RU2045079C1

RU2045079C1 - Method for vibroseismic exploration in searching for oil and gas deposits

Info

Publication number: RU2045079C1
Authority: RU
Inventors: С.Л. Арутюнов; Г.Л. Лошкарев; Б.М. Графов; Ю.В. Сиротинский; М.А. Новицкий; В.И. Немтарев; О.Л. Кузнецов; Г.Я. Шутов; В.И. Резуненко; А.М. Черненко
Original assignee: Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: vibroseismic exploration. SUBSTANCE: seismic vibrations are excited in the range of 1 to 20 Hz, seismic signal is recorded for three components simultaneously at one or more points of observation before and after excitation of seismic vibrations; seismic background is used as seismic signal; presence of deposit is recognized by increase in area under curve of mutual spectrum of like-polarity components in recording seismic background upon excitation of seismic vibrations as compared to that recorded before excitation. EFFECT: improved validity of detection of oil or gas deposits. 12 dwg

Description

Изобретение относится к сейсморазведке, а точнее к вибросейсморазведке, и может быть использовано для прямых поисков нефтегазоносных месторождений. The invention relates to seismic exploration, and more specifically to vibroseismic exploration, and can be used for direct searches of oil and gas fields.

Известен способ вибросейсморазведки, согласно которому применяют вибросейсмоисточники и сгруппированные сейсмоприемники, режим которых определяется программой [1]
Однако для управления группы вибраторов необходима система их синхронизации, причем ее использование не гарантирует точного управления суммарным волновым полем, так как в любом случае нельзя учесть параметры грунтов, влияющих на характер сейсмических волн.A known method of vibro-seismic exploration, according to which apply vibro-seismic sources and grouped geophones, the mode of which is determined by the program [1]
However, to control a group of vibrators, a synchronization system is necessary, and its use does not guarantee accurate control of the total wave field, since in any case it is impossible to take into account the parameters of soils that affect the nature of seismic waves.

Наиболее близким к изобретению является способ вибросейсморазведки, включающий формирование в зонах излучения и приема сейсмических сигналов, регистрацию сигналов в зоне приема с последующей обработкой полученных данных [2] Для реализации данного способа используют комплекс, содержащий один или несколько вибраторов и несколько разнесенных по отношению к вибраторам и друг другу сейсмоприемников. Closest to the invention is a method of vibro-seismic exploration, including the formation of zones of radiation and reception of seismic signals, registration of signals in the reception area, followed by processing of the obtained data [2] To implement this method, use a complex containing one or more vibrators and several spaced apart from the vibrators and each other geophones.

Недостатком этого способа является необходимость предварительного подробного изучения грунтов в данном районе, в противном случае полученная информация не имеет однозначного толкования. The disadvantage of this method is the need for a preliminary detailed study of soils in the area, otherwise the information received is not unambiguous.

Предлагаемое изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков: создание одним вибратором сейсмических колебаний, запись информации с помощью сейсмоприемников и математическая обработка, причем колебания возбуждают в диапазоне инфранизких частот от 1 до 20 Гц, в качестве информационного сигнала используют естественный сейсмический фон, регистрируемый как до, так и после возбуждения виброколебаний, а о наличии нефтегазового месторождения судят по увеличению площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при записи фона после создания виброколебаний по сравнению с записью до возбуждения виброколебаний. The present invention is characterized by the following set of essential features: the creation of seismic vibrations by one vibrator, recording information using geophones and mathematical processing, the vibrations being excited in the range of infra-low frequencies from 1 to 20 Hz, using a natural seismic background recorded both before and and after the excitation of vibrations, and the presence of an oil and gas field is judged by the increase in the area under the curve of the mutual spectrum of the same component when recording the background after creating vibrations compared to recording before the excitation of vibrations.

При реализации способа время регистрации сейсмического фона должно составлять не менее 20 мин до возбуждения сейсмических колебаний, длительность возбуждения сейсмических колебаний вибратором должна быть не менее 3 мин, а заканчивать регистрацию сейсмических колебаний необходимо не более чем через 5 мин после окончания возбуждения сейсмических колебаний вибратором. Перечисленные параметры, согласно экспериментальным данным, не являются общими для всех возможных случаев реализации предлагаемого способа. When implementing the method, the time for recording the seismic background must be at least 20 minutes before the excitation of seismic vibrations, the duration of the excitation of seismic vibrations by the vibrator must be at least 3 minutes, and the registration of seismic vibrations must be completed no more than 5 minutes after the end of the excitation of seismic vibrations by the vibrator. The listed parameters, according to experimental data, are not common to all possible cases of the implementation of the proposed method.

Для реализации способа предлагается использовать устройство, в состав которого входит вибратор, приемники сейсмических колебаний и блок регистрации, причем в качестве приемников сейсмических колебаний использовано не менее двух трехкомпонентных сейсмических установок (ТСУ) в герметичных корпусах с предварительными усилителями, а оси чувствительности одноименных компонент сейсмоприемников этих ТСУ ориентированы взаимно параллельно. Желательно, чтобы расстояние между вибратором и сейсмоприемниками составляло 600-800 м, а расстояние между ТСУ 400 м, хотя положительный эффект был получен и при других значениях. To implement the method, it is proposed to use a device that includes a vibrator, seismic oscillation receivers and a recording unit, and at least two three-component seismic installations (TSU) in sealed cases with preliminary amplifiers are used as seismic oscillation receivers, and the sensitivity axes of the same name geosensor components of these TSU are oriented mutually in parallel. It is desirable that the distance between the vibrator and the geophones is 600-800 m, and the distance between the TSU 400 m, although a positive effect was obtained with other values.

Критерием наличия или отсутствия нефтегазоносного месторождения является изменение спектральных характеристик сейсмического фона при записи естественного фона повторно по сравнению с первичными результатами. Следовательно, снятие спектра до и после просто необходимо. Выбор частот обусловлен экспериментальными данными. Согласно экспериментальным данным введенные режимные признаки хотя и не являются существенно необходимыми для реализации способа, все же предпочтительны к использованию. Эти величины зависят от используемого оборудования. The criterion for the presence or absence of an oil and gas field is a change in the spectral characteristics of the seismic background when recording the natural background again compared to the primary results. Therefore, the removal of the spectrum before and after is simply necessary. The choice of frequencies is due to experimental data. According to experimental data, the introduced operational features, although they are not essential for the implementation of the method, are still preferable to use. These values depend on the equipment used.

Однако при использовании различных конструкций и количества ТСУ, например, с электрохимическими сейсмоприемниками (СЭХ), а также с сейсмоприемниками на основе пьезокерамических преобразователей, выделить какой-либо тип как предпочтительный не представляется возможности. Необходимо только, чтобы их было не менее двух и они были бы чувствительны к инфранизким частотам. Расстояния между вибратором и ТСУ и между ТСУ, видимо, будут зависеть от характеристик используемой аппаратуры, а также спектра окружающего сейсмического фона. However, when using various designs and the number of TSUs, for example, with electrochemical geophones (SEC), as well as with geophones based on piezoceramic transducers, it is not possible to distinguish any type as preferred. It is only necessary that there be at least two of them and they would be sensitive to infra-low frequencies. The distances between the vibrator and the TCU and between the TCU, apparently, will depend on the characteristics of the equipment used, as well as the spectrum of the surrounding seismic background.

Проверка работоспособности изобретения проводилась на участках с известным содержанием нефти и газа с помощью ТСУ, в которых использовались электрохимические и пьезокерамические сейсмоприемники. The invention was tested for performance in areas with a known oil and gas content with the help of a hydraulic control system in which electrochemical and piezoceramic geophones were used.

Был проведен комплекс полигонных испытаний в районе газоносных скважин N 5 и N 8 Гривенского и Северо-Гривенского месторождений Краснодарского края, причем на скважине N 5 испытания проводились как с помощью электрохимических, так и с помощью пьезокерамических сейсмоприемников. Результаты испытаний показали следующее. A range of field tests was carried out in the area of gas-bearing wells No. 5 and No. 8 of the Grivensky and Severo-Grivensky deposits of the Krasnodar Territory, moreover, at No. 5, the tests were carried out using both electrochemical and piezoceramic seismic receivers. The test results showed the following.

1. По электрохимическим сейсмоприемникам:
а) в случае расположения обеих ТСУ вне месторождения при анализе взаимных спектров сейсмического фона от одноименных компонент площадь под кривой взаимного спектра, полученная после возбуждения виброколебаний снижается в среднем в 2-3 раза по отношению к площади под кривой, полученной до возбуждения виброколебаний (фиг. 1-3, а до облучения, б после облучения), т. е. спектральные характеристики сейсмического фона в результате воздействия виброколебаний изменились;
б) в случае расположения обеих ТСУ над месторождением площадь под кривой взаимного спектра одноименных компонент, полученная после возбуждения виброколебаний увеличивается в среднем в 2,08 раза по отношению к площади под кривой, полученной до возбуждения виброколебаний (фиг. 4-6, а до облучения, б после облучения), т.е. спектральные характеристики также изменились, но в обратную сторону.1. By electrochemical geophones:
a) in the case of the location of both TSUs outside the field when analyzing the mutual spectra of the seismic background from the same components, the area under the mutual spectrum curve obtained after excitation of vibrational vibrations decreases by an average of 2-3 times relative to the area under the curve obtained before excitation of vibrational vibrations (Fig. 1-3, and before irradiation, b after irradiation), i.e., the spectral characteristics of the seismic background changed as a result of vibrational vibrations;
b) in the case of the location of both TSU above the field, the area under the curve of the mutual spectrum of the same components obtained after excitation of vibrations increases on average 2.08 times relative to the area under the curve obtained before excitation of vibrations (Fig. 4-6, and before irradiation , b after irradiation), i.e. spectral characteristics also changed, but in the opposite direction.

2. По пьезокерамическим сейсмоприемникам:
а) в случае расположения обеих ТСУ вне месторождения площадь под кривой взаимного спектра, полученная после возбуждения виброколебаний, снижается в среднем в 1,14 раза по отношению к площади под кривой, полученной до возбуждения виброколебаний (фиг. 7-9, а до облучения, б после облучения), т.е. спектральные характеристики изменяются аналогично п. 1а;
б) в случае расположения обеих ТСУ над месторождением площадь под кривой взаимного спектра, полученная после возбуждения виброколебаний увеличивается в среднем в 1,24 раза по отношению к площади под кривой, полученной до возбуждения виброколебаний (фиг. 10-12, а до облучения, б после облучения), т. е. спектральные характеристики изменяются аналогично п. 1б.2. By piezoceramic geophones:
a) in the case of the location of both TSUs outside the field, the area under the mutual spectrum curve obtained after excitation of vibrational vibrations decreases on average 1.14 times with respect to the area under the curve obtained before excitation of vibrational vibrations (Fig. 7-9, and before irradiation, b after irradiation), i.e. spectral characteristics change similarly to clause 1a;
b) in the case of the location of both TSU above the field, the area under the mutual spectrum curve obtained after excitation of vibrations increases on average 1.24 times relative to the area under the curve obtained before excitation of vibrations (Fig. 10-12, a before irradiation, b after irradiation), i.e., the spectral characteristics change similarly to item 1b.

Если же часть сейсмоприемников находится над месторождением, а другая вне его, то по каким-то компонентам происходит увеличение площади под кривой, а по каким-то его уменьшение. В этом случае можно предположить, что исследования проводятся на границе месторождения, т.е. даже в этом случае изобретение несет определенную информацию. If part of the geophones is located above the field, and the other outside it, then for some components there is an increase in the area under the curve, and for some, its decrease. In this case, it can be assumed that studies are carried out at the field boundary, i.e. even in this case, the invention carries certain information.

Использование изобретения позволит значительно удешевить процесс поиска месторождений нефти и газа, а также улучшить экологию в местах поиска. The use of the invention will significantly reduce the cost of the process of finding oil and gas fields, as well as improve the environment in the search places.

Claims

METHOD FOR VIBROSEISMO EXPLORATION WHEN SEARCHING FOR OIL AND GAS DEPOSITS, including excitation of seismic vibrations by a seismic vibrator, registration of three-component seismic receivers and its mathematical processing, characterized in that seismic vibrations excite in the frequency range of 1-20 min for a duration of at least 3-20 min signal duration less than 20 minutes before the excitation of seismic vibrations and no more than 5 minutes after the end of the excitation of seismic vibrations, in stve seismic signal using seismic background, and the presence of the field is judged by the increase in the area under the curve of similar cross spectrum component when recording seismic background after excitation of seismic vibrations in comparison with the recording to the excitation.