторое количество опытно методических работ в этомнаправлении проводиться (например, (Marine time domain CSEM – the first two years ofexperience. N. Allegar [et al.], 2008)).Второй по практической значимости группой методов являются измерения, основанныена применении буксируемых систем (стриммеров), когда не только источник, но и приёмникбуксируются за судном как одно целое.

Установки такого типа технически реализуются проще,чем системы с автономными регистраторами. Они применяются на относительно мелководныхакваториях с глубиной воды менее нескольких сотен метров.Буксируемые системы позволяет просто решить проблему синхронизации источника иприёмника,применятьприёмныелиниибольшойдлины(несколькокилометров).Фиксированная геометрия установки улучшает возможности накопления сигналов. В то жевремя общей проблемой всех методов, использующих буксируемые приёмные линии, являетсявозникновение дополнительных гидродинамических шумов.На мелководье, в отличие от глубокого моря, эффективными оказываются измерения вовременной области.

В том случае, когда глубина воды не превосходит 100200 м, влияние УЭСземли проявляется на поздних временах аналогично работам на суше,и это позволяетвыполнять такие измерения на практике.Из разработок последнего времени следует выделить заглублённую установку,буксируемую в толще воды (Anderson and Mattson, 2012; Linfoot, Mattsson and Price, 2011; 3D20inversion of towed streamer EM data: a model study of the Harding field with comparison to CSEM.M.S. Zhdanov [et al.], 2012). Схема установки приведена на рисунке 1.4.Рисунок 1.4. Система, буксируемая в толще воды (из работы (3D inversion of towed streamer.., 2012)).По всей видимости, эта система в настоящее время является одной из наиболее проработанныхв техническом отношении в своём классе.Буксировка может осуществляться по поверхности воды. По сравнению с буксировкой втолще воды этосущественно упрощает конструкцию самой установки и системыдинамического позиционирования.

Вместе с тем при буксировке установки по поверхностипроблема гидродинамических шумов стоит особенно остро.СредиэтойгруппынаиболееизвестенморскойвариантДифференциально-Нормированного Метода Электроразведки (Davydycheva, Rykhlinski and Legeido, 2006; Benefitsof the induced polarization.., 2009). Установка приведена на рисунке 1.5.Рисунок 1.5.

Установка ДНМЭ (из работы (Benefits of the induced polarization.., 2009)).ИзмеренияДНМЭпредставляютсобойизмеренияполейстановлениядифференциальной установкой, которая буксируемой по поверхности моря3. Основной объектпоиска этой технологии – приповерхностные аномалии ВП, наличие которых связывается сприсутствием УВ в более глубоких структурах. Эта технология получила распространение,прежде всего, в России, и в широких производственных масштабах.Существуют и другие примеры буксируемых по поверхности установок (например, Liand Constable, 2010), но в морской нефтяной электроразведке подобные системы пока ненаходят практического применения (приложения в инженерной области см. ниже).3Сообщалось также о разработке заглублённой установки.21Буксирование может также осуществляться по дну моря.

По сравнению с буксировкойпо поверхности воды это заметно снижает уровень шумов на приёмных электродах.Конструкция самойустановки существенно упрощается. Буксируемые по дну установкиполучили значительное развитие в СССР, гдеприменялись в широких производственныхмасштабах.Так, ещё в 1960-хх гг. в СССР применялся метод непрерывного дипольно-осевогопрофилирования (НДОЗ) на постоянном токе (Назаренко, 1957), а также выполнялисьизмерения становлением поля и ВП (Морские геофизические исследования, 1977).В 1970-1980хх гг. успешно разрабатывался морской вариант зондирования становлениемполя в движении (аппаратно-методический электроразведочный комплекс АМЭК (Лисицын,Московская и Петров, 2001)).Вместе с тем контакт с морским дном резко усложняет процесс выполнения измерений,делая его зависимым от глубины моря и характера донных осадков; существенно возрастаетриск обрыва установки о подводные препятствия, а также повреждения донных трубопроводови другого подводного оборудования.

Поэтому донные буксируемые системы в промышленноммасштабе в настоящее время не применяются, хотя опытно методические работы в этой областиведутся (см. ниже).Два вышеописанных класса морских методов - геометрические зондирования савтономными донными приёмниками и ГЭЛ, и буксируемые электрические линии – фактическиисчерпывают модификации морской электроразведки, которые применяются, или применялисьв прошлом, в производственных работах.

Тем не менее, к настоящему времени предложенозначительное количество перспективных технологий, которые заслуживают упоминания.Известны измерения, в которых используются источники других типов помимо ГЭЛ.Так, технология Transient Electromagnetic Marine Prospecting with Vertical Electric Lines (TEMPVEL), разрабатываемая норвежской компанией Petromarker, основана на использованиивертикального источника и измерении вертикальной компоненты электромагнитного поля внеустановившемся режиме (A method for hydrocarbon reservoir mapping and apparatus for usewhen performing the method.

Barsukov, Fainberg and Singer, 2007; Vertical source, vertical receiver,electromagnetic technique for offshore hydrocarbon exploration. Holten [et al.], 2009; Vertical source,vertical receiver, electromagnetic technique for offshore hydrocarbon exploration. Holten [et al.],2009). Измерения выполняются автономными донными станциями специальной конструкции,обеспечивающий вертикальное положение приёмного диполя. К настоящему моментукомпания выполнила несколько опытно-методических и коммерческих проектов, например(Vertical dipole CSEM: technology advances and results from the Snøhvit field.

Helwig [et al.], 2013).Внешний вид установки представлен на рисунке 1.6.22Рисунок 1.6. Зондирование с вертикальным источником и вертикальным приёмником (из работы(Vertical source, vertical receiver .., 2009)).Вработе(BarsukovandFainberg,2013)предложенметодзондированияустанавливающимися полями для мелководных акваторий, в котором предусматриваетсяизмерение вертикальной компоненты электрического поля и возбуждение горизонтальнойэлектрической линией. Предполагается, что приёмная и передающая аппаратура монтируетсяна судне, а измерения выполняются в режиме старт-стоп. О практической реализации этой идеипока не известно.Российская компания ЕММЕТ в 2007-2014 гг.

разрабатывала методику, основанную наиспользованиинаклонногоэлектрическогодиполя(Способморскойэлектроразведкинефтегазовых месторождений и комплекс для его осуществления VeSoTEM. Лисицын и [др.],2007). Использование наклонного диполя позволяет приблизить питающий электрод к доннымстанциям и, таким образом, усилить эффект ВП, который в основном зависит от плотностиполяризующего гальванического тока. Экспериментальные работы по этой технологии быливыполнены в 2009 г. в Каспийском море (рисунок 1.7).23Рисунок 1.7.

Схема питающей линии, использованная при измерения c наклонным диполем наКаспийском море в 2009 г.Оказалось, что такие измерения требую очень точного контроля положения наклонного диполя,и перспективы таких измерений были оценены как негативные.Попытка использовать вертикальный магнитный диполь в качестве морского источникабылапредпринятавПГО«Севморгеология»(Отчётпоопытно-методическимэлектроразведочным работам в Баренцевом море (1977 г.). Вишняков и др., 1978).

Результатомэтих работ стало негативное заключение о возможности применятьбуксируемые петли вморских условиях.Зондирование дна с использованием вертикального электрического диполя быловыполнено Н. Эдвардсом (First results of the MOSES experiment: sea sediment conductivity andthickness determination, Bute Inlet, British Columbia, by magnetometric offshore electrical sounding .Edwards [et al], 1985). Метод получил название Magnitometric Offshore Electrical Sounding(MOSES). Схема установки изображена на рисунке 1.8.24Рисунок 1.8. Схема установки MOSES (из работы (Edwards, 2005)).В вертикальный питающий диполь, заземлённый на поверхности моря и на морском дне,подаётся низкочастотный переменный ток 0,125 Гц. Азимутальное магнитное поле измеряетсяна морском дне на различных удалениях от нижнего питающего электрода. При интерпретациирезультатов предполагается, что низкая частота тока позволяет пренебречь индуктивнымитоками.

В работе (Evans and Webb, 2002) сообщается о зондировании по этой технологии,выполненной на Восточно-Тихоокеанском поднятии. Всего было расставлено 10 донныхмагнитометров. Измерения были выполнены в более чем 200 точках до разносов ок. 7 км, врезультате чего было определено УЭС земной коры до глубины 1 км под дном моря. Тем неменее, коммерческого распространения методика не получила.В работе (First results from an electromagnetic survey of a gas hydrate vent offshore midNorway.

Swidinsky [et al.],2014) описываются результаты полевого эксперимента, во времякоторого регистрировались две горизонтальные компоненты электрического поля доннымистанциями. Особенностью этой работы является использование двух ортогональныхгоризонтальных электрических диполей для генерации сигнала и работа во временной области.Значительный класс аппаратных комплексов представлен малогабаритными системами,которые разрабатывались, для профилирования или зондирования наиболее верхней частиразреза с целью картирования рудопроявлений, выявления газогидратов либо решенияинженерных задач.Среди российских разработок последнего времени следует отметить глубоководныйкомплекс «Рифт» (Вишняков, Каминский и Лисицын, 1992) (рисунок 1.9), которыеиспользовалсяокеана.для оконтуривания месторождений железомаргнацевых конкреций на дне25Рисунок 1.9.