Разработка методики применения сейсморазведки на продольных и обменных волнах на основе данных сейсмомоделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Горбачев, Сергей Викторович

• Горбачев, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горбачев, Сергей Викторович

Содержание работы.

Список иллюстраций.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Основы многоволновой сейсморазведки на РР и Р8 волнах и методы ее моделирования.

1.1. Современное состояние МВС на РР и РБ-волнах.

1.2. Основы сейсморазведки на РР и РБ волнах.

1.2.1. Возможности и ограничения МВС.

1.2.2. Пути повышения эффективности работ на РР и Р8-волнах.

1.3. Сейсмическое моделирование.

1.3.1. Анализ основных алгоритмов моделирования.

1.3.1.1. Лучевое моделирование.

1.3.1.2. Моделирование на основе волнового уравнения.

1.3.2. Возможности и ограничения моделирования.

Глава 2. Особенности обработки и интерпретации данных МВС.

2.1. Особенности обработки обменных волн.

2.1.1. Ориентация компонент.

2.1.2. Статические поправки.

2.1.3. Кинематические поправки.

2.1.4. Бинирование по общей точке обмена.

2.1.5. БМО и миграция.

2.2. Интерпретация данных МВС.

Глава 3. Анализ наземных систем наблюдений РР и Р8 волн.

3.1. Особенности проектирования работ на РР и РБ волнах.

3.2. Оценка влияния геометрии наблюдений ЗБ на данные РР и Р8 волн.

3.2.1. Анализ атрибутов и параметров бинов.

3.2.2. Моделирование и обработка модельных данных.

3.2.3. Анализ влияния геометрий наблюдений на распределение амплитуд продольных и обменных волн.

Глава 4. Разработка методики проведения сейсморазведки на РР и PS волнах на основе сейсмомоделирования.

4.1. Постановка задач и построение модели разреза.

4.2. Выбор типа и параметров моделирования.

4.3. Оценка и выбор системы наблюдений.

4.4.Моделирование, обработка данных и оценка результатов работ.,

4.5. Проектирование и контроль полевых работ.

4.6. Интерпретационная обработка данных МВС.

Глава 5. Применение разработанной методики сейсморазведочных работ на РР и PS волнах на основе сейсмомоделирования в различных сейсмогеологических условиях.

5.1. Оценка целесообразности проведения МВС работ на продольных и обменных волнах на одном из месторождений в Тимано-Печорской нефтегазовой провинции.

5.1.1. Построение модели среды.

5.1.2. Моделирование.

5.1.3. Обработка и интерпретация.

5.2. Коррекция графа интерпретационной обработки данных МВС на продольных и обменных волнах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики применения сейсморазведки на продольных и обменных волнах на основе данных сейсмомоделирования»

В настоящее время круг вопросов, стоящих перед нефтегазовой сейсморазведкой, значительно расширяется. С внедрением трехмерной сейсморазведки (ЗБ) и ростом вычислительных мощностей стал возможным переход от решения структурных задач к количественной оценке коллекторских свойств перспективных интервалов разреза, то есть определение положения коллектора в разрезе, а также прогноз типа флюида-порозаполнителя, количественная оценка пористости, трещиноватости, степени нефтегазонасыщенности. Эти задачи не могут быть однозначно решены только методом продольных волн, поскольку требуют знания всего набора сейсмических данных, связанных с упругими свойствами среды.

Основные надежды повышения эффективности сейсморазведки связывают с применением многоволновой сейсморазведки (МВС), базирующейся на совместном использовании продольных, поперечных и обменных волн. Этим обуславливается актуальность выбранной темы.

В связи с определенными трудностями, возникающими при сейсморазведке на монотипных поперечных волнах, в настоящее время большое распространение получила многоволновая сейсморазведка в варианте совместного использования отраженных продольных (РР) и обменных (Р8) волн. Сложности применения Р8 волн, главным образом связаны с тем, что их сейсмические записи характеризуются более низким уровнем сигнала, чем данные РР волн. Обработка Р8 волн является сложной, многоитерационный задачей, требующей большего количества априорной информации по сравнению с обработкой РР волн. Часто при проектировании МВС работ на РР и РБ волнах не уделяется должного внимания особенностям распространения обменных волн и их регистрации.

Решению ряда перечисленных проблем может помочь применение сейсмического моделирования съемок на РР и РБ волнах. На основе данных моделирования возможно скорректировать основные этапы реализации МВС 8 проектов: проектирование, проведение работ, обработку и интерпретацию данных.

Цель работы

Целью работы является исследование возможностей и разработка методических приемов повышения геологической эффективности сейсморазведочных исследований на РР и РБ волнах с использованием данных сейсмического моделирования, включая этапы проектирования, проведения работ, обработки и интерпретации сейсмических наблюдений.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Исследование современного состояния многоволновой сейсморазведки на РР и РБ волнах и определение путей повышения ее эффективности.

2. Оценка возможностей существующих методик сейсмического моделирования и их применимости при решении поставленных геологических задач.

3. Разработка методики совместного применения продольных и обменных волн на основе сейсмического моделирования.

4. Оценка влияния геометрий систем наблюдений на сейсмические изображения продольных и обменных волн.

5. Усовершенствование существующего графа обработки данных продольных и обменных волн на основе данных моделирования.

6. Опробование предложенной методики на модельных и реальных материалах сейсморазведки на продольных и обменных волнах в различных геологических условиях. 9

Научная новизна

В процессе проведенных исследований получены результаты, обладающие научной новизной:

1. Разработана методика, повышающая эффективность применения продольных и обменных волн на основе совокупности данных полноволнового и лучевого моделирования.

2. Разработаны способы оценки влияния геометрий систем наблюдений ЗБ на сейсмические изображения продольных и обменных волн на основе моделирования, предложены способы снижения влияния систем наблюдений на результаты работ.

3. Впервые на основе сейсмомоделирования показана перспективность применения сейсморазведки на РР и РБ волнах для исследований углеводородных месторождений Тимано-Печорской НГП.

4. Предложен оптимизированный граф интерпретационной обработки многоволновых сейсмических данных продольных и обменных волн на основе сейсмомоделирования, позволивший повысить качество работ.

Практическая значимость работы

В результате исследования разработана методика, направленная на повышение эффективности многоволновой сейсморазведки на РР и Р8 волнах на основе данных сейсмомоделирования, охватывающая основные этапы реализации МВС проектов, которая может быть рекомендована для исследований месторождений нефти и газа в различных сейсмогеологических условиях.

Предложенная методика позволила оценить целесообразность и возможность эффективного применения продольных и обменных волн на одном из месторождений Тимано-Печорской НГП и выдать рекомендации по проведению работ.

10

Результаты работы внедрены в производственную практику многоволновых сейсморазведочных работ в СК «ПетроАльянс» и использованы при составлении производственных отчетов.

Основные защищаемые положения

1. Разработанная методика применения сейсморазведки на РР и РЭ волнах на основе сейсмического моделирования, обеспечивающая оптимизацию систем наблюдений для более равномерного распределения сейсмических амплитуд по площади ЗБ работ и позволяющая исключить нежелательные искажения на сейсмических изображениях.

2. Разработанный граф интерпретационной обработки данных РР и РЭ волн, основанный на уточнении скоростной модели и положений точек обмена РЭ волн, позволяющий повысить концентрацию энергии отраженной обменной волны вдоль сейсмических границ и улучшить их прослеживаемость на суммарных разрезах.

3. Полученные модельные данные, позволяющие оценить потенциальную информативность многоволновых сейсмических работ на РР и Р8 волнах на этапе проектирования работ на одной из площадей Тимано-Печорской НГП и рекомендовать площадь для проведения многоволновых исследований на нефть и газ.

Личный вклад

Совокупность идей, описанных в работе, касающихся применения сейсмического моделирования для повышения эффективности многоволновых сейсморазведки на РР и Р8 волнах на различных этапах работ, была предложена автором лично и реализована при непосредственном его участии.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на следующих конференциях:

11

VIII Международная научно-практическая конференция «Геомодель», Геленджик, 2006; VII Всероссийская научно-техническая конференция: «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2007; конференция молодых специалистов «Геоперспектива», Москва, 2007; II Международный конгресс «ГеоСибирь», Новосибирск, 2007; IX Международная научно-практическая конференция «Геомодель», Геленджик, 2007; конференция молодых специалистов «Геоперспектива», Москва, 2008; III Международная конференция «Геонауки: от новых идей к новым открытиям», Санкт-Петербург, 2008.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 145 страниц, в том числе 65 рисунков и 2 таблицы. Список литературы включает 80 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Горбачев, Сергей Викторович

Основные результаты работ сводятся к следующему:

1. Определена необходимость применения сейсмического моделирования при работе с данными РР и РЭ волн, исследованы преимущества и недостатки лучевого и полноволнового моделирования, а также их параметры.

2. Проанализировано на модельных данных влияния геометрии наблюдений ЗБ на амплитуды продольных и обменных волн и получены следующие выводы:

Выбор системы наблюдений для ЗБ/ЗС работ оказывает существенное влияние на качество данных продольных и особенно обменных волн; ^ Анализ атрибутов бинов показал, что стандартные ортогональные системы наблюдений характеризуются сильным отпечатком системы наблюдений на атрибуты бинов, особенно для обменных волн; ^ Отпечаток системы наблюдений можно ослабить путем применения широкоазимутальных съемок, заданием косых или зигзагообразных линий возбуждения; ^ Применение моделирования позволяет оценить влияние систем наблюдений на освещение целевого объекта продольными и обменными волнами; ^ Анализ систем наблюдений и модельных данных показывает какой эффект вносит геометрия наблюдений в амплитуды продольных и обменных волн.

3. Разработана методика, позволяющая повысить эффективность сейсморазведочных работ на РР и Р8-волнах на основе сейсмомоделирования. Обоснованы и сформированы в единый граф основные этапы реализации методики, позволяющие применять ее в различных сейсмогеологических условиях и на разных этапах проведения многоволновых работ на РР и РБ волнах.

138

4. Оценена целесообразность проведения работ на РР и Р8 волнах на одном из месторождений в Тимано-Печорской НГП. При обработке модельных данных показана возможность уверенного выделения отражений РР и Р8 волн от основных горизонтов, несмотря на большое количество регулярных помех и сложное геологическое строение района. На конкретном примере в условиях Тимано-Печорской НГП было показано, что совместное применение РР и РБ волн позволяет повысить надежность и эффективность работ. Исследуемая площадь рекомендована для проведения многоволновых исследований на нефть и газ.

5. На основании моделирования скорректирован граф интерпретационной обработки данных РР и Р8 волн на одной из площадей Западной Сибири. Уточнение скоростной модели и положений точек обмена на базе сейсмомоделирования привело к повышению концентрации отраженной обменной энергии вдоль сейсмических границ и улучшению их прослеживаемости.

6. Основной сложностью применения моделирования при работе с многоволновым проектами является, временя затрачиваемое на реализацию такого проекта, с учетом этого увеличивается и стоимость всех работ. При этом правильная оценка возможностей проведения МВС работ и улучшение результатов обработки данных повышают надежность и геологическую результативность сейсморазведочных исследований на нефть и газ.

Таким образом, применение разработанной методики целесообразно на различных этапах реализации многоволновых работ и может являться ключом к решению многих проблем при работе на РР и Р8-волнах.

139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горбачев, Сергей Викторович, 2009 год

1. Аки К. и Ричарде П., Количественная сейсмология, М.: Мир, 1983.

2. Берзон И.С., Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах, Изд. АН СССР, 1963.

3. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка. Тверь: АИС, 2006.

4. Бродов Л.Ю., Применение многоволнового вертикального сейсмического профилирования (ВСП-МВС) для изучения коллекторских свойств осадочных отложений., Бюл.асс. Нефтегеофизика, вып. 4 М., 1992.

5. Ведерников Г.В. Методика и технологии сейсморазведочных работ. Новосибирск-Томск-Нортхэмтон, STT, 2006.

6. Воскресенский Ю. Н. Изучение изменений амплитуд сейсмических отражений для поисков и разведки залежей углеводородов // М. РГУ нефти и газа, 2001.

7. Гальперин Е.И., Поляризационный метод сейсмических исследований. М.: Недра, 1977.

8. Гальперин Е.И., Вертикальное сейсмическое профилирование, М.: Недра, 1982.

9. Гаррота Р., Грандер П. Поперечные волны: от регистрации до интерпретации. М. 2000.

10. Ю.Гольдин C.B. Интерпретация данных сейсмического метода отраженных волн. М.: Недра, 1987.

11. П.Горбачев C.B., Петров Е.И., Тихонов A.A. «О применении моделирования волновых полей для проектирования многоволновых сейсмических работ и подбора параметров графа обработки»// «Технологии сейсморазведки» №1, 2007.

12. Горбачев C.B., Мирошниченко Д.Е. «Прогноз целесообразности и эффективности проведения многоволновой сейсморазведки на основе моделирования»// «Технологии сейсморазведки» №1, 2008.140

13. З.Горбачев C.B., Череповский A.B., Оценка влияния геометрии наблюдений на качество многоволновых данных. //Технологии сейсморазведки №1, 2009.

14. Горбачев C.B., Мирошниченко Д.Е., Оценка целесообразности и эффективности проведения многоволновых сейсмических съемок на стадии проектирования // Сборник тезисов докладов, IX Международная Научно-практическая Конференция «Геомодель», Геленджик, 2007.

15. Горбачев C.B., Петров Е.И., Тихонов A.A., Газарян В.П. Пример моделирования волновых полей для проектирования многоволновых сейсмических работ. Тезисы VIII-ой Международной Научно-практической Конференции «Геомодель», Геленджик, 2006.

16. Горбачев C.B. Оценка отпечатков геометрии наблюдений на качество многоволновых данных. Тезисы молодежной конференции «Геоперспектива-2008», Москва.

17. Горбачев C.B. Особенности обработки данных многоволновой сейсморазведки. Тезисы 61-ой студенческой научной конференции "Нефть и газ- 2007", Москва.

18. Дедеев В.А.и др. Тектоника Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции/ Сыктывкар: Коми научный центр УрО АНСССР, 1989. 28 с141

19. Евчатов Г.П., Сагайдачная О.М. Комплексирование продольных и обменных SP-волн. /Геофизика 1, 1996.

20. Караев Н.А., Рабинович Г.Я. Рудная сейсморазведка. М.: Геоинформарк, 2000.

21. Карасик В.М. Изучение скоростей сейсмических волн комплексом методов. М.: Недра, 1993.

22. Клаербоут Дж. Ф., Теоретические основы обработки геофизической информации с приложением к разведке нефти. М.: Недра, 1981.

23. Козлов Е., Боуска Дж., Медведев Д., Роденко А. Лучше сейсмики 3D -только сейсмика 3D, хорошо спланированная. Геофизика, №6, 1998.

24. Козлов Е.А., Модели среды в разведочной сейсмологии. Т.: ГЕРС, 2006.

25. Козырев B.C., Жуков А.П., И.П. Коротков и д.р. Учет неоднородностей верхней части разреза в сейсморазведке. М.: Недра, 2003.

26. Крылов C.B., Мишенькин Б.П., Мишенькина З.Р. и др. Детальные сейсмические исследования литосферы на Р- и S волнах. Н.: Наука, 1993.

27. Кузнецов В.М., Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Введение в сейсмическую анизотропию: теория и практика. Т.: Гере, 2006.

28. Куклин И.А., Рузин Л.М., Овчинников З.Н. и др. Подсчет запасов нефти по шахтным полям центральной части Ухтинской складки. Подсчет запасов нефти в пласте III на Лыаёльской площади // Ухта, «ПечорНИПИнефть», 1985.142

29. Лебедев К.А., Тригубов A.B., Горшкалев С.Б. и др. Изучение скоростей продольных и поперечных волн методом ВСП в галогенно-карбонатном разрезе Сибирской платформы // Геология и геофизика. № 6, 1997.

30. Лебедева Г.Н., Пузырев H.H., Бобров Б.А. и др. Изучение кратных обменных отраженных волн методами моделирования и натурного эксперимента // Геология и геофизика. № 5, 1998.

31. Лебедев К.А., Шамаль А. И., Ходжаев В.Б., и др. Состояние и перспективы применения поперечных волн в Восточной Сибири. //Многоволновые сейсмические исследования. Н.: Наука, 1987.

32. Методичесие рекомендации по применению пространственной сйсморазведки 3D на различных этапах геологических работ на нефть и газ. Министерство природных ресурсов РФ. М.: 2000.

33. Мешбей В.И., Методика многократных перекрытий в сейсморазведке. М.: Изд. Недра, 1985.

34. Многоволновые сейсмические исследования. Сборник материалов конференции. Новосибирск: Наука, 1987.

35. Мушин И.А., Бродов Л.Ю., Козлов Е.А. и др., Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных. М.: Недра, 1990.

36. Нефедкина Т.В., Ведерников Г.В., Преженцев A.A. Применение многоволновой сейсморазведки для прогнозирования геологического разреза в Прикаспийской впадине // Геология и геофизика. 1990, №11.

37. Низьев A.B., Керусов И.Н., Петров Е.И. Современный подход к изучению резервуаров на базе многоволновой сейсморазведки с точечными датчиками. Нефть и Капитал, вып.2, 2005.

38. Петрашень Г. И., Каштан Б. М., Ковтун А. А. Распространение объемных волн и методы расчета волновых полей в анизотропных упругих средах. Л.: Наука, 1984.

39. Положение об этапах и стадиях геолого-геофизических работ на нефть и газ. Мингео СССР, Миннефтепром, Мингазпром. М.: 1983.143

40. Потапов O.A. Технология полевых сейсморазведочных работ. М.: Недра, 1987.

41. Притчетт У. Получение надежных данных сейсморазведки. М.: Мир, 1999.

42. Пузырев H.H. Временные поля отраженных волн и метод эффективных параметров. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1979

43. Пузырёв H.H. Развитие методов поперечных и обменных волн в сейсморазведке. //Развитие идей Г. А. Гамбурцева в геофизике. М.: Наука, 1982.

44. Пузырев H.H., Тригубов A.B., Бродов Л.Ю. и др. Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн. М.: Недра, 1985.

45. Пузырев H.H. Методы и объекты сейсмических исследований // Введение в общую сейсмологию. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997.

46. Сибиряков Б. П., Заикин А. Д. Многоволновая сейсморазведка и прикладная геодинамика в нефтегозаносных областях// Геология и геофизика Т. 35, № 5, 1994.

47. Харисов Р.Г., Хасимов P.C. Архипов A.A. и др. Современный подход к изучению резервуаров на базе многоволновой сейсморазведки. НТЖ Технология ТЭК №6. 2005.

48. Хаттон Л., Уэрдингтон М., Мейкин Дж. Обработка сейсмических данных. Теория и практика. Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

49. Хохлов М.Т., Харитонов О.М., Трифонов П.Г. и др. Многоволновые сейсмические исследования угольных месторождений Донбасса. К.: Наукова Думка, 1990.

50. Череповский А.В., «Пути снижения отпечатка системы наблюдений на сейсмические данные 3D и 3D/3C». Тезисы международной конференции геофизиков и геологов. Тюмень, 2007.

51. Урупов А.К. Изучение скоростей в сейсморазведке. М.: Недра, 1966.

52. Урупов А.К., Левин А.Н., Определение и интерпретация скоростей в методе отраженных волн. М.: Изд. Недра, 1985.

53. Урупов А.К. Основы трехмерной сейсморазведки. М.: Нефть и газ. 2004.

54. Шевченко А.А., Скважинная сейсморазведка. М.: РГУ нефти и газа, 2002.

55. Шнеерсон М.Б., Жуков А.П. Наземная невзрывная сейсморазведка -сейсморазведка XXI. //Приборы и системы разведочной геофизики,2004,3.

56. Шериф Р. и Гелдарт Л., Сейсморазведка: М.: Мир, 1987.

57. Alkhalifah, Т., and Tsvankin, I.,, Velocity analysis for transversely isotropic media: Geophysics 60,1550-1566, SEG,1995.

58. Bain K., Tatham R. Sensitivity of PP and PSv AVO reflectivity to fluid properties in porous media: extension of PP results and PSv investigation. EAGE/SEG research workshop, France, Pau, 2005.

59. Cordsen A., Galbraih M., Pierce J. Planning 3-D Seismic Survey. Tulsa: SEG, 1998.

60. Criss, J. Multicomponent survey design and planning: Multicomponent symposium, Houston, 2003.

61. Criss J. Another look at full-wave seismic imaging. First break, vol 25, 2007.

62. Curtis C., Kopper R., et al. Heavy-Oil reservoirs/- Oilfield Review, Autumn, 2002.

63. Dai H., Li X-Y. Converted wave imaging in anisotropic media: 3D application and case study from the north sea. EAGE/SEG research workshop, France, Pau, 2005.145

64. De G.S., Winterstein D.F., Meadows M.A., Comparison of P-and S-wave velocities and 9/s from VSP and sonic log data. Geophysics 59, 1512-1529. SEG, 1994.

65. Harrison M. Processing of P-Sv Surface-seismic data: anisotropy analysis, dip moveout and migration. Calgary, Alberta, 1992.

66. Gaiser J. 1999. Applications for vector coordinate systems of 3D converted wave data. The leading edge, November.

67. Gray D. P-S Converted-Wave AVO. Veritas DGS, Calgary.

68. Larson G.A. Acquisition, processing and interpretation of P-P and P-S 3D seismic data: MSc. Theses, The University of Calgary, Calgary, Alberta, 1996.

69. Lkelle L., Amundsen L. Introduction to petroleum seismology. Tulsa, SEG, 2005.

70. Lokshtanov D. Suppression of free-surface effects from multicomponent sea-floor data. EAGE/SEG research workshop, France, Pau, 2005.

71. Maxwell P., Tessman D. J., Reichert B. Design through to production of a MEMS digital accelerometer for seismic acquisition: First Break, 19, no.3, 2001.

72. Soubatcheva N. Reservoir property prediction from well-logs, VSP and multicomponent seismic data: Pikes Peak heavy oil. University of Calgary

73. Thomsen L. Converted wave reflection seismology over inhomogeneous, anisotropic media: Geophysics 64, 678-690, SEG, 1999.

74. Vermeer Gijs O. 3-D Seismic Survey Design: SEG, Geophysical references series No. 12. 2002.

75. Xiang-Yang Li, Hengchang Dai, Fabio Mancini. Converted-wave imaging in anisotropic media: theory and methods. EAGE/SEG research workshop, France, Pau, 2005.

76. Yilmaz, O. Seismic Data Processing, Seismic data processing: SEG, vol. 1,2. 1987,