 |
Физические основы метода ЕП
|
|
|
|
Введение
Дата проведения учебной практики: 29 июня – 19 июля 2015 г.
Место проведения: г. Тюмень, Тюменская область
Цель: закрепление знаний по пройденным теоретическим курсам на основе глубокого изучения особенностей строения тектонических структур Велижанского водозабора, технологий исследования, устройства, методики работы с геофизической аппаратурой, обработкой и интерпретацией полученных данных.
Задачи: выработка у студента навыков проведения полевых геофизических исследований, приобретённых в процессе изучения теоретических курсов геофизики.
Практика проходила на нескольких предприятиях.
С 29 июня по 7 июля в компании Halliburton был прослушан курс лекций по использованию программного обеспечения Landmark, используемого для обработки с геологических и геофизических данных.
В ходе прослушанного курса нами были изучены методы построения и визуализации тектонических структур по известным данным. Способы проведения литого-фациального анализа и определения насыщения.
8 июля проведена обзорная экскурсия в кернохранилище филиала компании РОСНЕФТЬ – Тюменский Нефтяной Научный Центр (ТННЦ). В ходе экскурсии был подробно описан весь путь керна, начиная с укладки его в деревянные ящики непосредственно на месторождении, способы его транспортировки к местам изучения, а также процессы и способы получения из образцов керна геологической и геолого-геофизической информации.
9 июля компания ГЕОТЕК провела информационно-ознакомительное занятие на тему технологий и программ, применяемых в настоящее время при геофизических исследованиях. Также в ГЕОТЕКе нам рассказали о этапах проведения геологоразведочных работ и методах их выполнения.
|
|
|
С 13 июля по 17 июля проходили выездные практические занятия на Велижанском водозаборе. В ходе этих занятий были выполнены геологоразведочные работы методами Естественного поля (ЕП) и Вертикального Электрического Зондирования (ВЭЗ).
Теоретическая часть
ГЕОТЕК
ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка» - крупнейшая геофизическая компания в структуре IGSS, которая оказывает широкий спектр услуг в области сейсморазведки с применением новейших технологий и современного оборудования.
ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка» постоянно внедряет новые технологии. Компания гордится высокими показателями в области охраны труда, окружающей среды, а также техники безопасности. На счету компании - полевые работы с вертолетным сопровождением, высокопроизводительные проекты с применением вибрационных источников возбуждения, сейсморазведочные проекты в транзитной зоне.
ПАО "ГЕОТЕК Сейсморазведка" (ранее – ОАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка», ранее – ОАО «Интегра Геофизика») было образовано в результате слияния в 2009 году известных российских геофизических предприятий: Тюменнефтегеофизика, Ямалгеофизика и Томский Геофизический Трест, имеющих более чем 45-летний опыт проведения сейсморазведочных работ, а также российских сейсморазведочных активов компании Петроальянс (входит в группу компаний Шлюмберже).
В сентябре 2013 года ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка» стало материнской компанией по отношению к следующим предприятиям группы, завершив тем самым процесс оптимизации структуры владения и управления производственными активами ЗАО «ГЕОТЕК Холдинг», запущенный по итогам объединения сейсмических активов ЗАО «ГЕОТЕК Холдинг», Интегры и Шлюмберже.
· Нарьян-Марсейсморазведка (ОАО)
· Севергеофизика (ОАО)
· Оренбургская геофизическая экспедиция (ОАО)
· Центральная геофизическая экспедиция (ОАО)
|
|
|
· Западносибирская геофизическая компания (ОАО)
· Эвенкиягеофизика (ООО)
· Хантымансийскгеофизика (ОАО)
· ГеоПрайм (ООО)
· Енисейгеофизика (ОАО)
В июне в рамках масштабной реструктуризации управление операционной деятельностью ЗАО «ГЕОТЕК Холдинг» было передано ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведке».
ПАО «ГЕОТЕК Сейсморазведка» имеет высокую репутацию среди нефтегазовых компаний. Среди заказчиков лидирующие нефтяные компании: Shell, Eni, KNOC, ЛУКОЙЛ, РОСНЕФТЬ, Газпром, Газпром нефть, Русснефть и другие.
Миссия и стратегия
Миссия
«ГЕОТЕК Сейсморазведка» обеспечивает нефтегазодобывающие компании качественными решениями в области получения данных сейсмической разведки, а также их дальнейшей обработки и интерпретации. Предоставление интегрированных услуг и применение новейших технологий, а также наш гибкий подход к управлению проектами и постоянно ведущиеся НИОКР помогают нам достичь поставленной цели.
Стратегия
Главная стратегическая задача «ГЕОТЕК Сейсморазведка» — обеспечение максимального роста акционерной стоимости, для чего нам необходимо укреплять лидирующие позиции на рынках сейсморазведки в России и СНГ. В разделах ниже описано, как мы собираемся этого достичь.
Сейсморазведка занимает ведущее место среди геофизических методов, применяемых при поисках месторождений нефти и газа.
Метод основан на изучении распространения в земной коре упругих волн, вызванных взрывом или ударом. Проникая в геологическую среду, волны отражаются и преломляются и частично возвращаются к поверхности земли, где регистрируются сейсморазведочной станцией. Время распространения волн и характер их колебаний позволяет судить о составе породы, глубине залегания и форме отражающих геологических границ.
«ГЕОТЕК Сейсморазведка» выполняет сейсморазведку в любой конфигурации – 2Д, 3Д, 4Д как на суше, так и в транзитной зоне.
Наземные сейсморазведочные работы 2Д, как правило, предполагают проведение полного комплекса геологоразведочных работ, включая обработку и интерпретацию данных с выдачей рекомендаций по разведочному бурению. Примером, характеризующим возможности «ГЕОТЕК Сейсморазведка» по работам 2Д, является выполненный проект на Лепчинской площади в Восточной Сибири
|
|
|
Наземные сейсморазведочные работы 3Д могут выполняться с использованием 3 видов источников возбуждения сейсмических сигналов – взрывного, вибрационного и импульсного электромагнитного. За последние годы «ГЕОТЕК Сейсморазведка» выполнил большое количество высокоразрешающих широкоазимутальных проектов. В качестве примеров, характеризующих возможности компании в области работ 3Д можно привести следующие выполненные проекты:
· проект 3Д Карачаганак в Казахстане. Общий объем выполненных вибросейсмических работ составляет 270 000 ф.н. Работы выполнены методом Slip-sweep за 6 месяцев, средняя производительность составила 1 500 ф.н. в сутки, а максимальная 2880 ф.н. в сутки;
· проект 3Д по Радовской площади в Оренбургской области характеризуется как большим числом активных каналов (около 6000), так и большим числом рабочих каналов (более 15 000) на проекте.
Работы 2Д и 3Д в транзитной зоне с пневматическими или импульсными электромагнитными:
· проект в бассейне р. Ангара с импульсными источниками, позволяющими осуществлять возбуждение сейсмического сигнала на сверхмалых глубинах водных объектов;
· проект 3Д на Северном Каспии с большим количеством активных двойных (геофон и гидрофон) каналов.
Обработка и интерпретация геофизической информации является ключевым этапом при поиске и освоении месторождений. Благодаря новейшим технологиям используемым при проведении данных работ, возможно детально изучить и интерпретировать результаты сейсморазведки и в заключение построить карты расположения нефтяных слоев, что позволит с точностью определить место для будущего бурения.
Проведение обработки и интерпретации в одной компании, позволяет получить наиболее достоверную и точную информацию о залежах углеводородов. Это обусловлено сложностью и трудоёмкостью процесса обработки и интерпретации сейсмических данных. Работая сообща, специалисты могут снизить погрешности и сопоставить полученные результаты своих исследований. В результате заказчик получает точный прогноз на основе данных, полученных исследователями.
|
|
|
· Обработка
· Интерпретация
Комплексные сейсморазведочные работы на суше и в транзитной зоне:
· проект 3Д Говсаны в Азербайджане, выполненный в условиях пригорода Баку, включающий транзитную зону, зону промышленной и бытовой застройки, а также сточное озеро. Для выполнения геологической задачи были применены все четыре возможных источника возбуждения - пневматический (в прибрежной зоне), импульсный (в зоне интенсивной застройки), вибрационный (в зоне менее интенсивной застройки) и взрывной (в сточном озере и горных возвышенностях);
· комплексные региональные сейсморазведочные проекты в Восточной Сибири с выполнением гравиоразведочных, электроразведочных, геохимических работ.
Все проекты выполняются с соблюдением всех требования ТБ и ООС, причем не только российских, но и международных. Так, например, в течение четырех последних зимних сезонов был выполнен проект 3Д на Салымском участке в Западной Сибири. Работы выполнялись в полном соответствии с требованиями к ТБ и ООС компании Shell, которые являются одними из самых высоких в мире.
Роснефть (ТННЦ)
О компании:
В сферу деятельности Тюменского научно-исследовательского центра входит составление проектных документов, формировании программ геолого-технологических мероприятий для дочерних обществ ТНКВР, решении задач сопровождения разработки месторождений нефти и газа и ее совершенствования, интерпретация результатов сейсморазведки и экспертиза отчетов подрядчиков в сейсмической части разведывания новых месторождений.
Тюменский нефтяной научный центр выполняет работы для более чем 100 месторождений ТНК-ВР в Западной и Восточной Сибири и Волго-Уральском регионе, а в кернохранилище ТННЦ хранится более 80 тысяч погонных метров образцов горных пород, собранных с месторождений ТНК-ВР по всей России.
«Роснефть» — лидер российской нефтяной отрасли и крупнейшая публичная нефтегазовая корпорация мира. Основными видами деятельности ОАО «НК «Роснефть» являются поиск и разведка месторождений углеводородов, добыча нефти, газа, газового конденсата, реализация проектов по освоению морских месторождений, переработка добытого сырья, реализация нефти, газа и продуктов их переработки на территории России и за ее пределами.
География деятельности «Роснефти» в секторе разведки и добычи охватывает все основные нефтегазоносные провинции России: Западную Сибирь, Южную и Центральную Россию, Тимано-Печору, Восточную Сибирь, Дальний Восток, шельфы Российской Федерации, в том числе Арктический. Компания также осуществляет свою деятельность в Беларуси, Украине, Казахстане, Туркменистане, Китае, Вьетнаме, Монголии, Германии, Италии, Норвегии, Алжире, Бразилии, Венесуэле и ОАЭ, на территории Канады и США (Мексиканский залив).
|
|
|
«Роснефть» уделяет первоочередное внимание проведению оптимального объема геологоразведочных работ и повышению их эффективности. Основную часть геологоразведочных проектов «Роснефть» реализует в наиболее перспективных нефтегазовых регионах России (Западная и Восточная Сибирь, Поволжье, шельф южных морей). В 2014 году «Роснефть» продолжает эффективную доразведку зрелых месторождений и геологоразведочные мероприятия в новых районах Восточной Сибири и Ямало-Ненецкого автономного округа.
В настоящее время Компания осуществляет масштабную программу модернизации перерабатывающих мощностей, которая позволит довести глубину переработки до 81% и обеспечить выполнение условий четырехсторонних соглашений. В 2013 году на НПЗ «Роснефти» продолжалась реализация мероприятий по полному переходу на выпуск нефтепродуктов, соответствующих требованиям экологического стандарта «Евро-5», увеличения глубины переработки, повышению операционной эффективности нефтепереработки, экологической и промышленной безопасности.
Halliburton
Основанная в 1919 году, компания «Halliburton» является одной из ведущих мировых сервисных компаний, предоставляющих весь спектр современных технологий и услуг для нефтегазовой отрасли. Компания ведет деятельность в более чем 80 странах и насчитывает свыше 60 тысяч человек, работающих по всему миру. Подразделения компании предоставляют услуги и технологические решения на протяжении всего периода эксплуатации месторождения: начиная c определения местонахождения углеводородов, моделирования месторождения - до бурения, оценки параметров пласта, строительства, заканчивания скважин и оптимизации добычи.
Все специализированные подразделения «Halliburton», предоставляющие услуги и технологические решения на мировом рынке, представлены и в России.
Компания «Halliburton» представлена в России филиалом компании «Халлибуртон Интернэшнл, ГмбХ.» и предоставляет услуги на территории России и Каспийского региона с 1991 года. За 20 лет успешной деятельности компания приобрела огромный опыт работ в самых различных географических районах России, включая Западную Сибирь, Республику Коми, Тимано-Печорскую провинцию, Сахалин и в Восточную Сибирь.
Сегодня среди Заказчиков все крупные российские и мировые компании нефтяной и газовой промышленности: ОАО «Газпром», ОАО НК «Газпром нефть», ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО НК «Роснефть», Exxon Mobil, Shell, Total и др. Компания так же активно сотрудничает и с малыми и средними нефтегазодобывающими предприятиями.
Компания вкладывает значительные средства в свой российский производственный персонал. В составе российского штата «Halliburton» 98% работников являются гражданами России. Российское представительство «Halliburton» полностью ориентируется на развитие профессиональных и технических навыков работников компании.
В течение всех этих лет компания «Halliburton» заботилась о развитии инфраструктуры российской нефтяной и газовой промышленности. На сегодняшний день значительные объемы ресурсов компании уже размещены в России. Основной российский офис компании находится в Москве. Производственные базы и региональные офисы расположены в Усинске, Нижневартовске, Новом Уренгое, Ноябрьске, Нефтеюганске, Пойково, Тюмени, Бузулуке, Сахалине, а также в Казахстане, Азербайджане и Туркменистане. Штат компании в России и Каспийском регионе насчитывает около 2500 специалистов, 95% из которых прошли обучение как на производственных базах компании, так и в учебных центрах Halliburton в США, Великобритании, на Ближнем Востоке и на территории России. При этом компания продолжает инвестировать в новое оборудование, мощности и инфраструктуру для предоставления услуг мирового класса. В ноябре 2009 г. специализированное подразделение Sperry Drilling открыло новый цех для ремонта и технического обслуживания в г.Нижневартовске, где располагается самая крупная база компании «Halliburton» в России, обеспечив компании возможность улучшить обслуживание своих клиентов в Западной Сибири и на всей территории России. Размещение ремонтных баз в максимальной близости от мест ведения работ позволяет Sperry более оперативно и эффективно осуществлять поставку оборудования и предоставлять услуги. В 2011 подразделение по буровым долотам открыло цех по ремонту долот PDC, рассчитанный на пропускную способность до 70 единиц в месяц.
Метод ЕП
Метод естественного поля (ЕП) основан на изучении естественных постоянных электрических полей. К постоянным относят поля с периодом до 1 Гц. Термин «естественный» означает здесь, что поле не создается внешним контролируемым источником. Постоянные поля возникают в ходе окислительно-восстановительных (ОВ), фильтрационных и диффузионно-адсорбционных (ДА) процессов в геологическом разрезе. Регистрация этих полей является целью работ методом ЕП, а геологическое истолкование параметров источников этих полей - целью интерпретации данных метода ЕП.
Физические основы метода ЕП
Электрическое поле ОВ-происхождения возникает при разделении зарядов в ходе окисления вещества. Окисляющийся объект является гальваническим элементом, для возникновения которого необходимы: 1) контакт проводников с различными типами проводимости (электронным и ионным) и 2) различие ОВ-условий в различных местах контакта этих проводников. В геологическом разрезе условия для образования гальванического элемента возникают на телах из минералов с электронной проводимостью (сульфиды, графит и уголь-антрацит), если эти тела находятся в водонасыщенных породах с ионной проводимостью. Изменение ОВ-условий на контакте электронного проводника и вмещающей среды связано с уменьшением содержания кислорода с глубиной. В верхней части электронного проводника складывается окислительная обстановка, а в нижней - восстановительная. Окисление вещества представляет собой уход электронов (отрицательных зарядов) из кристаллической решетки, и в верхней части тела на внешней стороне контакта накапливается отрицательный заряд, а на внутренней - положительный. На нижней стороне происходит восстановление (поглощение электронов), и на контакте с внешней стороны накапливается положительный заряд. Процесс идет непрерывно, происходит устойчивое разделение зарядов, и электрическое поле существует долгое время. Поля фильтрационного происхождения возникают в ходе разделения зарядов при смещении носителей заряда потоком воды при фильтрации через пористую среду. Для возникновения фильтрационного поля необходимы: 1) контакт веществ в твердой и жидкой фазе, 2) поток жидкости (градиент давления) в среде и 3) пористая структура твердой фазы. Фильтрационные поля возникают в напорных водоносных слоях. На стенках пор скелета породы, представленного в значительной степени силикатными минералами образуется двойной электрический слой. Катионы (положительные ионы) кристаллической решетки силикатов по размеру больше анионов и поэтому выходят на поверхность. Из-за этого молекулы воды, в которых положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислорода образуют электрический диполь, притягиваются к стенке поры отрицательными полюсами, образуя слой сильно связанной воды. При этом катионы смещаются в сторону жидкой фазы, не теряя связи с кристаллической решеткой. К слою сильно связанной воды притягиваются другие молекулы воды, образуя слой рыхло связанной воды, в котором молекулы сохраняют некоторую подвижность. Молекулы воды при этом ориентируются положительными ионами внутрь поры. Поток жидкости сдвигает рыхло связанную воду как целое вдоль поры. На выходе из поры возникает избыток катионов (положительный заряд), а на входе - их недостаток (отрицательный заряд). Движение в порах ламинарное, жидкость - вязкая, и скорость потока максимальна по оси поры. Диаметр поры должен позволять образование рыхло связанной воды в области высоких скоростей потока. При постоянном потоке разделение зарядов устойчиво, и поле существует долгое время. Поля ДА-происхождения возникают в водонасыщенной пористой среде при разделении зарядов за счет различной подвижности ионов электролита различного знака и их различного взаимодействия с двойным электрическим слоем. Для возникновения ДА-поля необходимы: 1) контакт веществ в твердой и жидкой фазе, 2) жидкая фаза в виде раствора электролита и 3) пористая структура твердой фазы. При локальном изменении минерализации (концентрации электролита) в жидкости начинается процесс диффузии - выравнивания минерализации за счет перераспределения ионов. Катионы имеют большую подвижность, чем анионы, поэтому покидают область высокой минерализации быстрее. В пористой среде на дальних от этой области концах пор образуется избыток катионов (положительных зарядов), а вблизи нее - избыток анионов (отрицательных зарядов). Кроме диффузии в среде происходит адсорбция анионов, которые притягиваются к двойному электрическому слою. Для возникновения ДА-поля в середине поры должно быть некоторое пространство, не занятое связанной водой.
|
|
|
