RU1347740C

RU1347740C - Method of borehole seismic surveying

Info

Publication number: RU1347740C
Authority: RU
Inventors: Г.А. Шехтман
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизики
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Изобретение гфедназначено дл прогноза детальных акустических характеристик чааи плааа содержащего точку приема в услови х искривленных скважин и сред с негоризонтальными границами , имеющими различное простирание. Цель -- повышение точности способа в успови х неполной априорной информации о геомсгрии граии1( и скоростных характеристик пластов. Дл этого отыскивают точку дневной поверхности, в которой имеет место максимум разности времен прихода пр мой и отраженной от исследуемой границы волн и помещают в нее источник. При этом точка приема и возбуждени располагаетс на центровом луче отраженной волны, ортогональной подошве ппаста, что обеспечивает однозначность peuJeни обратной динамической задачи. 1 ил.The invention is intended to predict the detailed acoustic characteristics of a seaway tea containing a receiving point under conditions of curved wells and environments with non-horizontal boundaries with different strike. The goal is to increase the accuracy of the method in terms of incomplete a priori information about geogrid 1 (and velocity characteristics of the strata. To do this, find the point of the day surface at which there is a maximum of the difference in the times of arrival of the direct and reflected from the studied wave boundary and place the source in it. At the same time, the point of reception and excitation is located on the center ray of the reflected wave, orthogonal to the sole of the paste, which ensures the uniqueness of the inverse dynamic problem.

Description

Изобретение относитс к скнажинным сейсмическим исследовани м и может быть использовано дл прогноза детальных акустических характеристик разреза на поисковом и разведочном этапах геологоразведочного процессаThe invention relates to downhole seismic surveys and can be used to predict the detailed acoustic characteristics of the section at the prospecting and exploration stages of the exploration process.

Цель изобретени - повышение точности способа в услови х непопной априорной информации о геометрии границ пластов и пластовых сейсмических скорост х.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the method under conditions of incomplete a priori information about the geometry of the boundaries of the strata and reservoir seismic velocities.

Предлагаемый способ по сн етс чертежом , на котором прин ты следующие обозначени : бурова вышка 1, земна поверхность 2, ствол скважины 3, точка приема 4, отражающа граница 5 (подошва пласта, содержащего точку приема 4), пункты возбуждени (ПВ) 6 и 7, мнимые ПВ 8 и 9, соответствующие ПВ 6 и 7 соответственно , точки 10 и 11 отражений, центровой луч 12. мнимый источник колебаний 13, соответствующий источнику, помещенному в точке 4 (обозначен буквой Pi).The proposed method is illustrated in the drawing, on which the following notation is adopted: drilling tower 1, earth surface 2, wellbore 3, receiving point 4, reflecting boundary 5 (the bottom of the formation containing receiving point 4), stimulation points (PS) 6 and 7, imaginary MFs 8 and 9, corresponding to MFs 6 and 7, respectively, reflection points 10 and 11, a center beam 12. an imaginary oscillation source 13, corresponding to the source located at point 4 (indicated by the letter Pi).

Точка приема 4, обозначенна буквой Р, расположена внутри пласта, подошва 5 которого вл етс отражающей границей. При положении источника колебаний в точке 6 (обозначенной букой О) точка отражени 10 будет расположена вне центрового луча 12, Буквой Oi обозначен мнимый источник, расположенный в точке 8.The receiving point 4, indicated by the letter P, is located inside the formation, the sole 5 of which is a reflective boundary. With the position of the oscillation source at point 6 (indicated by beech O), the reflection point 10 will be located outside the center beam 12. The letter Oi denotes the imaginary source located at point 8.

Сущность способа состоит в том, что положение ПВ определ ют путем перемещени вдоль земной поверхности источника колебаний при фиксированном положении точки приема или путем дополнительной установки источника колебаний в точку приема, а приемников колебаний - в точки земной поверхности, разноудаленные от усть исследуемой скважины. Измер врем распространени пр мой волны между точкой приема и разноудаленными точками земной поверхности, а также врем распространени отраженной волны, распростран ющейс rio траектори м, содержащим эти точки и точки отражени , рас- положенные на подошве пласта, содержащего точку приема, формируют зависимость разности времени прихода пр мой и отраженной волн от координат точек земной поверхности. По этой зависимости определ ют местоположение точки земной поверхности, в которой разность времени прихода волн достигает максимума, и в эту точку устанавливают пункт возбуждени . Этим обеспечиваютс услови расположени ПВ и точки приема на центральном луче, ортогональном подошве пласта, содержащего точку приема.The essence of the method is that the position of the PS is determined by moving the oscillation source along the earth’s surface at a fixed position of the receiving point or by additionally setting the oscillation source to the reception point, and the oscillation receivers to the earth’s surface, different from the mouth of the investigated well. By measuring the propagation time of the direct wave between the receiving point and the different points of the earth’s surface, as well as the propagation time of the reflected wave propagating through the rio trajectories containing these points and reflection points located on the bottom of the formation containing the receiving point, a time difference the arrival of direct and reflected waves from the coordinates of points on the earth's surface. This dependence determines the location of a point on the earth's surface at which the difference in the time of arrival of the waves reaches a maximum, and an excitation point is set at this point. This provides conditions for the location of the PS and the receiving point on the central beam orthogonal to the bottom of the formation containing the receiving point.

Сущность способа мо.жно пон ть из чертежаThe essence of the method can be understood from the drawing.

00

55

00

55

00

55

00

55

00

55

Из треугольника ОР Р имеем I OPi I - I ОР I I PiP I(1)From the triangle OP P, we have I OPi I - I OP I I PiP I (1)

Преобразуем это соотношение так I OPi I /V -I ОР I /V I PiP I /V . (2)We transform this ratio so I OPi I / V -I OP I / V I PiP I / V. (2)

где V - скорость распространени волн.where V is the wave propagation velocity.

Слева в неравенстве (2) - разность времен прихода в точку Р отраженной и пр мой волн, распростран ющихс из источника О. Знак равенства достигаетс лишь в том случае , когда точки О, Р и Oi расположены на одной пр мой (в пределах центрового луча 12), т.е. когда источник находитс в точке 7, а мнимый источник - в точке 9. Таким образом , измер дл различного положени точки О разность времени прихода отраженной и пр мой волн, приход щих в точку Р, можно п о максимуму зависимости разности времен прихода от координат точки О определить местоположение точки 7, расположенной вместе с точкой Р на центровом луче, ортогональном границе 5,On the left in inequality (2) is the difference in the times of arrival at point P of the reflected and direct waves propagating from the source O. The equal sign is achieved only when the points O, P and Oi are located on the same straight line (within the center ray 12), i.e. when the source is at point 7 and the imaginary source is at point 9. Thus, by measuring for different positions of point O the difference in the arrival time of the reflected and direct waves arriving at point P, we can maximize the dependence of the difference in arrival times on the coordinates of the point О determine the location of point 7 located together with point P on the center ray orthogonal to border 5,

Регистраци колебаний в точке 4 при положении ПВ в точке 7 обеспечивает исследование слоев, залегающих согласно с границей 5, при распространении отраженных волн по нормали к плоскост м напластовани , т.е. в наиболее оптимальном направлении с точки зрени излучени детальных акустических свойств этих слоев.The registration of vibrations at point 4 at the position of the PV at point 7 provides an investigation of the layers lying according to boundary 5 when the reflected waves propagate along the normal to the bedding planes, i.e. in the most optimal direction from the point of view of radiation of the detailed acoustic properties of these layers.

На чертеже показана одна отражающа граница, однако приведенное обоснование способа можно обобщить на случай расположени точки приема 4 в любом пласте многослойной среды с плоскими границами раздела.The drawing shows one reflective boundary, however, the justification for the method can be generalized to the case where the receiving point 4 is located in any layer of a multilayer medium with flat interfaces.

При азимутальных несогласи х границ в пределах участка земной поверхности 2. примыкающего к скважине 1, провод т площадные наблюдени с регистрацией пр мой и отраженной волн. Затем в каждой точке приема вычисл ют разность времен прихода этих волн, определ тем самым разностный поверхностный годограф. После соответствующего сглаживани (например , при помощи двумерной сплайн-аппроксимации), определ ют экстремум полученной зависимости (он соответствует максимуму разностного годографа). В точку земной поверхности, соответствующую этому экстремуму, помещают ПВ и регистрируют колебани в точке приема при помощи зонда ВСП. Целесообразно примен ть многоприборные зонды ВСП (не менее 3 приборов в зонде) с шагом между приборами, равным 10-20 м. ЗаписьWith azimuthal inconsistencies of the boundaries within the area of the earth's surface 2. adjacent to the well 1, areal observations are carried out with registration of the direct and reflected waves. Then, at each receiving point, the difference in the arrival times of these waves is calculated, thereby determining the difference surface hodograph. After appropriate smoothing (for example, using a two-dimensional spline approximation), the extremum of the obtained dependence is determined (it corresponds to the maximum of the difference hodograph). At the point on the earth's surface corresponding to this extremum, a PV is placed and oscillations at the receiving point are recorded using a VSP probe. It is advisable to use multi-instrument VSP probes (at least 3 devices in the probe) with a step between devices of 10-20 m. Record

.колебаний многоприборным зондом позволит надежно разделить падающие и восход щие волны.Oscillations by a multi-instrument probe will reliably separate the incident and ascending waves.

Наиболее эффективным представл етс получение разностного поверхностного годографа путем возбуждени колебаний в точке приема при помощи дополнительного источника и регистрации колебаний не земной поверхности многоканальными сейсмо- станци ми. В качестве такого дополнительного источника колебаний можно использовать нестационарные воздействи бурового инструмента на забой в процессе бурени , а в уже пробуренной скважине торпеды с детонирующим шнуром, перфораторы и другие известные источники.The most effective is to obtain a differential surface hodograph by exciting oscillations at the receiving point using an additional source and recording oscillations of the non-earth surface with multichannel seismic stations. As such an additional source of vibrations, unsteady effects of the drilling tool on the face during drilling can be used, and torpedoes with a detonating cord, perforators and other known sources in an already drilled well.

В том случае, когда простирани различных границ совпадают, задача определеФормула изобретени In the case when the stretches of different boundaries coincide, the task of defining the claims

СПОСОБ СКВАЖИННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ , заключающийс в возбуждении упругих колебаний источником колебаний , установленным в пункте возбуждени , регистрации колебаний в точке приема, расположенной в скважине внутри исследуемого пласта, одновременном изменении местоположени пункта возбуждени в процессе отработки скважины при перемещении точки приема в другой пласт, выделении падающих и отраженных волн, направление распространени которых ортогонально границе пласта, внутри кото( расположена точка приема , и изучении по падающим и отраженным волнам упругих характеристик слоев, залегающих параллельно границе пласта, отличающийс тем, что, с целью повышени точности способа в услови х неполной априорной информации о геометрии грани местоположени ПВ сильно упрощоет- с , так как наблюдени можно проводить п пределах вертикальной плоскости, проходр щей через точку приема ортогонально к H;IA WELL-SEISMIC METHOD, which consists in the excitation of elastic vibrations by an oscillation source installed in the excitation point, registration of vibrations at a receiving point located in the well inside the formation being studied, at the same time changing the location of the exciting point during well development when moving the receiving point to another layer, highlighting the incident and reflected waves, the direction of propagation of which is orthogonal to the boundary of the reservoir, inside of which (the receiving point is located, and the study of the incident and to the waves of elastic characteristics of the layers lying parallel to the boundary of the reservoir, characterized in that, in order to increase the accuracy of the method under conditions of incomplete a priori information about the geometry of the boundary of the location of the SW, it is greatly simplified, since observations can be carried out within a vertical plane passing through receiving point orthogonal to H; I

правлению простирани . При эюм nd земной поверхности поиск местоположени ПВ ограничиваетс наблюдени ми вдопь пр мой линии, проход щей ортогонально к простиранию пород через проекцию точкиstretch to the board. At ayum nd of the earth's surface, the search for the location of the PW is limited to observing evenly a straight line passing orthogonally to the strike of the rocks through the point projection

приема на земную поверхность, Дл определени местоположени ПВ можно при этом использовать приемы одномерного поиска экстремума разностного линейного годографа отраженной и пр мой волн.reception to the earth's surface. To determine the location of the PV, one can use the methods of one-dimensional search for the extremum of the difference of the linear travel time curve of the reflected and direct waves.

(56) Авторское свидетельство СССР N; 1267917, кл. G 01 V1/40, 1983.(56) Copyright certificate of the USSR N; 1267917, cl. G 01 V1 / 40, 1983.

20 ниц пластов и пластовых сейсмических скорост х, при фиксированном положении точки приема в точки земной поверхности, разноудаленные от усть скважины, дополнительно устанавливают источник колебаний или в точку приема помещают дополнительный источник колебаний, а в точки земной поверхности, разноудаленные от усть скважины, устанавливают полнительные приемники колебаний, измер ют врем распространени пр мой волны между источниками и приемниками, а также врем распространени отраженной волны, распростран ющейс по траек35 тори м, содержащим эти точки и точки отражени , расположенные на подошве пласта , определ ют зависимости разности времен прихода пр мой и отраженной волн от координат точек земной поверхно40 сти и устанавливают пункт возбуждени в точку, соответствующую максимуму разно- сти времен прихода волн.20 faces of reservoirs and reservoir seismic velocities, with a fixed position of the receiving point at points on the earth’s surface, different from the wellhead, additionally establish a source of oscillation or an additional source of vibrations at the receiving point, and at the points of the earth’s surface, different from the wellhead, establish additional oscillation receivers, measure the propagation time of a direct wave between sources and receivers, as well as the propagation time of a reflected wave propagating along a path M containing these points and reflection points located at the bottom of the formation, determine the dependence of the difference in the arrival times of the forward and reflected waves on the coordinates of the points on the earth's surface and set the point of excitation at the point corresponding to the maximum difference in the times of arrival of the waves.

2525

О,ABOUT,

Редактор Заказ 3243Editor Order 3243

Составитель А АлешинCompiled by Aleshin

Техред М.МоргенталКорректор М. ПетрашTehred M. Morgenthal Corrector M. Petrash

ТиражПодписноеCirculation

НПО Поиск Роспатента 113035. Москва. Ж-35. Раушска наб.. 4/5NGO Search for Rospatent 113035. Moscow. J-35. Rauska nab .. 4/5

ilpomn-i;-,; ййнмо-и д.чтег.ьский комбинат Патент, г. Ужгород. ул.Гагарина 101ilpomn-i; - ,; yinmo-and d.chtegsky combine Patent, Uzhgorod. Gagarina St. 101