Спосіб пошуку покладів вуглеводнів сейсморозвідкою

Спосіб пошуку покладів вуглеводнів, що передбачає створення оптимальної сітки площадних сейсмічних спостережень при відстанях між сусідніми профілями по осі Y, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі X між приймачами в 2 - 5 разів, та кроком між групами сейсмоприймачів вздовж осі X, рівним половині довжини сейсмічних хвиль у середовищі, побудову динамічних розрізів і карт по даних всіх досліджених профілів та прогнозування глибини, розміру і типу покладу, який відрізняється тим, що кожний поздовжній профіль ЗО-сейсморозвідки і два або більше поперечні профілі додатково відпрацьовують при зменшеній в 5 - 10 разів відстані між сейсмоприймачами та базі реєстрації, рівній І_= 4ДХпз, Де ДХгіз - відстань між пікетами збудження вздовж осі X, виконують динамічну ув'язку сейсмозаписів по двох типах хвиль відбитих та заломлених формують масиви амплітудних поправок вздовж відпрацьованих профілів, останні вводять в сейсмозаписи спеціальних спостережень та дані поздовжніх профілів ЗО-сейсморозвідки, після чого будують динамічні часові розрізи із зменшеною відстанню між трасами і підвищеним співвідношенням сигнал/завада та вивчають розподіл амплітуд відбитих хвиль у верхній частині розрізу і по більш глибоких горизонтах, а по отриманих результатах прогнозують поклади нафти та газу Запропонований спосіб відноситься до сейсмічних методів розвідки корисних копалин і може бути використаний, зокрема, при пошуках та розвідці вуглеводнів (ВВ), зосереджених в пастках як антиклинального, так і неантиклинального типів Загальновідомий спосіб розвідки покладів нафти та газу [1], який передбачає проведення профільних сейсмічних досліджень з метою виявлення антиклинальних пасток ВВ з наступним бурінням глибоких пошукових свердловин, при цьому коефіцієнт успішності складає біля 30% В разі неатиклинальних пасток він зменшується в 34 рази, що недопустимо при великій собівартості буріння Більш досконалим є відомий спосіб пошуку вуглеводнів, який передбачає проведення профільних сейсмічних досліджень з метою виявлення антиклинальних пасток ВВ з наступним прогнозуванням покладів в цих пастках за допомогою вивчення інтегральних фізичних властивостей в інтервалі розрізу, дещо більшому за потужність очікуваного покладу (в переважній більшості це складає біля 200мс сейсмічного розрізу) [2] Спосіб базується на тому, що над покладами ВВ спостерігається слід дифузійного потоку (СДП), який призводить до епігенетичної зміни фізичних властивостей порід, а це тягне за собою також зміну динамічних характеристик сейсмічних хвиль в деякому діапазоні сейсмічного запису, що охоплює як саму пастку так і навколишні породи Недоліками способу є обмеженість по глибині (переважно до 2-Зкм) та використання рядової сітки профілів, де рівень завад може перевищувати очікувані ефекти, дослідження лише продуктивної частини розрізу, недостатня густота сейсмічних профілів, що проходять через поклад ВВ, зниження ефективності в разі вивчення покладів на великих глибинах, де колектори характеризуються великою густиною і мало відрізняються по фізичних властивостях від навколишніх порід Найбільш близьким по технічній суті і результату є спосіб пошуку покладів вуглеводнів сейсморозвідкою (3), який передбачає застосування рекогносціровочних і детальних СО о о Ю 54003 сейсмічних досліджень по рідкій СІТЦІ поздовжніх профілів, на яких розміщені групи сейсмоприймачів з кроком, рівним половині довжини сейсмічної хвилі, і джерела сейсмічних коливань по методиці спільної глибинної точки, де в геологічних регіонах, перспективних на нафту та газ, на великих площах з пастками антиклинального і неантиклинального типів створюють оптимальні сітки площадних сейсмічних досліджень, здійснюють розбивку системи паралельних профілів для прямої чи оберненої розстановок площадних спостережень при відстанях між сусідніми профілями по осі Y, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі X між приймачами в 2-5 раз, проводять збудження в середовищі і реєстрацію сейсмічних коливань, збуджених заданою площадною установкою, переміщують площадні установки спостережень в сусідні позиції із заданим перекриттям по осях X і Y, визначають часи відбиттів і амплітуди відбитих хвиль по сейсмограмах, встановлюють на площі і на розрізах профілів по відносних амплітудах та інших динамічних параметрах слід дифузійного потоку у вигляді епігенетично змінених порід, будують динамічні розрізи і карти по даних всіх досліджених профілів і витриманих відбиваючих горизонтів на заданій ДІЛЬНИЦІ ДО глибин 5-7км, де може знаходитись очікуваний поклад вуглеводнів, визначають відновлювальну та окислювальну зони області сліду дифузійного потоку над прогнозними покладами по всьому розрізу, по яких визначають розміри покладу, передбачувану глибину його залягання, а по висоті відновлювальної зони - тип вуглеводню - нафту чи газ Недоліки прототипу 1 Зниження детальності та достовірності амплітудного аналізу у верхній частині розрізу викликане із скороченням області слідкування відбитих хвиль, 2 Вплив на співвідношення сигнал/завада на часовому розрізі по верхніх і більш глибоких відбиваючих горизонтах кутів падіння сейсмічних хвиль та зміни (розширення) області слідкування відбитих хвиль із збільшенням глибини досліджень, 3 Нерівномірність формування бінів при реалізації систем площадних спостережень із значними віддаленнями джерело-сейсмоприймач, що призводить до появи хибних амплітудних аномалій, особливо в верхній частині розрізу В основу запропонованого винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб пошуку покладів вуглеводнів при тривимірній (3D) сейсморозвідці шляхом проведення на поздовжніх профілях спеціальних спостережень на обмеженій базі із зменшеною в 5-10 раз відстанню між приймачами та динамічною ув'язкою сейсмозаписів, що дозволяє підвищити детальність і достовірність прогнозування покладів нафти та газу Поставлене завдання вирішується таким чином, що в способі пошуку покладів вуглеводнів, що передбачає створення оптимальної сітки площадних сейсмічних спостережень при відстанях між сусідніми профілями по осі Y, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі X між приймачами в 2-5 раз, та кроком між групами сейсмоприймачів вздовж #сі X рівним половині довжини сейсмічних хвиль в середовищі, побудову динамічних розрізів і карт по даних всіх досліджень профілів та прогнозування глибини, розміру і типу покладу, згідно винаходу, кожний поздовжній профіль ЗО-сейсморозвідки і два або більше поперечних профілів додатково відпрацьовують при зменшеній в 5-10 раз відстані між сейсмоприймачами та базі реєстрації, рівній І_=4ДХпз, де ДХпз - відстань між пікетами збудження вздовж осі X, виконують динамічну ув'язку сейсмозаписів по двох типах хвиль відбитих та заломлених, формують масиви амплітудних поправок вздовж відпрацьованих профілів, останні вводять в сейсмозаписи додаткових (спеціальних) спостережень та дані поздовжніх профілів ЗО-сейсморозвідки, після чого будують динамічні часові розрізи із зменшеною відстанню між трасами і підвищеним співвідношенням сигнал/завада та вивчають розподіл відносних амплітуд відбитих хвиль у верхній частині розрізу і по більш глибоких горизонтах, а по отриманих результатах прогнозують поклади нафти та газу В порівнянні з прототипом спосіб має ВІДМІННІ ознаки додаткове відпрацювання кожного поздовжнього профілю ЗО-сейсморозвідки і двох або більш поперечних профілів із зменшеною в 510 раз відстанню між сейсмоприймачами на обмеженій базі (І_=4ДХпз) забезпечує ув'язку ВІДПОВІДНИХ сейсмозаписів через взаємні точки на сусідніх пунктах збудження, а також впровадження обмеженої бази дозволяє слідкувати динамічно витримані горизонти у верхній частині розрізу з рівномірним співвідношенням сигнал/завада і, таким чином, спростувати можливо хибні амплітудні аномалії, в тому числі пов'язані з нерівномірністю формування бінів при обробці даних ЗО-сейсморозвідки, - виконання динамічної ув'язки сейсмозаписів по двох незалежних типах хвиль (заломлених та відбитих) підвищує точність визначання амплітудних поправок, - формування масивів амплітудних поправок та їх застосування в процесі побудови динамічних часових розрізів із зменшеною відстанню між трасами, а також при обробці даних 3Dсейсморозвідки дозволяє створити опорну сітку профілів з покращеним співвідношенням сигнал/завада як по горизонтах верхньої частини розрізу, так і по більш глибоких горизонтах, що підвищує точність вивчення сейсмічних параметрів, зокрема відносних амплітуд відбитих хвиль, завдяки чому прогнозування покладів нафти та газу стає більш достовірним Всі вищеназвані ознаки є суттєвими і дозволяють вирішити поставлену задачу Суть способу пояснюється рисунками, де на фіг 1 показана схема проведення досліджень і хід променів з пунктів збудження до пунктів прийому коливань та розміри прослідкованих площадок з кожного пункту збудження Для пояснення прийняті такі позначки денна поверхня 1, підошва зони малих швидкостей 2, 54003 відбиваюча границя в верхній частині розрізу З, пунісги збудження коливань 4, точки реєстрації коливань 5, промені 6, 8, 10, падаючі під критичним кутом на границю 2, промені 7, 9, 11 заломлених хвиль ВІДПОВІДНО З пунктів збудження О-і, Ог, Оз, промені 12, 14, 16 падаючих хвиль ВІДПОВІДНО з пунктів збудження О-і, Ог, Оз, промені 13, 15, 17 відбитих хвиль ВІДПОВІДНО З пунктів збудження О-і, Ог, Оз відбиваючі площадки 18, 19, 20 границі 3 при збудженні коливань ВІДПОВІДНО В точках О-і, Ог та Оз На фіг 2 зображена схема ЗО-сейсморозвідки при шести ЛІНІЯХ спостережень в смузі, де передбачена динамічна (в першу чергу, амплітудна) ув'язка поздовжніх профілів Прийняті слідуючі позначки лінії прийому коливань 21, 22, 23 ВІДПОВІДНО першої, другої та третьої смуг спостережень ЗО-сейсморозвідки, пікети збудження коливань 24 при ЗО-сейсморозвідці, СПІЛЬНІ пікети збудження коливань 25 при 3Dсейсморозвідці та додаткових (двохкратних) спостереженнях вздовж ВІСІ X, пікети збудження коливань 26 при додаткових спостереженнях вздовж ВІСІ Y, лінії прийому коливань 27 вздовж ВІСІ Y Як видно з фіг 1 при збудженні коливань в точці Оі реєстрація коливань згідно заданої умови (І_=4ДХпз) повинна здійснюватись в інтервалі від точки А до точки Оз, що дасть змогу прослідкувати відбиваючу границю в інтервалі від точки К до точки N Шлях, який пройде відбита від границі 3 хвиля в точку Ог, складе Si=OiM+MO 2 , (1) ВІДПОВІДНО при збудженні коливань в точці O-z і реєстрації їх в точці d аналогічний шлях дорівнюватиме S2=O2M+MOi, (2) Звідси ВИДНО, ЩО точка М є взаємною точкою відбиття хвиль на границі 3, і в кінематичній сейсміці и використовують для ув'язки годографів хвиль двох сусідніх пунктів збудження Проте амплітуда відбитих хвиль, зареєстрованих при збудженні коливань в точках Оі і Ог, буде визначатись не лише властивостями границі 3 в точці М, але також умовами збудження коливань (силою F впливу джерела на грунт та властивостями грунту Q в точці збудження) Тому, якщо амплітуда в точці 0-z при збудженні коливань в точці Оі становитиме Ai(F-iQi), то ВІДПОВІДНО В ТОЧЦІ Оі при збудженні коливань на пункті 0-z вона дорівнюватиме А г ^ О г ) Таким чином обчислюють амплітудну поправку, яку необхідно внести в сейсмозапис на пункті Ог, відносно сейсмозапису на пункті d AA=A1(F1Q1)-A2(F2Q2)(3) Аналогічну поправку обчислюють і по заломленій хвилі Шлях, який пройде заломлена хвиля при збудженні коливань в точці 0-і, становитиме Si 1 =OiE+ED+DO 2 (4) При збудженні коливань в точці 0-z ВІДПОВІДНО можна записати S21=O2D+DE+EOi (5) Розгляд виразів (4) та (5) свідчить про те, що ці точки на годографах заломлених хвиль також є взаємними і можуть бути використані не лише для кінематичної, але й для динамічної (амплітудної) ув'язки записів Амплітуда заломлюючого горизонту і в цьому випадку буде визначатись силою F впливу джерела коливань на грунт та властивостями грунту Q Для визначення амплітудної поправки скористаємось аналогічним з (3) виразом ДА^А^^ОО-Аз^зОзИб) Подібну амплітудну ув'язку проводять між сейсмозаписами з пункту збудження d та Оз Якщо амплітуду відбитої чи заломленої хвилі у взаємних точках з пункту збудження d в точці 0-z позначати через А0102, в точці Оз - через АоіОз, з ПуНКТу ЗбуДЖеННЯ Ог В ТОЧЦІ Оз - Ч е р е з АО2О3, З ПуНКТу ЗбуДЖеННЯ Ог В ТОЧЦІ О і - Ч е р е з АО2О1 З пункту збудження Оз в точці Оі - через АозОї то можна записати наступне (7) (8) (9) тут ДА0102, ДАоіОз, ДА0203 амплітудна поправка між ВІДПОВІДНИМИ пунктами збудження (Оі, 0 2 , Оз) Аналіз виразів (7-9) дозволяє записати ДАоіО 2 +ДАо 2 Оз=ДАоіОз (10) Таким чином величину амплітудної поправки в сейсмозапис при збудженні коливань в точці Оз обчислюють двома шляхами (по відношенню до сейсмозапису з першого пункту збудження) В першому випадку використовують вираз (8), а в другому випадку обчислення виконують згідно (10), де поправка є сумою двох поправок ДАоіОгта ДА0203 Спосіб реалізується, слідуючою ПОСЛІДОВНІСТЮ операцій При реалізації ЗО-сейсморозвідки (фіг 2) на кожній лінії прийому коливань (21, 22, 23) у випадку підходу до неї пункту збудження 25 (при схемі відпрацювання типу "хрест") проводять додаткову розстановку сейсмоприймачів (при точковому групуванні) на базі І_=4ДХпз, де ДХпз відстань між пікетами збудження вздовж ВІСІ X при ЗО-сейсморозвідці Відстань між сейсмоприймачами встановлюють в 5-10 раз меншою від величини ДХпзю Реєстрацію коливань виконують в разі установки джерел коливань на лінії прийому 21, 22, 23 При цьому можуть бути використані різні схеми збудження та реєстрації Найбільш простою є схема коли збудження виконують один раз на профілі, а реєстрацію проводять одночасно на всі каналисистеми ЗО-спостережень та канали спеціальної розстановки Можуть бути використані і ІНШІ схеми збудження, наприклад, із застосуванням мінімально можливої відстані між джерелами коливань, або, навіть, при точковому збудженні одним джерелом Проте в такому випадку виконують окремий запис коливань, що призведе до деякого зниження темпів відпрацювання площадної системи Для збереження високої продуктивності праці при 3Dспостереженнях необхідно мати в запасі 2-3 коси (із зменшеним кроком між сейсмоприймачами) для 54003 реалізації конвейєрності робіт Відпрацювання поперечних профілів 27 для ув'язки ЗО-спостережень по ВІСІ Y проводять окремо, хоча з методичної точки зору більш доцільним є одночасне відпрацювання Для цього необхідно мати ВІДПОВІДНИЙ запас обладнання (коси, сейсмоприймачі, реєструючі системи) Поперечні профілі 27 відпрацьовують в обов'язковому порядку на початку та в КІНЦІ площадної системи спостережень (фіг 2), проте, в разі необхідності, задають і проміжні профілі (при великій строкатості відносних амплітуд по горизонтах та складних поверхневих чи глибинних умовах) В процесі обробки даних сейсмозаписи компонують вздовж поздовжніх профілів системи ЗО-спостережень та вздовж ВІСІ Y (на поперечних профілях) Потім формують однократні динамічні розрізи та визначають амплітуди відбитих та заломлених хвиль у взаємних точках Наступним кроком є визначення амплітудних поправок на кожному пікеті по відношенню до попереднього згідно (7-9) та перевірка цих поправок згідно (10) Отримані амплітудні поправки вводяться в сейсмозаписи по профілях, що дає змогу побудувати часові розрізи з витриманою амплітудною характеристикою вздовж сейсмічних горизонтів у верхній частині розрізу Відсутність багатократних перекрить компенсується високим співвідношенням сигнал/завада в цій частині розрізу на первинних сейсмограмах Амплітудні поправки використовують також при обробці даних ЗО-спостережень з метою покращення якості глибоких горизонтів на часових розрізах та підвищення достовірності вивчення по них відносних амплітуд Приклад реалізації способу В якості прикладу реалізації запропонованого способу наведемо ДОВІЛЬНІ амплітудні характеристики сейсмозаписів вздовж одного із поздовжніх профілів системі ЗО-спостережень (у взаємних точках) відпрацьованого по технологи, що передбачає ув'язку сейсмозаписів, за таких умов Довжина профілю спостережень - 1км Відстань між профілями збудження (ДХпз) при площадній системі спостережень типу "хрест" (між пікетами збудження на поздовжніх профілях) - 0,2км Число пікетів збудження на поздовжньому профілі -6 База реєстрації коливань І_=4ДХпз - 800м Амплітуда А відбитої хвилі у взаємних точках першого і другого сейсмозаписів ВІДПОВІДНО -1,0, першого і третього - " - - " другого і третього -" другого і четвертого - " - - " третього і четвертого - " - - " третього і п'ятого - " - - " четвертого і п'ятого - " - - " четвертого і шостого - " - - " п'ятого і шостого - " - - " -1,0, - 0,4, - 0,4, - 0,5, - 0,5, - 0,7, - 0,7, -1,0, 0,4 0,5 0,5 0,7 0,7 1,0 1,0 0,3 0,3 8 Для ув'язки сейсмозаписів першого і другого пунктів збудження скористаємося виразом (7) або ДАоіО2=1-1,4=0,6 тобто амплітуду сейсмозапису на другому пункті збудження слід збільшити на 0,6 Ув'язку сейсмозаписів другого і третього пунктів збудження виконаємо згідно виразу (9) ДАо2Оз=0,4-0,5=-0,1 По аналогії з попереднім визначимо ДАо3о4=0,5-0,7=-0,2 ДАо4о5=0,7-1,0=-0,3 ДАо 5 о 6 =1 -0,3=0,7 Згідно (10) знайдемо сумарну поправку для кожного наступного сейсмозапису по відношенню до першого ДАоіО3=0,6-0,1=0,5 ДАоіО4=0,6-0,1-0,2=0,3 ДАоіО5=0,6-0,1-0,2-0,3=0 ДАоіО6=0,6-0,1-0,2-0,3+0,7=0,7 Введення амплітудних поправок в сейсмозаписи по кожному пункті дасть А2=0,4+0,6=1 А3=0,5+0,5=1 А4=0,7+0,3=1 А5=1,0+0,3=1 А6=0,3+0,7=1 що призведе до вирівнювання амплітуд сейсмозаписів вздовж профілю відносно першого запису Для контролю визначимо поправки між сейсмозаписами по віддалених каналах ДАоіОз=АоіОз-Ао3Оі=1 -0,5=0,5 ДАо2о4= Ао2о4-Ао4о2=0,4-0,7=-0,3 ДАозО5=АозО5-Ао5Оз=0,5-1 =-0,5 ДАо4Об=Ао4о6-Ао6о4=0,7-0,3=0,4 Амплітуда сейсмозаписів після введення поправок становитиме а) для непарних пікетів А3=0,5+0,5=1 А5=1,0+0,5-0,5=1 б) для парних пікетів А4=0,7-0,3+0,6=1 А6=0,3+0,4-0,3+0,6=1 Отримані результати свідчать про правильність раніше визначених амплітудних поправок Ув'язку поздовжніх профілів системи ЗОспостережень в поперечному напрямку проводять по аналогічній схемі Розрахунок поправок з використанням заломлених хвиль не відрізняється від розрахунку із залученням відбитих хвиль Таким чином, впровадження запропонованого способу дозволяє визначити динамічні, в першу чергу амплітудні, поправки при ЗО-сейсморозвідці з достатньо високою точністю при невеликому збільшенні коштів на польові роботи Врахування поправок при побудові динамічних часових розрізів по матеріалах спеціальних спостережень та ЗО-сейсморозвідки значно підвищує точність та достовірність сейсмопараметричного аналізу, особливо при дослідженні властивостей сейсмічних горизонтів 54003 верхньої частини розрізу, що значно підвищує ефективність пошуку покладів вуглеводню по відображенню сліду єфузійно-дифузійного потоку у вигляді епігенетично змінених порід в сейсмічних хвильових полях Бібліографічні дані джерел інформації 10 1 Шерифф Р , Гелдарт Л, Сейсморазведка, т і , М , Мир, 1987, с 21 2 Кири П , Брукс М , Введение в геофизическую разведку М, Мир, 1988, с 320-325 3 Патент на винахід UA №21783, МКІ G 01 V 1/00,1/28,1/30 опубл 30 09 98 (прототип) ФІГ.1 11 54003 Фіг.2 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 12