СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Российский патент 1996 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к наземно-скважинным методам сейсморазведки и может быть использовано при изучении пространственного положения глубинных сейсмических границ.

Известен способ сейсморазведки методом общей глубинной точки ОГТ, в котором возбуждают сейсмическое поле с помощью наземных источников, регистрируют колебания наземной профильной или площадной расстановкой приемников, располагаемых по системе многократных перекрытий, и проводят обработку результатов наблюдений. При обработке группируют зарегистрированные сейсмотрассы по принципу их принадлежности к общей глубинной точке, вводят статические и кинематические поправки в каждую сейсмотрассу, суммируют сейсмотрассы для общих глубинных точек, получая при этом временной разрез. Далее преобразуют временной разрез в глубинный.

Основным недостатком рассмотренного способа является то, что при наземных наблюдениях изучается уже сформировавшееся волновое поле. Отсутствие информации о самом процессе формирования волновой картины в ряде случаев затрудняет идентификацию и прослеживание отдельных волн на сейсмотрассах ОГТ. Этот недостаток становится наиболее ощутимым в сложных геологических условиях. Например, в том случае, когда не являются плоскими и горизонтальными. В этом случае оси синфазности, характеризующие тектонические элементы, могут пересекаться или вообще отсутствовать на временном разрезе. Это в конечном итоге приводит к искажениям структурного плана и ошибкам в структурных построениях в процессе преобразования временного разреза в глубинный.

Известен способ скважинной сейсморазведки методом вертикального сейсмического профилирования ВСП, в котором возбуждают сейсмическое поле с помощью источника, расположенного на земной поверхности (обычно вблизи устья скважины), и регистриpуют колебания скважинной расстановкой приемников. Изменяя глубину погружения расстановки приемников в скважине и повторяя возбуждение и прием колебаний, получают набор сейсмотрасс, относящихся к разным глубинам. При обработке материалов ВСП прослеживают первые вступления, разделяют восходящие и нисходящие волновые поля и определяют пластовые скорости в разрезе. Способ позволяет повысить радиальную глубинность исследования по сравнению с методами сейсмокаротажа, а также проследить сам процесс образования волновой картины в скважинах.

Недостатком способа является отсутствие перекрытий системы наблюдения, что затрудняет прослеживание однократно отраженных волн, составляющих полезную информацию, на фоне многократно отраженных волн-помех.

Другим недостатком является неидентичность условий возбуждения при наблюдениях на разных глубинах, что затрудняет прослеживание амплитудно-частотных характеристик отражающих горизонтов.

Кроме того, расположение источника вблизи устья скважины ограничивает радиальную глубину исследования локальной зоной вблизи скважины.

Известен способ скважинной сейсморазведки методом многократного прослеживания отражающих границ в скважинах МПГС. Метод МПГС является модификацией метода ВСП и скважинным аналогом метода ОГТ. Метод предусматривает прием отраженных волн в скважинах из нескольких равноудаленных от скважины пунктов возбуждения, размещенных на земной поверхности, выделение записей, относящихся к общим точкам отражения, введение соответствующих статических и кинематических поправок и суммирование сигналов от общих точек отражения. Преимуществом метода МПГС по сравнению с ВСП является возможность подавления помех благодаря статическому эффекту суммирования.

Недостаток способа состоит в отсутствии регистрации сейсмического поля наземной расстановкой приемников, что не позволяет перейти к пространственным построениям.

Известен способ совместной обработки данных ОГТ и ВСП [1] при подавлении многократно отраженных волн. Поскольку оба метода взаимно дополняют друг друга, их совместное использование в ряде случаев позволяет эффективно решать задачу определения пространственного положения целевых границ. Однако, в сложных геологических условиях из-за недостатка условий возбуждения при разновременном проведении методом ОГТ и ВСП эффективность их комплексирования снижается. Неадекватность условий возбуждения приводит к тому, что амплитудно-частотные частотные характеристики волн, отраженных от одних и тех же геологических границ, зарегистрированных на земной поверхности и в скважине, различны, что затрудняет их прослеживание и идентификацию.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является способ сейсморазведки [2] принятый за прототип.

Этот способ включает возбуждение сейсмического поля источниками, расположенными в исследуемой части геологического разреза, и его регистрацию двумя расстановками приемников, одну из которых располагают во внутренних точках среды (в скважине). Регистрацию колебаний на скважинной расстановке приемников проводят из пунктов возбуждения, расположенных на земной поверхности. Наземная расстановка приемников представляет собой систему ортогональных профилей, пересекающихся в точках расположения наземных источников возбуждения. Отработку ортогональных профилей наземной расстановки приемников проводят из дополнительных пунктов возбуждения, совмещаемых с точками расположения приемников скважинной расстановки. Далее проводят совместную обработку и интерпретацию наземных и скважинных наблюдений и строят пространственную модель изучаемой структуры.

Способ фактически представляет собой разновидность комбинации прямого и обращенного ВСП. Его недостаток состоит в том, что системы наблюдений прямого и обращенного ВСП неэквивалентны, поскольку при переходе к обращенному ВСП изменяются условия возбуждения. Вследствие этого идентификация волн, зарегистрированных на сважинной и наземной расстановках приемников затруднена или в особо сложных геологических условиях невозможна. Это в свою очередь снижает точность и достоверность структурных построений.

Другой недостаток способа состоит в том, что глубина погружения скважинной расстановки приемников не увязана с расстоянием до наземного источника возбуждения, что может привести к потере информации, в частности при прослеживании глубоко залегающих отражающих горизонтов.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и достоверности построения пространственной модели изучаемой структуры.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, в котором возбуждают сейсмическое поле в исследуемой части геологического разреза, регистрируют его двумя расстановками приемников, одну из которых размещают во внутренних точках среды (в одной или нескольких скважинах), а другую на земной поверхности, осуществляют совместную обработку наземных и скважинных наблюдений и на основе исследования результатов обработки строят пространственную модель изучаемой структуры, источники возбуждения сейсмического поля и пункты наземной расстановки приемников располагают по стандартной для данного района схеме профильной или площадной сейсморазведки методом общей глубинной точки, а регистрацию сейсмического поля проводят одновременно на скважинной и наземной расстановках приемников из общих пунктов возбуждения, причем глубину расстановки приемников в скважинах изменяют в зависимости от расстояния до источников возбуждения. На основе исследования процесса формирования волновой картины во внутренних точках среды идентифицируют волны, зарегистрированные на обеих расстановках приемников, и уточняют пространственное положение изучаемой структуры.

На чертеже показана примерная схема расположения источников и приемников сейсмического поля, поясняющая сущность предлагаемого способа.

Способ состоит в следующем.

На земной поверхности 1 располагают источники возбуждения 2 сейсмического поля, совокупность которых образует профиль пунктов возбуждения ПрПВ, и расстановку приемников 3, образующих профиль пунктов приема ПрПП1. В процессе работ источники и приемники перемещают вдоль профилей ПрПВ и ПрПП1 по схеме наземной сейсморазведки методом ОГТ. В данном примере источники и приемники образуют систему наблюдений типа "крест", однако они могут быть расположены по любой другой схеме ОГТ, принятой в качестве оптимальной для данного района. В каждую из скважин 4 (для упрощения чертежа показана одна скважина) на кабеле 5 опускают другую расстановку приемников 6, образующих вертикальный профиль ПрПП2.

Систему наземно-скважинных наблюдений в соответствии с предлагаемым способом организуют так, что каждый горизонтальный профиль обрабатывается одновременно со всеми вертикальными профилями из общих пунктов возбуждения, причем глубину погружения скважинной расстановки приемников изменяют в зависимости от расстояния до источников возбуждения.

Адекватность условий возбуждения при обработке горизонтальных и вертикальных профилей дает возможность уверенно идентифицировать сейсмозаписи волн, регистрируемых наземной и скважинной расстановками приемников, что в свою очередь повышает точность и достоверность структурных построений.

Увязка глубины погружения скважинной расстановки приемников с расстоянием до наземного источника возбуждения исключает возможность потери полезной информации, в частности при прослеживании глубоко залегающих отражающих горизонтов.

Использование: для определения пространственного положения целевых отражающих границ. Сущность: способ включает возбуждение сейсмического поля источниками, расположенными на земной поверхности и регистрацию колебаний двумя расстановками приемников, одну из которых размещают на земной поверхности, а другую - во внутренних точках среды (в одной или нескольких скважинах), совместную обработку наземных и скважинных наблюдений и построение на основе результатов обработки пространственной модели изучаемой структуры. Источники возбуждения сейсмического поля и пункты наземной расстановки приемников располагают по стандартной для данного района схеме профильной или площадной сейсморазведке методом общей глубинной точки, а регистрацию колебаний проводят одновременно на скважинной и наземной расстановках приемников из общих пунктов возбуждения. При этом глубину погружения расстановки приемников в скважинах изменяют в зависимости от расстояния до источника возбуждения. Одновременная регистрация сейсмического поля на скважинной и наземной расстановках приемников из общих пунктов возбуждения позволяет уверенно идентифицировать волны, зарегистрированные на обеих расстановках, и повысить точность и достоверность структурных построений. 1 ил.

Способ пространственной сейсморазведки, включающий возбуждение сейсмических колебаний в исследуемой части геологического разреза, регистрацию колебаний двумя расстановками приемников, одну из которых размещают на земной поверхности, а другую во внутренних точках среды, проведение совместной обработки наземных и скважинных наблюдений и на основе исследования результатов обработки построение пространственной модели изучаемой структуры, отличающийся тем, что источники возбуждения сейсмических колебаний и пункты наземной расстановки приемников располагают по стандартной для данного района схеме профильной или площадной сейсморазведки методом общей глубинной точки, а регистрацию колебаний проводят одновременно на скважинной и наземной расстановках приемников из общих пунктов возбуждения, причем глубину погружения расстановки приемников в скважинах изменяют в зависимости от расстояния до источника возбуждения, на основе исследования процесса формирования волновой картины во внутренних точках среды идентифицируют волны, зарегистрированные на обеих расстановках приемников, и уточняют пространственное положение изучаемой структуры.