UA54003C2 - Method for exploring hydrocarbon deposits by seismic prospecting - Google Patents

Description

Опис винаходу

Запропонований спосіб відноситься до сейсмічних методів розвідки корисних копалин і може бути 2 використаний, зокрема, при пошуках та розвідці вуглеводнів (ВВ), зосереджених в пастках як антиклинального, так і неантиклинального типів.

Загальновідомий спосіб розвідки покладів нафти та газу (1), який передбачає проведення профільних сейсмічних досліджень з метою виявлення антиклинальних пасток ВВ з наступним бурінням глибоких пошукових свердловин, при цьому коефіцієнт успішності складає біля 3095. В разі неантиклинальних пасток він зменшується 70 в 3-4 рази, що недопустимо при великій собівартості буріння.

Більш досконалим є відомий спосіб пошуку вуглеводнів, який передбачає проведення профільних сейсмічних досліджень з метою виявлення антиклинальних пасток ВВ з наступним прогнозуванням покладів в цих пастках за допомогою вивчення інтегральних фізичних властивостей в інтервалі розрізу, дещо більшому за потужність очікуваного покладу (в переважній більшості це складає біля 200мс сейсмічного розрізу) |2). Спосіб базується 12 вна тому, що над покладами ВВ спостерігається слід дифузійного потоку (СДП), який призводить до епігенетичної зміни фізичних властивостей порід, а це тягне за собою також зміну динамічних характеристик сейсмічних хвиль в деякому діапазоні сейсмічного запису, що охоплює як саму пастку так і навколишні породи.

Недоліками способу є обмеженість по глибині (переважно до 2-Зкм) та використання рядової сітки профілів, де рівень завад може перевищувати очікувані ефекти; дослідження лише продуктивної частини розрізу; недостатня густота сейсмічних профілів, що проходять через поклад ВВ; зниження ефективності в разі вивчення покладів на великих глибинах, де колектори характеризуються великою густиною і мало відрізняються по фізичних властивостях від навколишніх порід.

Найбільш близьким по технічній суті і результату є спосіб пошуку покладів вуглеводнів сейсморозвідкою

ІЗЇ, який передбачає застосування рекогносціровочних і детальних сейсмічних досліджень по рідкій сітці с поздовжніх профілів, на яких розміщені групи сейсмоприймачів з кроком, рівним половині довжини сейсмічної (3 хвилі, і джерела сейсмічних коливань по методиці спільної глибинної точки, де в геологічних регіонах, перспективних на нафту та газ, на великих площах з пастками антиклинального і неантиклинального типів створюють оптимальні сітки площадних сейсмічних досліджень, здійснюють розбивку системи паралельних профілів для прямої чи оберненої розстановок площадних спостережень при відстанях між сусідніми профілями о по осі У, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі Х між приймачами в 2-5 раз, проводять збудження в ав середовищі і реєстрацію сейсмічних коливань, збуджених заданою площадною установкою, переміщують площадні установки спостережень в сусідні позиції із заданим перекриттям по осях Х і У, визначають часи о відбиттів і амплітуди відбитих хвиль по сейсмограмах, встановлюють на площі і на розрізах профілів по «ф відносних амплітудах та інших динамічних параметрах слід дифузійного потоку у вигляді епігенетично змінених 3о порід, будують динамічні розрізи і карти по даних всіх досліджених профілів і витриманих відбиваючих о горизонтів на заданій дільниці до глибин 5-7км, де може знаходитись очікуваний поклад вуглеводнів, визначають відновлювальну та окислювальну зони області сліду дифузійного потоку над прогнозними покладами по всьому розрізу, по яких визначають розміри покладу, передбачувану глибину його залягання, а по висоті « відновлювальної зони - тип вуглеводню - нафту чи газ. З 50 Недоліки прототипу: с 1. Зниження детальності та достовірності амплітудного аналізу у верхній частині розрізу викликане із з» скороченням області слідкування відбитих хвиль; 2. Вплив на співвідношення сигнал/завада на часовому розрізі по верхніх і більш глибоких відбиваючих горизонтах кутів падіння сейсмічних хвиль та зміни (розширення) області слідкування відбитих хвиль із збільшенням глибини досліджень; і-й З. Нерівномірність формування бінів при реалізації систем площадних спостережень із значними «їз» віддаленнями джерело-сейсмоприймач, що призводить до появи хибних амплітудних аномалій, особливо в верхній частині розрізу. о В основу запропонованого винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб пошуку покладів вуглеводнів ав! 20 при тривимірній (30) сейсморозвідці шляхом проведення на поздовжніх профілях спеціальних спостережень на обмеженій базі із зменшеною в 5-10 раз відстанню між приймачами та динамічною ув'язкою сейсмозаписів, що с» дозволяє підвищити детальність і достовірність прогнозування покладів нафти та газу.

Поставлене завдання вирішується таким чином, що в способі пошуку покладів вуглеводнів, що передбачає створення оптимальної сітки площадних сейсмічних спостережень при відстанях між сусідніми профілями по осі 29 У, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі Х між приймачами в 2-5 раз, та кроком між групами

ГФ) сейсмоприймачів вздовж осі Х, рівним половині довжини сейсмічних хвиль в середовищі, побудову динамічних розрізів і карт по даних всіх досліджень профілів та прогнозування глибини, розміру і типу покладу, згідно о винаходу, кожний поздовжній профіль ЗО-сейсморозвідки і два або більше поперечних профілів додатково відпрацьовують при зменшеній в 5-10 раз відстані між сейсмоприймачами та базі реєстрації, рівній І -4АХдз, 60 де АХпз - відстань між пікетами збудження вздовж осі Х, виконують динамічну ув'язку сейсмозаписів по двох типах хвиль - відбитих та заломлених, формують масиви амплітудних поправок вздовж відпрацьованих профілів, останні вводять в сейсмозаписи додаткових (спеціальних) спостережень та дані поздовжніх профілів

ЗО-сейсморозвідки, після чого будують динамічні часові розрізи із зменшеною відстанню між трасами і підвищеним співвідношенням сигнал/завада та вивчають розподіл відносних амплітуд відбитих хвиль у верхній 69 застині розрізу і по більш глибоких горизонтах, а по отриманих результатах прогнозують поклади нафти та газу.

В порівнянні з прототипом спосіб має відмінні ознаки: - додаткове відпрацювання кожного поздовжнього профілю ЗО-сейсморозвідки і двох або більш поперечних профілів із зменшеною в 5-10 раз відстанню між сейсмоприймачами на обмеженій базі (І-4АХдлз) забезпечує ув'язку відповідних сейсмозаписів через взаємні точки на сусідніх пунктах збудження, а також впровадження обмеженої бази дозволяє слідкувати динамічно витримані горизонти у верхній частині розрізу з рівномірним співвідношенням сигнал/завада і, таким чином, спростувати можливо хибні амплітудні аномалії, в тому числі пов'язані з нерівномірністю формування бінів при обробці даних ЗО-сейсморозвідки; - виконання динамічної ув'язки сейсмозаписів по двох незалежних типах хвиль (заломлених та відбитих) 7/0 підвищує точність визначання амплітудних поправок; - формування масивів амплітудних поправок та їх застосування в процесі побудови динамічних часових розрізів із зменшеною відстанню між трасами, а також при обробці даних ЗО-сейсморозвідки дозволяє створити опорну сітку профілів з покращеним співвідношенням сигнал/завада як по горизонтах верхньої частини розрізу, так і по більш глибоких горизонтах, що підвищує точність вивчення сейсмічних параметрів, зокрема відносних 7/5 амплітуд відбитих хвиль, завдяки чому прогнозування покладів нафти та газу стає більш достовірним.

Всі вищеназвані ознаки є суттєвими і дозволяють вирішити поставлену задачу.

Суть способу пояснюється рисунками, де на Фіг.1 показана схема проведення досліджень і хід променів з пунктів збудження до пунктів прийому коливань та розміри прослідкованих площадок з кожного пункту збудження.

Для пояснення прийняті такі позначки: денна поверхня 1; підошва зони малих швидкостей 2; відбиваюча границя в верхній частині розрізу З; пункти збудження коливань 4; точки реєстрації коливань 5; промені 6, 8, 10, падаючі під критичним кутом на границю 2; промені 7, 9, 11 заломлених хвиль відповідно з пунктів збудження 0.4, О»5, Оз; промені 12, 14, 16 падаючих хвиль відповідно з пунктів збудження О14, О5, Оз; промені 13, 15, 17 відбитих хвиль відповідно з пунктів збудження 0.4, 05, Оз відбиваючі площадки 18, 19, 20 границі З при с Збудженні коливань відповідно в точках О., О», та Оз.

На Фіг.2 зображена схема ЗО-сейсморозвідки при шести лініях спостережень в смузі, де передбачена о динамічна (в першу чергу, амплітудна) ув'язка поздовжніх профілів. Прийняті наступні позначки: лінії прийому коливань 21, 22, 23 відповідно першої, другої та третьої смуг спостережень З3О-сейсморозвідки; пікети збудження коливань 24 при ЗО-сейсморозвідці; спільні пікети збудження коливань 25 при ЗО-сейсморозвідці та со зо додаткових (двохкратних) спостереженнях вздовж вісі Х; пікети збудження коливань 26 при додаткових спостереженнях вздовж вісі У, лінії прийому коливань 27 вздовж вісі У. о

Як видно з Фіг.1 при збудженні коливань в точці О. і реєстрація коливань згідно заданої умови (1-4 АХпз) о повинна здійснюватись в інтервалі від точки А до точки Оз, що дасть змогу прослідкувати відбиваючу границю в інтервалі від точки К до точки М. З

Шлях, який пройде відбита від границі З хвиля в точку О», складе: юю 81-01ММО5 (1)

Відповідно при збудженні коливань в точці О» і реєстрації їх в точці 0. і аналогічний шлях дорівнюватиме « - с 82-О02МаМО1 (2) з Звідси видно, що точка М є взаємною точкою відбиття хвиль на границі 3, і в кінематичній сейсміці її використовують для ув'язки годографів хвиль двох сусідніх пунктів збудження.

Проте амплітуда відбитих хвиль, зареєстрованих при збудженні коливань в точках О. і О5, буде визначатись 75 не лише властивостями границі З в точці М, але також умовами збудження коливань (силою Е впливу джерела і-й на грунт та властивостями грунту О в точці збудження). Тому, якщо амплітуда в точці О» при збудженні коливань т» в точці 04 і становитиме АЗ(Е4101), то відповідно в точці ОО при збудженні коливань на пункті О5 вона о дорівнюватиме Аз(ГБ202).

Таким чином обчислюють амплітудну поправку, яку необхідно внести в сейсмозапис на пункті О» відносно (ав) 50 сейсмозапису на пункті О. і міні АА-АЦЕТО1УА(Б2) (3)

Аналогічну поправку обчислюють і по заломленій хвилі. 59 Шлях, який пройде заломлена хвиля при збудженні коливань в точці О1, становитиме о 811501ЕЖЕОн0О» (4) іме)

При збудженні коливань в точці О» відповідно можна записати 60 821-0200ЕЕОч (5)

Розгляд виразів (4) та (5) свідчить про те, що ці точки на годографах заломлених хвиль також є взаємними і можуть бути використані не лише для кінематичної, але й для динамічної (амплітудної) ув'язки записів. 65 Амплітуда заломлюючого горизонту і в цьому випадку буде визначатись силою Е впливу джерела коливань на грунт та властивостями грунту 0.

Для визначення амплітудної поправки скористаємось аналогічним з (3) виразом

АА АХ Е1941)-А2 Его) (6)

Я Я Я - Я

Подібну амплітудну ув'язку проводять між сейсмозаписами з пункту збудження О 4 та Оз. Якщо амплітуду відбитої чи заломленої хвилі у взаємних точках з пункту збудження О 4 і в точці О5» позначати через Ао40», в точці Оз - через Ао40з, з пункту збудження О» в точці О»з - через Аогоз, з пункту збудження О» в точці О4 - через

Аого4 з пункту збудження О» в точці ФО. - через Аозої, то можна записати наступне:

ААо102-А0102-АО201 (7)

ААо102-ЛАо103-ДАозо1 (8)

ААогоз:ЛАог03-лАозоз (9) тут ААо10», ДАОо103, ДЛАОго»з - амплітудна поправка між відповідними пунктами збудження (0.4, О»5, Оз).

Аналіз виразів (7-9) дозволяє записати

ААотозААогоз- ДАО 103 (10)

Таким чином величину амплітудної поправки в сейсмозапис при збудженні коливань в точці Оз обчислюють двома шляхами (по відношенню до сейсмозапису з першого пункту збудження).

В першому випадку використовують вираз (8), а в другому випадку обчислення виконують згідно (10), де поправка є сумою двох поправок лАо40» та дАогоз.

Спосіб реалізується, слідуючою послідовністю операцій. сч ре При реалізації ЗО-сейсморозвідки (Фіг.2) на кожній лінії прийому коливань (21, 22, 23) у випадку підходу до неї пункту збудження 25 (при схемі відпрацювання типу "хрест") проводять додаткову розстановку (о) сейсмоприймачів (при точковому групуванні) на базі І -4АХдлз, де АХпз - відстань між пікетами збудження вздовж вісі Х при ЗО-сейсморозвідці. Відстань між сейсмоприймачами встановлюють в 5-10 раз меншою від величини АХпдз. со зо Реєстрацію коливань виконують в разі установки джерел коливань на лінії прийому 21, 22, 23. При цьому можуть бути використані різні схеми збудження та реєстрації. Найбільш простою є схема коли збудження о виконують один раз на профілі, а реєстрацію проводять одночасно на всі канали системи ЗЮО-спостережень та о канали спеціальної розстановки. Можуть бути використані і інші схеми збудження, наприклад, із застосуванням мінімально можливої відстані між джерелами коливань, або, навіть, при точковому збудженні одним джерелом. «

Проте в такому випадку виконують окремий запис коливань, що призведе до деякого зниження темпів ю відпрацювання площадної системи. Для збереження високої продуктивності праці при ЗО-спостереженнях необхідно мати в запасі 2-3 коси (із зменшеним кроком між сейсмоприймачами) для реалізації конвеєрності робіт.

Відпрацювання поперечних профілів 27 для ув'язки ЗЮО-спостережень по вісі У проводять окремо, хоча з « методичної точки зору більш доцільним є одночасне відпрацювання. Для цього необхідно мати відповідний запас -о с обладнання (коси, сейсмоприймачі, реєструючі системи). Поперечні профілі 27 відпрацьовують в обов'язковому порядку на початку та в кінці площадної системи спостережень (Фіг.2), проте, в разі необхідності, задають і :з» проміжні профілі (при великій строкатості відносних амплітуд по горизонтах та складних поверхневих чи глибинних умовах).

В процесі обробки даних сейсмозаписи компонують вздовж поздовжніх профілів системи ЗО-спостережень та с вздовж вісі У (на поперечних профілях). Потім формують однократні динамічні розрізи та визначають амплітуди відбитих та заломлених хвиль у взаємних точках. Наступним кроком є визначення амплітудних поправок на ве кожному пікеті по відношенню до попереднього згідно (7-9) та перевірка цих поправок згідно (10). Отримані о амплітудні поправки вводяться в сейсмозаписи по профілях, що дає змогу побудувати часові розрізи з Витриманою амплітудною характеристикою вздовж сейсмічних горизонтів у верхній частині розрізу. Відсутність о багатократних перекрить компенсується високим співвідношенням сигнал/завада в цій частині розрізу на сю первинних сейсмограмах.

Амплітудні поправки використовують також при обробці даних ЗО-спостережень з метою покращення якості глибоких горизонтів на часових розрізах та підвищення достовірності вивчення по них відносних амплітуд. 5Б Приклад реалізації способу.

В якості прикладу реалізації запропонованого способу наведемо довільні амплітудні характеристики (Ф) сейсмозаписів вздовж одного із поздовжніх профілів системі ЗО-спостережень (у взаємних точках) ка відпрацьованого по технології, що передбачає ув'язку сейсмозаписів, за таких умов:

Довжина профілю спостережень - 1їкм бо Відстань між профілями збудження ( АХпз) при площадній системі спостережень типу "хрест" (між пікетами збудження на поздовжніх - 0,2кмМ профілях)

Число пікетів збудження на поздовжньому профілі -6

База реєстрації коливань - І -4АХлЗ - вВ0Ом 65 Амплітуда А відбитої хвилі у взаємних точках:

першого і другого сейсмозаписів відповідно -1,0;

ОА першого і третього сейсмозаписів відповідно -1,0; 0,5 9 другого і третього сейсмозаписів відповідно - 0.4; 0,5 другого і четвертого сейсмозаписів відповідно - 0.4; 0,7 третього і четвертого сейсмозаписів відповідно - 0,5; 70 о третього і п'ятого сейсмозаписів відповідно - 0,5; 1,0 четвертого і п'ятого сейсмозаписів відповідно -0,7; 1,0 четвертого і шостого сейсмозаписів відповідно -0,7; 0,3 п'ятого і шостого сейсмозаписів відповідно -1,0; 0,3

Для ув'язки сейсмозаписів першого і другого пунктів збудження скористаємося виразом (7):

АКАог0о2-Ао105-АО2О. або дАо40о25-1-1,4-0,6 тобто амплітуду сейсмозапису на другому пункті збудження слід збільшити на 0,6.

Ув'язку сейсмозаписів другого і третього пунктів збудження виконаємо згідно виразу (9):

АКАоОго3 ДАОг2053-ЛАОз02 Га

ААого3-0,4-0,5--0,1 о

По аналогії з попереднім визначимо:

ААозо4-0,5-0,7--0,2

ААодовБ-О,7-1,0--0,3

ААовОов-1-0,3-0,7 і)

Згідно (10) знайдемо сумарну поправку для кожного наступного сейсмозапису по відношенню до першого о

ААо103-0,6-0,1-0,5 лАо-оу-0,6-0,1-0,2-0,3 о

ААоїо5-0,6-0,1-0,2-0,3-0 «І

ААоїо6-0,6-0,1-0,2-0,3-0,7-0,7

Введення амплітудних поправок в сейсмозаписи по кожному пункті дасть: ю

А2-0,40,6-1

Аз-0,580,5-1

А-0,70,3-1 « 20 АБ-1,0-0,3-1 з

Ав-0,30,7-1 с що призведе до вирівнювання амплітуд сейсмозаписів вздовж профілю відносно першого запису. :з» Для контролю визначимо поправки між сейсмозаписами по віддалених каналах:

ААо103Ао103-АОоз04-1-0,5-0,5

АКАогоАог0,-АЛАОдог-0,4-0,7--0,3 г АКАозовБ-:ДАОзов-ЛАоБОоз-0,5-1--0,5

ААодовиДАодов-ЛАовбод-0,7-0,3-0,4 е Амплітуда сейсмозаписів після введення поправок становитиме: ав! а) для непарних пікетів:

Аз-0,580,5-1 о АБ-1,040,5-0,5-1 с» б) для парних пікетів:

А,-0,7-0,30,6-1

Ав-0,30,4-0,30,6-1

Отримані результати свідчать про правильність раніше визначених амплітудних поправок.

Ув'язку поздовжніх профілів системи ЗО-спостережень в поперечному напрямку проводять по аналогічній

Ф, схемі. ко Розрахунок поправок з використанням заломлених хвиль не відрізняється від розрахунку із залученням відбитих хвиль. во Таким чином, впровадження запропонованого способу дозволяє визначити динамічні, в першу чергу амплітудні, поправки при ЗО-сейсморозвідці з достатньо високою точністю при невеликому збільшенні коштів на польові роботи.

Врахування поправок при побудові динамічних часових розрізів по матеріалах спеціальних спостережень та

ЗО-сейсморозвідки значно підвищує точність та достовірність сейсмопараметричного аналізу, особливо при 65 дослідженні властивостей сейсмічних горизонтів верхньої частини розрізу, що значно підвищує ефективність пошуку покладів вуглеводню по відображенню сліду єфузійно-дифузійного потоку у вигляді епігенетично змінених порід в сейсмічних хвильових полях.

Бібліографічні дані джерел інформації. 1. Шерифф Р., Гелдарт Л., Сейсморазведка, т.1, М., Мир, 1987, с.21. 2. Кири П., Брукс М., Введение в геофизическую разведку. М., Мир, 1988, с.320-325. 3. Патент на винахід ОА Мо21783, МКІ 501М1/00, 1/28, 1/30. опубл. 30.09.98 (прототип).

Спосіб пошуку покладів вуглеводнів сейсморозвідкою 5

А в би 0» Ок 0: ' і лій Е, « й ї Ех -ю п, у ЦІЇ і / їй / хх, ! шк .. Ї : ! і у І й / т І / р с | ! і у | | о ! й і ІЇ

Й ж / у / | / о 11 / Ї / о / / у / і «

Зо ши ша ну що : | о

К и ик

Ів 1 Є 20 З

Фіг 1 « - с з 1 т» (ав) о 50

Фе (Ф) ко бо б5 ї 9 7

І ї є ч т т т ч ч ч ча ч т Б те . я ях Ь ж м 81111111 11:1111:111:19 ч м ч т ч т ж ж т ч ч ч ж Б ч Ж л ж ч й -

І Гая ши: м жо г же шк шк и шк и точ т ї Ш т ж ч ч г. ж й т ж т г ч я ч т ГТ м т я т ч ж 1 Б. У й чі ч Б. ч і т 121115 й ч ж ч х т ж ч ч т т т ч ч х т ч . ч . ц фІіІ:11:11:11:11:1:1:11:151:11:1::9 й т ч мч оч ч я л т ож Г ші м ч т ч і ф С. ж чом "тож м т тм Гл. їх л ї я т т т г м Он о В и ДИТ:

М ч т ч ГІ ч ж т м ч ж т ч т т т ж є 9 ч т м м т ій ч Б. т ч ій і. ч т Е ч ж Е ч т ' . т ч Б. ж ч ія т ж ч ч т . т т т чі щі т ч ч ч Б. ' т т ж ч Є ' т и 1 ч ' т ій

Б. ч ч ч т С ч ч 1 1 С т" ч 1 ч ч т ч і . т т ч ч ' 1 ч ч ж. т т ч т т ч т т й т ч ч ч ч т т ч ч Б ж т т т ж С т т ч ч і т ч жл ч ч ж 1 т т І ч т 1 т і ши ' ч 5 22 і т ч ж ч Б ч т т ж 1 ч 1 т ч т ч з) б: ххх: ххх ут: с

Е | ж їй ч т ч ч т "' Є т т т ч' м т Б. ч й ч т ж ж ч 1 ч " С. ч ч ч т (й чі т ч Б. т м- ж ия я В. (о) 978 І вт ти со тет ші хх

Зо о

Фіг. 2 о «

Формула винахо рму ду Іс)

Спосіб пошуку покладів вуглеводнів, що передбачає створення оптимальної сітки площадних сейсмічних спостережень при відстанях між сусідніми профілями по осі У, збільшеними в порівнянні з відстанями по осі Х « між приймачами в 2 - 5 разів, та кроком між групами сейсмоприймачів вздовж осі Х, рівним половині довжини сейсмічних хвиль у середовищі, побудову динамічних розрізів і карт по даних всіх досліджених профілів та - с прогнозування глибини, розміру і типу покладу, який відрізняється тим, що кожний поздовжній профіль ц ЗО-сейсморозвідки і два або більше поперечні профілі додатково відпрацьовують при зменшеній в 5 - 10 разів "» відстані між сейсмоприймачами та базі реєстрації, рівній 1, - АХ в де АХ в - відстань між пікетами : 15 збудження вздовж осі Х, виконують динамічну ув'язку сейсмозаписів по двох типах хвиль - відбитих та сл заломлених, формують масиви амплітудних поправок вздовж відпрацьованих профілів, останні вводять в сейсмозаписи спеціальних спостережень та дані поздовжніх профілів ЗО-сейсморозвідки, після чого будують ї динамічні часові розрізи із зменшеною відстанню між трасами і підвищеним співвідношенням сигнал/завада та о вивчають розподіл амплітуд відбитих хвиль у верхній частині розрізу і по більш глибоких горизонтах, а по отриманих результатах прогнозують поклади нафти та газу. («в) сю» Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 8, 15.08.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. іме) 60 б5