Спосіб визначення статичних поправок

Спосіб визначення статичних поправок, що включає збудження сейсмічних коливань на денній поверхні, реєстрацію заломлених хвиль, пов'язаних з підошвою зони малих швидкостей (ЗМШ) чи іншим неглибоким заломлюючим горизонтом, який відрізняється тим, що сейсмічні дослідження проводять вздовж "профілів збудження" при системі спостережень типу "хрест" по технологи із застосуванням імпульсного невибухового джерела коливань типу "Сейсмодин" або "падаю чий вантаж та записом сигналів не менше як в трьох точках, причому одну з них розташовують безпосередньо поблизу перетворювача енергії, а дві ІНШІ - по один бік від збудника коливань в межах області слідкування заломленої хвилі від підошви ЗМШ, з отриманих сейсмозаписів формують пари спряжених трас, що характеризуються спільною точкою прийому коливань та сусідніми пунктами збудження, а значення статичних поправок та потужність ЗМШ визначають на основі вивчення приросту часу реєстрації заломлених хвиль між сусідніми пікетами збудження з урахуванням непаралельності сейсмічних фронтів до денної поверхні (при ВІДОМІЙ швидкості їх розповсюдження в зоні малих швидкостей та консолідованих породах) і прив'язки даних в опорних точках зондувань і мікросейсмокаротажу неглибоких свердловин на кінцях "профілів збудження" Запропонований винахід відноситься до сейсмічних методів вивчення статичних поправок за зону малих швидкостей (ЗМШ) при 3Dсейсморозвідці і може бути використаний при пошуках і розвідці родовищ нафти та газу Відомий спосіб вивчення поправок за зону малих швидкостей (ЗМШ) із застосуванням поверхневих, переважно вибухових, джерел сейсмічних коливань та реєстрацією заломлених хвиль [1] Спосіб досить широко використовується на практиці, проте має суттєві обмеження в разі складного рельєфу місцевості (і, як наслідок, складної будови ЗМШ), в зв'язку із викривленням годографа заломленої хвилі і складнощами його виправлення та осереднення Відомий спосіб визначення статичних поправок з використанням поверхневих джерел сейсмічних коливань [2], в якому відпрацьовується зустрічна система і реєструється час проходження сейсмічних хвиль від двох послідовних точок збудження до двох послідовних точок прийому Цей процес повторюється вздовж профілю Для довільних трьох послідовних точок А, В і С час tAc, tAB, tcB відомий, і поправка за ЗМШ в точці В буде до рівнювати WB (1) Недоліком способу є фактичне визначення часу проходження сейсмічної хвилі, а не самої поправки Крім того, при неявності значного градієнту швидкості нижче підошви вивітрювання точність способу знижується Найбільш близьким по технічній суті є спосіб визначення статичних поправок по часу приходу заломлених хвиль, пов'язаних з підошвою зони малих швидкостей чи іншим заломлюючим горизонтом [3] Спосіб передбачає збудження сейсмічних коливань на денній поверхні, реєстрацію заломлених хвиль по системі прямих і обернених годографів та обробку даних, що грунтуються на подачі рівняння годографа заломленої хвилі у вигляді суми трьох складових, одна з яких відповідає розповсюдженню хвиль вздовж заломлюючої границі, а дві ІНШІ - в покриваючій товщі в точках збудження та реєстрації коливань Останні складові можуть бути визначені шляхом підбору значень часу приходу хвиль по спільних точках збудження о ю 52902 та прийому коливань, а перша складова визначається по прямому та зустрічному годографах заломленої хвилі Недоліком способу є спрощений ПІДХІД до визначення часу проходження сейсмічних хвиль у покриваючій товщі порід, який не враховує непаралельність сейсмічних висхідних фронтів до денної поверхні, що є істотним чинником при значному перепаді швидкостей розповсюдження сейсмічних хвиль в зоні малих швидкостей та в консолідованих породах Крім того, використання зустрічних спряжених систем спостережень для визначення часу проходження сейсмічних хвиль в зоні малих швидкостей має суттєві обмеження в зв'язку з ВІДМІННІСТЮ напрямків фронтів збудження коливань та висхідних фронтів сейсмічних хвиль в точці реєстрації коливань Останній аргумент може бути досить вагомим, тому що підвищує роль таких факторів у визначенні поправок, як характер нашарувань в ЗМШ, напрямок їх тріщинуватості, особливості водонасичення і т інш , що призводить до анізотропії сейсмічних швидкостей В кінцевому результаті вплив всіх перелічених чинників знижує достовірність визначення статичних поправок В основу запропонованого способу покладено завдання удосконалити спосіб визначення статичних поправок з використанням технологи, яка враховує непаралельність сейсмічних висхідних фронтів до денної поверхні та передбачає використання спряжених систем спостережень (із СПІЛЬНИМ променем хвиль в точці реєстрації коливань та однаковими напрямками фронтів збудження коливань), що дозволить підвищити достовірність визначення поправок, зокрема, при 3Dзйомці Поставлене завдання вирішується тим, що в способі вивчення статичних поправок, що включає збудження сейсмічних коливань на денній поверхні, реєстрацію заломлених хвиль, пов'язаних з підошвою ЗМШ чи іншим неглибоким заломлюючим горизонтом та обробку інформації, згідно винаходу, сейсмічні дослідження проводять вздовж "профілів збудження" при системі спостережень типу "хрест" по технології із застосуванням імпульсного невибухового джерела коливань типу "Сейсмодин" або "падаючий вантаж" та записом сигналів не менше як в трьох точках, причому одну з них розташовують безпосередньо поблизу перетворювача енергії, а дві ІНШІ - по один бік від збудника коливань в межах області слідкування заломленої хвилі від підошви ЗМШ, чи іншої неглибокої заломлюючої границі, з отриманих сейсмозаписів формують пари спряжених трас, що характеризуються спільною точкою прийому коливань та сусідніми пунктами збудження, а значення статичних поправок та потужність ЗМШ визначають на основі приросту часу реєстрації заломлених хвиль між сусідніми пікетами збудження з урахуванням непаралельності сейсмічних фронтів до денної поверхні (при ВІДОМІЙ швидкості їх розповсюдження в зоні малих швидкостей та в консолідованих попродах) і прив'язки даних в опорних точках сейсмічних зондувань та мікросейсмокаротажу неглибоких свердловин на кінцях "профілів збудження" В порівнянні з прототипом запропонований спосіб відрізняється наявністю таких суттєвих технологічних операцій - реєстрація та збудження коливань вздовж "профілів збудження" дозволяє оперативно провести вивчення ЗМШ при системів спостережень типу "хрест" без додаткових потрав сільськогосподарських культур, - застосування імпульсних невибухових джерел коливань типу "Сейсмодин" або "падаючий вантаж" забезпечує чітку реєстрацію моменту вступу заломленої хвилі, що підвищує точність визначень поправок в порівнянні з вібраторами, - реєстрація коливань обмеженим числом каналів (трьома) підвищує продуктивність праці і здешевлює її вартість в порівнянні з багатоканальними системами спостережень, - формування пар спряжених сейсмотрас, що характеризуються спільною точкою прийому коливань та сусідніми пунктами збудження дає змогу на основі приросту часу визначити потужність зони малих швидкостей та величину статичної поправки на інтервалі, що не перевищує відстань між пікетами збудження, - врахування непаралельності сейсмічних фронтів до денної поверхні підвищує точність визначень статичних поправок, - використання опорних точок, в яких поправки визначаються з підвищеною точністю на основі зондувань та мікросейсмокаротажу неглибоких свердловин, забезпечує надійний перехід від приросту потужності ЗМШ та приросту поправок до абсолютних значень цих характеристик, Виконання перелічених операцій забезпечує досягнення поставленого завдання Суть способу пояснюється кресленням, де на фіг прийняті слідуючі позначки денна поверхня 1, зона малих швидкостей 2, консолідовані породи З, заломлююча границя 4, свердловини мікросейсмокаротажу та точки зондувань 5, точки прийому коливань 6, пункти збудження коливань 7, промені висхідної хвилі з першого 8, другого 9, передостаннього 10 та останнього 11 пунктів збудження, промені падаючої хвилі з першого 12, другого 13, передостаннього 14 та останнього 15 пунктів збудження, точки падіння хвилі 16, 17, 19, 20 ВІДПОВІДНО з першого, другого, передостаннього та останнього пунктів збудження на границю 4 під критичним кутом, СПІЛЬНІ точки виходу 18, 21 сейсмічної хвилі з першого і другого та передостаннього і останнього пунктів збудження ВІДПОВІДНО, довжина інтервалу сейсмічної границі 22, 23, 24, 25 ВІДПОВІДНО між точками 16 і 18, 16 і 17, 19 і 21 та 19 і 20, відстань 26 між точками прийому коливань, відстань 27 від пункту збудження до ближнього сейсмоприймача, відстань 28 між пікетами збудження Для пояснення технології визначення статичних поправок вздовж профіля досліджень ("профіля збудження") приймемо наступне ti - час приходу сейсмічної хвилі з першого пункту збудження до ближнього пікету прийому, Ь - час приходу сейсмічної хвилі з другого пункту збудження до дальнього пікету прийому, t° t 1 t 2 L 3> L3> L3> . ч а с проходження сейсмічної хвилі в ЗМШ ВІДПОВІДНО в СПІЛЬНІЙ точці прийому ко 52902 ливань з першого та другого пунктів збудження та в точках розміщення цих пунктів, tn, tr2 - час проходження сейсмічної хвилі вздовж заломлюючої границі в інтервалі 22 та 23 ВІДПОВІДНО З креслення (фіг) можна записати ti=t^+tri+t3 (2) t2=t°+tr1+tr3+t (3) Звідси різниця часу приходу заломленої хвилі до спільної точки прийому коливань від сусідніх пунктів збудження складе t 2 - 4 = ( t § - 4 ) + tr3 (4) або AT3=(t|-4) = (t2-t1)-tr3, (5) де ДТз - приріст часу проходження хвилі в ЗМШ Значення Г2 знаходять по формулі tr = 1 Vi cos е р (6) - (Хпз2 CSp OC П де п з і ' ЛХг3 2 ] - координати (пікети) першого та другого пунктів збудження коливань, Vr - гранична швидкість (в консолідованих породах), і = arcsin і- критичний кут г е - кут нахилу підошви ЗМШ, знак "плюс" зар стосовують в разі занурення границі, а знак "мінус" - в разі и підйому В квадратних дужках знак "плюс" застосовується при ПІДЙОМІ підошви ЗМШ по профілю Для переходу від приросту часу проходження сейсмічної хвилі в зоні малих швидкостей до відповідної поправки необхідно визначити величину приросту потужності ЗМШ між сусідніми пунктами збудження При ВІДОМІЙ швидкості розповсюдження хвиль в ЗМШ \/з вона становитиме ДНз = ДТз * V3 * cos (і ± ер) (7) Знак "мінус" відповідає випадку, коли підошва ЗМШ піднімається по профілю Підйому границі будуть відповідати значення ДТз із знаком "мінус" Формула (7) враховує непаралельність сейсмічного висхідного фронту до денної поверхні В подальшому визначення приросту самої поправки за зону малих швидкостей виконується згідно формули = АН 1 1 (8) Перехід від приросту поправки за зону малих швидкостей до самої поправки проводиться згідно виразу = At33ccBB +At 3 t тут (9) - значення поправки на другому пі кеті збудження, Зсв - значення поправки в точці розміщення свердловини (зондування) Спосіб реалізується слідуючою ПОСЛІДОВНІСТЮ операцій Вивчаються апріорні дані стосовно будови зони малих швидкостей (2) та ВІДПОВІДНИХ поправок Окреслюють основні геоморфологічні елементи в межах площі досліджень, наносять на карту схему профілів та визначають точки розміщення свердловин та зондувань (5) В подальшому проводять їх відпрацювання із застосуванням невибухових джерел збудження коливань типу "Сейсмодин" або "падаючий вантаж" Зондування відпрацьовують також на початку та в КІНЦІ "профілів збудження" Виконують обробку інформації згідно [1] та визначають потужність зони малих швидкостей (2), швидкості в ЗМШ та в консолідованих породах, області слідкування заломлених хвиль від підошви ЗМШ та від границь, що залягають на більшій глибині, а також величину статичної поправки В центрі зондувань бурять свердловини (5) та виконують в них мікросейсмокаротаж (МСК) По даних МСК уточнюють потужність ЗМШ (2), швидкість розповсюдження хвиль в ЗМШ та в більш глибоких породах, поправку за ЗМШ Проводять ув'язку отриманих параметрів з літологофаціальними особливостями розрізу На основі вивчення хвильового поля зондувань формують основні вимоги до технології відпрацювання "профілів збудження" по триточковій методиці Визначають відстань між пікетами збудження (28) та точками прийому коливань (26), максимальну та мінімальну (27) відстань збудникприймач, а також параметри групування сейсмоприймачів (точкового) та КІЛЬКІСТЬ накопичень на одній точці Наступним кроком проводять відпрацювання "профілів збудження" по спрощеній (недорогій) технології Згідно креслення (фіг) перший пункт збудження розміщують на свердловині (5), в якій проводився мікросейсмокаротаж Точки прийому коливань встановлюють в бік менших пікетів на профілі Завершують роботи на "профілі збудження" відпрацюванням пікету на свердловині Формують пари спряжених записів, що характеризуються спільною точкою прийому коливань Наприклад, ближній канал першого пункту збудження та дальній канал другого пункту збудження, ближній канал другого пункту збудження та дальній канал третього пункту збудження і т д Згідно формул (5, 7, 8) визначають приріст часу проходження сейсмічних хвиль в ЗМШ між двома сусідніми пунктами збудження, приріст потужності ЗМШ, а також приріст самої поправки за зону малих швидкостей Перехід від приросту часу до абсолютного значення поправки за зону малих швидкостей виконують по формулі 9 Завершують роботи ув'язкою статичних поправок по площі досліджень з даними мікросейсмокаротажу свердловин та побудовою карт поправок Отримані записи придатні також для обробки по технологи, викладеній в [2], тобто визначається час проходження сейсмічної хвилі в ЗМШ, а потім 52902 на основі відомої швидкості розповсюдження хвиль в ЗМШ та в консолідованих породах виконують перехід від часу до ВІДПОВІДНИХ поправок Точність таких визначень буде дещо нижче в порівнянні з запропонованим способом Тому таку обробку здійснюють для грубого контролю проведених вище розрахунків Приклад реалізації способу Випробування способу проводилось при таких параметрах Потужність зони малих швидкостей в точці першого пункту збудження 30м, Швидкість ПОЗДОВЖНІХ ХВИЛЬ В ПОЗДОВЖНІХ ХВИЛЬ В ЗМШ Швидкість 800м/с, консолідованих породах Віддалення дальнього приймача від пункту збудження Віддалення ближнього приймача від пункту збудження Крок пунктів збудження Значення критичного кута, і Значення кута нахилу границі, е р Значення статичної поправки в точці першого пункту збудження Час проходження поздовжньої хвилі від першого пункту збудження до ближнього приймача, Час проходження поздовжньої хвилі від другого пункту збудження до дальнього приймача, ti Згідно формули (5) обчислимо ( t t ) ( t t ) 1600м/с, 120м, 60м, 60м, 30°, 10°, 0,018с, 0,112с, 0,139с =(0,139-0,112)-0,040 = 8 По формулі (7) визначимо приріст потужності зони малих швидкостей UF3 = ДТз * V3cos(30° -10°) = -0,013с * 800м/с * * 0,94 = -9,7 Знаходимо приріст поправки за зону малих швидкостей по формулі (8) -0,006с L V3 V r J 1,800 1600 Згідно ВИХІДНИХ даних, якщо статична поправка в точці першого пункту збудження дорівнювала - 0,018с, то в точці другого пункту збудження вона становитиме згідно формули (9) - (-0,018) + (0,006) =-0,012с Аналогічно обчислюють статичні поправки для всіх інших пунктів збудження для кожного профілю, що дає змогу побудувати карти поправок для всієї площі досліджень Для перевірки отриманих результатів було також проведено графічне моделювання Результати моделювання повністю співпадають з проведеними розрахунками Таким чином, впровадження запропонованого способу дозволяє визначати статичні поправки при ЗО-сейсморозвідці з високою точністю та невеликими витратами коштів, що забезпечує суттєве підвищення якості часових розрізів та достовірності структурних побудов Джерела використаної інформації 1 Гурвич И И , Боганик Г Н Сеймическая разведка, изд Третье - М Недра, 1980 2 К Уотерс Отражательная сейсмология - М Изд "Мир" 1981 3 Патент США № 4695984 кл МКИ G01V1/36, НКИ 367/54, опубл 22 09 87 =-0,013с ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24