UA14121U

UA14121U - Method of surface borehole seismography

Info

Publication number: UA14121U
Application number: UAU200503730U
Authority: UA
Inventors: Naum Yankelevych Marmalevskyi; Hryhorii Vlasovych Mehed
Original assignee: Ukrainian State Geol Survey I
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-05-15

Abstract

The proposed method of surface borehole seismography consists in exciting seismic vibrations along the profile that crosses the borehole, at points that are uniformly located at the territory area, and receiving seismic signals in the borehole and at the original ground. The method is distinctive by using two systems for measuring parameters - the system that is coupled with the original ground and the system that is coupled with the borehole. The processing of seismic signals is accomplished bystandard and special computer programs, specifically programs for analyzing complex reflected signals.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонована корисна модель відноситься до геофізичних методів пошуку та розвідки родовищ нафти та 2 газу і може бути використана для вивчення складнопобудованих об'єктів, зокрема, таких, що характеризуються наявністю субвертикальних границь.The proposed useful model refers to geophysical methods of finding and exploring oil and 2 gas deposits and can be used to study complex objects, in particular, those characterized by the presence of subvertical boundaries.

Відомий спосіб наземно-свердловинної сейсморозвідки (1), в якому збудження коливань виконується по системі хрестових профілів, що проходять через гирло свердловини, а реєстрація сигналів проводиться вздовж тих же профілів на денній поверхні і у свердловині, що забезпечує вивчення геологічного середовища в околі 70 свердловини на відстані 1,5-2км. Збудження коливань здійснюють на профілях з виносних пунктів по кожну сторону від свердловини, що дає змогу безперервно слідкувати переважно субгоризонтальні границі в околі свердловини.There is a well-known method of ground-well seismic prospecting (1), in which oscillations are excited by a system of cross profiles passing through the wellhead, and signals are recorded along the same profiles on the day surface and in the well, which provides the study of the geological environment around the well 70 at a distance of 1.5-2 km. Excitation of oscillations is carried out on profiles from remote points on each side of the well, which makes it possible to continuously monitor mainly subhorizontal boundaries around the well.

Недоліком способу є орієнтація переважно на субгоризонтальне залягання геологічних верств, що обмежує його можливості при вивченні складно-побудованих об'єктів, які включають також субвертикальні границі. 12 Відомий також спосіб сейсмічної розвідки |2), в якому при збудженні коливань джерела на поверхні навколо гирла свердловини розміщують у вузлах прямокутної чи радіально-кругової сітки з кроком у половину довжини сейсмічної хвилі у середовищі, формують (за допомогою змінних по площі часових зсувів моментів включення різних джерел) плоску хвилю в середовищі з наперед заданим азимутом і кутом падіння, здійснюють на основі введення компенсуючих часових зсувів направлений прийом виникаючих в опромінюваній плоским фронтом області середовища відбитих і розсіяних на неоднорідностях в бік приймачів хвиль, виконують перебір заданих азимутів і кутів падіння плоскої хвилі, а також послідовне переміщення приймачів по глибині, реєструють відбиті чи розсіяні хвилі, а про будову білясвердловинного простору судять по просторовому розподіленню енергії чи амплітуди зареєстрованих сигналів.The disadvantage of the method is its focus mainly on the sub-horizontal occurrence of geological layers, which limits its possibilities when studying complex-constructed objects, which also include sub-vertical boundaries. 12 There is also a well-known method of seismic exploration |2), in which, when oscillations are excited, sources on the surface around the wellhead are placed in the nodes of a rectangular or radial-circular grid with a step of half the length of the seismic wave in the medium, forming (with the help of time-shifted moments that are variable in area inclusion of various sources) of a plane wave in a medium with a predetermined azimuth and angle of incidence, carry out, on the basis of the introduction of compensating time shifts, directional reception of reflected and scattered waves on inhomogeneities in the area of the medium irradiated by a flat front towards the receivers of waves, perform a search of given azimuths and angles of incidence of a plane waves, as well as the sequential movement of receivers along the depth, register reflected or scattered waves, and the structure of the near-well space is judged by the spatial distribution of the energy or amplitude of the registered signals.

Недоліком способу є необхідність багатократного повторення збуджень в разі помилкових визначень часових зсувів при збудженні плоскої хвилі, що суттєво здорожчує польові роботи. вThe disadvantage of the method is the need to repeatedly repeat excitations in case of erroneous determinations of time shifts during plane wave excitation, which significantly increases the cost of field work. in

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб свердловинної сейсморозвідки |З), в якому пікети збудження розташовують вздовж лінії профілю, орієнтованої субпаралельно переважній більшості проекцій горизонтальних зрізів вірогідної стрімко нахиленої границі на денну поверхню, на відстані Нілайжохх Но лосі жор де Ну та - зо Н» - глибина верхньої та нижньої кромки границі відповідно, і - критичний кут, ? - кут нахилу границі відносно вертикалі, причому один пункт збудження встановлюють на лінії, що перетинає свердловину ортогонально до /-ЄМ стрімко-нахиленої границі, а інші пункти, не менше 4Х, розміщують симетрично або асиметрично по відношенню - де до першого в залежності від конфігурації границі в плані з інтервалом А У М/2, де К - радіус першої зониThe closest to the proposed one is the method of well seismic prospecting |Z), in which the excitation pickets are placed along the profile line, oriented subparallel to the majority of projections of horizontal sections of the probable steeply inclined boundary on the day surface, at a distance of Nilaijokh No losi zhor de Nu ta - zo N» - the depth of the upper and lower edge of the border, respectively, and - the critical angle, ? - the angle of inclination of the boundary relative to the vertical, and one excitation point is set on a line crossing the well orthogonal to /-EM of the steeply inclined boundary, and other points, at least 4X, are placed symmetrically or asymmetrically in relation to the first, depending on the configuration boundaries in the plan with an interval of A U M/2, where K is the radius of the first zone

Френеля, в подальшому при кожній фіксованій установці свердловинного зонда виконують почергове збудження З з5 та реєстрацію коливань з кожного пікету аж до повного відпрацювання свердловини, з отриманих записів «- формують сейсмограми непоздовжнього вертикального сейсмічного профілювання (НВСП) і на основі прямого та оберненого продовження хвильового поля в нижньому напівпросторі при відомій швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль у середовищі визначають положення стрімконахилених границь в променевій площині, потім « проводять сейсмолокаційний огляд навколо свердловинного простору в заздалегідь визначеному секторі азимутальних кутів шляхом формування локальних інтерференційних систем в межах бази, що не перевищує - с двох радіусів першої зони Френеля, при цьому координати положення локальної інтерференційної системи на а лінії збудження узгоджують з конфігурацією в плані вірогідного об'єкта досліджень, за результатами аналізу "» амплітудних характеристик зображень визначають будову стрімконахилених границь.Fresnel, in the future, with each fixed installation of the well probe, alternate excitation of Z z5 and registration of oscillations from each picket until the well is fully worked out, from the obtained records "- form seismograms of non-longitudinal vertical seismic profiling (NVSP) and on the basis of direct and inverse extension of the wave field in the lower half-space, with the known speed of propagation of seismic waves in the medium, the position of steeply inclined boundaries in the radial plane is determined, then a seismological survey is carried out around the borehole space in a predetermined sector of azimuthal angles by forming local interference systems within the base, which does not exceed - from two radii of the first of the Fresnel zone, while the coordinates of the position of the local interference system on the a line of excitation are matched with the configuration in the plan of the probable object of research, based on the results of the analysis of "" amplitude characteristics of the images, the structure is determined steeply inclined borders.

Недоліками способу є: - відсутність багатократного перекриття при слідкуванні субвертикальних границь, що тягне за собою низьке - співвідношення сигнал/завада на сейсмозаписах (розрізах); їз - відсутність синхронного комплексування наземних та свердловинних спостережень з одночасним багатократним слідкуванням субвертикальних та субгоризонтальних границь знижує достовірність структурних - побудов в складних сейсмогеологічних умовах. юю 50 В основу запропонованої корисної моделі поставлено завдання підвищити ефективність вертикального сейсмічного профілювання при вивченні складнопобудованих об'єктів за рахунок підвищення співвідношення - сигнал/'завада шляхом синтезування вподовж свердловини схем багатократного простежування субвертикальних границь та синхронного комплексування з наземним спостереженнями з наступною обробкою даних за методом спільної глибинної точки (МОГ) та на основі методу складно-відбитих хвиль (МСВХ).The disadvantages of the method are: - lack of multiple overlapping when following subvertical boundaries, which entails a low signal/interference ratio on seismic records (sections); lack of synchronous integration of ground and well observations with simultaneous multiple monitoring of subvertical and subhorizontal boundaries reduces the reliability of structural constructions in complex seismogeological conditions. 50 The basis of the proposed useful model is the task of increasing the effectiveness of vertical seismic profiling in the study of complex objects by increasing the ratio - signal/'obstacle by synthesizing along the wellbore the schemes of multiple tracing of subvertical boundaries and synchronous integration with ground observations followed by data processing using the method common depth point (CDP) and based on the complex-reflected wave (MCW) method.

Поставлене завдання вирішується таким чином, що в запропонованому способі наземно-свердловинної сейсморозвідки, що включає збудження коливань на денній поверхні, проведення трикомпонентних с спостережень у свердловині з кроком, що не перевищує половину довжини прямої хвилі, та на денній поверхні вздовж профілю орієнтованого ортогонально до простягання субвертикальних границь, з кроком, близьким половини довжини сейсмічних хвиль у середовищі, згідно корисної моделі, спочатку моделюють положення 60 субвертикальних границь на розрізі за даними попередніх сейсмічних досліджень, потім у відповідності до координат свердловини відносно субвертикальних границь визначають положення та величину інтервалу збудження коливань на денній поверхні, в межах останнього задають пікети збудження з рівномірним кроком та відстанню, що не перевищує половини позірної довжини хвилі, після цього проводять відпрацювання запроектованої системи спостережень шляхом почергового зміщення пікетів збудження в межах розрахованого 65 інтервалу та реєстрації коливань у свердловині і на поверхні з апертурою, що забезпечує прийом відбитих та складновідбитих хвиль від субгоризонтальних та субвертикальних границь навколо складнопобудованого об'єкта, з отриманих сейсмозаписів формують дві системи даних, одна з них відповідає наземним, а друга - свердловинним спостереженням з багатократним перекриттям, потім виконують роздільну обробку записів першої системи - за методом спільної глибинної точки (МСГ) та за методом складновідбитих хвиль (МОВХ), а другої системи, синтезованої на основі створення уявних пунктів збудження - за методом спільної точки відбиття (МСВТ), в подальшому в результаті ітераційного наближення будують набори сейсмічних границь двох типів - субвертикальних та субгоризонтальних, суміщують їх на одній площині і сумісно інтерпретують, після чого створюють (або уточнюють) модель геологічної будови складнопобудованого середовища.The task is solved in such a way that in the proposed method of ground-well seismic exploration, which includes the excitation of oscillations on the day surface, conducting three-component c observations in the well with a step not exceeding half the length of a direct wave, and on the day surface along a profile oriented orthogonally to the strike subvertical boundaries, with a step close to half the length of seismic waves in the medium, according to a useful model, first simulate the position of 60 subvertical boundaries on the section according to the data of previous seismic studies, then, in accordance with the coordinates of the well relative to the subvertical boundaries, determine the position and the magnitude of the oscillation excitation interval on the daily surface, within the latter, excitation pickets are set with a uniform step and a distance that does not exceed half of the visible wavelength, after which the designed observation system is tested by alternately shifting the excitation pickets within the calculated 65 intervals and registration of oscillations in the well and on the surface with an aperture that ensures the reception of reflected and complex reflected waves from subhorizontal and subvertical boundaries around the complex object, two systems of data are formed from the obtained seismic records, one of them corresponds to ground data, and the second to well data observation with multiple overlaps, then perform separate processing of the records of the first system - using the method of common depth point (CDP) and the method of complex reflected waves (MCW), and of the second system, synthesized on the basis of the creation of imaginary points of excitation - using the method of common reflection point (CRP) , later, as a result of an iterative approximation, sets of seismic boundaries of two types - subvertical and subhorizontal - are built, they are combined on the same plane and jointly interpreted, after which they create (or refine) a model of the geological structure of a complex environment.

В порівнянні з прототипом запропонована корисна модель має такі переваги: 70 - визначення положення та величини інтервалу збудження коливань на профілі забезпечує отримання сейсмічної інформації як від субгоризонтальних так і субвертикальних границь об'єкту досліджень; - задания пікетів з рівномірним кроком та відстанню, що не перевищує половини позірної довжини хвилі, забезпечує формування системи багатократних перекрить по субвертикальних границях з точністю, достатньою для ефективного підсумовування даних; - відпрацювання запропонованої системи спостережень шляхом почергового зміщення пікетів збудження в межах розрахованого інтервалу та реєстрації коливань у свердловині і на денній поверхні з апертурою, що забезпечує прийом відбитих хвиль від субгоризантальних та субвертикальних границь навколо складнопобудованого об'єкта забезпечує вивчення широкого класу геологічних середовищ, що характеризуються складною конфігурацією структурних елементів; - формування двох систем даних, одна з яких відповідає наземним, а друга - свердловинним спостереженням з багатократним перекриттям та відповідна обробка даних дозволяють вивчати складні елементи будови об'єкту досліджень при високому та рівномірному співвідношенні сигнал/завада; - суміщення на одній площині двох типів границь - субгоризонтальних та субвертикальних дає підстави для ітераційного наближення геологічної моделі до фактичної будови середовища і таким чином підвищити ефективність вивчення складнопобудованих об'єктів.In comparison with the prototype, the proposed useful model has the following advantages: 70 - determination of the position and magnitude of the oscillation excitation interval on the profile ensures the acquisition of seismic information from both subhorizontal and subvertical boundaries of the research object; - assignment of pickets with a uniform step and a distance that does not exceed half of the visible wavelength ensures the formation of a system of multiple overlaps along subvertical boundaries with sufficient accuracy for effective summarization of data; - working out the proposed observation system by alternately shifting the excitation pickets within the calculated interval and recording oscillations in the well and on the day surface with an aperture that ensures the reception of reflected waves from subhorizontal and subvertical boundaries around the complex object provides the study of a wide class of geological environments characterized by complex configuration of structural elements; - the formation of two data systems, one of which corresponds to ground observations, and the other to borehole observations with multiple overlaps, and the corresponding data processing allows studying the complex elements of the structure of the research object with a high and uniform signal/interference ratio; - the juxtaposition of two types of boundaries - subhorizontal and subvertical - on one plane provides grounds for iterative approximation of the geological model to the actual structure of the environment and thus increase the effectiveness of the study of complex objects.

Послідовне застосування перерахованих елементів запропонованого способу дає змогу отримати очікувані о, результати та забезпечити вирішення поставленої задачі.The consistent application of the listed elements of the proposed method makes it possible to obtain the expected results and ensure the solution of the task.

Суть способу пояснюється рисунком, де приведена схема проведення досліджень, на якій прийняті наступні позначення: бурова вишка 1, глибока свердловина 2, денна поверхня 3, геологічне середовище 4, «- зо сейсмогеологічні границі 5 в межах піднятого блоку, сейсмогеологічні границі б в межах опущеного блоку, субвертикальна границя 7, верхня кромка 8 субвертикальної границі, нижня кромка 9 субвертикальної границі, с пікети збудження коливань 10 на денній поверхні, уявні пікети збудження коливань 11 у свердловині, уявні «- пікети збудження коливань 12 у верхньому напівпросторі, точки прийому коливань 13 у свердловині, схема багатократних спостережень 14 на денній поверхні, синтезована схема багатократних спостережень 15 у - свердловині, інтервал ефективного слідкування 16 субгоризонтальних границь, інтервал ефективного «- слідкування 17 субвертикальних границь, промені падаючих хвиль 18 на субвертикальну границю, уявні падаючі промені 19 на субвертикальну границю, промені відбитих хвиль 20 від субвертикальної границі, кут 21 між площиною субвертикальної границі та падаючим променем, спільна точка відбиття 22 на субвертикальні границі, апертура 23 наземних спостережень, інтервал збудження коливань 24 на профілі. «The essence of the method is explained by the figure, which shows the research scheme, on which the following designations are adopted: drilling rig 1, deep well 2, bottom surface 3, geological environment 4, "- z seismological boundaries 5 within the raised block, seismological boundaries b within the lowered of the block, subvertical boundary 7, upper edge 8 of the subvertical boundary, lower edge 9 of the subvertical boundary, c vibration excitation pickets 10 on the day surface, imaginary vibration excitation pickets 11 in the well, imaginary "- vibration excitation pickets 12 in the upper half-space, vibration reception points 13 in the well, the scheme of multiple observations 14 on the day surface, the synthesized scheme of multiple observations 15 in the well, the interval of effective monitoring 16 of subhorizontal boundaries, the interval of effective "- monitoring 17 of subvertical boundaries, rays of incident waves 18 on a subvertical boundary, imaginary incident rays 19 on a subvertical border, rays of reflected waves 20 from the subvertical boundary, the angle 21 between the plane of the subvertical boundary and the incident beam, the common point of reflection 22 at the subvertical boundary, the aperture 23 of ground observations, the oscillation excitation interval 24 on the profile. "

Як видно з рисунка суть способу полягає в одночасному багатократному простежуванні субгоризонтальних пл») с границь по обидва боки від субвертикальної границі та багатократному простежуванні самої субвертикальної границі шляхом синтезування відповідних схем спостережень відносно свердловини. Для реалізації ;» багатократного простежування субгоризонтальних границь пікети збудження розміщують в бік свердловини від проекції субвертикальної границі на денну поверхню, а реєстрацію коливань здійснюють по фланговій схемі в бікAs can be seen from the figure, the essence of the method consists in the simultaneous multiple tracing of subhorizontal plane borders on both sides of the subvertical border and multiple tracing of the subvertical border itself by synthesizing the corresponding observation schemes relative to the well. For implementation;" multiple tracing of subhorizontal boundaries, the excitation pickets are placed in the direction of the well from the projection of the subvertical boundary on the bottom surface, and the registration of oscillations is carried out according to the flank scheme in the direction

Зазначеної вище проекції. - Для синтезування схеми багатократного стеження субвертикальної границі уздовж стовбура свердловини і вище від нього у верхньому на півпросторі моделюють уявні пікети збудження, кількість яких визначається ве кратністю запланованих перекрить уздовж очікуваної границі та відстанню між точками спостережень у - свердловині. Відстань між уявними пунктами збудження встановлюється кратною відстані між точками спостережень. ю Визначення координат дійсних пунктів збудження на поверхні, що приймають участь у формуванні конкретної як траси спільної точки відбиття (СТВ) виконується наступним чином.The projection mentioned above. - To synthesize the scheme of multiple monitoring of the subvertical boundary along the borehole and above it in the upper half-space, imaginary pickets of excitation are modeled, the number of which is determined by the multiplicity of the planned overlaps along the expected boundary and the distance between the observation points in the well. The distance between the imaginary excitation points is set as a multiple of the distance between the observation points. Determination of the coordinates of valid points of excitation on the surface, which take part in the formation of a specific path as a common point of reflection (STP), is performed as follows.

Якщо на Фіг. глибину точки відбиття позначити через 7, відстань від проекції субвертикальної границі на денну поверхню до свердловини - через х, глибину найбільш глибокого уявного пункту збудження - через 74, а 5 Кут падіння сейсмічного променю - через фі, то координати дійсного пункту збудження визначаться з формули: с- хі т хів 0) о ТУтТардре хіх - тіIf in Fig. the depth of the reflection point is denoted by 7, the distance from the projection of the subvertical boundary onto the bottom surface to the well is by x, the depth of the deepest imaginary excitation point is by 74, and 5 The angle of incidence of the seismic beam is by phi, then the coordinates of the actual excitation point are determined from the formula: s- hi t hiv 0) o TUtTardre hih - ti

В разі залучення другого уявного пункту збудження, що характеризується глибиною 7 » та кутом падіння удо, координати дійсного пункту збудження становитимуть хо т жхоївашде (2 б5In the case of involving the second imaginary point of excitation, characterized by a depth of 7" and an angle of incidence udo, the coordinates of the actual point of excitation will be ho t zhoivashde (2 b5

ТУтідшо х/х - тоTUtidso x/x - that

Аналогічним чином знаходимо ха т ожоібда (З)In a similar way, we find ha t ozhoibda (Z)

Деїдша - хіх - хаDeidsha - heh - ha

Четвертий пункт збудження в даному випадку буде знаходитись на денній поверхні поблизу гирла /о свердловини (24 - 0) і дійсний та уявний пікети співпадатимуть, тобто ха тжхїдфа ххх ехThe fourth point of excitation in this case will be located on the day surface near the mouth of the well (24 - 0) and the real and imaginary pickets will coincide, i.e. ha tzhhidfa xxx eh

ТУТтідра хіх - ха У х/хTUTtidra hih - ha In x/x

Наступні уявні пікети збудження будуть знаходитись на вертикальній вісі що продовжує свердловину у верхньому напівпросторі. Координати відповідних їм дійсних пікетів збудження визначаються згідно формулиThe following imaginary pickets of excitation will be located on the vertical axis that continues the well in the upper half-space. The coordinates of the valid excitation pickets corresponding to them are determined according to the formula

Хв т жів 0) де ід - хіх ня ТУТ 5 - висота п'ятого уявного пункту збудження.Hv t zhiv 0) de id - breath HERE 5 - the height of the fifth imaginary point of excitation.

Координати останнього уявного пункту збудження складуть хв стояв що 2 де дов - хіх Не Тут Пе - висота шостого уявного пункту збудження.The coordinates of the last imaginary point of excitation will be min stood that 2 de dov - hih Ne Tut Pe - the height of the sixth imaginary point of excitation.

В разі збільшення запланованої кратності перекрить в порівнянні з Фіг., відповідно збільшиться і число розрахунків.In the event of an increase in the planned multiplicity of overlaps compared to Fig., the number of calculations will increase accordingly.

По аналогії з викладеним вище формують сейсмограми спільної точки відбиття уздовж всієї субвертикальної /їЖ7 30 границі. счBy analogy with the above, seismograms of a common point of reflection are formed along the entire subvertical /ЖЖ7 30 border. high school

Для застосування при обробці матеріалів відомих алгоритмів і програм в кожну трасу сейсмограми спільної точки відбиття (за виключенням траси, що відповідає пункту збудження поблизу гирла свердловини) слідввести 87 статичні поправки. «In order to apply well-known algorithms and programs in the processing of materials, 87 static corrections should be introduced into each trace of the seismogram of the common reflection point (with the exception of the trace corresponding to the excitation point near the wellhead). "

Для уявних пунктів збудження, що змодельовані у свердловині, величина поправок дорівнює часу вступуFor imaginary excitation points simulated in the well, the amount of corrections is equal to the entry time

Зо прямої хвилі на глибині знаходження цих пунктів. Поправка буде із знаком "мінус". -From a direct wave at the depth of these points. The amendment will be with a "minus" sign. -

Для уявних пунктів збудження, що змодельовані у верхньому напівпросторі, величину поправки визначають згідно формули йа хх Ух запоу м 40 - с тут М- швидкість в корінних породах, "» хі - координата дійсного пункту збудження, що відповідає уявному пункту, і - кут падіння проміню з точки х.. п .For imaginary excitation points modeled in the upper half-space, the value of the correction is determined according to the formula ya xx Ux zapoum m 40 - s here M is the velocity in the bedrock, "» xi is the coordinate of the actual excitation point corresponding to the imaginary point, and is the angle of incidence ray from the point x.. p.

Дана поправка буде зі знаком "плюс".This amendment will be with a "plus" sign.

Зформовані уздовж свердловини сейсмограми спільної точки відбиття обробляються з урахуванням з 45 градієнтності швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль у середовищі. Відповідні дані беруть з матеріалів сейсмокаротажу. Матеріали наземних спостережень обробляють як по методу спільної глибинної точки такі по «г» методу складно відбитих хвиль (розробленому і апробованому в УкрДГРІ). Це дає змогу побудувати як з субгоризонтальні, так і субвертикальні границі. Останні в подальшому уточнюють шляхом залучення даних обробки свердловинних спостережень. На глибинність запропонованого способу вирішальний вплив буде ка 20 чинити глибина свердловини, в якій виконують спостереження. В разі вертикальної границі інтервал ефективного ах слідкування складе половину глибини. При її нахилу глибинність збільшуватиметься або зменшуватиметься (в " залежності від знаку відхилення).The seismograms of the common reflection point formed along the borehole are processed taking into account the gradient of the speed of propagation of seismic waves in the medium. Corresponding data is taken from seismic logging materials. Ground observation materials are processed both by the common depth point method and by the "d" method of complexly reflected waves (developed and tested at UkrDGRI). This makes it possible to construct both subhorizontal and subvertical boundaries. The latter are further clarified by involving the processing data of borehole observations. The depth of the well in which observations are made will have a decisive influence on the depth of the proposed method. In the case of a vertical boundary, the effective monitoring interval will be half the depth. With its slope, the depth will increase or decrease (depending on the sign of the deviation).

Спосіб може бути застосований як для вивчення окремих субвертикальних границь так і для дослідження значних товщ чи тіл декількома границями. В останньому випадку слід більш ретельно узгоджувати методику спостережень. с Реалізацію способу проводять в такій послідовності.The method can be applied both for the study of individual subvertical boundaries and for the study of significant strata or bodies by several boundaries. In the latter case, the method of observation should be more carefully coordinated. c Implementation of the method is carried out in the following sequence.

Складають попередню модель будови середовища 4 на основі аналізу апріорної геолого-геофізичної інформації. В разі необхідності проводять додаткову обробку матеріалів методу спільної глибинної точки (МСГ) із залученням програм, що передбачають використання складно відбитих хвиль (для попереднього слідкування 60 субвертикальних границь).Make a preliminary model of the structure of the environment 4 based on the analysis of a priori geological and geophysical information. If necessary, additional processing of the materials of the common depth point (CDP) method is carried out with the involvement of programs that involve the use of complex reflected waves (for preliminary monitoring of 60 subvertical boundaries).

Проектують систему наземних 14 та свердловинних 15 спостережень, в тому числі: апертуру 23 та інтервал наземних спостережень, інтервал 24 збудження коливань на профілі, число пікетів 10 та їх розташування відносно свердловини 2 чи об'єкту досліджень 7. Відстань між пікетами збудження коливань 10 на денній поверхні З та відстань між уявними пікетами 11, 12 збудження коливань у свердловині та верхньому бо напівпросторі, глибину спостережень у свердловині 2, визначають кратність наземних та свердловинних спостережень і т. інше.Design a system of ground 14 and borehole 15 observations, including: aperture 23 and the interval of ground observations, the interval 24 of excitation of oscillations on the profile, the number of pickets 10 and their location relative to the well 2 or the object of research 7. The distance between the pickets of excitation of oscillations 10 on of the day surface З and the distance between the imaginary pickets 11, 12, the excitation of oscillations in the well and the upper half-space, the depth of observations in the well 2, determine the multiplicity of ground and well observations, etc.

Виконують повнохвильове моделювання та встановлюють наявність на сейсмозаписах хвиль, пов'язаних як з субгоризонтальними 5, 6, так і субвертикальними 7 границями. В разі потреби корегують методику робіт.Full-wave modeling is performed and the presence of waves associated with both subhorizontal 5, 6 and subvertical 7 boundaries is established on seismic records. If necessary, the work methodology is adjusted.

Проводять польові роботи, в процесі яких кожну точку стоянки зонда 13 послідовно відпрацьовують з кожного пункту збудження 10. Крім того кожний пікет збудження один раз відпрацьовують також із застосуванням наземних спостережень згідно запроектованої схеми МОГ.Field work is carried out, in the process of which each point of probe parking 13 is successively worked out from each point of excitation 10. In addition, each picket of excitation is also worked out once with the use of ground observations according to the designed MOG scheme.

Обробку даних проводять наступним чином. Виконують обробку сейсмозаписів наземних спостереженьData processing is carried out as follows. Perform processing of seismic records of ground observations

МС та отримують сейсмічні зображення субгоризонтальних границь. Корелюють на розрізах відповідні границі у та здійснюють їх прив'язку до свердловин глибокого буріння, після чого виділять зони вірогідних порушень в розрізі. Здійснюють обробку тих же сейсмозаписів по методу складно відбитих хвиль і виділяють субвертикальні границі, які ув'язують з ділянками виявлених порушень на зображеннях, отриманих в результаті застосуванняMS and receive seismic images of subhorizontal boundaries. Correlate the corresponding boundaries in the sections and link them to the deep drilling wells, after which the zones of probable violations in the section will be identified. The same seismic records are processed using the method of complex reflected waves and subvertical boundaries are identified, which are connected to the areas of detected violations on the images obtained as a result of the application

Ме.Me.

Наступним кроком є моделювання схем багатократного стеження субвертикальних границь уздовж стовбура 7/5 бвердловини.The next step is to model the schemes of multiple tracking of subvertical boundaries along the shaft 7/5 of the well.

У відповідності з цією схемою для кожної спільної точки відбиття на субвертикальній границі синтезують сейсмограми з трас пунктів збудження, координати яких знаходять згідно формул 1-6, або дещо розширених у відповідності до конкретної схеми спостережень. Проводять обробку синтезованих сейсмозаписів із застосуванням програм обробки даних МОСГТ, попередньо ввівши статичні поправки, величину яких знаходять безпосередньо по запису конкретної траси (по часу вступу прямої хвилі) на глибині знаходження уявного пункту збудження, або по формулі 7 (для уявних пунктів збудження у верхньому напівпросторі).In accordance with this scheme, for each common reflection point on the subvertical boundary, seismograms are synthesized from the tracks of excitation points, the coordinates of which are found according to formulas 1-6, or slightly expanded in accordance with a specific observation scheme. Processing of synthesized seismic records is carried out using data processing programs of MOSHT, having previously introduced static corrections, the value of which is found directly from the record of a specific track (by the time of arrival of a direct wave) at the depth of finding an imaginary point of excitation, or according to formula 7 (for imaginary points of excitation in the upper half-space ).

В процесі обробки залучають сейсмічні швидкості визначені в ході обробки даних наземних спостережень з тією лише різницею, що в першому випадку має місце вертикальний градієнт швидкості (при трансверсально-ізотропній моделі), а другому - горизонтальний градієнт.In the process of processing, the seismic velocities determined during the processing of ground observation data are used, with the only difference that in the first case there is a vertical velocity gradient (with the transversal-isotropic model), and in the second - a horizontal gradient.

Отриману субвертикальну границю співставляють з часовим розрізом МСГТ (зображенням) та часовим розрізом, отриманим в результаті застосування методу складно відбитих хвиль і визначають достатність о, обробки. В разі незадовільної якості субвертикальної границі, чи невідповідності наземних і свердловинних даних переглядають вихідні дані і при необхідності повторюють обробку.The obtained subvertical boundary is compared with the time section of MSHT (image) and the time section obtained as a result of the application of the method of complex reflected waves and the adequacy of processing is determined. In the case of unsatisfactory quality of the subvertical boundary, or inconsistency of ground and well data, the raw data are reviewed and, if necessary, the processing is repeated.

Якщо в розрізі присутні декілька субвертикальних границь, то кожну з них опрацьовують по приведеній схемі. «- зо Критерієм достовірності результатів є узгодженість даних наземних та свердловинних досліджень.If there are several subvertical boundaries in the section, then each of them is processed according to the given scheme. "- the criterion of the reliability of the results is the consistency of the data of ground and borehole studies.

Приклад реалізації способу. сAn example of the implementation of the method. with

Для реалізації способу в повному обсязі необхідна постановка спеціальних досліджень. Тут наведемо «- розрахунки, націлені на проектування схеми спостережень.In order to fully implement the method, it is necessary to carry out special studies. Here we present "- calculations aimed at designing the observation scheme.

Вихідні дані: « ч-Output data: « h-

Вірогідна глибина залягання верхньої кромки субвертикальної границі АбОмМProbable depth of occurrence of the upper edge of the subvertical boundary of AbOmM

Вірогідне глибинне залягання нижньої кромки субвертикальної границі 2500мThe probable depth of the lower edge of the subvertical boundary is 2500 m

Глибина залягання покрівлі шару, в якому виявлено порушення (піднятий блок) 1000мThe depth of the roof of the layer in which the violation was detected (raised block) is 1000 m

Глибина залягання підошви шару, в якому виявлено порушення (піднятий блок) 2000м «The depth of the bottom of the layer in which the violation was detected (raised block) is 2000 m.

Амплітуда порушення 200м шщ с Глибина свердловини дОбОМThe amplitude of the violation is 200 m sshh s. The depth of the well is dObOM

Відстань від свердловини до субвертикальної границі, х 800м з Апертура спостережень на денній поверхні ЗО0бОМDistance from the well to the subvertical boundary, x 800m from Aperture of observations on the day surface of the ZO0bOM

Швидкість сейсмічних хвиль у корінних породах 2200м/сThe speed of seismic waves in bedrock is 2200 m/s

Запланована кратність перекриття по субвертикальній границі б -The planned overlap frequency along the subvertical border b -

Викладені вихідні дані приведені на рисунку. ве Виходячи з того, що стійка кратність перекрить по субвертикальній границі повинна бути досягнута на - глибині залягання покрівлі шару, в якому виявлено (або очікується) порушення, розглянемо спільну точку відбиття на цій границі, що співпадає з заданою покрівлею шару. Моделювання такої ситуації показує, що для ко досягнення запланованої кратності перекрить по субвертикальній границі базу збудження коливань слід щк розташовувати в інтервалі 1200м від свердловини (в протилежний бік від субвертикальної границі) до 200м - в бік границі.The presented output data are shown in the figure. Based on the fact that a stable multiplicity of overlaps along the subvertical border must be achieved at the depth of the roof of the layer in which a violation is detected (or expected), consider a common point of reflection on this border, which coincides with the given roof of the layer. Modeling of such a situation shows that in order to achieve the planned multiplicity that will cover the subvertical boundary, the vibration excitation base should be located in the interval of 1200m from the well (in the opposite direction from the subvertical boundary) to 200m - towards the boundary.

Це дасть змогу отримати 6 уявних пікетів збудження (один з них буде дійсним) з кроком 200 м між ними.This will make it possible to obtain 6 imaginary pickets of excitation (one of them will be valid) with a step of 200 m between them.

Таким чином, сумарна величина інтервалу збудження складає І 53-1200мк200м-1400м.Thus, the total value of the excitation interval is I 53-1200μ200m-1400m.

Відстань між пікетами збудження задають з розрахунку йктот Алі, Тут Ах - позірна довжина хвилі. с Розрахунок 5,7 проводиться в такій послідовності: тет,The distance between the excitation pickets is set based on the calculation of yktot Ali, Tut Ah - the apparent wavelength. c The calculation of 5.7 is carried out in the following sequence: tet,

Т - період коливань 60 кт твій тут Ат - АК МT - period of oscillations of 60 kt, yours here At - AK M

Ак в'соВО аю, ж - кут між площиною субвертикальної границі та падаючим променем. Для найбільш віддаленого пункту 65 збудження величина кута ? складе 74гх,аAk v'soVO ayu, zh - the angle between the plane of the subvertical boundary and the incident beam. For the most distant point 65 of excitation, the angle is ? will be 74 gkh, a

АР -1400м.О0в98-1257МмAR -1400m. O0v98-1257Mm

Відповідно і-ї 25имабиммс- ПАСAccordingly, the 25th imabimms-PAS

Звідси хх" -14ПОмапОм. 0,04 0; - 98 м.From here xx" -14POmapOm. 0.04 0; - 98 m.

Якщо прийняти ХА" -100м, відстань між пікетами збудження складе: й У 1О00м/2 50 мIf we take ХА" -100m, the distance between the excitation pickets will be: и У 1О00m/2 50 m

Загальна кількість пікетів збудження на базі 1400 м дорівнюватиме: п-(1400:50)-1-29.The total number of excitation pickets at the base of 1400 m will be equal to: n-(1400:50)-1-29.

Зважаючи на досить велику кількість пікетів збудження, можна піти по шляху їх зменшення, для чого необхідно скорегувати відстань між уявними пікетами збудження коливань у свердловині та верхньому напівпросторі. Аналогічний результат може бути також отримано при зміщенні вверх уявних пунктів збудження уздовж свердловини.Given the rather large number of excitation peaks, it is possible to follow the path of their reduction, for which it is necessary to adjust the distance between the imaginary oscillation excitation peaks in the well and the upper half-space. A similar result can also be obtained by moving up the imaginary points of excitation along the well.

Інтервал реєстрації коливань у свердловині складе 200м - 4000Ом, що відповідає відповідно першому уявному пікету збудження у свердловині та її вибою.The interval of registration of oscillations in the well will be 200m - 4000Ω, which corresponds to the first imaginary picket of excitation in the well and its hole.

Відстань між точками прийому коливань у свердловині буде кратною відстані між уявними пікетами 19 збудження і не повинне перевищувати 5Ом (половину довжини хвилі).The distance between the points of reception of oscillations in the well will be a multiple of the distance between the imaginary pickets 19 of excitation and should not exceed 5Ω (half the wavelength).

Для простежування субгоризонтальних границь в околі тектонічного порушення (чи іншої субвертикальної границі) необхідно забезпечити повно-кратне перекриття, для чого базу збудження коливань слід збільшити на величинуTo trace subhorizontal boundaries in the vicinity of a tectonic disturbance (or another subvertical boundary), it is necessary to ensure a multiple overlap, for which the oscillation excitation base should be increased by

АЇ - - 200м - БО м.AI - - 200m - BO m.

Тобто загальна база збудження коливань при МСГ дорівнюватиме: 2 ля 1400м БО м - 2000 м.That is, the general basis of excitation of oscillations at MSG will be equal to: 2 la 1400 m BO m - 2000 m.

Відстань між пікетами збудження на профілі при спостереженнях МСГТ може бути прийнята 10Ом, а відстань між каналами прийому коливань - вдвоє меншою тобто 50м. Слід зауважити, що ці параметри необхідно також ов узгоджувати з запроектованою кратністю перекрить та канальністю сейсмостанції.The distance between the excitation pickets on the profile during MSHT observations can be taken as 10 Ohms, and the distance between the oscillation reception channels - half as much, i.e. 50m. It should be noted that these parameters must also be coordinated with the designed multiplicity of ceilings and channelization of the seismic station.

Максимальна кратність перекрить уздовж субгоризонтальних границь складе - пев - 15 2АХПЗ 200 тут І. - апертура реєстрації коливань, дх, - Відстань між пікетами збудження на денній поверхні. «ч-The maximum overlap along the subhorizontal borders will be - pev - 15 2АХПЖ 200 here I. - aperture for registration of oscillations, дх, - Distance between pickets of excitation on the day surface. "h-

Узагальнюючи проведені розрахунки можна сформулювати основні параметри методики проведення с наземно-свердловинних досліджень в умовах, що приведені на рисунку: - інтервал збудження коливань при спостереженнях у свердловині 1400м «г координати інтервалу збудження відносно свердловини (-1200)-- 200м 3 інтервали реєстрації коливань у свердловині 200м-4000м «- відстань між точками реєстрації у свердловині БОМ відстань між уявними пунктами збудження у свердловині та верхньому напівпросторі 200м інтервал збудження коливань при наземнихдослідженнях 2000м « координати інтервалу збудження коливань при наземних спостереженнях (-1200)м - 800м 50 відстань між пікетами збудження на профілі при наземних спостереженнях 100м З с відстань між пікетами збудження на профілі при та свердловинних спостереженнях БОМ :з» відстань між точками прийому коливань на денній поверхні БОМ число каналів реєстрації на денній поверхні 516) максимальна кратність перекрить по субгоризонтальних границях 15 - Дотримання розрахованих параметрів дозволить підняти ефективність вертикального сейсмічного «» профілювання при вивченні складнопобудованих об'єктів за рахунок підвищення співвідношення сигнал/завада на розрізах та комплексування з даними методу спільної глибинної точки (МСГТ) та методу складновідбитих - хвиль (МСВХ). ка 20 Таким чином, впровадження способу в практику геологорозвідувальних робіт забезпечить підвищення достовірності структурних побудов в межах широкого класу складнопобудованих об'єктів, зокрема, при вивченні та прирозломних та приштокових пасток вуглеводнів, "трубок вибуху", тощо.Summarizing the performed calculations, it is possible to formulate the main parameters of the method of carrying out ground-well studies in the conditions shown in the figure: - interval of excitation of oscillations during observations in the well 1400 m "g coordinates of the interval of excitation relative to the well (-1200)-- 200 m 3 intervals of registration of oscillations in of the well 200m-4000m "- the distance between the registration points in the BOM well the distance between the imaginary points of excitation in the well and the upper half-space 200m the interval of excitation of oscillations during ground investigations 2000m " the coordinates of the ground excitation of oscillations during observation intervals (-1200)m - 800m 50 the distance between the excitation pickets on the profile during ground observations 100 m С with the distance between the excitation pickets on the profile during and well observations of the BOM: с» the distance between the points of reception of oscillations on the day surface of the BOM the number of registration channels on the day surface 516) the maximum multiplicity of overlaps along subhorizontal boundaries 15 - Compliance with p of the calculated parameters will increase the efficiency of vertical seismic "" profiling when studying complex objects by increasing the signal/interference ratio on the sections and integrating with the data of the common depth point method (MSGT) and the method of complex reflected waves (MSVH). ka 20 Thus, the implementation of the method in the practice of geological exploration works will ensure an increase in the reliability of structural constructions within a wide class of complex objects, in particular, when studying near-fault and near-shaft hydrocarbon traps, "explosion pipes", etc.

Економічна ефективність способу не розраховувалась, проте в кожному конкретному випадку вона може бути знайдена через підвищення коефіцієнту успішності пошуково-розвідувального буріння. 29 Джерел інформації с 1. Мармалевський Н.Я., Мегедь Г.В., Мерщій В.В., Сорокін О.П., Крайницький О.В. "Деякі можливості застосування наземно-свердловинних спостережень у вивченні навколо свердловинного середовища".The economic efficiency of the method was not calculated, but in each specific case it can be found due to the increase in the success rate of exploratory drilling. 29 Sources of information p 1. Marmalevskyi N.Ya., Megedy GV, Mershchii VV, Sorokin O.P., Kraynytskyi O.V. "Some possibilities of using ground-well observations in the study of the well environment".

Науково-виробничий журнал "Нафтова і газова промисловість 6'97" листопад-грудень, 1997, с.8-11. 2. Патент України Мо18446, Кл. (301М1/40 Спосіб сейсмічної розвідки, Автори: Тимошин Ю.В., Васильєв Ю.А., 60 Бірдус С.О., Третяк О.Г., Мармалевський Н.Я., опубл. 25.12.97 Бюл.б.Scientific and industrial journal "Oil and gas industry 6'97" November-December, 1997, p.8-11. 2. Patent of Ukraine Mo18446, Cl. (301M1/40 Method of seismic exploration, Authors: Yu.V. Tymoshin, Yu.A. Vasiliev, 60 S.O. Birdus, O.H. Tretyak, N.Ya. Marmalevskyi, publ. 12/25/97 Byul.b.

З. Патент України Мо53875, Кл. (301М1/00, 11/40 Спосіб свердловинної сейсморозвідки. Автори:Z. Patent of Ukraine Mo53875, Cl. (301М1/00, 11/40 Method of borehole seismic exploration. Authors:

Мармалевський Н.Я., Мегедь Г.В., Сорокін О.П., Міщенко О.М., опубл. 15.12.2004 Бюл. 12 (прототип). б5Marmalevskiy N.Ya., Megedy GV, Sorokin O.P., Mishchenko O.M., publ. 15.12.2004 Bull. 12 (prototype). b5

23 в -я 535 -- - -3 5-5 -53-53-35---- с. ; с 1 пи / ось ів 1 ча й і чо сю, е 123 in -I 535 -- - -3 5-5 -53-53-35---- p. ; c 1 pi / axis iv 1 cha y i cho syu, e 1

Мт : : Й ще і РКК у -р-- " яох Сад ; «ДИMt : : And also RKK in -r-- " yaoh Sad; "DY

ТМ ї б ; Ак най р. ї и 5 ще в , Й Е ги, й ; й Е й - й ж ж що з о в в тя -TM and b ; Ak nai r. і і 5 more in , Е E гі, і ; and E and - and what about

Claims

The formula of the invention The method of ground-well seismic exploration, which includes the excitation of oscillations on the day surface,

carrying out three-component observations in a well with a step not exceeding half the length of a straight - wave, and on the day surface along a profile oriented orthogonally to the extension of subvertical boundaries, with a step close to half the length of seismic waves in an environment that differs in that the position is initially modeled subvertical boundaries on the section, in accordance with the coordinates of the well, relative to the subvertical boundaries, determine the position and magnitude of the excitation interval of oscillations on the day surface, within the latter, excitation pickets are set with a uniform step and a distance that does not exceed half of the visible wavelength, after which work out the designed observation system by alternately shifting the excitation pickets within the calculated interval and recording oscillations in the "- well and on the day surface with an aperture that ensures the reception of reflected and complex reflected waves from "t subhorizontal and subvertical boundaries n around a complex object, two data systems are formed from the received seismic records, one of them corresponds to ground data, and the second to borehole (zh-7- observation with multiple overlaps, then perform separate processing of the records of the first system using the common depth point method (MSGT) and by the method of complex reflected waves (MCVH), and the second system, synthesized on the basis of the creation of imaginary points of excitation, by the method of common reflection point (CMPT), in the following, based on the results of the iterative approximation, sets of seismic boundaries of two types are built -

subvertical and subhorizontal, combine them on one plane and jointly interpret them, after which they create a model of the geological structure of a complex environment.

;"

"Official bulletin "Intellectual property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2006, M 5, 15.05.2006. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine.

-

sh»

-

name)

-

60 b5