RU2659753C1

RU2659753C1 - Method of geophysical intelligence

Info

Publication number: RU2659753C1
Application number: RU2017118773A
Authority: RU
Inventors: Алексей Константинович Веселов; Ирина Александровна Смирнова; Михаил Иванович Елманов; Михаил Федорович Каширских
Original assignee: Алексей Константинович Веселов; Ирина Александровна Смирнова; Михаил Иванович Елманов; Михаил Федорович Каширских
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-07-03
Also published as: EA036163B1; EA201800159A1

Abstract

FIELD: geophysical modeling.

SUBSTANCE: invention relates to the field of geophysical modeling and can be used to isolate hydrocarbon traps in complex environments, containing acoustically contrasting geological objects. Seismic surveys determine the locations of hydrocarbon traps, located under contrasting geological objects. High-precision gravimetric survey is conducted. Consistent reservoir model on a set of gravitational and seismic data is formed. According to the agreed model, the seismic wave field is modeled. By comparing the model and real seismic fields, parameters are selected for imaging the environment under and above the contrasting geological objects. Dynamic parameters of the images are distinguished by the traps of hydrocarbons.

EFFECT: improvement of the accuracy of hydrocarbon traps.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к геофизической разведке комплексным методом, включающим сейсморазведку и гравиразведку, и может быть использовано при поисково-разведочных работах на нефть и газ. Способ наиболее эффективен в условиях присутствия в геологическом разрезе резких скоростных и плотностных неоднородностей, генетически связанных друг с другом и существенно влияющих на волновое сейсмическое поле, а также поле аномалий силы тяжести. К таким условиям относятся районы с проявлениями соляной тектоники (Прикаспийская впадина, Предуральский прогиб и др.), глинистого диапиризма (Кубанский прогиб), складчатые районы и районы с проявлениями интрузивного магматизма.The invention relates to geophysical exploration by an integrated method, including seismic and gravity exploration, and can be used in exploration for oil and gas. The method is most effective when there are sharp velocity and density heterogeneities in the geological section, genetically related to each other and significantly affect the wave seismic field, as well as the field of gravity anomalies. These conditions include areas with manifestations of salt tectonics (Caspian depression, Pre-Ural trough, etc.), clay diapirism (Kuban trough), folded areas, and areas with manifestations of intrusive magmatism.

Методика поисков углеводородов в нефтегазовой геофизике связана с выявлением локальных поднятий, к которым могут быть приурочены месторождения (ловушки) нефти и газа, а также неструктурных ловушек углеводородов.The hydrocarbon prospecting technique in oil and gas geophysics is associated with the identification of local uplifts, which can be associated with oil and gas fields (traps), as well as non-structural hydrocarbon traps.

Поиски антиклинальных геологических структур и рифогенных выступов проводят в основном сейсморазведкой на отраженных волнах, подчиненное значение имеют гравиразведка, магниторазведка, электроразведка. Наибольшей разрешающей способностью отличается сейсморазведка, позволяющая выделять малоамплитудные поднятия с точностью до первых процентов от глубины залегания. Неструктурные, или неантиклинальные, ловушки углеводородов, где определяющим является литологический фактор, являются основным объектом прямых поисков углеводородов геофизическими методами, позволяющих оценить нефтегазоносность выявленных объектов (включая также и структурные объекты) до их вскрытия дорогостоящими глубокими буровыми скважинами.Searches for anticlinal geological structures and reefogenic ledges are carried out mainly by reflected wave seismic exploration, gravity exploration, magnetic exploration, electrical exploration are of subordinate importance. The highest resolution is distinguished by seismic exploration, which allows one to distinguish low-amplitude elevations with an accuracy of up to the first percent of the depth. Non-structural, or non-anticlinal, hydrocarbon traps, where the lithological factor is decisive, are the main object of direct hydrocarbon searches by geophysical methods that allow us to assess the oil and gas potential of identified objects (including also structural objects) before they are opened by expensive deep boreholes.

Потенциальные возможности сейсморазведки не вполне реализуются в сложных сейсмогеологических условиях, отличающихся, прежде всего, присутствием неоднородностей в верхней толще разреза и непосредственно над искомым объектом.Potential seismic exploration is not fully realized in difficult seismic and geological conditions, which are distinguished primarily by the presence of heterogeneities in the upper section and directly above the target object.

Одним из основных методических вопросов, с которым связаны качество и надежность результатов сейсморазведки, является исключение влияния неоднородностей верхней части разреза (ВЧР). От успешности учета искажений времен прихода отраженных волн зависит эффективность применения метода общей глубинной точки (МОГТ) - основного поискового метода сейсморазведки.One of the main methodological issues related to the quality and reliability of seismic survey results is the elimination of the influence of heterogeneities of the upper part of the section (VChR). The effectiveness of applying the common depth point method (MOT), the main search method for seismic exploration, depends on the success of accounting for distortions in the arrival times of reflected waves.

При резко неоднородном строении ВЧР невозможно определение априорных статических поправок с необходимой точностью по косвенным сейсморазведочным данным, получаемым путем применения известных методов (МСК, МПВ, зондирование ЗМС).With a sharply heterogeneous structure of the RF, it is impossible to determine a priori static corrections with the necessary accuracy from indirect seismic data obtained by using known methods (MSK, MPV, ZMS sounding).

Известны способы сейсмической разведки для сред с акустически жесткими слоями в покрывающей толще геологического разреза, присутствие которых в верхней части геологического разреза приводит к неоднозначности в разделении поверхностного и глубинного факторов (Козырев и др., 2003). Для устранения неоднозначности в таких случаях необходимо привлечение дополнительной информации, причем в качестве одного из выходов в столь противоречивой ситуации признано целесообразным привлечение других геофизических методов (там же, с. 201).Known methods for seismic exploration for environments with acoustically rigid layers in the overlying stratum of the geological section, the presence of which in the upper part of the geological section leads to ambiguity in the separation of surface and deep factors (Kozyrev et al., 2003). To eliminate the ambiguity in such cases, it is necessary to attract additional information, and as one of the solutions in such a controversial situation, it is considered advisable to use other geophysical methods (ibid., P. 201).

Известен способ сейсморазведки малых глубин, в котором путем комплексирования преломленных и отраженных волн получают информацию о мощностях верхней части разреза во всем диапазоне их изменения (Палагин, Попов и Дик, 1989). Недостатком данного способа является возможность при помощи него прослеживать лишь подошву рыхлых отложений, подстилаемых жесткими породами, на которых формируются преломленные волны, регистрируемые на земной поверхности. Подошва же жестких слоев при этом не прослеживается, поскольку на ней не формируются преломленные (головные) волны, регистрируемые на земной поверхности, а отраженные волны, приуроченные к подошве жесткого слоя, выделить уверенно не удается из-за волн-помех, сформированных в самой верхней покрывающей толще, а также из-за экранирующего влияния жесткого слоя. Тектонические нарушения, широко распространенные в условиях траппового магматизма, еще больше затрудняют прослеживание подошвы жесткого слоя и определение его мощности с целью введения соответствующих поправок за неоднородность ВЧР в сейсмические записи, по которым нужно исследовать более глубокие отражающие горизонты.A known method of seismic exploration of shallow depths, in which by combining refracted and reflected waves, information is obtained on the thicknesses of the upper part of the section in the entire range of their changes (Palagin, Popov and Dik, 1989). The disadvantage of this method is the ability to use it to trace only the sole of friable deposits, underlain by hard rocks, on which refracted waves are recorded, recorded on the earth's surface. The sole of the hard layers is not traced in this case, since refracted (head) waves are not formed on it, which are recorded on the earth’s surface, and the reflected waves confined to the sole of the hard layer cannot be reliably selected due to interference waves formed in the uppermost covering thickness, and also due to the shielding effect of the hard layer. Tectonic disturbances, widespread under the conditions of trap magmatism, make it even more difficult to trace the bottom of the hard layer and determine its thickness with the aim of introducing appropriate corrections for the heterogeneity of the VChR in seismic records, which need to be investigated deeper reflecting horizons.

Наиболее близким по технической сущности, цели и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ геофизической разведки [патент РФ №2482519], принятый нами за прототип. В этом способе для сред с акустически жестким слоем в покрывающей толще геологического разреза, например пластовым телом траппа, включающем определение глубины кровли жесткого слоя путем регистрации сейсмических волн, преломленных на кровле жесткого слоя или отраженных от нее, вдоль наземных сейсмических профилей дополнительно регистрируют гравитационное поле, выделяют гравитационные аномалии, по гравитационным аномалиям картируют положение вертикальных контактов, расположенных в пределах жесткого слоя, по корреляционным зависимостям между сейсмическими скоростями и плотностями определяют плотности участков жесткого слоя, разделенных контактами, и определяют путем решения обратной гравиметрической задачи мощность участков жесткого слоя, по которым судят о положении подошвы жесткого слоя.The closest in technical essence, purpose and the achieved effect to the proposed method is a method of geophysical exploration [RF patent No. 2482519], adopted by us for the prototype. In this method, for media with an acoustically rigid layer in the covering thickness of a geological section, for example, a trap formation body, including determining the depth of the roof of the hard layer by recording seismic waves refracted on or reflected from the roof of the rigid layer, an additional gravitational field is recorded along the seismic profiles, gravitational anomalies are distinguished, according to gravitational anomalies, the position of vertical contacts located within the hard layer is mapped, according to correlation dependencies between the seismic velocities and densities, the densities of the sections of the hard layer separated by the contacts are determined, and by solving the inverse gravimetric problem, the power of the sections of the hard layer is determined by which the position of the sole of the hard layer is judged.

Известный способ, позволяя справиться с трудностями, обусловленными присутствием неоднородностей в верхней части разреза, не позволяет сейсморазведке достаточно надежно изучать продуктивные интервалы разреза, расположенные на больших глубинах под контрастными объектами, такими, например, как солевые диапиры, крутые склоны которых и их прихотливая форма не позволяют сейсморазведке на отраженных волнах должным образом осветить эту часть разреза и решить обратную задачу, выявив ловушку углеводородов. Проблема изучения подсолевых отложений крайне сложна, и трудности формирования сейсмических изображений в условиях сложно построенных сред в отсутствии априорной информации общеизвестны.The known method, allowing to cope with the difficulties caused by the presence of inhomogeneities in the upper part of the section, does not allow seismic exploration to reliably study the productive intervals of the section located at great depths under contrasting objects, such as salt diapirs, whose steep slopes and their whimsical shape are not allow reflected seismic exploration to properly illuminate this part of the section and solve the inverse problem by identifying a hydrocarbon trap. The problem of studying subsalt deposits is extremely complex, and the difficulties of the formation of seismic images in complex environments in the absence of a priori information are well known.

Цель изобретения - повышение надежности выявления ловушек углеводородов путем учета влияния расположенных над ними контрастных сложно построенных объектов.The purpose of the invention is to increase the reliability of identifying hydrocarbon traps by taking into account the influence of contrasting complex objects constructed above them.

Поставленная цель достигается тем, что в способе геофизической разведки сложно построенных сред, содержащих акустически контрастные геологические объекты, например соляные диапиры, включающем определение сейсмическим методом местоположения ловушек углеводородов, расположенных под контрастными геологическими объектами, дополнительно в пределах исследуемого участка проводят высокоточную гравиметрическую съемку, формируют пластовую согласованную модель по комплексу гравитационных и сейсмических данных, проводят по согласованной модели моделирование сейсмического волнового поля, путем сопоставления модельного и реального сейсмических полей выбирают параметры для формирования изображений среды, расположенной под контрастными геологическими объектами и над ними, и по динамическим параметрам изображений выделяют ловушки углеводородов. В одной из возможных версий предлагаемого способа по результатам моделирования волнового сейсмического поля выбирают параметры системы наблюдений модификациями сейсморазведки, позволяющей надежно осветить участок разреза, расположенный под контрастным геологическим объектом.This goal is achieved by the fact that in the method of geophysical exploration of complex media containing acoustically contrasting geological objects, for example, salt diapirs, including seismic determination of the location of hydrocarbon traps located under contrasting geological objects, an additional highly accurate gravimetric survey is carried out within the study area, and a formation is formed an agreed model for a complex of gravitational and seismic data, carried out according to an agreed models, modeling of a seismic wave field, by comparing the model and real seismic fields, select parameters for imaging the medium located under and above contrasting geological objects, and hydrocarbon traps are distinguished by dynamic image parameters. In one of the possible versions of the proposed method, according to the results of modeling the wave seismic field, the parameters of the observation system are selected by seismic modification, which allows reliably illuminating the section of the section located under the contrasting geological object.

Экспериментальные результаты, подтверждающие осуществимость предлагаемого изобретения, иллюстрируются рисунками, на которых показаны:The experimental results confirming the feasibility of the invention are illustrated by drawings, which show:

рисунок 1 - глубинный (сверху) и временной (снизу) разрезы, полученные с использованием попластового скоростного анализа по исходным сейсмограммам без использования данных гравиразведки;Figure 1 - deep (top) and time (bottom) sections obtained using a layered velocity analysis from the initial seismograms without using gravity survey data;

рисунок 2 - глубинный (сверху) и временной (снизу) разрезы, полученные с использованием объемной скоростной модели, полученной по предлагаемому способу в результате согласованного сейсмо-гравитационного моделирования.Figure 2 - deep (top) and time (bottom) sections obtained using the volume velocity model obtained by the proposed method as a result of coordinated seismic-gravity modeling.

Суть изобретения состоит в следующем.The essence of the invention is as follows.

Присутствие в глубоких частях разреза контрастных объектов сложной формы, под которыми залегают продуктивные отложения, создает подчас непреодолимые препятствия для сейсморазведки, основным методом которой продолжает оставаться метод отраженных волн. В настоящее время в условиях сложно построенных сред наиболее успешно работает объемная сейсморазведка (сейсморазведка 3D). В объемной сейсморазведке имеются различные технологии и модификации, одной из основных задач которых является надежное освещение изучаемых объектов отраженными волнами. Для этой цели применяют плотные системы наблюдений, обеспечивающие избыточность получаемых данных в условиях скудной априорной информации или при ее отсутствии вообще. В качестве одного из важнейших преимуществ вновь предлагаемых систем наблюдений рассматривают возможность более надежного освещения изучаемого объекта по сравнению с рутинными системами. В качестве примера можно привести технологию спиральных наблюдений в морской сейсморазведке, предложенную вместо системы параллельных профилей [Нефтяное обозрение фирмы Шлюмберже, осень 2008 года]. Ясно, что подобные хитроумные системы наблюдений в условиях суши реализовать практически невозможно.The presence in the deep parts of the section of contrasting objects of complex shape, under which productive deposits lie, sometimes creates insurmountable obstacles for seismic exploration, the main method of which continues to be the method of reflected waves. Currently, in complex environments, volumetric seismic exploration (3D seismic) is most successful. In volumetric seismic exploration there are various technologies and modifications, one of the main tasks of which is the reliable illumination of the studied objects by reflected waves. For this purpose, dense observation systems are used that provide redundancy of the obtained data in conditions of scarce a priori information or in the absence of it at all. As one of the most important advantages of the newly proposed observing systems, they consider the possibility of more reliable illumination of the studied object in comparison with routine systems. An example is the technology of spiral observations in marine seismic, proposed instead of a system of parallel profiles [Oil survey company Schlumberger, autumn 2008]. It is clear that such ingenious observation systems in land conditions are practically impossible to implement.

Присутствие в верхней части разреза высокоскоростных (акустически жестких) слоев приводит к существенным искажениям годографов волн, отраженных от сейсмических границ, расположенных на большой глубине. При этом искажения годографов волн, отраженных от границ, расположенных на различной глубине, будут различными из-за того, что углы прохождения прямых и отраженных волн в жестком слое при этом велики и существенно различаются между собой. В случае приповерхностных низкоскоростных рыхлых отложений, в которых лучи отраженных волн практически вертикальны независимо от глубины отражающей границы, введение статических поправок обеспечивает улучшение прослеживаемости всех глубинных отражений и последующее формирование качественных изображений геологической среды. Однако в случае присутствия высокоскоростных неоднородностей введение статики в сейсмические записи оказывается неэффективным, поскольку временной сдвиг в годографах, обусловленный присутствием жесткого слоя, будет зависеть от времени регистрации отраженной волны. По существу при этом требуется введение не статических, а кинематических поправок в записи отраженных волн. Наиболее оптимальным решением в случае присутствия в верхней части разреза акустически жесткого слоя будет введение этого слоя в модель среды, которая принимается в учет при преобразовании записей отраженных волн в изображения среды. Однако для введения в модель среды жесткого слоя требуется знать его параметры - скорость и мощность. Скорость в жестком слое и глубину залегания его кровли можно, как отмечено выше, определить путем использования известных способов наземной и скважинной сейсмической разведки. Для определения мощности жесткого слоя было предложено проводить вдоль сейсмических профилей гравиметрические наблюдения и по известной плотности жесткого слоя, определенной по корреляционной зависимости плотности от сейсмической скорости, определять мощность жесткого слоя путем решения обратной гравиметрической задачи [патент РФ №2482519].The presence of high-speed (acoustically hard) layers in the upper part of the section leads to significant distortion of the traveltime curves of waves reflected from seismic boundaries located at great depths. In this case, the distortions of the traveltime curves of waves reflected from boundaries located at different depths will be different due to the fact that the angles of transmission of direct and reflected waves in a hard layer are large and significantly differ from each other. In the case of near-surface low-speed loose deposits, in which the rays of the reflected waves are almost vertical regardless of the depth of the reflecting boundary, the introduction of static corrections provides an improvement in the traceability of all deep reflections and the subsequent formation of high-quality images of the geological environment. However, in the case of the presence of high-speed inhomogeneities, the introduction of statics into seismic records is ineffective, since the time shift in the hodographs due to the presence of a hard layer will depend on the time of registration of the reflected wave. In essence, this requires the introduction of not static, but kinematic corrections in the recording of reflected waves. The most optimal solution in the case of the presence of an acoustically rigid layer in the upper part of the section is to introduce this layer into the medium model, which is taken into account when transforming the records of reflected waves into images of the medium. However, to introduce a hard layer into the model of a medium, it is necessary to know its parameters - speed and power. The speed in the hard layer and the depth of its roof can, as noted above, be determined by using known methods of surface and downhole seismic exploration. To determine the thickness of the hard layer, it was proposed to conduct gravimetric observations along seismic profiles and to determine the thickness of the hard layer by solving the inverse gravimetric problem using the known density of the hard layer, determined by the correlation dependence of the density on the seismic velocity [RF patent No. 2482519].

Коррекция сейсморазведочных данных путем учета неоднородностей, расположенных в верхней части разреза, оказывается недостаточной в тех нередких случаях, когда нефтеперспективные отложения перекрыты контрастными геологическими телами сложной формы, определить которую одна лишь сейсморазведка не может.Correction of seismic data by taking into account the heterogeneities located in the upper part of the section is insufficient in those frequent cases when oil prospect deposits are blocked by contrasting geological bodies of complex shape, which seismic exploration alone cannot determine.

Типичным примером таких сложно построенных сред является Прикаспийская нефтегазоносная провинция. Здесь нефтегазовмещающими коллекторами в подсолевом разрезе чаще всего служат карбонатные образования (органогенные известняки). Есть здесь и отдельные месторождения, где коллекторами для нефти и газа служат терригенные породы (подсолевая нижняя часть перми Кенкияка и девонские отложения Карашынганак). В подсолевых отложениях месторождения углеводородов контролируются высокоамплитудными (сотни метров) куполовидными и брахиантиклинальными поднятиями, а также рифоподобными выступами. Ведущими типами залежей в подсолевых отложениях являются, как правило, массивные, значительно реже встречаются пластово-массивные и пластовые сводовые залежи. В подсолевых отложениях Прикаспийской нефтегазоносной провинции выявлены нефтяные гиганты Тенгиз, Кашаган, нефтегазоконденсатный гигант Карачаганак, газоконденсатное Астраханское месторождение и другие крупные нефтяные и газоконденсатные месторождения.A typical example of such complex environments is the Caspian oil and gas province. Here, oil and gas-bearing reservoirs in the subsalt section are most often carbonate formations (organogenic limestones). There are also individual deposits where terrigenous rocks (the subsalt lower part of the Kenkiyak Permian and the Devonian deposits of Karashynganak) serve as reservoirs for oil and gas. In sub-salt deposits, hydrocarbon deposits are controlled by high-amplitude (hundreds of meters) dome-shaped and brachyanticline uplifts, as well as reef-like protrusions. The leading types of deposits in subsalt sediments are, as a rule, massive; reservoir massive and reservoir arch deposits are much less common. The oil giants Tengiz, Kashagan, the oil and gas condensate giant Karachaganak, the gas condensate Astrakhan field and other large oil and gas condensate deposits were identified in the sub-salt deposits of the Caspian oil and gas province.

Как правило, скоростные неоднородности являются одновременно неоднородностями плотностного разреза. Например, благодаря контрастным плотностным характеристикам нижнепермской соленосной толщи Прикаспийской впадины и Предуральского прогиба все особенности геологического строения соляных гряд и надсолевых отложений находят яркое отражение в аномалиях гравитационного поля. Даже при использовании только качественной интерпретации гравиметрические данные дают информацию о структурных особенностях соленосной толщи: о тектонических нарушениях, о положении соляных гряд, крутых склонов соляных массивов, о наличии соляных «карнизов» и «перемычек», наложенных эрозионных мульд на поверхности соляных массивов. Предлагаемый способ предусматривает построение пластовой геологической плотностной и скоростной модели среды путем согласованного интерактивного сейсмогравиметрического моделирования, при котором происходит решение обратной задачи гравиметрии путем подбора плотностной модели одновременно с моделированием временного мигрированного разреза путем подбора скоростной модели и с визуальным контролем соответствия конфигурации границ модели отметкам геологических границ по данным бурения и геологического картирования. Полученная на определенном шаге согласованного моделирования скоростная модель используется для глубинной миграции сейсмических данных по исходным сейсмограммам для получения нового варианта сейсмических (глубинного и временного) разрезов, после чего моделирование продолжается на следующем итерационном шаге. Полученную скоростную модель затем можно использовать для расчета систем наблюдений в объемной сейсморазведке, а также при формировании изображений среды по данным сейсморазведки. После учета геометрии объектов, выделенных высокоточной гравиразведкой, отношение сигнал/помеха на сейсмических изображениях возрастает. Благодаря этому динамические характеристики волнового сейсмического поля позволяют более обоснованно выделить ловушки углеводородов и определить их пространственное положение гораздо более точно, чем это обычно делают лишь по данным сейсморазведки.As a rule, velocity inhomogeneities are simultaneously inhomogeneities of the density section. For example, due to the contrasting density characteristics of the Lower Perm saliferous stratum of the Caspian Depression and the Ural Depression, all the features of the geological structure of salt ridges and suprasalt deposits are clearly reflected in the anomalies of the gravitational field. Even when using only a qualitative interpretation, gravimetric data provide information on the structural features of the salt-bearing stratum: on tectonic disturbances, on the position of salt ridges, steep slopes of salt massifs, on the presence of salt "cornices" and "lintels" superimposed by erosion troughs on the surface of salt massifs. The proposed method involves the construction of a reservoir geological density and velocity model of the environment by coordinated interactive seismic gravimetric modeling, in which the inverse gravimetric problem is solved by selecting a density model simultaneously with modeling a temporary migrated section by selecting a velocity model and with visual control of the correspondence of the configuration of the model boundaries to the marks of geological boundaries drilling and geological mapping data. The velocity model obtained at a certain step of the coordinated modeling is used for deep migration of seismic data from the initial seismograms to obtain a new version of seismic (deep and time) sections, after which the simulation continues at the next iterative step. The obtained high-speed model can then be used to calculate observation systems in volumetric seismic exploration, as well as in the formation of environmental images from seismic data. After taking into account the geometry of objects identified by high-precision gravity exploration, the signal-to-noise ratio in seismic images increases. Due to this, the dynamic characteristics of the wave seismic field make it possible to more accurately identify hydrocarbon traps and determine their spatial position much more accurately than is usually done only according to seismic data.

Изобретение осуществляют путем следующей последовательности операций.The invention is carried out by the following sequence of operations.

1. Проводят высокоточную детальную площадную гравиметрическую съемку по регулярной сети с использованием современной гравиметрической и геодезической аппаратуры (гравиметры, средства спутниковой навигации и электронные тахеометры) и современных методических приемов с погрешностью определения аномалий силы тяжести не хуже 0.03÷0.05 мГал. Для комплексирования с сейсморазведкой МОГТ 3D с целью достижения сравнимой детальности модели должна применяться гравиметрическая съемка по квадратной сети с шагом между пунктами 100÷200 м масштаба 1:10000 или 1:25000.1. A high-precision detailed areal gravimetric survey is carried out on a regular network using modern gravimetric and geodetic equipment (gravimeters, satellite navigation aids and electronic tacheometers) and modern methodological techniques with an error in determining gravity anomalies of no worse than 0.03 ÷ 0.05 mGal. To integrate with the MOGT 3D seismic survey in order to achieve comparable model detail, a gravimetric survey over a square network with a step between points 100 ÷ 200 m of a scale of 1: 10000 or 1: 25000 should be used.

2. В случае комплексирования с профильной сейсморазведкой МОГТ 2D преимущественно регулярная сеть гравиметрических пунктов должна существенно дополнять, как правило, нерегулярную сеть сейсмических профилей. Густота регулярной гравиметрической съемки должна в этом случае определяться исходя из характера геологических задач и условий. Целесообразно в этом случае съемку по регулярной сети дополнять гравиметрическими наблюдениями вдоль сейсмических профилей с шагом между пунктами, равным шагу между пунктами возбуждения на сейсмическом профиле.2. In the case of integration with the MOGT 2D profile seismic survey, a predominantly regular network of gravimetric points should substantially complement, as a rule, an irregular network of seismic profiles. The density of the regular gravimetric survey should in this case be determined based on the nature of the geological tasks and conditions. In this case, it is advisable to supplement the survey using a regular network with gravimetric observations along seismic profiles with a step between points equal to the step between the points of excitation on the seismic profile.

3. Формируют многопластовую объемную модель геологической среды исследуемой территории, каждый из пластов которой описывается цифровой моделью кровли пластам функциями, описывающими изменение плотности и скорости сейсмических волн в пласте. Плотностные и скоростные характеристики пластов модели задаются, как правило, на основе априорных данных, таких как результаты лабораторных исследований образцов пород и результаты геофизических исследований скважин (сейсмический каротаж, ВСП, плотностной каротаж, гравитационный каротаж, а также результаты погоризонтного анализа скоростей по исходным сейсмограммам на участках устойчивого определения интервальных скоростей).3. A multilayer volumetric model of the geological environment of the study area is formed, each of the layers of which is described by a digital roof model with functions describing the change in the density and speed of seismic waves in the formation. Density and velocity characteristics of model reservoirs are usually set based on a priori data, such as laboratory tests of rock samples and results of geophysical well surveys (seismic logging, VSP, density logging, gravity logging, as well as the results of horizontal analysis of velocities from initial seismograms on areas of stable determination of interval velocities).

4. Проводят согласованное сейсмо-гравиметрическое моделирование пластовой геологической среды в итерационном режиме определяя положение и форму контрастных скоростных неоднородностей.4. Conduct a consistent seismic-gravimetric modeling of the reservoir geological environment in the iterative mode, determining the position and shape of the contrasting velocity heterogeneities.

5. Полученную в результате моделирования пластовую объемную скоростную модель используют для глубинной миграции сейсмических данных по исходным сейсмограммам.5. The resulting reservoir volumetric velocity model obtained as a result of modeling is used for depth migration of seismic data from the initial seismograms.

6. Используя форму глубинных контрастных объектов, полученную путем решения обратной гравиметрической задачи, моделируют сейсмические волновые поля, которые сопоставляют с реальными сейсмическими волновыми полями и выбирают параметры обработки сейсморазведочных данных, обеспечивающие отношение сигнал/помеха, необходимое для решения обратных динамических задач сейсморазведки.6. Using the form of deep contrasting objects obtained by solving the inverse gravimetric problem, simulate seismic wave fields that are compared with real seismic wave fields and select the processing parameters of the seismic data that provide the signal-to-noise ratio necessary to solve the inverse dynamic seismic survey problems.

7. По изображениям среды, сформированным путем миграции сейсморазведочных данных, выделяют контрастные интервалы, предположительно приуроченные к ловушкам углеводородов.7. According to the images of the environment formed by the migration of seismic data, contrast intervals are identified that are presumably confined to hydrocarbon traps.

Для решения обратной задачи разработаны масса способов, большинство из которых корректно работают только с ограниченным типом аномалиеобразующих тел либо совсем не имеют строгого теоретического обоснования (Елисеева, патент РФ №2094830; Аведисян, патент РФ №2249237; Новоселицкий и др., патент РФ №2364895).A lot of methods have been developed to solve the inverse problem, most of which work correctly only with a limited type of anomaly-forming bodies or have absolutely no rigorous theoretical justification (Eliseeva, RF patent No. 2094830; Avedisyan, RF patent No. 2249237; Novoselitsky et al., RF patent No. 2364895 )

Обработка данных, полученных предлагаемым способом, имеет следующие существенные особенности.The processing of data obtained by the proposed method has the following significant features.

Гравиметрические данные предварительно обрабатывают по стандартной методике вплоть до вычисления аномалий силы тяжести с учетом поправок за влияние рельефа местности и выбора реальной плотности промежуточного слоя, составления цифровой модели поля и цифровой модели рельефа местности с густотой сети, отвечающей детальности гравиметрической съемки и детальности исследований. Сейсмические данные вначале обрабатывают по стандартным графам МОГТ с учетом неоднородностей верхней части разреза (ВЧР) и статических поправок вплоть до получения временных мигрированных разрезов (или куба - для 3D).Gravimetric data are preliminarily processed according to the standard method, up to calculating gravity anomalies, taking into account corrections for the influence of the terrain and choosing the actual density of the intermediate layer, compiling a digital field model and a digital terrain model with a network density that corresponds to the details of gravimetric survey and study detail. Seismic data is initially processed according to standard MOGT graphs taking into account heterogeneities of the upper part of the section (VChR) and static corrections up to obtaining temporary migrated sections (or a cube for 3D).

Начальное состояние модели среды задают на основании априорных геолого-геофизических данных, таких как структурные построения и тектонические схемы по данным бурения скважин и геологического картирования, а также данные изучения физических свойств по результатам лабораторных исследований образцов пород и по результатам геофизических исследований скважин (ВСП, плотностной каротаж, гравитационный каротаж).The initial state of the medium model is set on the basis of a priori geological and geophysical data, such as structural constructions and tectonic diagrams according to well drilling and geological mapping, as well as data on the study of physical properties according to the results of laboratory studies of rock samples and the results of geophysical studies of wells (VSP, density logging, gravity logging).

Процесс согласованного интерактивного моделирования заключается в корректировке формы пластов и описания плотности и скорости при их соответствии трем критериям:The process of coordinated interactive modeling consists in adjusting the shape of the formations and describing the density and speed when they meet three criteria:

- глубины пластов должны отвечать имеющимся априорным геологическим данным (данные бурения и геологического картирования);- the depths of the strata should correspond to the available a priori geological data (data from drilling and geological mapping);

- аномальная составляющая расчетного гравитационного поля модели должна максимально отвечать реальному полю с точностью до фоновой составляющей;- the anomalous component of the calculated gravitational field of the model should maximally correspond to the real field accurate to the background component;

- на сейсмических разрезах моделируемые отражающие горизонты должны лежать на соответствующих осях синфазности во временной или в глубинной области.- on seismic sections, simulated reflecting horizons should lie on the corresponding in-phase axes in the time or in the deep region.

В процессе интерактивного моделирования общий гравитационный эффект определяется как сумма эффектов гравитирующих границ (границ раздела плотностей). При расчете гравитационного эффекта каждая из гравитирующих границ аппроксимируется набором горизонтальных пластин, контуры которых соответствуют изогипсам поверхности данного слоя, с заданным шагом по вертикали между пластинами. Шаг между пластинами задается для границ расположенных близко к поверхности наблюдений 1÷2 метра, для глубоко залегающих - 20÷50 м и более, в зависимости от требуемой точности вычислений. Для исключения «краевых эффектов» поверхности всех слоев и рельефа местности экстраполируются во все стороны от периметра модели на величину 10÷20-кратную максимальной глубине залегания гравитирующих границ. Вычисление гравитационного эффекта от каждой из пластин выполняется по известной формуле Тальвани [Talvani, Ewing, 1960]. Для вычислений на каждом гипсометрическом уровне используется значение «избыточной» плотности (относительно плотности вышележащего слоя), заданное в соответствующем слое пластовой модели. Вычисления проводят в точках, расположенных в узлах матрицы рельефа дневной поверхности. Моделирование проводят в итерационном режиме. После выполнения одного этапа корректировки модели должен формироваться комплект глубинно-скоростных разрезов (или глубинно-скоростной куб), на основании которых выполняется глубинная миграция сейсмических данных по исходным сейсмограммам с получением глубинных разрезов (или глубинного куба). На основании результатов миграции в глубинной и во временной области проводится анализ качества фокусировки фаз, их соответствие отметкам скважин, данным ГИС (геофизические исследования скважин), данным геологического картирования, а также имеющимся представлениям о геологическом строении. На основании такого анализа делают выводы о необходимости продолжения и направлении корректировки плотностной-скоростной модели геологической среды. Таким образом, использование независимых геофизических данных с взаимным дополнением друг друга в процессе моделирования позволяет увеличить эффективность геологических исследований.In the process of interactive modeling, the total gravitational effect is defined as the sum of the effects of gravitating boundaries (density interfaces). When calculating the gravitational effect, each of the gravitating boundaries is approximated by a set of horizontal plates, the contours of which correspond to the surface isogypses of a given layer, with a given vertical step between the plates. The step between the plates is set for the boundaries of observations located close to the surface 1 ÷ 2 meters, for deep-lying - 20 ÷ 50 m or more, depending on the required accuracy of the calculations. To exclude “edge effects”, the surfaces of all layers and the terrain are extrapolated to all sides from the perimeter of the model by 10–20 times the maximum depth of gravitating boundaries. Calculation of the gravitational effect from each of the plates is carried out according to the well-known Talvani formula [Talvani, Ewing, 1960]. For calculations at each hypsometric level, the “excess” density value (relative to the density of the overlying layer) specified in the corresponding layer of the reservoir model is used. The calculations are carried out at points located in the nodes of the relief matrix of the surface. Modeling is carried out in iterative mode. After completing one stage of model adjustment, a set of deep-speed sections (or a deep-speed cube) should be formed, on the basis of which a depth migration of seismic data from the initial seismograms is performed to obtain deep sections (or a deep cube). Based on the results of migration in the deep and in the time domain, an analysis is made of the quality of phase focusing, their correspondence to the well marks, GIS data (geophysical surveys of wells), geological mapping data, as well as existing ideas about the geological structure. Based on this analysis, conclusions are drawn about the need to continue and the direction of adjusting the density-velocity model of the geological environment. Thus, the use of independent geophysical data with mutual complementarity in the modeling process can increase the efficiency of geological studies.

От известных подходов к комплексированию сейсморазведки и гравиразведки изобретение отличается тем, что геологические результаты получаются не раздельно по методам исследований, а непосредственно путем проведения дополнительных высокоточных гравиметрических наблюдений в пределах исследуемого участка, использования этих данных совместно с данными сейсморазведки в рамках согласованного сейсмогравиметрического моделирования и путем коррекции сейсмических построений посредством учета скоростной модели и формы акустических неоднородностей полученных по результатам согласованного моделирования.The invention differs from the well-known approaches to combining seismic and gravity exploration in that the geological results are not obtained separately by research methods, but directly by conducting additional high-precision gravimetric observations within the study area, using these data in conjunction with seismic data within the framework of agreed seismic gravimetric modeling and by correcting seismic constructions by taking into account the velocity model and the shape of acoustic waves homogeneity obtained as a result of a coordinated modeling.

Технический эффект в изобретении достигается путем определения параметров акустических неоднородностей, расположенных в глубинной части разреза по совокупности гравиметрических и сейсмических данных.The technical effect in the invention is achieved by determining the parameters of acoustic inhomogeneities located in the deep part of the section from the combination of gravimetric and seismic data.

Все элементы предлагаемого способа геофизических исследований успешно реализуются на практике с использованием современных технических и вычислительных средств. Высокоточная гравиметрическая съемка может быть успешно проведена с использованием современной гравиметрической и геодезической аппаратуры и современных методических приемов с необходимой точностью и детальностью. Первичная обработка гравиметрических данных не представляет проблем для профессиональных исполнителей. Затраты на проведение таких работ, как правило, на порядок меньше, чем на сейсмические исследования. Интерактивное моделирование выполняют с использованием разработанной авторами в ООО НПО «Нафтаком» компьютерной системы объемного многопластового согласованного сейсмо-гравиметрического моделирования. Обработку, включающую глубинную миграцию сейсмических данных по исходным сейсмограммам, проводят на современных вычислительных системах с использованием доступных программных пакетов.All elements of the proposed method of geophysical exploration are successfully implemented in practice using modern technical and computational tools. High-precision gravimetric survey can be successfully carried out using modern gravimetric and geodetic equipment and modern methodological techniques with the necessary accuracy and detail. Primary processing of gravimetric data is not a problem for professional performers. The costs of carrying out such work, as a rule, are an order of magnitude less than the cost of seismic surveys. Interactive modeling is performed using the computer system of a multi-layer multi-layer coordinated seismic-gravimetric modeling developed by the authors at NPO Naftakom LLC. Processing, including the deep migration of seismic data from the source seismograms, is carried out on modern computer systems using available software packages.

Рассмотрим один из примеров использования разработанной технологии.Consider one example of the use of the developed technology.

На рисунке 1 приведены два разреза (временной и глубинный), полученные по стандартной методике без применения высокоточной гравиразведки, предусмотренной предлагаемым способом. Легко видеть, что подсолевые границы на обоих разрезах прослеживаются с сильными искажениями, имея нехарактерный для подсолевых отложений вид.Figure 1 shows two sections (time and depth), obtained by the standard method without the use of high-precision gravity exploration provided by the proposed method. It is easy to see that subsalt boundaries on both sections are traced with strong distortions, having a form uncharacteristic for subsalt deposits.

На рисунке 2 приведены два разреза (временной и глубинный), при получении которых в полной мере была использована пространственная модель соляного массива, полученная предлагаемым способом по гравиметрическим данным. Это позволило улучшить суммирование глубоких целевых отражений под соляным массивом, в результате чего положения крутых склонов соляного массива прослеживается вполне отчетливо, а подсолевые отражающие границы приняли привычный для геологов вид: на глубинном разрезе они залегают субгоризонтально.Figure 2 shows two sections (time and depth), upon receipt of which the spatial model of the salt mass obtained in the proposed method according to gravimetric data was fully used. This allowed us to improve the summation of deep target reflections under the salt massif, as a result of which the positions of the steep slopes of the salt mass can be traced quite clearly, and the subsalt reflecting boundaries took the form familiar to geologists: they lie subhorizontal in the deep section.

Источники информацииInformation sources

1. Аведисян В.И. Гравиметрический способ моделирования геологического пространства / Шатент РФ №2249237, опубл. 27.03.2005.1. Avedisyan V.I. Gravimetric method for modeling geological space / RF Patent No. 2249237, publ. 03/27/2005.

2. Буя М., Флорес П.Э., Хилл Д., Палмер Э., Росс Р., Уокер Р., Хаубирс М., Томпсон М., Лаура С., Менликли Д., Молдовану Н., Снайдер Э. Морская сейсморазведка по спиральной траектории Coil Shooting // Нефтяное обозрение фирмы Шлюмберже, осень 2008 года.2. Buya M., Flores P.E., Hill D., Palmer E., Ross R., Walker R., Haubiers M., Thompson M., Laura S., Menlikli D., Moldovan N., Snyder E. Coil Shooting on a spiral seismic survey // Schlumberger Oil Review, Autumn 2008.

3. Елисеева И.С. Гравиметрический способ квазиособых точек // Патент РФ №2094830 Каширских М.Ф., Карнаухов С.М., Елманов М.И., Веселов А.К., Смирнова И.А. Способ геофизической разведки // Патент РФ №2482519 от 26.01.2011, опубл. 20.05.2013. Бюл. №14.3. Eliseeva I.S. Gravimetric method of quasi-singular points // RF Patent No. 2094830 Kashirskikh M.F., Karnaukhov S.M., Elmanov M.I., Veselov A.K., Smirnova I.A. The method of geophysical exploration // RF patent №2482519 from 01/26/2011, publ. 05/20/2013. Bull. No. 14.

4. Козырев B.C., Жуков А.П., Короткое И.П., Жуков А.А., Шнеерсон М.Б., Учет неоднородностей верхней части разреза в сейсморазведке. Современные технологии: М., Недра, 2003, с. 227.4. Kozyrev B.C., Zhukov A.P., Korotkoe I.P., Zhukov A.A., Shneerson MB, Taking into account heterogeneities of the upper part of the section in seismic exploration. Modern technologies: M., Nedra, 2003, p. 227.

5. Новоселицкий В.М., Бычков С.Г., Долгаль А.С., Чадаев М.С. Способ многокомпонентного гравиметрического моделирования геологической среды // Патент РФ №2364895, опубл. 20.08.2009. Бюл. №23.5. Novoselitsky V.M., Bychkov S.G., Dolgal A.S., Chadaev M.S. The method of multicomponent gravimetric modeling of the geological environment // RF Patent No. 2364895, publ. 08/20/2009. Bull. Number 23.

6. Палагин В.В., Попов А.Я., Дик П.И., Сейсморазведка малых глубин // М., Недра, 1989, с. 209.6. Palagin V.V., Popov A.Ya., Dick P.I., Seismic exploration of shallow depths // M., Nedra, 1989, p. 209.

7. Talvany М., Ewing М., Rapid computational of gravitational attraction of three dimensional bodies of arbitrary shape // Geophysics, 1960. V. 25. N 1. P. 203-225.7. Talvany M., Ewing M., Rapid computational of gravitational attraction of three dimensional bodies of arbitrary shape // Geophysics, 1960. V. 25. N 1. P. 203-225.

Claims

1. The method of geophysical exploration of complexly constructed media containing acoustically contrasting geological objects, for example, salt diapirs, including the seismic method of determining the location of hydrocarbon traps located under contrasting geological objects, characterized in that in order to increase the reliability of detecting traps by taking into account the influence of contrasting traps located above them objects are additionally carried out within the study area high-precision gravimetric survey, form a reservoir based on a coordinated model, modeling of a seismic wave field is carried out, by comparing the model and real seismic fields, parameters are selected for imaging the medium located under and above contrasting geological objects, and hydrocarbon traps are distinguished by dynamic image parameters.

2. The method according to claim 1, characterized in that according to the results of modeling the wave seismic field, the parameters of the observing system are selected by seismic modification, which allows to reliably illuminate the section of the section located under the contrasting geological object.