Спосіб отримання орієнтованих трикомпонентних сейсмічних записів

Спосіб отримання орієнтованих трикомпонентних сейсмічних записів, що включає збудження коливань на денній поверхні уздовж профілю, заданого через свердловину, їх реєстрацію трикомпонентними зондами довільної орієнтації, обробку даних в системі поляризаційного методу вертикального сейсмічного профілювання (ПМ ВСП) з визначенням параметрів орієнтації зонда у свердловині, який відрізняється тим, що для кожного ін 3 12789 4 польного зондування, який орієнтований на вицьовують з двох сусідніх пунктів збудження, провчення білясвердловинного простору в умовах водять обробку даних і визначають параметри складної солянокупольної тектоніки [2]. Метод не орієнтації зонда в кожній точці спостережень, а передбачає трикомпонентної реєстрації сигналів, для підвищення достовірності отримуваних даних що обмежує його можливості та знижує ефективрезультати визначень ув'язують у спряжених точність в зазначених вище геологічних умовах. ках, після чого їх використовують для кінцевої обНайбільш близьким до запропонованого є споробки даних ПМ ВСП або матеріалів дипольного сіб трикомпонентної реєстрації сейсмічних хвиль, трикомпонентного зондування свердловини. який полягає в реєстрації коливань трикомпонентВ порівнянні з найближчим аналогом спосіб ним зондом, визначенні орієнтації зонда як мінімум характеризується наявністю наступних відмінних в одній точці прийому та отриманні записів компоознак: нент хвильового поля необхідної орієнтації шля- поінтервальне відпрацювання свердловини хом математичної обробки зареєстрованих даних. дозволяє витримати завідомо визначені кути паЗ метою підвищення точності і продуктивності діння хвиль на сейсмічний чи дипольний зонд в отримання трикомпонентних записів необхідної межах (від і/2 до і/4), що забезпечує надійне виорієнтації у викривлених свердловинах визначазначення орієнтації зонда по прямій хвилі; ють просторову траєкторію стовбура свердловини, - визначення інтервалу реєстрації коливань з зонд переміщують з однієї точки прийому в другу в кожного пункту збудження згідно виразу притиснутому до стінки свердловини стані на посXi / tgi / 2 H Xi / tgi / 4 , де Xi - координати пікету тавленому пристроєм вільного обертання кабелі, а збудження на денній поверхні, оптимально узгокомпоненти сейсмічних записів заданої орієнтації джує розміщення пунктів збудження та точок ревизначають, використовуючи просторову орієнтаєстрації коливань у свердловині; цію стовбура свердловини і записи в точці прийо- відпрацювання як мінімум однієї установки му з відомою орієнтацією зонда [3]. (позиції) зонда з двох сусідніх пунктів збудження Недоліком способу є визначення орієнтації зодає змогу ув'язати дані сусідніх інтервалів спостенда в обмеженій кількості точок свердловини та режень; переміщення зонда між цими точками із застосу- визначення параметрів орієнтації зонда в кованням пружного прижиму з подальшим матемажній точці спостережень та ув'язка їх у спряжених тичним перетворенням отримуваних даних, що точках підвищує достовірність отримуваних даних. може викликати значні похибки особливо в разі Сукупність вищеназваних ознак у взаємодії з проведення досліджень в необсажених свердловідомими ознаками забезпечують технічний ревинах. зультат. В основу корисної моделі поставлено завданСуть способу пояснюється кресленням, де ня удосконалення способу визначення параметрів прийняті наступні позначки: 1 - будова вишки; 2 орієнтації трикомпонентного зонда у свердловині свердловина; 3 - вибій свердловини; 4 - денна пошляхом розрахунку та оптимізації взаємного розверхня; 5 - перший, 6 - другий, 7 - третій пікети міщення пунктів збудження на денній поверхні та збудження; 8 - відстань першого, 9 - другого та 10 точок реєстрації коливань у свердловині і ув'язки третього пікетів збудження від свердловини; 11 даних у спряжених точках спостережень, що загеологічне середовище; 12 - верхня границя пербезпечить надійність визначення параметрів. шого, 13 - другого, 14 - третього та 15 - четвертого Запропонований спосіб може бути виконаний досліджуваних шарів; 16 - точки розміщення зонда як при дослідженнях поляризаційним методом у свердловині; 17 - спряжені точки спостережень; вертикального сейсмічного профілювання (ПМ 18 - кут, що дорівнює половині критичного кута і; ВСП), так і при дипольному трикомпонентному 19 - кут, що дорівнює четвертій частині критичного; зондуванню свердловин, технологія досліджень по 20 - сейсмічні промені. якому щойно розвивається. Досвід проведення робіт на основі поляризаПоставлене завдання досягається тим, що у ційного методу вертикального сейсмічного профізапропонованому способі отримання орієнтованих лювання свідчить про наявність серйозних протрикомпонентних сейсмічних записів, що включає блем при визначенні орієнтації зонда по амплітуді збудження коливань на денній поверхні уздовж прямої хвилі за даними трикомпонентної реєстрапрофілю заданого через свердловину, їх реєстрації сейсмічних коливань. При використанні даних з цію трикомпонентними зондами довільної орієнтаближнього до свердловини пункту збудження ції, обробку даних в системі поляризаційного мевстановити орієнтацію зонда по прямій хвилі практоду вертикального сейсмічного профілювання тично неможливо. При залученні дальніх пікетів (ПМ ВСП) з поточним визначенням параметрів збудження кут падіння променів в межах свердлоорієнтації зонда у свердловині, згідно корисної вини змінюється в широкому діапазоні величин, моделі, для кожного інтервалу спостережень у що також є значною перешкодою при вирішенні свердловині визначають місцеположення пункту аналогічної задачі. Внаслідок зміни кута падіння збудження на профілі за умови Xi Hi tgi / 2 де Нi променів час реєстрації прямої хвилі та її ампліту- глибина верхньої границі шару, що вивчається, i да і параметри поляризації в значно більшій мірі критичний кут, а глибину інтервалу реєстрації козалежать від фізичних властивостей порід, що ливань з кожного пункту збудження задають в метакож призводить до помилок у визначенні орієнтації зонда. жах Xi / tgi / 2 H Xi / tgi / 4 , в подальшому в проДля усунення зазначених недоліків запропоцесі поінтервальних спостережень як мінімум одну нований спосіб отримання орієнтованих трикомпоустановку (позицію) зонда у свердловині відпранентних сейсмічних записів передбачає викорис 5 12789 6 тання для визначення параметрів орієнтації зонда ловини починають з дальнього (першого) пікету декількох пунктів збудження креслення. Як видно з збудження 5. Сейсмічний зонд переміщають від креслення, пункти збудження розміщують на провибою 3 свердловини до верхньої границі 14 найфілі таким чином, що кути падіння променів на більш глибокого шару. Одночасно відпрацьовуєтьсвердловину в межах завідомо визначеного інтерся цей інтервал з решти запроектованих пунктів валу реєстрації знаходяться в межах від і/2 (і збудження (при одних і тих же позиціях зонда). Це значення критичного кута) до і/4. Це дає змогу додає можливість використати дані по визначенню сить впевнено визначати параметри орієнтації параметрів орієнтації зонда для всіх пікетів збузонда у свердловині при відносно невеликих змідження. нах фізичних властивостей порід. Відпрацювання наступного пікету збудження 6 Координати пункту збудження на профілі знарозпочинають з реєстрації коливань в останній ходять згідно формули: точці стоянки зонда 17 при спостереженнях на попередньому пункті збудження. При наступній Xi Hi tgi / 2 (1) обробці даних ця точка (чи точки в разі багатоприде Hi - глибина верхньої границі шару, що досладного зонда) буде спряженою для пунктів збуліджується; дження 5 та 6 і використовуватиметься для ув'язки і - критичний кут (і - arcsinV/Vш, тут V - швидданих, отриманих з цих пікетів. По аналогічній кість розповсюдження хвиль у середовищі). схемі проводиться відпрацювання проектного інГлибину інтервалу реєстрації з кожного пункту тервалу свердловини аж до найближчого до сверзбудження визначають згідно виразу: дловини 2 пікету збудження 7. Xi / tgi / 2 H Xi / tgi / 4 (2) Відпрацювання пікетів збудження не пов'язаСуттєвим моментом свердловинних досліних з визначенням параметрів орієнтації зонда у джень є визначення необхідної кількості пунктів свердловині для кожного інтервалу досліджень збудження. Особливо це важливо при дипольних проводяться по тій же схемі як це було описано сейсмічних зондуваннях, коли дослідження по видля найбільш глибокого шару. значенню орієнтації зонда є допоміжними. В разі проведення досліджень по методиці диЯк видно з креслення для проведення досліпольного трикомпонентного зондування для виджень в свердловині глибиною біля 4км досить значення параметрів орієнтації зонда для кожного задати 3 пункти збудження. В такому випадку за інтервалу свердловини також використовують відмежами надійного визначення параметрів орієнтаповідні пікети збудження. ції зонда залишиться верхня частина розрізу (ВЧР) Обробку даних проводять по технології ПМ потужністю 400-500м. В більшості випадків це заВСП, визначають параметри орієнтації зонда у довольняє вирішенню геолого-геофізичних задач в свердловині в кожній точці його стоянки 16 по кожнафтогазовій геології. В разі досліджень в більш ному пікету збудження. Ув'язку даних проводять по глибоких свердловинах, або при вирішенні геолорезультатах визначень у спряжених точках. го-геофізичних задач у верхній частині розрізу кіПри дипольному трикомпонентному зондуванлькість пунктів збудження збільшується по аналогії ню свердловини потреба в такій ув'язці може и не з описаною вище методикою. виникати по причині обмеженості інтервалу досліВажливе значення при прокладенні напрямку джень. лінії збудження має врахування структурного факВ подальшому визначені параметри орієнтації тору. Профіль слід розміщувати вздовж простязонда використовують для обробки даних ПМ ВСП гання відкладів з метою мінімізації впливу анізотабо дипольного трикомпонентного зондування. ропії швидкостей на результати досліджень по Приклад реалізації способу. визначенню параметрів орієнтації зонда. Геолого-геофізична ефективність способу моСпосіб здійснюється слідуючою послідовністю же бути визначена після проведення експерименоперацій. тальних досліджень на свердловинах. Тому тут Будують середньо пластову швидкісну модель приведені розрахунки системи спостережень для геологічного розрізу уздовж пробуреної свердлосвердловини глибиною 3650м. вини та визначають інтервал, в межах якого потріВихідні дані: бно провести дослідження поляризаційним метоглибина вибою свердловини - 3650м; дом або по методу дипольного трикомпонентного число шарів – 5; зондування. Обчислюють критичні кути і падіння потужність шарів: 1й шар - 400м, 2й шар - 600м, й променів 18 на сейсмічні границі 12-15 та згідно 3 шар - 1000м, 4й шар - 1600м, 5й шар - розкритий формул (1, 2) визначають координати пікетів збуна 50м; дження на профілі та інтервали глибин, що досліінтервал досліджень - 400м 3600м; джуються з кожного пункту збудження, а також середньо пластова швидкість: 1й шар спряжені точки реєстрації коливань 17. 2000м/с, 2й шар - 2600м/с, 3й шар - 3000м/с, 4й шар Вивчають структурний план по основних сейс- 3500м/с, 5й шар - 4000м/с; мічних горизонтах та визначають азимут профілю методика спостережень - ПМ ВСП. на схемі за умови, що він повинен співпадати з 1. Розраховують критичні кути падіння сейсміпереважаючим напрямком простягання гірських чних променів на границю, що розділяє шари з порід. На профіль наносять пікети збудження згідрізною швидкістю згідно формули: і-arcsin Vi/Vi+1 но про вище розрахунків, після чого пікети перенограниця 1й шар - 2й шар - 50 ; сять на місцевість. границя 2й шар - 3й шар - 60 ; Проводять спостереження ПМ ВСП з кожного границя 3й шар - 4й шар - 59 ; пункту збудження, причому відпрацювання свердграниця 4й шар - 5й шар - 61 . 7 12789 8 2. Визначають відстані пунктів збудження від 1000м. свердловини згідно формули (1): Застосування розрахованих параметрів в процесі проведення досліджень ПМ ВСП дозволить Xпз3=400м·tg50/2=400·0,466=186,4м 200м. обчислити параметри орієнтації зонда у свердлоХпз2=600м·tg60 /2+186,4=600м·0,577+186м=34 вині з підвищеною точністю. 6,2+186,4м=532,6 550м. Отримані дані можуть використовуватись як Хпз1=1000м·tg59 /2+532,6м=1000м·0,4565=565, незалежно при вирішенні порівняно нескладних 0+532,6=1097,61 100м. геолого-геофізичних завдань, так і в комплексі з Таким чином, відстані пунктів збудження від даними по інших (площадних) пікетах збудження в свердловини складають 1100м, 550м та 200м. В разі вирішення більш складних завдань. Особливо даному прикладі трьох пунктів достатньо для виважливе значення приділяється цій технології при значення параметрів орієнтації зонда в межах задипольному трикомпонентному зондуванні, в пропроектованого інтервалу досліджень. цесі виконання якого відсутня можливість встано3. Розраховують інтервали реєстрації коливити орієнтацію зонда. вань з кожного пункту збудження згідно виразу (2): Таким чином, запропонований спосіб отридля Хпз3 Н1=200/0,466 400м; мання орієнтованих трикомпонентних сейсмічних Н2=200/0,221 900м; записів є більш досконалим в порівнянні з існуюдля Хпз2 Н1=550/0,577 960м; чими технологіями, що дозволяє підвищити геолоH2=550/0,268 2050м; го-геофізичну ефективність свердловинної сейсдля Хпз1 Н1=1100/0,565 1950м; морозвідки при пошуках та розвідці родовищ H2=1100/0,263 4180м. нафти і газу в складнопобудованих геологічних Виходячи з проведених розрахунків та середовищах. враховуючи особливості шаруватості середовища Джерела інформації: можна встановити наступні інтервали реєстрації 1. Авт. свидетельство СССР №824098, коливань для кожного пікету збудження: G01V1/40, опубл. 1981г. Бюл. №15. Хпз3 Н1=400м Н2=1000м; 2. Патент США №5537364, МКЛ6 G01V1/40, Хпз2 Н1=1000м H2=2000м; опубл. 16.07.1996р. Хпз1 Н1= 2000м H2=3600м. 3. Патент СССР №1575744, G01V1/40, опубл. 4. Ув'язочними точками між першим та другим 30.12.1993г., Бюл. №47-48 (прототип). інтервалами реєстрації коливань буде глибина 2000м, а між другим та третім інтервалами Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601