RU1267917C - Способ вертикального сейсмического профилировани - Google Patents

Description

Изобретенпе относитс  к скважинным сейсмическим исследовани м и может быть использовано дл  детального изучени  геологического разреза в.околоскважинном пространстве. Целью изобретений  вл етс  расширение функциональных возможностей способе в услови х несогласно залегающих пластов, имеющих различное простирание. Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , где обозначены: бурова  вышка 1, ствол 2 скважины, пункты приема 3, источники колебаний 4 и 5, границы раздела ,6,7 и 8,пластоо горных пород, лучи пр мой волны 9 и 10, земна  поверхность 11. На чертеже дл   сности иллюстрируетс  упрощенный вариант предлагаемого споcoSa; ствол 2 скважины вертикален., а простирание границ 6,7 и 8 имеет одмн и тот же азимут. Зонд содержит п ть сейсмопрйемников , расположенных в точках приема 3,. Дл  йсследован.и  границы В.источник колебаний 4 располагают на таком удалении от буровой вышки 1, чтобы середи(а зонда и источник располагались по лучу 10 пр мой волны, ортогональному к граиице:8. Дл  иселедовани  границы 7 источник колебаний 5 располагают в,другом месте, не совпадающем с кесторождением источника 4, при этом зонд устанавливают о месте с источников 5 по лучу 9 пр мой волны, ортогональноМу к границе 7. ; Предполагаетс , что плоскости наплачстопанил слоев, слагающих пласт, гшраллельны подошве пласта, поэтому при одном ii т.рм жй неизменном положении источника ii зонда создаютс  услови  дл  детального изучени  по пр мой и отраженной волнам упругих свойстн слоев пласта, под кровлю которого опущен зонд. Ясно, что при несовпадении простирани  пластов местоположений источника в процессе отработки ск&ажины будет определ тьс  не только разли-оным удалением от ее усть , но и различным азимутом, Способ осуидествл етс  следующим образом . На основании данных инклииометрии, а та(.же априорных данных о наклонах пластов рассчитывают пространственное положение лучей пр мой волны, которые приход т через точки приема в скважине и в то же врем   вл ютс  ортогональными к тен границам, которые представл ют собой по1; 10шЁы пластов, детальное расчленение кШЬрых на слои по упругим свойствам сост 5вл ет задачу исследований. В точках пйресечени  этих лучей с земной поверхностью намечают местоположени  источника колебаний. Услови  установки источника колебаний однозначно определ ютс  пространственным положением отрезка луча пр мой волны, расположенного в пределах пласта, содержащего точку приема, этот отрезок луча должен совпадать с уравнением следующей пр мой: 7 Лп «П f-n С1 -Ы где Xn,Yn и Zn - координаты точки приема; Ai+i,Bi-)-i и С|+1 - направл ющие косинусы нормали к подошве 1-го пласта, содержащего точку приема. ..5 Угол падени  i-й границы И азимут Wi падени  св заны с направл ющими косинусами Ai.Bi и Cio следующим образом: Bi sinjTiSin . : С r-COS; |. ..., . Здесь прин то следующее направление координатных осей: ось X направлена на север, ось Y -на восток, ось Z - вниз; азимут угла падени  отсчитываетс  по часовой стрелке от направлени  на север, йектор нормали к i-й границе направлен вверх. . Уравнение 1-й плоской наклонной гракицы ,  вл ющейс  кровлей i-ro пласта, имеет вид . : - . . . .;/-.sin icos 1 Х-I-sin sin - cos ; .Z.-., , . ,- (2) где Hi - рассто ние от начала координат до i-й границы по нормали к ней. Пересечение пр мой (1) с плоскостью (2) определ ет точку пересечени  луча пр мой волны с кровлей пласта, содержащего точку приема. Обозначим координаты этой точки/ Xi,Yi,zi. ;.,:;:...:,-.; ; ; Направл ющие косинусы ,Bi-i и Си отрезкалуча пр мой волны, пересекающего 0-1)-й пласт, определ ют, лримен   закон Снеллиуса. Затем зна  Х1,У| и Zt, а,также АИ,Bj-i и Ci-1 составл ют уравнение пр мой, аналогичное (1), и наход т точку ее пересечени  с кровлей (i-l)-ro пласта. Далее процесс повтор ют до выхода луча на земную поверхность, где и задают местоположение источника колебаний. При заглублении источника колебаний его горизонтальные координаты определ ют путем пересечени  с горизонтальной плоскостью, проход щей через источник, луча пр мой волны, построенного описанным выше способом. Предлагаемый способ предполагает использование методических приемов, направленных на получение пысокоразрешенных сейсмических записей.

Дл  этого целесообразно использовать источники колебаний, обеспечиоающие максимально возможное отношение сигнал/помеха высокочастотной части спектра возбуждаемых колебаний. Скважинные приборы следует снабдить достаточно жесткими прижимными устройствами, обеспечивающими неискаженный, прием колебаний в требуемом диапазоне частот. При регистрации и обработке цифровых сейсмозаписей целесообразно примен ть минимально возможный щаг дискретизации (0,005-0.001 с). В сейсмокаротажных зондах необходимо использовать сейсмоприемники . способные работать в наклонном положении. Предпочтительно про;водить трехкомпонентные наблюдени  даже работах на продольных волнах, так как при этом можно выдел ть компоненту волнового пол , направленную вдоль луча, ортогонального к исследуемым отражающим границам .

В ооответствии с предлагаемым способом дл  изучени  упругих свойств пластов используют падающие волны и волны, отраженные от расположенных ниже зонда границ , к которым лучи падающих волн ортогональны. Поэтому дл  получени  информации о детальных свойствах пластав в пределах всей покрывающейтолщинеобходимо регистрировать упругие колебани  в каждом из«несогласно залегающих пластов, помеща  зонд в верхней его части подкровЛю . Дл  уверенного разделени  падающих и восход щих волк при каждом неизменном положении источника колебаний достаточно отработать 5-6 точек приема, рассредоточенных в пределах однородного по физическим свойствам участка плйста с шагом 20-30 м между соседними точками приема . Луч пр мой волны, рассчитываемый так, как описано выше, берут проход щим через середины интерваласкважины, занимаемого соответствующим 5-6-точечным зондом, либо через середину того же самого интервала, последовательно отрабатываемого зондом, содержащим меньшее число скважинных приборов, апример трехкомпонентным одноточечным зондом.

Пример. Скважина пробурена без искривлени , пересекает три пласта, залегающих с угловым несогласием, но имеющих одинаковый азимут простирани  (см.чертеж). Глубина по нормали от усть  скважины границ 6,7 и 8 соста1зл ет 300 м, 800 ми 1200 м соответственно. Углы наклона границ 6,7 и 8 равны 5°, 10° и 25° соответственно (угол наклона Прин т положительным, если падение границы направлено в сторону положительного направлени  оси X). Пластовые скорости сверху вниз равны 3500 м/с, 2500 м/с. 3200 м/с. ;3адача исследовани  - изучение упругих свойств слоев, залегающих в пределах пластов без углового несогласи  с их подошвами , . . .

Дл  изучени  слоев, залегающих в нижней части второго пласта, в скважину поместили с шагом 30 м 5 сейсмоприемников З; середина 120-метрового интервала, зан того сейсмоприемниками (зондом) соответствует глубине 500 м. Расчет луча 9 пр мой волны, проход щего через точку приема, расположенную на этой глубине, ортогонально k границе 7, определ ет в соответствии с предлагаемым способом удаление источника колебаний 5 от усть  скв;ажины, равное 120 MB отрицательном направлении оси X. .

Дл  изучени  слоев, залегающих в нижней части третьего пласта, аналогична  расстановка сейсмоприемников помещена в этот, пласт, середина зонда - на глубине 1100 м. Пересечение с земной поверхностью 11 луча to пр мой волны, проход щего через сарединузонда ортогонально к границе 8, дает дп  источника 4 удаление 4 tO м от усть  скважины в положительном направлении оси X,

Возбуждение колебаний с источником 5 и источником 4 при указанном местоположении точек приема обеспечивает распространение пр мой и отраженной воли по нормали к сло м, залегающим во втором и третьем пластах соответственно. Это дает возможность более TOMHOii надежно исследовать упругие свойства слоев, слагающих данные пласты, использу дл  этого совместно пр мую вйлну и порожденные ею отраженные волны.

На этапе обработки получают сейсмозаписи восходжцих и падающих волн любым из известных способов, например, при помощи многоканальной когерентной.фильтрации . Важным моментом обработки следует считйть выделение волн, распростран ющихс  вдоль направлени , ортогонального изучаемым отражающим границам: от тщательности выделени  этих волн зависит степень искажающего вли ни  воли иных типов и классов (например, кратноотражевных и обменных волн), имеющих в общем случае иное направление распространени ,

Последующа  обработка сейсмозаписей , направленна  на определение упругих свойств пород (коэффициентов отражени , интервальных скоростей распространени  воли), пересеченных скважиной, может быть выполнена различными приемами, на