RU1162316C - Способ вертикального сейсмического профилировани - Google Patents

Description

(/)

d

Изобретение относитс  к скважинным сейсмическим исследовани м и может быть использовано дл  изучени  геологического разреза в околоскважинном пространстве в услови х искривленных скважин, пересекающих несогласно залегающие пласты горных пород, имеющие одинаковое направление простирани .

Известен способ вертикального сейсмического профилировани  (ВСП), в котором возбуждение и регистрацию упругих колебаний осуществл ют посредством системы наблюдений, при которой сейсмоприемники (зонд) перемещаютс  вдоль ствола исследуегтой скважины, а положение одного или нескольких пунктов возбуждени  (ПВ) при зтом остаетс  фиксированным.

Недостатком способа  вл етс  его недостаточно высока  точность в услови х сложно построенных сред и искривленных сква: ин, а также трудоемкость обработки полученных при этом данных. Несмотр  на совпадение азимутов простирани  пород, залегающих с угловым несогласием, искривление ствола скважины приводит к тому, что при возбуждении упругих колебаний из ПВ, положение которых фиксировано относительно усть  исследуемой скоажины в процессе ее отработки, задача изучени  околоскважинного пространства становитс  трехмерной. При зтом выделение полезных сигналов становитс  менее надежным, чем в скважинах, ствол которых не искривлен , а точность изучени  по этим сигналам строени  околоскважинного пространства уменьшаетс . Например, если ВСП проводитс  на поперечных волнах типа SH, то направление механического воздействи  на среду в источнике колебани  выбирают ортогональным направлению падени  пластов , так как при этом в плоскости, ортогональной направлению простирани  горных пород, не возникают обменные волны , вызванные распространением поперечных волн типа SH. При перемещении зонда вдоль искривленных скважин в общем случае становитс  невозможным при фиксированном положении ПВ свести задачу к двухмерной (плоской).

Недостатком известного способа  вл етс  также то, что & нем из-за фиксированного положени  ПВ, в процессе отработки искривленной скважины измен етс  длина проекции на земную поверхность рассто ни  источник- приемник; в результатезтого затрудн етс  транспозиционна  коррел ци  волн при комплексировании скважинной и наземной сейсморазведки, а также становитс  невозможным надежный анализ при помощи ЕЗСП структуры волнового сейсмического пол  в наземной сейсморазведке на строго заданном удалении точек приема от ПВ.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ вертикального сейсмического профилировани , включающий излучение упругих колебаний разнонаправленными источниками, регистрацию колебаний зондом, содержащим приемники

0 колебаний, и одновременное изменение местоположени  зонда и источников колебаний в промежутках между излучением и регистрацией колебаний. В зтом способе в качестве модели изучаемой геологической

5 среды вз та двухмерна  параллельно-наклонно-слоиста  модель, котора  отображает реальную среду с совпадающим простиранием горных пород и близкими между собой углами падени . Источники колебаний в способе устанавливают по лини м , проход щим через каждый пункт возбуждени  и каждую точку приема в скважине ортогонально к плоскост м напластовани  горных пород.

5 Недостатком зтого способа  вл етс  его непригодность дл  случа  сложно построенных сред, характеризующихс  угловым несогласием исследуемых пластов горных пород и одинаковым направлением

0 простирани  пород. Кроме того, к недостаткам способа, даже при согласно залегающих наклонных пластах, относитс  ограниченность его лишь случаем нормального падени  волн на границы раздела

5 пластов, что по существу исключает возможность изучени  особенностей этих границ на значительных удалени  от ствола скважины .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  упругих параметров геологического разреза и положени  границ в околоскважинном пространстве в услови х искривленных скважин и углового несогласи  пластов горных пород.

5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе вертикального сейсмического профилировани , включающем излучение упругих колебаний разнонаправленными источниками, регистрацию колебаний зондом, содержащим приемники колебаний, и одновременное изменение местоположени  зонда и источников колебаний в промежуток между излучением и регистрацией колебаний, источники колебаний устанавливают в вертикальной плоскости, ортогональной линии простирани  пластов и проход щей через середину интервала скважины, занимаемого зондом. В одной из возможных вариантов реализации способа при изменении в пространстве местоположени  источников колебаний и зонда рассто ние между проекци ми источников и средины зонда на земную поверхность сохран ют посто нным.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Схема содержит буровую вышку 1. ствол 2 скважины, приемники колебаний 3 зонда, земную поверхность 4, границы 5, 6 и 7 пластов горных пород, вертикальную плоскость 8, проход щую через точку 9, соответствующую одному положению середины зонда, ортогонально к линии простирани  10 пласто,в, вертикальную плоскость 11, проход щую через точку 12, соответствующую другому положению середины зонда, ортогонально к линии простирани  10 пластов, проекции 13 и 14 на земную поверхность середины зонда 9 и середины зонда 12 соответственно, источНИКИ 15 и 16 колебаний, лини  пересечени  17, 18 и 19 вертикальной плоскости 8 и границ 5, 6 и 7 соответственно, линии пересечени  20,21 и 22 вертикальной плоскости 11 и границ 5, б и 7 соответственно; линии пересечени  23 и 24 с земной поверхностью 4 вертикальных плоскостей 8 и 11 соответственно .

В многослойной среде с наклоненными несогласно залегающими границами, направление простирани  которых совпадает, точки приема, расположенные на различных глубинах в наклонно пробуренной скважине , будут находитьс  в различных вертикальных плоскост х, кажда  из которых ортогональна линии простирани  пластов. Если в процессе отработки скбажины по мере перемещени  зонда на новую глубину приема источники колебаний перемещают так, чтобы они в соответствии с предлагаемым способом находились вместе с зондом в одной и той же вертикальной плоскости, ортогональной линии простирани  пластов, то дл  каждой пары точек источник - приемник колебаний задача изучени  околоскважинного пространства из трехмерной преобразуетс  в двухмерную . Тем самым обеспечиваетс  более высока  надежность, а следовательно, и точность изучени  околоскважинного пространства .

В предлагаемом способе, в отличие от прототипа, в качестве модели изучаемой геологической среды вз та двухмерна  непараллельно-слоиста  модель, котора  отображает реальную среду с совпадающим простиранием горных пород и угловыми несогласи ми пластов.

Необходимые априорные сведени  об углах наклона и простирани  границ пластов можно получить по результатам наземных геологических и геофизических съемок, а также специальных скважинных исследований (пластова  наклонометри , акустическое телевидение и др,). Дл  применени  предлагаемого способа необходим обоснованный вывод о совпадении простирани  промежуточных границ, а также границ, глубину залегани  и углы наклона которых предстоит изучать. Кроме того, при достоверных априорных данных о положении границ применение предлагаемого способа существенно облегчает решение другой важной задачи - изучение сейсмических скоростей в околоскважинном пространстве .

Способ осуществл ют следующим образом . На основании данных инклинометрии рассчитывают проекции 13 и 14 на земную поверхность 4 точек 9 и 12, расположенных на требуемых глубинах в скважине 2. Если ВСП провод т многоточечным зондом, то в качестве таких точек наблюдени  берут средину интервала, зан того зондом , так как при этом концевые точки зонда будут удалены на одинаковое рассто ние от соответствующей вертикальной плоскости 8 или 11, проход щей через его середину и ПВ. Учитыва  двухмерный характер модели, считать, что при таком положении вертикальной плоскости 8 (или 11), совпадающем с лучевой плоскостью, ортогональной линии простирани , обеспечиваетс  наибольшее приближение к двухмерной задаче , имеющей отмеченные выше преимущества над задачей трехмерной.

На чертеже показано два положени  двухточечного зонда. Через проекции 13 и 14 провод т горизонтальные линии 23 и 24, ортогональные направлению 10 простирани  пород. Вдоль линий 23 и 24 намечают местоположение источников колебаний 15 и 16, удаленных на заданное рассто ние от проекций 13 и 14.

Координаты точек, соответствующих местоположению источников колебаний в процессе отработки скважины, можно получить , сместив на требуемое рассто ние в ортогональном к линии простирани  10 пластов направлении проекцию ствола скважины 2 на горизонтальную плоскость.

Величину рассто ни  между проекций 13 (или 14) на земную поверхность 4 точки приема и источниками 15 (или 16 соответственно ),а также направление на ПВ выбирают в соответствии с конкретными задачами, решаемыми при ВСП на данной скважине.

Обычно максимальное удаление ПВ от проекции точки наблюдени  на земную поверхность берут равным глубине границы.

7 11623168

Один из ПВ при отработке скважины целе-колебаний перемещаетс  вдоль ствола

сообразно располагать в окрестности про-скважины, а сейсмоприемники устанавлиекций точек наблюдени  на земнуюваютс  вблизи земной поверхности. При

поверхность; данные этого ПВ используютэтом координаты точек приема определ ютнепосредственно дл  определени  средних 5с  аналогично координатам источников косейсмических; скоростей.лебаний при пр мых наблюдени х, когда

При изучении положени  и конфигура-зонд перемещаетс  вдоль ствола скважины,

ции границ в околоскважинном пространст-а источник колебаний- вдоль земной поверве целесообразно использовать ПВ,хности. Обращенные наблюдени  выполрасположенные по обе стороны от проек- 10нить во многих случа х оказываетс  гораздо

ции точки наблюдени  на поверхностьлегче, чем пр мые наблюдени  в скважине:

вдоль линии, ортогональной линии прости-можно заранее расставить сейсмоприемнирани  10. Если же реализаци  такой симмет-ки вблизи земной поверхности в соответстричной системы наблюдени  оказываетс вии с описанным выше правилом и

невозможной, то при выборе направлени  15выбирать дл  регистрации тот из них, котоПВ следует опиратьс  на априорные данныерый находитс  на требуемом удалении от

о наклонах конкретных границ,  вл ющихс проекции на поверхность источника колебаобъектом исследовани . Так, например, приний, наход щегос  в исследуемой скважине

использовании проход щих и головныхв данный момент.

волн ПВ следует располагать по восстанию 20При горизонтально-слоистой среде и границы в тех случа х, когда одной из основ-искривленных скважинах все описанные ных задач  вл етс  стратиграфическа  при-выще процедуры остаютс  в силе, однако в зка. При таком положении ПВ прив зкаиз-за осевой симметрии среды направление может быть выполнена значительно точнее,простирани  пород выбираетс  условно, исчем при расположении ПВ по падению. При 25ход  из удобства расположени  пункта возизучении отражающих свойств определен буждени ,

ного участка исследуемой границы диапа-Обработка данных проводитс  по извезон удалений ПВ от проекций точек приемастной схеме: при первичной обработке опHSt поверхность, а также направление ПВредел ют значени  сейсмических

относительно линии п.ростирани  горных 30скоростей; улучшают прослеживаемость попород следует определ ть на основан /:лезных волн и их разрешенность; на после

предварительных расчётов по априорнойдующем этапе обработки выполн ют

мЬдели среды.детальный анализ волнового Сейсмического

Тип источников 15 и 16 колебаний опре-пол  и уточн ют положение изучаемых сейдел етс  типом используемых при ВСП 35смических границ.

волн. Возбуждение колебаний а предлагае-Положительный зффект заключаетс  в

мом способе осуществл ют так же, как ивповышении точности и достоверности сквадругих известных способах ВСП, за исклю-жинных сейсмических наблюдений, направчением возбуждени  поперечных волн типаленных на изучение упругих свойств пород

SH. Дл  возбуждени  последних направле- 40и положени  сейсмических границ в околоние горизонтального механического воздей-скважинном пространстве. стви  в источникеколебаний ориентируют

ортогонально лини м 23 и 24, проход щим(56) Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмичечерез источники 15 и 16 и проекции 13 и 14ское профилирование. М.: Недра, 1982,

точек наблюдени  на земную поверхность 4. 45с.60-65.

Данный способ, опира сь на принципАвторское свидетельство СССР

взаимности, легко распространить на обра-Мг 1002997, кл. G 01 V 1/40.1981. щенные наблюдени , при которых источник

Claims (2)

1. Формула изобретений 50отличающийс  тем, что. с целью повыше1 . СПОСОБ ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙС- точности определени  упругих параМИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ, вклю- ® Р° геологического разреза и

   чающий излучение упругих колебаний раз- опожени  границ в околоскважинном

   нонаправленными источниками, 55 Р° трзмстве в услови х искривленных

   регистрацию колебаний зондом, содержа-скважин и углового несогласи  пластов

   щим приемники колебаний, и одновремен- Р источники колебаний устаное изменение местоположени  зонда инавливают в вертикальной плоскости, ористочников колебаний в промежутках меж-тогональной линии простирани  пластов и

   ду излучением и регистрацией колебаний.проход щей через середину интервала скважины, занимаемого зондом.;
2. 2. Способ по П.1, отличающийс  тем. что при изменении в пространстве местоположени  источников колебаний и зонда с рассто ние между проекци ми источников и середины зонда на земную поверхность сохран ют посто нным,