Новые способы сейсморазведки для прогнозирования нефтегазоносности геологического разреза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Бутенко, Георгий Алексеевич

• Бутенко, Георгий Алексеевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Бутенко, Георгий Алексеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обоснование методики прогнозирования нефтегазоносно-

сти разреза в инфразвуковом диапазоне частот

1.1 Обзор способов прямых поисков нефтегазовых месторождений по материалам сейсморазведки

1.1.1. Способы прямых поисков, основанные на пассивной модели геологической среды

1.1.2. Способы прямых поисков, основанные на активной модели геологической среды

1.2. Обоснование способов инфразвуковрй сейсморазведки

Глава 2. Способы прогнозирования нефтегазоносности разреза по материалам сейсморазведки метода многократных перекрытий

2.1. Оценка чувствительности стандартной сейсмической аппаратуры к колебаниям в инфразвуковом диапазоне частот

2.1.1. Сейсмостанции типа «Прогресс»

2.1.2. Сейсмоприемники

2.1.3. Группирование сейсмоприемников

2.1.4. Оценка влияния поглощения на инфразвуковые колебания

2.2. Специализированная обработка сейсмических данных

2.3. Способы выделения инфразвуковых аномалий из сейсмических волновых полей

2.3.1. Компьютерные программы выделения инфразвуковых аномалий из наблюденных волновых полей

2.3.2. Способ анализа естественного сейсмического поля

2.3.3. Способ выделения инфразвуковых аномалий по временным разрезам МОГТ

Глава 3. Способ проведения полевых работ, обработки и интерпретации данных в инфразвуковом диапазоне частот

(инфразвуковая сейсморазведка)

3.1. Технические средства для способа инфразвуковой сейсморазведки

3.2. Технология проведения полевых работ

3.3. Обработка и интерпретация полученных данных

Глава 4. Результаты прогнозирования нефтегазоносности разреза

разработанными способами

4.1. Результаты прогнозирования нефтегазоносности разреза по материалам сейсморазведки метода многократных перекрытий

4.1.1. По способу анализа естественного сейсмического

поля

4.1.2. По способу выделения инфразвуковых аномалий по временным разрезам МОГТ

4.2. Результаты обработки и интерпретации материалов инфразвуковой сейсморазведки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новые способы сейсморазведки для прогнозирования нефтегазоносности геологического разреза»

ВВЕДЕНИЕ

Все возрастающая потребность в энергетических ресурсах настоятельно диктует необходимость постоянного и интенсивного поиска новых месторождений нефти и газа. В связи с этим актуальной является задача совершенствования количественных и качественных методов поисков. На этом пути одним из перспективных направлений представляется выявление геофизических и геохимических факторов, непосредственно связанных с наличием углеводородной ловушки.

Литологические и петрофизические данные, морфологические признаки позволяют представить нефтяное или газовое месторождение как аномальное явление, отличающееся по многочисленным параметрам: изменению состава, плотности, пористости, пластовых и интервальных скоростей, геохимической зональности, возникшей за счет взаимодействия залежи с окружающими породами. Для обнаружения влияния этих факторов на геофизические поля необходимо производить достаточно точные измерения, поскольку это влияние чрезвычайно мало. Поэтому эффективность геофизических методов поисков определяется обоснованностью физических параметров, генетически связанных с залежью.

Разработанные автором способы сейсморазведки для целей прогноза неф-тегазоносности, представленные в данной диссертации, основаны на представлении о том, что геологическая среда является энергонасыщенной системой, находящейся в неустойчивом равновесии. При этом отдельные неоднородности геологического разреза могут излучать собственные колебания в виде естественной сейсмоакустической эмиссии, которые вызваны необратимыми процессами, происходящими в среде. Причем параметры этих колебаний обусловлены физико-химическими свойствами неоднородностей. Кроме этого дополнительное внешнее воздействие на геологическую среду в виде

упругого поля порождает более интенсивный отклик отдельных неоднород-ностей среды за счет появления наведенной сейсмоакустической эмиссии.

Из этого следует, что, с одной стороны, зная параметры отклика углеводородной системы, появляется возможность выделять их на фоне естественного сейсмического фона и, с другой стороны, выделять эти параметры более контрастно на фоне внешнего упругого воздействия, когда отклик залежи углеводородов становится более интенсивным.

Таким образом, актуальной является задача разработки методики выделения колебаний естественной и наведенной сейсмоакустической эмиссии горных пород из общего волнового поля для целей изучения физико-химических свойств неоднородностей геологического разреза, явившихся источниками этих колебаний.

Цель работы. Целью работы является обоснование, разработка и реализация новых способов сейсморазведки для решения задач прогнозирования нефте-газоносности геологического разреза, основанных на изучении естественной и наведенной сейсмоакустической эмиссии горных пород.

Основные задачи исследований. В связи с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

• обоснование методики проведения прогноза нефтегазоносности разреза в инфразвуковом диапазоне частот;

• оценка возможности регистрации колебаний в инфразвуковом диапазоне частот среднечастотной сейсмической аппаратурой;

• разработка способов обработки сейсмических материалов с целью проведения прогноза нефтегазоносности геологического разреза;

• разработка новой технологии проведения полевых работ, обработки и интерпретации полученных данных способом инфразвуковой сейсморазведки

для детализации перспективных в отношении нефтегазоносности участков геологического разреза;

• практическое опробование разработанных способов;

Научная новизна. Научную новизну составляют :

• обоснование возможности выделения инфразвуковых аномалий, предположительно связанных с залежью, из волновых полей, зарегистрированных при проведении сейсмических работ методом многократных перекрытий;

• комплекс алгоритмов и программ для изучения сейсмических волновых полей в инфразвуковом диапазоне частот;

• способы выделения инфразвуковых аномалий из сейсмических волновых полей;

• новый способ проведения полевых сейсморазведочных работ, обработки и интерпретации данных для целей прогноза нефтегазоносности разреза на этапе детализации выявленных объектов.

Практическая ценность. Разработанные способы сейсморазведки, позволяют прогнозировать участки геологического разреза, перспективные на нефть и газ, а также выделять зоны тектонических нарушений. Наличие двух способов специальной обработки сейсмических данных, зарегистрированных при проведении работ методом многократных перекрытий, а также способа проведения новых полевых работ позволяет, применять их на различных этапах геологоразведочных работ. Применение разработанных способов в комплексе с другими геофизическими и геохимическими способами повышает достоверность прогнозирования нефтегазоносности геологического разреза.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на III Международной конференции « Новые идеи в науках о Земле », состоявшейся в

1997 году в Москве, а также на научно-практической конференции « Перспективы и направления стабилизации и развития нефтегазодобывающей промышленности Саратовской области» и на Международной конференции, посвященной памяти профессора В.В.Тикшаева, состоявшихся в 1997-1998 годах в Саратове.

Реализация в производстве. Разработанные способы сейсморазведки проходят апробацию и внедрение в Нижне-Волжском НИИ геологии и геофизики, Саратовской геофизической экспедиции, ЗАО «ЛУКОЙЛ-Саратов».

Публикации. По теме диссертации автором получены два патента Российской Федерации и опубликованы три статьи.

Фактический материал и личный вклад автора. В качестве фактического материала использовались результаты тематических научных исследований, выполненных в НВНИИГГ, где автор являлся ответственным исполнителем, а также результаты опытно-промышленного внедрения разработанных автором способов в Саратовской геофизической экспедиции.

Защищаемые положения.

1. Волновые сейсмические поля, регистрируемые при проведении полевых работ методом многократных перекрытий, имеют составляющие в инфра-звуковом диапазоне частот, связанные с нефтегазоносностью геологического разреза.

2. Применение новых способов обработки сейсмических данных обеспечивает выделение из сейсмических волновых полей инфразвуковых аномалий, позволяющих прогнозировать нефтегазоносность геологического разреза.

3. Разработанная технология проведения полевых работ, обработки и интерпретации данных способом инфразвуковой сейсморазведки, в комплексе с

сейсморазведкой МОГТ, является рабочим инструментом прогноза перспективных геологических объектов.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям Харазу И.И. и Иванчуку A.M. за постоянное внимание и помощь в разработке темы. Автор благодарит Михайлова В.А. и Глечикова В.А. за помощь в разработке теоретического обоснования новых способов сейсморазведки, Шку-ратова О.И за помощь в создании алгоритмов и программ, Григорьева Г.В. за разработку инфразвуковых сейсмоприемников.

Автор выражает благодарность сотрудникам НВНИИГГ Серебрякову В.Ю., Долматовой И.Н., Кенарской JI.B. и ЗАО «ЛУКОЙЛ-Саратов» Лепили-ну В.М., Ячменевой Л.В.за сотрудничество и помощь при подготовке работы, а также руководству Саратовской геофизической экспедиции Живодрову В.А., Селезневу В.А., Денисову В.Н. за активное участие в опытно-промышленйом опробовании разработанного способа проведения полевых сейсмических работ.

Заключение диссертации по теме «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», Бутенко, Георгий Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных экспериментальных и теоретических исследований автором обоснованы и разработаны новые способы обработки сейсмических данных, а также новый способ проведения полевых исследований для целей прогноза нефтегазоносности разреза в инфразвуковом диапазоне частот.

Автором самостоятельно и совместно с другими специалистами обоснована возможность выделения составляющих волновых сейсмических полей в инфразвуковом диапазоне частот по материалам профильных сейсмических наблюдений методом многократных перекрытий, являющихся индикаторами углеводородов. Разработаны алгоритмы и программы для специализированной обработки сейсмических данных. Разработаны способы анализа фондовых сейсмических материалов. Один из способов предназначен для экспресс-анализа сейсмических данных для выделения перспективных участков. Способ основан на спектральном анализе записей естественного сейсмического фона и применяется на ранних стадиях геологоразведочных работ.

Другой способ предназначен для выделения инфразвуковых аномалий из наблюденных волновых полей при проведении работ методом многократных перекрытий. Производится глубинная привязка выделенных аномалий, что позволяет локализовать в пространстве наиболее перспективные участки геологического разреза.

Кроме выявления нефтегазоперспективных участков представленные способы позволяют выделять зоны тектонических нарушений.

Разработан новый способ проведения полевых работ, обработки и интерпретации полученных данных - инфразвуковая сейсморазведка, позволяющий уточнять прогноз по выявленным перспективным объектам.

Экспериментальное опробование разработанных способов на территориях с известным геологическим строением дало высокий процент совпадения полученных данных с результатами ранее выполненного бурения поисковых скважин.

Дальнейшее развитие способов инфразвуковой сейсморазведки заключается в комплексировании с другими геофизическими и геологическими способами прямых поисков углеводородов, а также в оптимизации технологии проведения работ на основе анализа результатов опытно-промышленного внедрения разработанных способов.

Печатные работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Бутенко, Георгий Алексеевич, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке,- М.: Недра, 1982,- С.153-157.

2. Анализ геоакустического излучения нефтегазовой залежи при использовании технологии Анчар./ Графов Б.М., Арутюнов С.Л., Казаринов В.Е, Кузнецов О.Л., Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е. // Геофизика. -1998,- №5,-С. 24.

3. Батт М. Спектральный анализ в геофизике.- М.: Недра, 1980,- С.230.

4. Березкин В.М., Киричек М.А., Кунарев A.A. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа.- М.: Недра, 1986.

5. Вильчинская H.A. Волна переупаковки песков и акустическая эмиссия. // ДАН. СССР,- Т.262. 1982,- №3,- С. 568-572.

6. Гурвич И.И. Сейсмическая разведка,- М.: Гостоптехиздат, I960.- С. 270.

7. Демура Г.В., Никитин A.A., Трофимова Т.А. Новые возможности спектрального анализа при обработке геофизических данных // Прикладная геофизика,- 1980,- № 97,- С.129.

8. Каппелини В., Константинидис Дж., Эмилиани П. Цифровые фильтры и их применение.- М.: Энергоатомиздат, 1983,- С. 74.

9. Михеев С.И. Прогнозирование состава и свойств горных пород по сейсмическим данным.- Саратов: изд-во СГУ, 1989.

10. Николаевский В.Н., Вильчинская H.A., Лисин В.П. Медленные сейсмические волны в песчаных морских грунтах // Океанология,- Т.25.-1985.-Вып. 4,- С. 656-662.

11. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика,- М.: Недра, 1996,-С.447.

12. Новые интерпретационные компьютерные технологии прямых поисков скоплений УВ и оценки качества резервуарных покрышек./ Скорнякова Е.Г., Бутенко Г.А., Михайлов В.А., Титаренко И.А // Тезисы докладов I Научно-практической конференции « Перспективы и направления стабилизации и развития нефтегазодобывающей промышленности Саратовской обл., Саратов, 1997.

13. Опыт низкочастотной разведки в газоносных районах Оренбургской области / Арутюнов С.Л., Кузнецов О.Л., Карнаухов С.М. и др.// Геология нефти и газа.-1994,- №11.- С.ЗЗ.

14. Основы теории колебаний / Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н.// - М.: Наука, 1978.

15. Патент РФ № 2045079. Способ вибросейсморазведки при поисках нефтегазовых месторождений / Арутюнов С.Л., Графов Б.М., Лошкарев Г.Л и др.//БИ, 1995, №27.

16. Патент РФ № 2054697. Способ сейсморазведки при поисках нефтегазовых месторождений./ Арутюнов С.Л., Графов Б.М., Лошкарев Г.Л и др. // БИ, 1996, № 5.

17. Патент РФ № 2105324. Способ сейсмической разведки при поиске нефтегазовых месторождений /Бутенко Г.А, Михайлов В.А., Тикшаев В.В.// БИ, 1998, № 5.

18. Патент РФ № 2117317. Способ скважинной сейсморазведки для прямого прогноза нефтегазовых месторождений / Бехтерев И.С., Галузин М.Н., Соболев Д.М., Михайлов В.А., Бутенко Т.АЛ БИ, 1998, № 22.

19. Применение цифровой сейсморазведки для прямого выявления нефтегазовых месторождений. / Авербух А.Г., Гельфанд В.А., Гогоненков Г.Н. и др. // Региональная, разведочная и промысловая геофизика: Обзор / ВНИИ экон. минер, сырья и геол.- развед. работ ВИЭМС.- М., 1979.

20. Проблемы нелинейной сейсмики,- М.: Наука, 1987. - С.287.

21. Прямой поиск углеводородов геофизическими методами./ Мальнедьбаум М.М., Пузырев H.H., Рыхлинский Н.И., Сурков B.C., Трофимук A.A.// - М.: Наука, 1988,- С. 44.

22. Прямые поиски месторождений нефти и газа в СССР и за рубежом. / Кузнецов О.Л, Кулагин С.Г., Петухов A.B. и др.// Геология, методы поисков и разведки месторождений нефти и газа: Обзор / ВНИИ экон. минер, сырья и геол.- развед. работ ВИЭМС. - М., 1988,- С.21.

23. Прямой прогноз нефтегазоносности по материалам сейсморазведки в ин-фразвуковом диапазоне частот / Бутенко Г.А., Тикшаев В.В., Михайлов В.А., Серебряков В.Ю.// Материалы III Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле».- М.: 1997.

24. Прямой прогноз нефтегазоносности способом инфразвуковой сейсморазведки./ Бутенко Г.А., Михайлов В.А., Серебряков В.Ю., Шкуратов О.И. // Тезисы докладов международной конференции, посвященной памяти профессора В.В. Тикшаева.- Саратов, 1998.

25. Рыкунов Л.Н., Хаврошкин О.Б., Циплаков В.В. Временные вариации высокочастотных сейсмических шумов // Изв. АН СССР. Физика Земли,-1979,- № 11,-С. 72-77.

26. Сейсмическая стратиграфия / Под ред. Ч. Пейтона. // - М.: Мир, 1982.

27. Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред . В.П. Номокомова // - М.: Недра, 1990,- С. 254.

28. Турлов П.А., Ямпольский A.M., Гольдштейн В.Л. Эксплуатация цифровых сейсморазведочных станций «Прогресс».- М.: Недра, 1986,- С. 80.

29. Уайт Дж. Э. Возбуждение и распространение сейсмических волн. - М.: Недра, 1986,- С. 90.

30. Физико-химические основы прямых поисков залежей нефти и газа / Под ред. Е.В. Каруса // - М.: Недра, 1986.

31. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. - М.: Мир, 1987,- С. 230-233.

Фондовые работы.

32. Комплексная программа завершения разведки Каменского месторождения,- Уральск, фонды «Уральскнефтегазгеологии», 1989.

33. Методические рекомендации по электромагнитной разведке повышенной разрешенности методом становления поля с использованием многократных перекрытий./ Тикшаев В.В., Глечиков В.А., Абдулвалиев М.Т. и др.//- Саратов: НВНИИГГ, 1989.

34. Обосновать методику прямого прогноза скоплений УВ по материалам сейсморазведки в инфразвуковом диапазоне частот: Отчет по теме № 425 / Отв. исп. Бутенко Г.А.- Саратов, фонды НВНИИГГ, 1998,- С. 66.

35. Оперативная переинтерпретация и обобщение сейсмических материалов МОГТ с элементами структурно-формационного анализа на введенных в бурение площадях Западного борта Бузулукской впадины: Отчет по теме № 194 / Отв. исп. Тимофеева Е.П.- Саратов, фонды НВНИИГГ, 1990.

36. Поисковые сейсмические работы МОГТ на Чалыклинской площади с целью выявления по горизонтам девона и карбона объектов для постановки детальных сейсмических работ: Отчет по теме № 217 / Отв. исп. Коськина Н.Б. -Саратов, фонды НВНИИГГ, 1985.

37. Поисковые сейсмические работы МОГТ на Перелюбской площади с целью выявления объекта по горизонтам девона и карбона для постановки детальных сейсмических работ: Отчет по теме № 310 / Отв. исп. Бородина Н.К.- Саратов, фонды НВНИИГТ, 1987.

38. Разработать и освоить сейсмоприемное пьезоэлектрическое устройство для наземной сейсморазведки: Отчет по теме № 259 / Отв. исп. Григорьев Г.В. - Саратов, фонды НВНИИГГ, 1990.

39. Разработка новых способов и технологий наземно-скважинной сейсморазведки на базе применения широкополосных пьезоприемников и техноген-

ных источников колебаний: Отчет по теме № 427 / Отв. исп. Михайлов В .А.- Саратов, фонды НВНИИГГ, 1987. 40. Разработать методику проведения прямого прогноза УВ способом инфра-звуковой сейсморазведки: Отчет по теме № 459 / Отв. исп. Бутенко Г.А. -Саратов, фонды НВНИИГГ, 1999.