RU2065182C1

RU2065182C1 - Process of spatial seismic prospecting

Info

Publication number: RU2065182C1
Application number: RU94015050A
Authority: RU
Inventors: А.С. Кашик; В.Х. Кивелиди; Р.А. Шакиров; А.А. Шевченко
Original assignee: Шакиров Рустам Анисович
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: geology. SUBSTANCE: process includes excitation of seismic field by sources positioned on land surface and registration of oscillations with two arrangements of geophones. (One of them is placed on land surface, the other one - at internal points of medium in one or several boreholes). Joint processing of land and borehole observations and plotting of spatial model of examined structure on the basis of processing results. Excitation sources of seismic field and points of land arrangement of geophones are positioned in compliance with scheme of profile or area seismic prospecting standard for given area with the use of method of common depth point. Registration of oscillations is conducted simultaneously at borehole and land arrangements of geophones from common excitation points. In this case depth of submergence of arrangement of geophones in boreholes is changed depending on distance to excitation source. Simultaneous registration of seismic field on borehole and land arrangements of geophones from common excitation points makes it possible to identify positively waves registered by both arrangements, to enhance accuracy and authenticity of geological structures. EFFECT: enhanced accuracy and authenticity of identification geological structures. 1 dwg

Description

Изобретение относится к наземно-скважинным методам сейсморазведки и может быть использовано при изучении пространственного положения глубинных сейсмических границ. The invention relates to downhole methods of seismic exploration and can be used to study the spatial position of deep seismic boundaries.

Известен способ сейсморазведки методом общей глубинной точки ОГТ, в котором возбуждают сейсмическое поле с помощью наземных источников, регистрируют колебания наземной профильной или площадной расстановкой приемников, располагаемых по системе многократных перекрытий, и проводят обработку результатов наблюдений. При обработке группируют зарегистрированные сейсмотрассы по принципу их принадлежности к общей глубинной точке, вводят статические и кинематические поправки в каждую сейсмотрассу, суммируют сейсмотрассы для общих глубинных точек, получая при этом временной разрез. Далее преобразуют временной разрез в глубинный. There is a known method of seismic exploration using the common depth point method of an OGT, in which a seismic field is excited with the help of ground sources, oscillations of a ground profile or areal arrangement of receivers located over a multiple overlap system are recorded, and the observation results are processed. During processing, registered seismic trails are grouped according to the principle of their belonging to a common deep point, static and kinematic corrections are introduced into each seismic trace, summed seismic traces for common deep points, while receiving a time section. Next, they transform the time section into the deep one.

Основным недостатком рассмотренного способа является то, что при наземных наблюдениях изучается уже сформировавшееся волновое поле. Отсутствие информации о самом процессе формирования волновой картины в ряде случаев затрудняет идентификацию и прослеживание отдельных волн на сейсмотрассах ОГТ. Этот недостаток становится наиболее ощутимым в сложных геологических условиях. Например, в том случае, когда не являются плоскими и горизонтальными. В этом случае оси синфазности, характеризующие тектонические элементы, могут пересекаться или вообще отсутствовать на временном разрезе. Это в конечном итоге приводит к искажениям структурного плана и ошибкам в структурных построениях в процессе преобразования временного разреза в глубинный. The main disadvantage of the considered method is that during ground-based observations, the already formed wave field is studied. The lack of information about the process of formation of the wave pattern in some cases makes it difficult to identify and trace individual waves on the seismic traces of the CDP. This drawback becomes most noticeable in difficult geological conditions. For example, in the case when they are not flat and horizontal. In this case, the in-phase axes characterizing the tectonic elements may intersect or even be absent in the time section. This ultimately leads to distortions in the structural plan and errors in structural constructions in the process of converting a temporary section into a deep one.

Известен способ скважинной сейсморазведки методом вертикального сейсмического профилирования ВСП, в котором возбуждают сейсмическое поле с помощью источника, расположенного на земной поверхности (обычно вблизи устья скважины), и регистриpуют колебания скважинной расстановкой приемников. Изменяя глубину погружения расстановки приемников в скважине и повторяя возбуждение и прием колебаний, получают набор сейсмотрасс, относящихся к разным глубинам. При обработке материалов ВСП прослеживают первые вступления, разделяют восходящие и нисходящие волновые поля и определяют пластовые скорости в разрезе. Способ позволяет повысить радиальную глубинность исследования по сравнению с методами сейсмокаротажа, а также проследить сам процесс образования волновой картины в скважинах. A known method of downhole seismic exploration by vertical seismic profiling of the VSP, in which a seismic field is excited using a source located on the earth's surface (usually near the wellhead), and oscillations are recorded by the downhole arrangement of receivers. By changing the immersion depth of the arrangement of receivers in the well and repeating the excitation and reception of vibrations, a set of seismic trails belonging to different depths is obtained. When processing VSP materials, the first arrivals are traced, the ascending and descending wave fields are separated, and the formation velocities in the section are determined. The method allows to increase the radial depth of the study compared with seismic logging methods, as well as to trace the process of formation of the wave pattern in the wells.

Недостатком способа является отсутствие перекрытий системы наблюдения, что затрудняет прослеживание однократно отраженных волн, составляющих полезную информацию, на фоне многократно отраженных волн-помех. The disadvantage of this method is the lack of overlap of the monitoring system, which makes it difficult to trace once reflected waves that make up useful information against the background of multiple reflected interference waves.

Другим недостатком является неидентичность условий возбуждения при наблюдениях на разных глубинах, что затрудняет прослеживание амплитудно-частотных характеристик отражающих горизонтов. Another disadvantage is that the excitation conditions are not identical when observing at different depths, which makes it difficult to trace the amplitude-frequency characteristics of reflecting horizons.

Кроме того, расположение источника вблизи устья скважины ограничивает радиальную глубину исследования локальной зоной вблизи скважины. In addition, the location of the source near the wellhead limits the radial depth of the study by a local area near the well.

Известен способ скважинной сейсморазведки методом многократного прослеживания отражающих границ в скважинах МПГС. Метод МПГС является модификацией метода ВСП и скважинным аналогом метода ОГТ. Метод предусматривает прием отраженных волн в скважинах из нескольких равноудаленных от скважины пунктов возбуждения, размещенных на земной поверхности, выделение записей, относящихся к общим точкам отражения, введение соответствующих статических и кинематических поправок и суммирование сигналов от общих точек отражения. Преимуществом метода МПГС по сравнению с ВСП является возможность подавления помех благодаря статическому эффекту суммирования. A known method of downhole seismic exploration by the multiple tracking of reflecting boundaries in the wells MPGS. The MPGS method is a modification of the VSP method and a downhole analogue of the OGT method. The method involves receiving reflected waves in wells from several points of excitation equidistant from the well located on the earth's surface, extracting records related to common reflection points, introducing appropriate static and kinematic corrections, and summing signals from common reflection points. The advantage of the MPGS method compared to the VSP is the possibility of noise suppression due to the static summation effect.

Недостаток способа состоит в отсутствии регистрации сейсмического поля наземной расстановкой приемников, что не позволяет перейти к пространственным построениям. The disadvantage of this method is the lack of registration of the seismic field by the ground arrangement of receivers, which does not allow moving to spatial structures.

Известен способ совместной обработки данных ОГТ и ВСП [1] при подавлении многократно отраженных волн. Поскольку оба метода взаимно дополняют друг друга, их совместное использование в ряде случаев позволяет эффективно решать задачу определения пространственного положения целевых границ. Однако, в сложных геологических условиях из-за недостатка условий возбуждения при разновременном проведении методом ОГТ и ВСП эффективность их комплексирования снижается. Неадекватность условий возбуждения приводит к тому, что амплитудно-частотные частотные характеристики волн, отраженных от одних и тех же геологических границ, зарегистрированных на земной поверхности и в скважине, различны, что затрудняет их прослеживание и идентификацию. There is a method of joint processing of CDP and VSP data [1] when suppressing multiple reflected waves. Since both methods are mutually complementary, their joint use in some cases allows us to effectively solve the problem of determining the spatial position of target boundaries. However, in difficult geological conditions, due to the lack of excitation conditions during the simultaneous implementation of the method of OGT and VSP, the efficiency of their complexing decreases. The inadequacy of the excitation conditions leads to the fact that the amplitude-frequency frequency characteristics of the waves reflected from the same geological boundaries recorded on the earth's surface and in the borehole are different, which makes it difficult to trace and identify them.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является способ сейсморазведки [2] принятый за прототип. The closest in its technical essence and the achieved technical effect to the proposed technical solution is the method of seismic exploration [2] adopted as a prototype.

Этот способ включает возбуждение сейсмического поля источниками, расположенными в исследуемой части геологического разреза, и его регистрацию двумя расстановками приемников, одну из которых располагают во внутренних точках среды (в скважине). Регистрацию колебаний на скважинной расстановке приемников проводят из пунктов возбуждения, расположенных на земной поверхности. Наземная расстановка приемников представляет собой систему ортогональных профилей, пересекающихся в точках расположения наземных источников возбуждения. Отработку ортогональных профилей наземной расстановки приемников проводят из дополнительных пунктов возбуждения, совмещаемых с точками расположения приемников скважинной расстановки. Далее проводят совместную обработку и интерпретацию наземных и скважинных наблюдений и строят пространственную модель изучаемой структуры. This method includes the excitation of the seismic field by sources located in the studied part of the geological section, and its registration by two arrangements of receivers, one of which is located at the internal points of the medium (in the well). Registration of oscillations at the borehole arrangement of receivers is carried out from the excitation points located on the earth's surface. The terrestrial arrangement of receivers is a system of orthogonal profiles that intersect at the points of location of ground-based sources of excitation. The development of the orthogonal profiles of the ground arrangement of receivers is carried out from additional excitation points, combined with the points of location of the receivers of the downhole arrangement. Next, joint processing and interpretation of ground and borehole observations is carried out and a spatial model of the structure under study is built.

Способ фактически представляет собой разновидность комбинации прямого и обращенного ВСП. Его недостаток состоит в том, что системы наблюдений прямого и обращенного ВСП неэквивалентны, поскольку при переходе к обращенному ВСП изменяются условия возбуждения. Вследствие этого идентификация волн, зарегистрированных на сважинной и наземной расстановках приемников затруднена или в особо сложных геологических условиях невозможна. Это в свою очередь снижает точность и достоверность структурных построений. The method is actually a variation of a combination of direct and reverse VSP. Its disadvantage is that the observation systems of the direct and reverse VSP are nonequivalent, since the transition to the reversed VSP changes the excitation conditions. As a result, the identification of waves recorded at borehole and ground-based arrangements of receivers is difficult or impossible in particularly difficult geological conditions. This in turn reduces the accuracy and reliability of structural constructions.

Другой недостаток способа состоит в том, что глубина погружения скважинной расстановки приемников не увязана с расстоянием до наземного источника возбуждения, что может привести к потере информации, в частности при прослеживании глубоко залегающих отражающих горизонтов. Another disadvantage of the method is that the immersion depth of the downhole arrangement of the receivers is not related to the distance to the ground source of excitation, which can lead to loss of information, in particular when tracking deep-seated reflecting horizons.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и достоверности построения пространственной модели изучаемой структуры. The technical result of the invention is to increase the accuracy and reliability of constructing a spatial model of the structure under study.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, в котором возбуждают сейсмическое поле в исследуемой части геологического разреза, регистрируют его двумя расстановками приемников, одну из которых размещают во внутренних точках среды (в одной или нескольких скважинах), а другую на земной поверхности, осуществляют совместную обработку наземных и скважинных наблюдений и на основе исследования результатов обработки строят пространственную модель изучаемой структуры, источники возбуждения сейсмического поля и пункты наземной расстановки приемников располагают по стандартной для данного района схеме профильной или площадной сейсморазведки методом общей глубинной точки, а регистрацию сейсмического поля проводят одновременно на скважинной и наземной расстановках приемников из общих пунктов возбуждения, причем глубину расстановки приемников в скважинах изменяют в зависимости от расстояния до источников возбуждения. На основе исследования процесса формирования волновой картины во внутренних точках среды идентифицируют волны, зарегистрированные на обеих расстановках приемников, и уточняют пространственное положение изучаемой структуры. The technical result is achieved by the fact that in the known method in which a seismic field is excited in the studied part of the geological section, it is recorded by two arrangements of receivers, one of which is placed at internal points of the medium (in one or more wells), and the other on the earth’s surface, joint processing of ground and borehole observations and, based on a study of the results of processing, build a spatial model of the structure under study, sources of excitation of the seismic field and ground points I arrange the receivers according to the standard for this region profile or areal seismic survey using the common depth point method, and record the seismic field simultaneously at the borehole and ground-based arrangements of receivers from common excitation points, and the depth of the arrangement of receivers in the wells varies depending on the distance to the excitation sources . Based on the study of the process of formation of the wave pattern at the internal points of the medium, the waves recorded at both arrangements of the receivers are identified and the spatial position of the structure under study is specified.

На чертеже показана примерная схема расположения источников и приемников сейсмического поля, поясняющая сущность предлагаемого способа. The drawing shows an exemplary arrangement of sources and receivers of a seismic field, explaining the essence of the proposed method.

Способ состоит в следующем. The method is as follows.

На земной поверхности 1 располагают источники возбуждения 2 сейсмического поля, совокупность которых образует профиль пунктов возбуждения ПрПВ, и расстановку приемников 3, образующих профиль пунктов приема ПрПП1. В процессе работ источники и приемники перемещают вдоль профилей ПрПВ и ПрПП1 по схеме наземной сейсморазведки методом ОГТ. В данном примере источники и приемники образуют систему наблюдений типа "крест", однако они могут быть расположены по любой другой схеме ОГТ, принятой в качестве оптимальной для данного района. В каждую из скважин 4 (для упрощения чертежа показана одна скважина) на кабеле 5 опускают другую расстановку приемников 6, образующих вертикальный профиль ПрПП2. On the earth's surface 1 are located sources of excitation 2 of seismic fields, the totality of which forms the profile of the excitation points of the SPD, and the arrangement of receivers 3, forming the profile of the reception points of the SPP1. In the process, the sources and receivers are moved along the profiles of SIR and SFP1 according to the scheme of ground-based seismic exploration using the OGT method. In this example, sources and receivers form a cross-type observation system, however, they can be located according to any other CDP scheme accepted as optimal for a given area. In each of the wells 4 (to simplify the drawing, one well is shown), another arrangement of receivers 6, forming a vertical profile of PrPP2, is lowered on cable 5.

Систему наземно-скважинных наблюдений в соответствии с предлагаемым способом организуют так, что каждый горизонтальный профиль обрабатывается одновременно со всеми вертикальными профилями из общих пунктов возбуждения, причем глубину погружения скважинной расстановки приемников изменяют в зависимости от расстояния до источников возбуждения. The downhole observation system in accordance with the proposed method is organized so that each horizontal profile is processed simultaneously with all vertical profiles from common excitation points, and the immersion depth of the downhole arrangement of receivers is changed depending on the distance to the excitation sources.

Адекватность условий возбуждения при обработке горизонтальных и вертикальных профилей дает возможность уверенно идентифицировать сейсмозаписи волн, регистрируемых наземной и скважинной расстановками приемников, что в свою очередь повышает точность и достоверность структурных построений. The adequacy of the excitation conditions during the processing of horizontal and vertical profiles makes it possible to confidently identify seismic records of the waves recorded by the ground and borehole arrangements of the receivers, which in turn increases the accuracy and reliability of structural constructions.

Увязка глубины погружения скважинной расстановки приемников с расстоянием до наземного источника возбуждения исключает возможность потери полезной информации, в частности при прослеживании глубоко залегающих отражающих горизонтов. Linking the immersion depth of the borehole arrangement of receivers with the distance to the ground source excludes the possibility of loss of useful information, in particular when tracking deep-seated reflecting horizons.

Claims

The method of spatial seismic exploration, including the excitation of seismic vibrations in the studied part of the geological section, registration of vibrations with two receiver arrays, one of which is placed on the earth’s surface and the other at internal points of the medium, joint processing of ground and borehole observations and, based on the study of the results of processing, constructing a spatial models of the structure under study, characterized in that the sources of excitation of seismic vibrations and ground-based locations and receivers are arranged according to the standard for this region profile or areal seismic survey using the common depth point method, and the oscillations are recorded simultaneously at the borehole and ground-based receiver arrays from common excitation points, and the immersion depth of the receiver arrangement in wells varies depending on the distance to the excitation source, Based on the study of the formation of the wave pattern at the internal points of the medium, the waves recorded at both positions are identified. kah receivers, and specify the spatial position of the studied structure.