Metody elektromagnetyczne w prospekcji naftowej

• Autorzy: Stefaniuk M.

Warianty tytułu

EN

Electromagnetic methods in petroleum prospecting

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nasycenie węglowodorami powoduje anomalne zmiany własności fizycznych ośrodka geologicznego i pomierzonych pól geofizycznych, pozwalające na wykrywanie i rozpoznawanie złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Kompleksy złożowe charakteryzują się podwyższeniem oporności o 1-4 rzędy wielkości względem otoczenia. Kontrasty pojawiają się na granicy dolnej złoża pomiędzy skałą zbiornikową nasyconą zmineralizowaną wodą złożową i nasyconą węglowodorami oraz na jego granicy górnej z niskooporowymi, uszczelniającymi skałami ilastymi. Na granicy pomiędzy ropą naftową i wodą złożową pojawia się ponadto radykalny kontrast zdolności do polaryzacji elektrycznej ośrodka, wzbudzonej przez przepływ prądu. Pośrednim wskaźnikiem obecności złoża węglowodorów jest przypowierzchniowa strefa mineralizacji siarczkowej związana z dyfuzją węglowodorów, zmieniająca właściwości magnetyczne i polaryzowalność ośrodka. Prezentowane przykłady pochodzą ze strefy karpackiego złoża ropnego "Grabownica" oraz złoża gazowego "Rudka" w zapadlisku przedkarpackim.

EN

Hydrocarbons saturating rocks give rise to anomalous changes in physical properties of geological medium and measured geophysical fields, thus allowing discovering and recognizing of oil and gas fields. Deposit complexes are characterized by resistivity increased by 1-4 orders of magnitude. Resistivity contrast appear at the lower boundary of deposit, between reservoir rock saturated with mineralized water and saturated with hydrocarbons, as well as at the upper boundary with low-resistivity sealing clayey rocks. Moreover, a contrast of environment's ability to electric polarization induced by electric current flow appears at the boundary between hydrocarbons and formation water. The indirect indicator of a hydrocarbon deposit is the near-surface zone of sulfide mineralization connected with the hydrocarbon diffusion, which modifies magnetic properties and electric polarization ability of the medium. Examples of investigations made in the zone of the Carpathian oil field "Grabownica" and gas field "Rudka" in the Carpathian Foredeep are presented.

Słowa kluczowe

PL

metody elektromagnetyczne; złoże węglowodorów; komin dyfuzyjny; polaryzacja wzbudzona; magnetotelluryka

EN

electromagnetic method; magnetotellurics; induced polarization; hydrocarbon deposit; diffusion chimney

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 37, z. 1
• Strony: 5--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. [79] poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Stefaniuk M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• Andreis D. & MacGregor L., 2008. Controlled-source electromagnetic sounding in shallow water: Principles and applications. Geophysics, 73, 1, F21–F32.
• Andrew J.A., Edwards D.M., Graf J.G. & Wold R.J., 1991. Empirical observations relating near-surface magnetic anomalies to high-frequency seismic data and Landsat data in eastern Sheridan County, Montana. Geophysics, 36, 10, 1533–1570.
• Beamish D. & Travassos J.M., 1992. Magnetotelluric imaging of basalt-covered sediments. First Break, 10, 345–357.
• Bertin J., Farabolini W., Cole R. & Raudot M., 1983. The transit method applied to hydrocarbon exploration: A statistical study of its results. Australian Society of Exploration Geophysicist Bulletin, 14, 189–190.
• Beke B., Csorgei J., Lada F., Formanne-Gulyas C., Nagy T. & Nagy Z., 1991. Non-Seismic Methods Used to Delineate Hydrocarbon Deposits in Hungary. AAPG International Conference and Exhibition, Sept. 29–Oct. 2, 1991, 1–21.
• Bieriezkin W.M., Loszakow A.I. & Nikolajev M..I., 1982. Primenenie magnitorazvedki dla poiskov mestorozdenij nefti i gaza. Prikladnaja geofizika, 3, 38–49.
• Billings A.J. & Thomas J.H., 1990. The use and limitations of non-seismic geophysics in the Papuan Trust Belt. Proceedings of the First PNG Petroleum Convention, Port Moresby, 51–62.
• Boer E. den, Eikelboom J., Driel P. van & Watts D., 2000. Resistivity imaging of shallow salt with magnetotellurics as an aid to prestack depth migration. First Break, 18, 1, 19–26.
• Carlson N.R., Hughes L.J. & Zonge K.L., 1981. Hydrocarbon exploration using induced polarization, apparent resistivity, and electromagnetic scattering. Technical Papers, 51st Annual International Society of Exploration Geophysicist Meeting and Exposition, 3, 1339–1358.
• Christopherson K.R., 1991. Application of magnetotellurics to petroleum exploration in Papua New Guinea: a model for frontier areas. The Leading Edge, 10, 4, 21–27.
• Cole K.S. & Cole R.H., 1941. ispersion and absorption in dielectrics. Journal of Chemical Physics, 6, 42–52.
• Constable S.C., Orange A., Hoversten G.M. & Morrison H.F., 1998. Marine magnetotellurics for petroleum exploration. Part I: A sea-floor equipment system. Geophysics, 63, 816–825.
• Csorgei J., Kovacsvolgyi S. & Sores L., 1993. Non-Seismic Methods to Delineate Hydrocarbon Deposits of Hungary. 55th EAGE Meeting and Technical Exhibition, Stavanger, Norvay, 7–11 June 1993, 1–9.
• David C., Ioan G., Ionescu L. & Lacatusu B., 2002. A detailed magnetotelluric survey for deep gas Structure Frasin, Romania. EAGE 64th Conference & Exhibition – Florence Italy, 27–30 May 2002, E-49, 1–4.
• Davydycheva S., Rykhlinski N. & Legeido P., 2006. Electrical-prospecting metod for hydrocarbon serach Rusing the induced-polarization effect. Geophysics, 71, 4, G179–G189.
• Donovan T.J., Hendricks J.D., Roberts A.A. & Eliason P.T., 1984. Low-altitude aeromagnetic reconnaissance for petroleum in the Arctic National Wildlife Refuge, Alaska. Geophysics, 49, 8, 1338–1333.
• Dzwinel J., 1973. Bezpośrednie poszukiwania złóż węglowodorów w oparciu o powierzchniowe pomiary efektu ich naturalnej polaryzacji elektrycznej. Nafta, 29, 3, 193–193.
• Dzwinel J., 1974. Geofizyczne podstawy bezpośrednich poszukiwań naftowych. Geofizyka i Geologia Naftowa, 9–12, 241–270.
• Dzwinel J., 1975. Bezpośrednie poszukiwania złóż węglowodorów w oparciu o powierzchniowe pomiary efektu ich naturalnej polaryzacji elektrycznej. Nafta, 31, 5, 193–195.
• Dzwinel J., 1976. Konieczność weryfikacji hipotezy S.J. Pirsona o naturze polaryzacji elektrycznej złóż węglowodorów w aspekcie bezpośrednich poszukiwań. Nafta, 32, 12, 401–403.
• Edwards N., 1997. On the resource evaluation of Marine gas hydrate deposits using sea-floor transient electric dipole-dipole methods. Geophysics, 62, 6763–74.
• Edwards N., 2005. Marine controlled Skurce electromagnetics. Principles, methodologies, future commercial applications. Surveys in Geophysics, 36, 675–700.
• Eidesmo T., Ellingsrud S., MacGregor M.C., Constable S., Sinha M.C., Johansen S., Kong F.N. & Westerdahl H., 2002. Sea bed logging (SBL), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas. First Break, 20, 144–152.
• Ellingsrud S., Eidesmo T., Johansen S., Sinha M.C., MacGregor M.C. & Constable S., 2002. Remote sensing of hydrocarbon layers by seabed logging (SBL). Results from a cruise offshore Angola. The Leading Edge, 21, 972–982.
• Gennadinik B.J., 1985. Teoria javlenia vyzvannoj polarizacii. Nauka, Novosibirsk, 1–280.
• Hoversten G.M., 1996. Papua New Guinea MT: looking where seismic is blind. Geophysical Prospecting, 44, 6, 935–961.
• Hoversten G.M., Morrison H.F. & Constable S.C., 1998. Marine magnetotellurics for petroleum exploration, Part II: Numerical analysis of subsalt resolution. Geophysics, 63, 826–840.
• Hughes L.J., Carlson N.R. & Ostrander A.G., 1984. Application of CSAMT in mapping structure and alteration associated with petroleum. Technical program, abstracts and biographies. 54th Annual International Society of Exploration Geophysicists Meeting and Explosion, 102–104.
• Ingerov A., Fox L., Avram T.L., Basov M.D. & Kocherov A.B., 2003. Resistivity signature of hydrocarbon deposits: Mt surveys in Western Uzbekistan. EAGE 65th Conference & Exhibition, Stavanger, Norway, 2–5 June 2003, 1–4.
• Kamenetsky F.M., Stettler E.H. & Trigubovich G.M., 2010. Transient Geo-Electromagnetics. Ludwig-Maximilian-University of Munich, Department of the Earth and Environmental Sciences, Section Geophysics, Munich, 1–295.
• Karus E.W., Kuznetsov L.O., Kirichek M.A. & Petukhov A.V., 1985. Direct Prospecting of Gas-Oil Deposits Including Complex of Geophysical Techniques. 30th International Geophysical Symposium, Moscow, September 23–28 1985, Proceedings, Part 1, 37–46.
• Keller G.V. & Frischknecht F.C., 1966. Electrical methods in geophysical prospecting. Pergamon Press, Oxford, 1–519.
• Kemna A., Binley A. & Slater L.D., 2004. Crosshole IP imaging for engineering and environmental applications. Geophysics, 69, 97–107.
• Khan S.D. & Jacobson S., 2008. Remote sensing and geochemistry for detecting hydrocarbon microseepages. Geological Society of America Bulletin, 120, 1/2, 96–105.
• Klityński W. & Targosz P., 2011a. Podstawy metody procesów przejściowych i jej możliwości zastosowania w wykrywaniu złóż węglowodorów. Geologia (kwartalnik AGH), 37, 1, 89–111.
• Klityński W. & Targosz P., 2011b. Zastosowanie metody procesów przejściowych do wykrywania złóż węglowodorów w rejonie Grabownicy Starzeńskiej – Humnisk – Brzozowa. Geologia (kwartalnik AGH), 37, 1, 141–156.
• Koblański A., 1994. Mechanizmy generacji anomalii magnetycznych nad złożami węglowodorów – zarys problematyki. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geosynoptyka i Geotermia, 2–3, 33–37.
• Li Y-L. & Lin C-M., 2010. Exploration methods for late Quaternary shallow biogenic gas reservoir in the Hangzhou Bay area, eastern China. AAPG Bulletin, 94, 11, 1741–1759.
• MacGregor L.M., Constable S.C. & Sinha M.C., 1998. The RAMESSES experiment III. Controlled source electromagnetic sounding of the Reykjanes Ridge at 57° 45N. Geophysical Journal International, 135, 773–789.
• MacGregor L.M., Andreis D., Tomlinson J. & Barker N., 2006. Controlled source electromagnetic imaging on the Nuggets-1 reservoir. The Leading Edge, 25, 1707–1713.
• Meju M.A., 2000. Geoelectromagnetic characterization of natural resource targets: genetic models, correspondence principles and case studies. 15th Workshop on Electromgnetic Induction in the Earth, Cabo Frio, Brazil, 180–219.
• Moiseev V.S., 2002. Ground-well electro-prospecting while contouring hydrocarbon deposits using cased well. Nedra, Novosibirsk.
• Natkaniec D., 1977. Dwufazowy model skały zbiornikowej w polu elektromagnetycznym niskich częstotliwości. Nafta, 10, 339–346.
• Olhoeft G.R., 1985. Low-frequency electrical properties. Geophysics, 50, 2492–2503.
• Oehler D.Z. & Sternberg B.K., 1982. Induced polarization for hydrocarbon exploration: Geochemical/geological interpretation. Technical program, abstracts and biographies, 52nd Annual International Society of Exploration Geophysicists Meeting and Explosion, Dallas, 445–448.
• Oehler D.Z. & Sternberg B.K., 1984. Seepage-induced anomalies “false” anomalies and implications for electrical prospecting. AAPG Bulletin, 68, 1121–1145.
• Pelton W.H, Ward P.C., Hallof W.R. & Nelson P.H., 1978. Mineral discrimination and removal of inductive coupling with multifrequency IP. Geophysics, 43, 588–609.
• Pirson S.J., 1973. Advantages and limitations of direct oil-finding methods. World Oil, 176, 3 (part 1), 63–66.
• Pirson S.J., 1978. Physical and chemical signals around oil and gas traps. The Log Analyst, XIX, 18–23.
• Prieto C., Perkins C. & Berkman E., 1985. Columbia River Basalt Plateau – An integrated approach to interpretation of basalt-covered areas. Geophysics, 50, 2709–2719.
• Saunders D.F., Burson K.R. & Thomson C.K., 1999. Model for hydrocarbon microseepage and related near-surface alterations. AAPG Bulletin, 83, 170–185.
• Schlumberger C., 1920. Etude sur la prospestion electrique du sous-sol. Gauthier-Villars.
• Semenov A.S., 1980. Elektroravedka metodom estetsvennogo elektriceskogo polija. Nedra, Leningrad.
• Spies B.R., 1983. Recent developmnents in the use of surface electrical methods for oil and gas exploration in the Soviet Union. Geophysics, 48, 1102–1112.
• Srnka L.J., 2007. Illuminating Reservoirs with Electromagnetics. EGM 2007 Workshop Innovation in EM, Grav and Mag Methods a new Perspective for Exploration, Capri, Italy, April 15–18, 2007, 1–4.
• Stanley W.D., Saad A.R. & Ohofugi W., 1985. Regional magnetotelluric surveys in hydrocarbon exploration, Parana Basin, Brasil. AAPG Bulletin, 69(3), 346–360.
• Stefaniuk M., 2001. Główne elementy strukturalne podłoża wschodniej części Karpat polskich w świetle badań magnetotellurycznych. Geologia (kwartalnik AGH), 27, 1, 127–159.
• Stefaniuk M., 2003. Regionalne badania magnetotelluryczne w polskich Karpatach wschodnich.
• Stefaniuk M., 2005. Metoda magnetotelluryczna w prospekcji naftowej. W: Górecki W., Sowiżdżał A. (red.), Problems of the utilization of geothermal waters and energy in China and in Poland: investigation of geothermal, hydrogeological and drilling technology and equipment, Seminaria Naukowe Zakładu Surowców Energetycznych AGH – Kraków, 125–126. Metody elektromagnetyczne w prospekcji naftowej.
• Stefaniuk M., 2010a. The elements of the oil system in the eastern part of Polish Carpathians in the light of results of regional magnetotelluric survey. 20th IAGA WG 1.2 Workshop on Electromagnetic Induction in the Earth, Giza, Egypt, September 18–24 2010, 1–2.
• Stefaniuk M., 2010b. Anomalne efekty elektromagnetyczne towarzyszące złożom węglowodorów i ich wykorzystanie w prospekcji naftowej. W: Stefaniuk M. (red.), Inicjatywa technologiczna I: „Opracowanie nowatorskich metod wykrywania złóż węglowodorów oraz rozpoznawania struktury i zmienności złóż w trakcie ich eksploatacji za pomocą kompleksu głębokich i średniozasięgowych badań elektromagnetycznych”, Iwkowa 2010 (materiały seminaryjne), 9–10.
• Stefaniuk M. & Ślączka A., 2003. Structural Interpretation of Semi-Detailed Magnetotelluric Survey in Kamienica – Gogołów Area in the Polish Outer Carpathians. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 73, 219–231.
• Stefaniuk M. & Wojdyła M., 2007. Badania magnetotelluryczne z zastosowaniem sztucznego źródła pola pierwotnego. Biuletyn Informacyjny PBG Geofizyka, 2, 7–23.
• Stefaniuk M. & Wojdyła M., 2009. Rozpoznawanie elementów systemu naftowego w Karpatach z wykorzystaniem metody magnetotellurycznej. Konferencja Naukowo-Techniczna „Ropa i gaz a skały klastyczne Polski”, Czarna 17–20 marca 2009, 55–56.
• Stefaniuk M., Klityński W. & Wojdyła M., 2003. Szczegółowe badania magnetotelluryczne metodą profilowań ciągłych w rejonie Raciechowice – Stadniki (polskie Karpaty zachodnie). Geologia (kwartalnik AGH), 29, 3–4, 253–279.
• Stefaniuk M., Czerwiński T., Klityński W. & Wojdyła M., 2008. Zastosowanie metody magnetotellurycznych profilowań ciągłych w badaniach strukturalnych. Geologia (kwartalnik AGH), 34, 1, 43–69.
• Stefaniuk M., Maj E., Sito Ł., Słyś M. & Wojdyła M., 2010. Anomalie elektromagnetyczne związane z akumulacjami węglowodorów na przykładzie wybranych złóż karpackich i zapadliska przedkarpackiego. III Konferencja Naukowo-Techniczna „Ropa i gaz – złoża konwencjonalne i niekonwencjonalne”, Czarna 11–14 kwietnia 2010, 53–54.
• Stefaniuk M., Figuła J., Wojdyła M., Sada M. z zespołem, 2011. Sprawozdanie z eksperymentalnych badań elektromagnetycznych w strefach struktury złożowej „Rudka” we wschodniej części zapadliska przedkarpackiego. Opracowanie końcowe w ramach Inicjatywy Technologicznej I. Projekt naukowo-badawczy nr 13102 pt. „Opracowanie nowatorskich metod wykrywania złóż węglowodorów oraz rozpoznawania struktury i zmienności złóż w trakcie ich eksploatacji za pomocą kompleksu głębokich i średniozasięgowych badań elektromagnetycznych”, Zadanie 7, Kraków 2011.
• Sternberg B.K., 1991. A review of some experience with the induced-polarization resistivity method for hydrocarbon surveys: Successes and limitations. Geophysics, 56, 10, 1522–1332
• Veeken P.C.H., Legeydo P.J., Davidenko Y.A., Kudryavceva E.O., Ivanov S.A. & Chuvaev A., 2009. Benefits of the inducet polarization geoelectric method to hydrocarbon exploration.
• Veeken P.C.H., Legeydo P.J. & Kudryavceva E.O., 2010. Replay to Discussion. Geophysics, 75, 1, X2–X4.
• Wanian L.L., Debabov A.G. & Judin M.N., 1984. Interpretacja dannych magnitotelluriceskich zondirovanij neodnorodnych sred. Nedra, Moskva.
• Wightman W.E., Kaufman A.A. & Hoeskra P., 1983. Mapping gas-water contacts in shallow producing formations with transient EM. Abstracts of 1983 Society of Exploration Geophysists International Meeting, 59–60.
• Wilt M. & Allumbaugh D., 1998. Electromagnetic methods for development and production: State of the art. The Leading Edge, 17, 487–491.
• Wojdyła M., Florek R., Stefaniuk M. & Sito Ł., 2010. Interpretacja danych elektromagnetycznych w zachodniej strefie zapadliska przedkarpackiego. W: Stefaniuk M. (red.), Inicjatywa technologiczna I: „Opracowanie nowatorskich metod wykrywania złóż węglowodorów oraz rozpoznawania struktury i zmienności złóż w trakcie ich eksploatacji za pomocą kompleksu głębokich i średniozasięgowych badań elektromagnetycznych”, Iwkowa 2010 (materiały seminaryjne), 23–24.
• Wojdyła M., Stefaniuk M., Sada M. & Sito Ł., 2011. Metoda polaryzacji wzbudzonej w prospekcji złóż węglowodorów. Geologia (kwartalnik AGH), 37, 1, 63–88.
• Yamashita M., 2006. Controlled Source Audio-Frequency Magnetotellurics (CSAMT). Phoenix Geophysics Limited (mat. niepubl.).
• Ziolkowski A., Hall G., Wright D., Carson R., Peppe O., Tooth D., Mackay J. & Chorley P., 2006. Shallow marine test of MTEM Method. 76th Annual International Meeting. SEG, Expanded Abstracts, 729–734.
• Zonge K.L. & Hughes L.J., 1991. Controlled source audio-frequency magnetotellurics. W: Nabighian M.N. (Ed.), Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, 2, Society of Exploration Geophysicists, 713–809