Совершенствование способов обработки данных вертикального сейсмического профилирования для изучения околоскважинного пространства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Адиев, Азат Явдатович

• Адиев, Азат Явдатович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Адиев, Азат Явдатович

Введение.

1. Анализ состояния обработки материалов вертикального сейсмического профилирования.

1.1. Анализ программных средств обработки данных вертикального сейсмического профилирования.

1.2. Обзор исследований в области компенсации затухания сейсмических сигналов при ВСП.

1.3. Современное состояние поляризационной обработки данных ВСП.

1.4. Обзор способов деконволюции сейсмических записей при ВСП.

Выводы.

2. Разработка способов компенсации затухания сейсмических сигналов при ВСП.

2.1. Оптимизация компенсации затухания сейсмического сигнала в способе, использующем непосредственно сейсмическую запись.

2.2. Разработка способа компенсации затухания сейсмического сигнала на основе учета функции геометрического расхождения фронта волны.

2.3. Опробование разработанных способов компенсации затухания на материалах НВСП.

Выводы.

3. Развитие поляризационной обработки данных ВСП.

3.1. Разделение продольных и поперечных волн во временной области по параметрам поляризации.

3.2. Разделение продольных и поперечных волн в частотной области по скоростям и параметрам поляризации.

3.3. Выделение оптимальных компонент отраженных волн на основе пластовой скоростной модели разреза.

Выводы.

4. Разработка способа переменной во времени деконволюции по заданному набору сигналов.

4.1. Способ расчета обратного фильтра с оптимальной задержкой.

4.2. Способ переменной во времени деконволюции по заданному набору сигналов.

4.3. Опробования способа переменной во времени деконволюции на реальных материалах.

Выводы.

5. Результаты применения усовершенствованной обработки данных ВСП в производственных условиях.

5.1. Результаты ВСП в скважине 426-Бузулукская.

5.2. Результаты ВСП в скважине 1-Лагинская.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование способов обработки данных вертикального сейсмического профилирования для изучения околоскважинного пространства»

Актуальность темы. Сейсмические наблюдения в скважинах широко используются для уточнения структуры и исследования изменения свойств коллекторов в околоскважинном пространстве с целью оптимизации последующего разведочного и эксплуатационного бурения.

Необходимость повышения требований к точности и достоверности результатов работ методом скважинной сейсморазведки, изучения сложнопо-строенных ловушек углеводородов требуют постоянного совершенствования программного обеспечения обработки и интерпретации данных. Наиболее широко используемой в отечественной практике модификацией скважинной сейсморазведки является вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП). При обработке данных скважинной сейсморазведки используются, как правило, специально разработанные пакеты программ, учитывающие специфику скважинных сейсмических наблюдений. Одним из таких пакетов является разрабатываемый в ОАО «Башнефтегеофизика» специализированный пакет программ обработки данных ВСП «GeoSeis Pro».

На начало постановки диссертационных исследований пакет программ «GeoSeis Pro» не обеспечивал полный цикл обработки данных ВСП и дополнялся пакетом программ обработки данных наземной сейсморазведки «GeoCluster-ЮО». При этом использовались программные продукты, не в полной мере учитывающие специфику волновых полей на вертикальном профиле, что снижало качество результатов обработки и интерпретации. Кроме того, многократный переход из одного пакета в другой негативно влиял на технологичность обработки и, вследствие этого, на важнейшее преимущество скважинной сейсморазведки - экспрессность представления результатов.

Цель работы - совершенствование способов обработки и интерпретации данных ВСП в пакете «GeoSeis Pro» для повышения их экспрессности, информативности и достоверности.

Объект исследования - данные вертикального сейсмического профилирования в нефтяных и газовых скважинах.

Предмет исследования - пакет программ обработки и интерпретация данных вертикального сейсмического профилирования.

Основные задачи исследования

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Адиев, Азат Явдатович

122 Выводы

Способы обработки, предложенные в разделах 2-4, реализованы в виде обрабатывающих программ, применяющихся в рамках комплекса обработки данных ВСП GeoSeis Pro при выполнении этапов поляризационной обработки, повышения разрешенности записей и корректировки (восстановления) амплитуд. Дополнение комплекса разработанными программами позволило ОАО «Башнефтегеофизика» с 2011 года выполнять почти полный цикл обработки данных ВСП и НВСП в комплексе GeoSeis Pro и усовершенствовать технологию обработки, за счет чего достигнуто значительное повышение производительности и качества обработки и в конечном итоге повышение качества интерпретации данных скважинной сейсморазведки.

Рассмотренные примеры применения усовершенствованной технологии обработки данных ВСП с использованием комплекса программ GeoSeis Pro иллюстрируют высокую информативность скважинной сейсморазведки при уточнении строения нефтяных ловушек с целью оптимизации последующего эксплуатационного бурения.

Разработанные по теме диссертационной работы способы прошли производственное опробование при обработке материалов ВСП и НВСП, полученных в различных регионах России более чем в 50 скважинах, по полученным результатам подготовлены и утверждены методические рекомендации по обработке данных ВСП и НВСП.

123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с неудовлетворенностью существующими обрабатывающими комплексами и учитывая большие объемы работ ВСП (около 60-70 скважин ежегодно), в ОАО «Башнефтегеофизика» выполняется разработка собственного комплекса программ обработки данных ВСП GeoSeis Pro. Этот комплекс призван устранить ограничения существующих комплексов по технологичности обработки и интерпретации данных, недоучету специфики сейсмических наблюдений в скважинах и возможности решения новых геологических задач с использованием динамических параметров волн.

В процессе исследований по теме диссертационной работы автором получены следующие основные результаты:

1. По результатам анализа состояния обработки материалов ВСП установлено, что применяемые способы компенсации затухания сейсмических сигналов, поляризационного разделения волн и деконволюции нуждаются в усовершенствовании.

2. Оптимизирован способ компенсации затухания сейсмического сигнала непосредственно по сейсмической записи и разработан способ компенсации затухания на основе расчета функции геометрического расхождения с учетом преломления лучей на сейсмических границах, что позволяет выполнить компенсацию затухания отраженных волн на материалах ВСП и НВСП с максимальным сохранением их динамических параметров.

3. Предложены три новых способа разделения волн по параметрам поляризации на основе минимизации энергии помехи во временной и частотной областях и расчета следящей составляющей путем решения прямой кинематической задачи. Эти способы отличаются степенью подавления помех и разделения волн, имеющих кажущуюся скорость одного знака (например, восходящих РР- и PS-волн). Предложенные способы позволяют в зависимости от особенностей исходного волнового поля выбрать наиболее оптимальный вариант поляризационной селекции (или комбинацию вариантов).

4. Усовершенствован способ расчета обратного фильтра по реальной форме падающего импульса путем определения оптимальной задержки фильтра, позволяющий повысить устойчивость и снизить уровень помех. Разработан способ переменной во времени деконволюции на основе учета изменения формы падающего импульса с глубиной и во времени регистрации, повышающий детальность сейсмических разрезов ВСП и их соответствие распределению упругих свойств в среде. Предложены методические рекомендации по выполнению деконволюции с использованием импульсного и вибрационного источников.

5. Разработанные способы реализованы в виде алгоритмов и соответствующих обрабатывающих программ, опробованы на материалах ВСП и НВСП, полученных в различных регионах России более чем в 50 скважинах, и включены в состав комплекса обработки данных ВСП GeoSeis Pro, что позволило выполнять почти полный цикл обработки данных ВСП в этом комплексе и обеспечило значительное повышение производительности и качества обработки и, в конечном итоге, повышение информативности скважинной сейсморазведки. На основе полученных материалов подготовлены и внедрены в ОАО «Башнефтегеофизика» методические рекомендации по обработке данных ВСП и НВСП.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Адиев, Азат Явдатович, 2012 год

1. Адиев А.Я. Современное состояние и некоторые возможности повышения эффективности метода вертикального сейсмического профилирования / А.Я. Адиев, Ю.Г. Антипин // НТЖ «Нефть. Газ. Новации». Самара: Агни. - 2010. - № 3. - С. 26-31.

2. Адиев А.Я. Развитие методики поляризационной обработки данных скважинной сейсморазведки / А.Я. Адиев, М.Т. Якупов // НТЖ «Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса». Москва: ВНИИОЭНГ. -2011.-№ 6.-С. 4-10.

3. Адиев Р.Я. Программное обеспечение обработки и интерпретации данных скважинной сейсморазведки GeoSeis Pro / Р.Я. Адиев, Ю.Г. Антипин, В.В. Лесников // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003610472.

4. Агаев Х.Б. Алгоритм поляризационного анализа трехкомпонентных записей в сейсморазведке / Х.Б. Агаев, Е.И. Гальперин // Экспресс-информ., ВИЭМС. Сер. «Региональная, разведочная и промысловая геофизика», 1982.-Вып. 18.-С. 24-28.

5. Александров С.И. Методы поляризационной обработки сейсмических сигналов / С.И. Александров // Экспресс-информ., ВИЭМС. Сер. «Региональная, разведочная и промысловая геофизика», 1979. - Вып. 22. - 58 С.

6. Антипин Ю.Г. Система обработки данных вертикального сейсмического профилирования на ЭВМ (ОС ВСП) / Ю.Г. Антипин, Н. Р. Сивков // Библ. программ для обработки геофизических данных на ЭВМ. М.: ВНИИ-Геофизики. - 1975. - Вып. 32. - С. 54-62.

7. Антипин Ю.Г. Расчет профиля ВСП с учетом преломления волн на границах / Ю.Г. Антипин, P.C. Исмагилова // Разведочная геофизика. Вып. 102.-М.: Недра, 1986.-С. 88-93.

8. Антипин Ю.Г. Фазовый спектр сейсмического сигнала как индикатор уровня шума скважинного сейсмического прибора / Ю.Г. Антипин, С.Ю. Антипин // Геофизический вестник: Ежемес. информ. бюл. ЕАГО, 2003. № 3-4.-С. 37-41.

9. Бельфер И.К. Подсистема цифровой обработки материалов поляризационных сейсмических наблюдений (подсистема ПОЛЯР системы СЕИС-ПАК) / И.К. Бельфер, И.В. Сапункова. М.: ГФАП, 1979. - 248 С.

10. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах / Л.М. Бреховских. М., 1957.-342 С.

11. Быков И.А. Алгоритмы цифровой обработки скважинных азимутальных наблюдений / И.А. Быков, И.М. Тихонова // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Л.: Наука, 1980. - Вып. 20. -С.135-155.

12. Быков И.А. Прослеживание сейсмических волн при трехкомпо-нентных скважинных наблюдениях / И.А. Быков // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. JL: Наука, 1982. - Вып. 22. -С. 150-162.

13. Быков И.А. Цифровая обработка трехкомпонентных скважинных сейсмических наблюдений / И.А. Быков, И.М. Тихонова // Скважинные сейсмические и акустические исследования в рудных районах. Д.: Наука, 1982.-С. 19-34.

14. Бондарев В.И. Сейсморазведка. Учебник для студентов высших учебных заведений / В.И. Бондарев. Информационно-издательский центр. -Екатеринбург, 2008. - 703 С.

15. Ван Юйчао Метод обработки данных 3D ВСП / Юйчао Ван // Галь-перинские чтения 2007, VIII Ежегодная международная конференция «ВСП и трехмерные системы наблюдений в сейсморазведке». - С. 71-72.

16. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование. 2-е изд., доп. и перераб. / Е.И. Гальперин. - М.: Недра, 1982. - 344 С.

17. Гальперин Е.И. Результаты применения поляризационного метода вертикального сейсмического профилирования (ПМ ВСП) на территории

18. Краснодарского края / Е.И. Гальперин, Ю.Д. Мирзоян, В.Я. Ойфа // Экспресс-информация. Регион, развед. и промысловая геофизика. М.: ВИЭМС, 1980.-Вып. 16.-С. 6-15.

19. Гальперин Е.И. Поляризационный метод сейсмических исследований / Е.И. Гальперин. М.: Недра, 1977. - С. 276.

20. Гальперин Е.И. Об одном свойстве поляризационных колебаний в сейсмических волнах / Е.И. Гальперин, A.B. Фролова, P.M. Гальперина // ДАН СССР, 1982. Т. 264. - № 3. - С. 596-600.

21. Гальперин Е.И. Поляризационный метод основной метод сейсморазведки месторождений твердых полезных ископаемых / Е.И. Гальперин, JI.A. Певзнер // XXX Международный геофизический симпозиум. - М., 1985. - (1). - С. 80-89.

22. Гальперин Е.И. Цифровая обработка материалов поляризационного метода сейсморазведки / Е.И. Гальперин // Нефтяная геофизика: Сб. докладов. -М.: СЭВ, 1982. Т. 1 (Сейсморазведка). - С. 248-253.

23. Гамбурцев Г.А. О возможности выделения поперечных отраженных волн при сейсморазведке по методу отражений / Г.А. Гамбурцев. Изв. АН СССР. - Сер. геоф. № 2, 1939. - С. 155-173.

24. Гольдин C.B. Линейные преобразования сейсмических сигналов / C.B. Гольдин. М.: Недра, 1974. - 352 С.

25. Гольцман Ф.М. Статистические алгоритмы восстановления сигналов и полей по их линейным преобразованиям / Ф.М. Гольцман М.: Изв. АН СССР. - Сер. «Физика Земли», № 4. - 432 С.

26. Горелик Г.С. Колебания и волны / Г.С. Горелик. 2 изд. — М.: Наука, 1959.-281 С.

27. Гурвич И.И. Сейсмическая разведка / И.И. Гурвич. М.: Гостоп-техиздат, 1960. - 504 С.

28. Зенов A.A. Самонастраивающийся цифровой фильтр для повышения разрешенности сигналов на сейсмической трассе / A.A. Зенов // Изв. высш. учеб. заведений. Геология и разведка. -М., 1973. № 12. - С. 67-74.

29. Кац С.А. Синтез оптимальных обратных фильтров для сигналов, искаженных аддитивными и мультипликативными помехами / С.А. Кац // Интерпретация и обнаружение сейсмических волн в неоднородных средах. -М.: Недра, 1971. С. 27-33.

30. Кац С.А. Корректирующий фильтр для автоматической увязки сейсмограмм / С.А. Кац // Сейсмические волны в тонкослоистых срезах.

31. АН СССР, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта. М.: Наука, 1973. - С. 42-47.

32. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике / Э.Р. Канасевич. М.: Недра, 1985.-401 С.

33. Клаербоут Д.Ф. Сейсмическое изображение земных недр. Пер. с англ., редактор перевода Потапов O.A. М.: Недра, 1989. - 407 С.

34. Козлов Е.А. Цифровая обработка сейсмических данных / Е.А. Козлов, Г.Н. Гогоненков, Б.Л. Лернер и др. М.: Недра, 1973. - 312 С.

35. Козлов Е.А. Об обратной фильтрации записей MOB / Е.А. Козлов // Прикладная геофизика. Вып. 51. - М.: Недра, 1968. - С. 45-52.

36. Козлов Е.А. Об эффективности обратной фильтрации записей MOB / Е.А. Козлов, P.A. Калинина, Т.С. Кедрова и др. // Прикладная геофизика. -Вып. 30. -М.: Недра, 1968. С. 37^4.

37. Кондратьев И.К. Корректность и помехоустойчивость способов обратной фильтрации сейсмических трасс / И.К. Кондратьев // Прикладная геофизика». Вып. 50. - М.: Недра, 1967. - С. 3-22.

38. Кондратьев И.К. К теории цифровой обратной фильтрации волновых процессов / И.К. Кондратьев // Изв. АН СССР. Сер. «Физика Земли», № 4. -М., 1968.-С. 22^5.

39. Кондратьев И.К. Использование обратной и веерной фильтрации в методе ОГТ / И.К. Кондратьев, A.A. Зенов, Н.И. Крылова и др. // Прикладная геофизика. Вып. 68. -М.: Недра, 1972. - С. 80-85.

40. Кондратьев И.К. О выборе формы сигнала для обратной фильтрации сейсмических записей / И.К. Кондратьев // Изв. АН СССР. Сер. «Физика Земли», № 10. - М., 1969. - С. 47-60.

41. Кондратьев И.К. Оценка искажений результатов обратной фильтрации сейсмических трасс в реальных условиях / И.К. Кондратьев, Л.И. Мор-жина // Прикладная геофизика. Вып. 60. - М.: Недра, 1970. - С. 58-79.

42. Кравчук A.A. Исследование некоторых алгоритмов деконволюции сейсмических материалов / A.A. Кравчук // Сейсмические методы поиска и разведки полезных ископаемых. Киев: Техника, 1974. - С. 38^49.

43. Ленский В.А. Пакет программ обработки и интерпретации данных ВСП для полевых аппаратурно-методических комплексов / В.А. Ленский, А.Л. Ишбулатова // НТВ «Каротажник». Тверь: АИС, 1997. - Вып. 30. - С. 56-60.

44. Патент № 2433426 Россия, МПК G01V 1/00. Способ определения азимутального направления трещиноватости пород / В.А. Ленский, А.Я. Адиев, P.A. Ахтямов, Е.В. Ленская; ООО «НПЦ «Геостра». № 2010112035/28; заявлено 29.03.2010; опубл. 10.11.2011. Бюл. №31.

45. Лобусев М.А. Методика построения скоростной модели среды в методе ВСП на основе использования данных о поляризации сейсмических волн. Дис. канд. техн. наук. Москва, 2006 г. 119 С.

46. Малкин А.Л. Способы оценивания временной разрешенности сейсмической записи / А.Л. Малкин, Д.Б. Фиников // Геология и геофизика, 1986. -№ 12. С. 54-59.

47. Мирзоян Ю.Д. Опыт и результаты применения ПМ ВСП в сложно-построенных средах / Ю.Д. Мирзоян, С.Э. Камбарли, В.Я. Ойфа, Э.Я. Куцен-ко // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. -2003.-№ 11.-С. 24-38.

48. Михальцев A.B. Применение обратной фильтрации при цифровой обработке данных сейсморазведки ОГГ / A.B. Михальцев, И.А. Липовецкий // Экспресс-информ. ВИЭМС. Сер. IX «Per. разв. и промысл, геофизика». -Вып. 10, 1974.-С. 43-45.

49. Редекоп В.А. Применение программного комплекса VimSeis ЗБ для обработки данных ВСП / В.А. Редекоп, В.В. Помазанов, Д.Г. Риле // Материалы научно-практической конференции «ВСП и трехмерные системы наблюдений в сейсморазведке». М., 2004. - С. 86-87.

50. Рыжков В.И. Пакет интерактивной обработки трехкомпонентных многоволновых данных ВСП ЗС-ШТЕЯАСТ / В.И. Рыжков, В.М. Кузнецов // Научно-производственное предприятие ГЕТЭК. 118 С.

51. Робинсон Э.А. Статистические методы сжатия сейсмического импульса / Э.А. Робинсон. ТИИЭР, 1984. - Т. 72,- №10.-214 С.

52. Сильвия М.Т. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ / М.Т. Сильвия, Э.А. Робинсон. М.: Недра, 1973.-413 С.

53. Табаков Г.Г. Система обработки данных сейсморазведки для ЭВМ ЕС-СЦС-3 / Г.Г. Табаков, В.И. Афанасенко, В.Б. Маневич // Методика и техника сейсморазведки. М.: Недра. - 1979. - С. 82-85.

54. Тимошин Ю.В. Совместное применение обратной фильтрации и интерференционных систем / Ю.В. Тимошин // Сейсмич. методы поиска и разведки полезных ископаемых. Киев, 1973. - С. 33-38.

55. Худзинский Л.Л. Комплексная программа цифровой обработки данных скважинной сейсморазведки МОВ / Л.Л. Худзинский, Г.Е. Руденко // Изв. вузов. Геология и разведка. М., 1976. - № 6. - С. 119-123.

56. Хургин Я.Н. Методы теории целых функций в радиофизике, теории связи и оптике / Я.Н. Хургин, В.П. Яковлев. М.: Физматгиз, 1962. - 220 С.

57. Шевченко A.A. Скважинная сейсморазведка. / A.A. Шевченко. M.: РГУ нефти и газа, 2002. - 129 с.

58. Шехтман Г.А. Изучение структуры околоскважинного пространства по разностным и дифференциальным вертикальным годографам / Г.А. Шехтман, В.В. Попов // Технология сейсморазведки, 3. 2007. - С. 39-43.

59. Патент № 2437124 Россия, МПК G01V 1/40. Способ сейсморазведки в криволинейных скважинах / М.Т. Якупов, Р.А. Ахтямов, А.Я. Адиев, Ю.Г. Антипин; ООО «НПЦ «Геостра». № 2010122567/28; заявлено 02.06.2010; опубл. 20.12.2011. - Бюл. № 35.

60. Bois P. Analyse sequentielle / P. Bois // Geophys.Prosp., v. 20, № 3, 1972.-97 P.

61. Bois P. Determination de l'impulsion sismique (wave let impulses) / P. Bois // Geophys. Prosp, v. XVI, № 1,1968. 514 P.

62. Burns W.R. A statistically optimized deconvolution. / W.R. Burns // Geophysics, v. 33, №2,1968.-232 P.

63. Hardage B.A. Vertical seismic profiling principles (2nd ed.) / B.A. Hardage. - Amsterdam, Geophysical Press, 1985. - 509 P.

64. Deregowski S.M. Optimum digitale filtering and inverse filtering in the frequensy domain. / S.M. Deregowski // Geophys. Prosp., v. 19, № 4,1971. 391 P.

65. D'Oeraene J. A self-adoptiny deconvolution and deringing program / J. D'Oeraene, Wlodarczak R. Protee // Geophysical Prosp., v. 16, № 3,1968. 207 P.

66. Dillon W.G. The effect of noise on iterative VSP inversion / W.G. Dillon, T.W. Spencer // 54th Annual International Meeting of SEG. Exp. abstracts, 1984.-P. 564-569.

67. Geocluster, Seismic Processing Software, Release 4.1 May 2006. Compagnie Generale de Geophysigue 1, Rue Leon Migaux 91341 Massy Cedex-France. -918 P.

68. Kunetz G. Essai d'analyse da traees sismiques / G. Kunetz // Geophys. Prosp., v. IX., № 3, 1961. 201 P.

69. Kunetz G. Efficient deconvolution of marine seismic records / G. Kunetz, J. Fourmann // Geophys. Prosp., v. 33, 1968. 194 P.

70. Robinson E.A. Predictive deconvolution of seismic traces / E.A. Robinson // Geophysies, v. 22, № 4, 1957. 178 P.

71. Robinson E.A. Predictive deconvolutien of time series with application to seismic exploration / E.A. Robinson // Geophysics, № 3, 1967. 151 P.

72. Rice R. Invers convolution filters / R. Rice // Geophysics, v. 27, № 2, 1962.- 196 P.

73. Shrwood J. Minimum-phase and related properties of the response of a horizontally stratified absorptive earth to plane acoustic waves (Deconvolution transform) / J. Shrwood // Geophusice, № 2, 1965. 134 P.