1. 1(24) 2018
  2. До проблеми підвищення глибинності, чутливості і точності моніторингових та нафтогазопошукових cвердловинних геотермічних досліджень

До проблеми підвищення глибинності, чутливості і точності моніторингових та нафтогазопошукових cвердловинних геотермічних досліджень

JGD.
2018;
Випуск 1(24) 2018, Номер 1(24) 2018
: 60-79
https://doi.org/10.23939/jgd2018.01.060
Надіслано: Квітень 26, 2018
Переглянуто: Червень 06, 2018
Прийнято: Червень 11, 2018
Автори:
  1. Андрій Назаревич
1
Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України

Мета. Метою роботи є представити напрацьовані нами важливі методико-апаратурні розробки, спрямовані на підвищення глибинності, чутливості та точності моніторингових і нафтогазопошукових свердловинних геотермічних досліджень. Методика. Методика містить аналіз низки методико-апаратурних факторів, що впливають на глибинність, чутливість і точність свердловинних геотермічних досліджень з використанням розробленої свердловинної апаратури з кварцовим термочастотним сенсором і відповідні методико-апаратурні розробки для підвищення цієї глибинності, чутливості і точності. Результати. Аналіз результатів проведених нами раніше свердловинних геотермічних досліджень з використанням розробленої свердловинної апаратури з кварцовим термочастотним сенсором показав, що разом з високою загальною чутливістю і точністю розробленої апаратури наявні обмеження її глибинності через недостатню герметичність зонда під час роботи у свердловинах на великих глибинах за чинних там високих гідростатичних тисків рідини, що заповнює свердловину. Тому першочергово вдосконалено конструкцію зонда з метою забезпечення його надійної роботи на великих глибинах. Також наявне обмеження глибинності (зокрема, допустимої довжини каротажного кабеля) свердловинних досліджень за “прямої” передачі результатів вимірювань цим кабелем через велике загасання сигналу на робочій частоті високочастотного кварцового термочутливого сенсора. Тому робочу частоту каналу передачі результатів кратно знижено через використання цифрового дільника частоти. Спостерігається також вплив на ці результати низки методико-апаратурних факторів, що погіршують їхню якість, особливо, при відстежуванні швидких змін температури у свердловині під час її термопрофілювання (високошвидкісного термокаротажу) або режимного моніторингу. Це, зокрема, теплова інерційність свердловинного зонда. Для нейтралізації впливу цієї інерційності проведено її дослідження і запропоновано спосіб редукції її впливу шляхом введення відповідних таймінгозалежних температурних поправок. Проведено термопрофілювання низки гідротермальних свердловин заходу України і отримані результати відкоректовано з урахуванням перелічених поправок. Розроблено методику виявлення і врахування метеотемпературних впливів на результати сейсмопрогностичних моніторингових досліджень за даними геотермічного моніторингу масивів порід. Її представлено на прикладі виділення на фоні сезонних термопружних деформацій малоамплітудного деформаційного провісника місцевого закарпатського землетрусу. Наукова новизна. Досягнуто підвищення чутливості і точності моніторингових та нафтогазопошукових свердловинних геотермічних досліджень з використанням розробленої свердловинної геотермічної апаратури з кварцовим термочастотним сенсором, шляхом, зокрема, дослідження, визначення і врахування таймінгових температурних поправок (“інтервальних зміщень”) і поправок за теплову інерційність свердловинного зонда. Детально досліджено температурні профілі ряду гідротермальних свердловин заходу України і встановлено особливості зміни в них температур з глибиною. За рахунок редукції з деформографічних даних змодельованих за результатами геотермічного моніторингу сезонних термопружних деформацій порід виділено мало­амплітудний деформаційний провісник місцевого закарпатського землетрусу. Практична значущість. Досягнуто підвищення глибинності геотермічних досліджень з використанням розробленої свердловинної геотермічної апаратури за рахунок використання кратно зниженої частоти передачі вимірюваного сигналу каротажним кабелем і вдосконалення конструкції та схемотехніки свердловинного зонда.

термокаротаж
свердловинний зонд
кварцовий термочастотний сенсор
теплова інерційність
температурні поправки
температурний профіль свердловини
динамічні температурні варіації
провісники землетрусів
  1. Альтшуллер Г. Б. Кварцевые генераторы: справ. пособ. / Г. Б. Альтшуллер, Н. Н. Елфимов, В. Г. Шакулин. – М. : Радио и связь, 1984. – 232 с.
  2. Аннюк Ф. М. Геотермическая станция ГС-1 / Ф. М. Аннюк, В. Г. Осадчий, Р. И. Филюс, Э. Б. Чека­люк  // Приборы для научных исследований и системы автоматизации в АН УССР. – К. : Наук. думка. – 1981. – С. 79–80.
  3. Вербицький Т. З. Деформографіч­ні і геоакустичні дослідження у Закарпатті / Т. З. Вербицький, А. В. Назаревич // Дослідження сучасної геодинаміки Українсь­ких Карпат / за ред. В. І. Старостенка. – К. : Наук. думка, 2005. – С. 113–131.
  4. Гогель Ж. Геотермия / Ж. Гогель. – М. : Мир, 1978. – 171 с.
  5. Гордиенко В. В. Тепловое поле террито­рии Украины / В. В. Гордиенко, И. В. Гордиенко, О. В. Зав­город­няя, О. В. Усенко. – К. : Знание Украины, 2002. – 170 с.
  6. Гордиенко В. В. Украинские Карпаты (геофи­зика, глубинные процессы) / В. В. Гордиенко, И. В. Гор­диенко, О. В. Завгородняя, С. Кова­чикова, И. М. Логвинов, В. М. Тарасов, О. В. Усенко. – К. : Логос, 2011. – 129 с.
  7. Добровольский И. П. Теория подготовки тектони­ческого землетрясения / И. П. Добровольский. – М. : ИФЗ РАН, 1991. – 219 с.
  8. Дослідження сучасної геодинаміки Українських Карпат / під ред. В. І. Старостенка. – К. : Наук. думка, 2005. – 254 с.
  9. Ковалишин З. И. Флюидный режим гидротерма­ль­ных процессов Закарпатья / З. И. Ковалишин, М. Д. Братусь. – К. : Наук. думка, 1984. – 86 с. 
  10. Кончаловский В. Ю. Цифровые измерительные устройства / В. Ю. Кончаловский. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.
  11. Крупський Ю. З. Геодинамічні умови формування і нафтогазоносність Карпатського та Волино-Подільського регіонів України / Ю. З. Крупсь­кий. – К. : УкрДГРІ, 2001. – 144 с.
  12. Кутас Р. И. Поле тепловых потоков и геотерми­ческая модель земной коры / Р. И. Кутас. – К. : Наук. думка, 1978. – 140 с.
  13. Кутас Р. И. Тепловое поле Ук­раины / Р. И. Кутас, В. В. Гордиенко. – К. : Наук. думка, 1971. – 112 с.
  14. Кутас Р. І. Геодинамічні процеси і тепловий стан літосфери Карпатського регіону – В кн.: До­слідження сучасної геодинаміки Українських Карпат / Р. І. Кутас; під ред. В. І. Старостенка. – К. : Наук. думка, 2005. – С. 132–139.
  15. Латинина Л. А. Результаты деформационных измерений в районе Берегово / Л. А. Латинина, О. И. Юркевич, И. М. Байсарович // Геофиз. журн. – 1992. – Т. 14, № 2. – С. 63–67.
  16. Латынина Л. А. Методические реко­мендации по исследованию деформационных предвест­ни­ков землетрясений / Л. А. Латынина, Н. А. Жа­ринов, М. В. Крамер, И. В. Са­вин, И. А. Широков. – М. : ИФЗ АН СССР, 1988. – 81 с.
  17. Малов В. В. Пьезорезонансные датчики / В. В. Малов. – М. : Энергия, 1978. – 248 с.
  18. Назаревич А. Моніторинг сезонного темпера­турного режиму приповерхневих шарів порід та грунтів у За­хідному регіоні України / А. На­заревич, В. Осадчий, Л. Назаревич, М. Баш­те­вич , В. Смичок, О. Бурнаєв, Р. Назаревич  // Матер. Міжна­р. наук.-техн. конф. молодих вчених “GEOTERRACE-2016”, 15–17 грудня 2016, Львів, Україна. – Львів. – 2016 (CD).
  19. Назаревич А. В. Автоматический цифровой гео­акустический комплекс / А. В. Назаревич // Сейсмопрогности­ческие исследования на территории УССР. – К. : Наук. думка. – 1988. – С. 116–123.
  20. Назаревич А. В. Деформаційні провісники відчут­них Виноградівських землетрусів Закарпаття: аналіз деформаційних процесів та оцінка вели­чин деформацій у вогнищі / А. В. Назаревич // Вісник КНУ ім. Т. Шевченка. Геологія. – 2008. – № 45. – С. 23–30.
  21. Назаревич А. В. Методико-апаратурні проблеми моніторингових геофізичних досліджень та шляхи їх розв’язання (на прикладі геофізич­ного сейсмопрогностичного моніторингу в За­карпатті) / А. В. Назаревич // Вісник КНУ ім. Тараса Шевченка. Геологія. – 2011. – № 55. – С. 57–60.
  22. Назаревич А. В. О перспективах скважинных гео­термических исследований высокого разре­ше­ния в поисках нефтегазовых залежей / А. В. На­заревич, Л. Е. Назаревич, Н. В. Баш­тевич // 5-я Междунар. науч.-практ. конф. “Современ­ные сейсмические и другие геолого-геофи­зические методы при поисках месторождений нефти и газа в условиях сложнопостроенных структур (Сейсмо-2014)”. 7–13 сентября 2014 г. Одесса (Украина) : Сб. матер. – Одесса. – 2016 (CD).
  23. Назаревич А. В. Геодинаміка сейсмоактивних районів Закар­паття за комплексом геофізичних даних / А. В. Назаревич, З. І. Ковалишин, Л. Є. Назаревич // Віс­ник КНУ ім. Т. Шев­ченка. Геологія. – 2002. – № 23–24. – С. 38–43.
  24. Назаревич А. В. Геоакустические и деформаци­онные предвест­ники ощутимых закарпатских землетрясений / А. В. Назаревич, Л. А. Латы­ни­на, Л. Е. Назаревич // Сб. матер. междунар. конф. “Уроки и следствия сильных земле­трясений”. Ялта, 25–28 сентября 2007 г., Крым, Украина. – Симферополь. – 2007. – С. 144–146.
  25. Назаревич А. В. Геотермічний ме­тод у сейсмопро­гностичних дослідженнях у Закарпатті / А. В. На­заревич, А. Ю. Микита // Вісник КНУ ім. Тара­са Шевченка. Геологія. – 2012. – № 58. – С. 16–19.
  26. Назаревич А. В. Метеотемпературні поля в масивах порід (як фактор впливу на результати деформографічних спостережень на РГС “Бе­ре­гове” у Закарпатті) / А. В. Назаревич, А. Ю. Ми­ки­та // Теоретичні та прикладні ас­пекти геоінформатики. – К. – 2010. – С. 286–299.
  27. Назаревич А. В. Геодинаміка, тек­тоніка та сейсмічність Карпатського регіону України / А. В. Назаревич, Л. Є. Назаревич // Геодинаміка. – 2013. – № 2 (15) – С. 247–249.
  28. Назаревич А. В. Масштабно-енер­гетичні коре­ляційні співвідношення для во­гнищ земле­тру­сів Закарпаття: деякі наслідки та енер­гетична верифікація / А. В. Назаревич, Л. Є. На­заревич // Теоретичні та при­кладні аспекти геоінформатики. – К. – 2009. – С. 279–298.
  29. Назаревич А. В. Про перспективні гідротермальні ресурси Карпатського регіону / А. В. На­заревич, Л. Є. Назаревич // 16-та Міжнар. наук.-практ. конф. “Ресурси природних вод Карпатського регіону (проблеми охорони та раціонального використання)” : Зб. наук. ст. 25–26 травня 2017 р., м. Львів. – Львів. – 2017. – С. 170–172.
  30. Осадчий В. Г. Ха­рактеристики температурного режиму припо­верхневих шарів гірських порід за даними досліджень на геофізичній станції “Лисовичі” (Передкарпаття) / В. Г. Осадчий, А. В. Назаревич, Л. Є. Назаревич // Геоди­наміка. – 2008. – № 1(7). – С. 96–102.
  31. Патент UA 111484, Україна, МПК G01K 1/08, G01K 7/32. Свердловинний термометричний перетворювач / Д. В. Малицький, А. В. Назаре­вич, О. О. Муйла, А. Ю. Микита, І. Б. Бу­ти­тер (Україна). Заявник та патентовласник – Кар­патське відділення інституту геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України. – № а 2013 10786; заявл. 09.09.2013; опубл. 10.05.2016, Бюл. № 9. – 2 с.
  32. Скакальська Л. В., Назаревич А. В., Струк Є. С. Алгоритми та програми обробки каротажних даних у прогнозуванні нафтогазоносності по­рід / Л. В. Скакальська, А. В. Назаревич, Є. С. Струк // Вісник Нац. ун-ту “Львівська політехніка” “Ком­п’ютерні науки та інформаційні технології”. – 2017. – № 864. – С. 210–221.
  33. Фролов Н. М. Температурный режим гелиотермо­зоны / Н. М. Фролов. – М. : Недра, 1966. – 156 с.
  34. Чекалюк Э. Б. Термодинамика нефтяного пласта / Э. Б. Чекалюк. – М. : Недра, 1965. – 240 с.
  35. Чекалюк Э. Б. По­левая геотермическая съемка / Э. Б. Чекалюк, И. М. Федорцов, В. Г. Осадчий. – К. : Наук. думка, 1974. – 103 с.
  36. Hvožďara, M., Brimich, L., Skalský, L. (1988): Ther­mo-elastic deformations due to annual temperature variation at the tidal station in Vyhne. Studia Geophysica et Geodaetica, Vol. 32, No. 2, 129–135.
  37. Kalenda P., Ozounov D., Bobrovskij V., Neumann L., Boborykina O., Nazarevych A., Šebela S., Kvetko J., Shen W-B. Multi-parameter and multi-sensors approach to the earthquake prediction // EGU 2013, Vienna, 7–12 April, 2013. – EGU2013-7592.
  38. Kalenda P., Wandrol I., Procházka V., Neumann L. Exogenous mechanism of global tectonics // XIIIth International Conference on Geoinfor­matics – Theoretical and Applied Aspects. 12–15 May 2014, Kiev, Ukraine. – Kiev, 2014 (CD).
  39. Kováčiková S., Logvinov I., Nazarevych A., Naza­revych L., Pek J., Tarasov V., Kalenda P. Seismic activity and deep conductivity structure of the Eastern Carpathians. Stud. Geophys. Geod., 2016, 60, P. 1–17, DOI: 10.1007/s11200-014-0942-y.
  40. Starostenko V., Janik T., Kolomiyets K. et al. Seismic velocity model of the crust and upper mantle along profile PANCAKE across the Carpathians bet­ween the Pannonian Basin and the East European Craton. Tectonophysics, 2013, 608, 1049–1072.