СПОСОБ МОРСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 1997 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к области морской сейсморазведки и может быть использовано для получения сейсмических изображений при детализации сложно построенных геологических объектов на этапе разведки и разработки месторождений нефти и газа, а также изучения строения придонной части разреза в инженерных целях.

Известен способ морской сейсмической разведки, который предусматривает отработку линейных профилей МОГТ с применением наклонных приемных устройств, расположенных в толще воды и буксируемых судном [1]
Известен также способ морской сейсморазведки, включающий возбуждение упругих колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона вдоль профиля в толще воды и буксируемым судном [2]
Способы обладают следующими недостатками.

При проведении работ приемное устройство (ПУ) фиксирует информацию от отражающей площадки определенной протяженности, величина которой зависит от глубины погружения ПУ, удаления "взрыв-прибор", глубины отражающей границы. При обработке получаемой информации происходит суммирование трасс сейсмограммы общего пункта взрыва, что означает суммирование сигналов, пришедших от различных участков отражающей границы, со сглаживанием, естественно, всех особенностей регистрируемого волнового поля, это приводит к снижению точности определения морфологии отражающих границ и совершенно недопустимо при инженерной сейсморазведке, где требования к точности определения особенностей рельефа дна и придонных образований очень высоки.

Цель изобретения обеспечение повышения детальности и информативности сейсморазведки на этапе разведки и разработки месторождений нефти и газа, а также изучения строения рельефа дна и придонной части разреза в инженерных целях.

Поставленная цель достигается тем, что в способе морской сейсмической разведки, включающем возбуждение упругих колебаний и регистрацию многоканальным приемным устройством отраженных волн вдоль профиля, а также разноглубинное накапливание информации при фиксированной точке отражения, перемещение многоканального приемного устройства осуществляется основным судном с определенным углом наклона приемного устройства относительно вертикали, а перемещение источника осуществляется вспомогательным судном с той же скоростью, что и основное судно на заданном расстоянии. Связь между углом наклона приемного устройства ψ,, расстоянием между судами L и глубиной изучаемого объекта Н осуществляется выражением:

Данное выражение выводится из рассмотрения прямоугольного треугольника, образованного катетами Н и L/2 и гипотенузой, равной длине пробега луча от точки отражения на границе до первого канала приемного устройства.

Первоначальная величина L выбирается возможно минимальной, обеспечивающей формирование отражения и фиксацию его приемным устройством при соответствующих длине приемного устройства и глубине до объекта.

Фиксированный угол наклона приемного устройства достигается за счет применения специального устройства кондеп, которое крепится на конце приемного устройства и при помощи горизонтальных рулей занимает задаваемую с основного судна определенную глубину h, что обеспечивает необходимый угол наклона приемного устройства. Величина h определяется из выражения:
h=l cosψ
где l длина приемного устройства.

Данное выражение выводится из рассмотрения прямоугольного треугольника, образованного катетом h и гипотенузой, соответствующей длине приемного устройства с заданным углом между ними.

Устройство кондеп применяется в стандартной морской сейсморазведке для поддержания устойчивого положения горизонтальных приемных устройств на определенной глубине, для чего несколько кондепов крепятся по всей длине приемного устройства.

Проведение сейсморазведочных морских работ при поддержании приемных устройств с фиксированным углом наклона и производстве работ с расстоянием между судами, обеспечивающем регистрацию всеми каналами приемного устройства информации от одной точки отражения является основным отличием предложенного способа от прототипа.

При буксировании приемных устройств, как это описано в прототипе, происходит запись информации от отражающей площадки определенных размеров, которые зависят от глубины объекта, расстояния между приемным устройством и источником, угла наклона приемного устройства (размеры минимальные при вертикальном положении приемного устройства). Совместная обработка этой информации, т. е. суммирование всех каналов приемного устройства приводит к сглаживанию сейсмических полей и, как результат, искажению рельефа границ в случае большого угла наклона, менее четкому выделению разломов и других особенностей волнового поля.

Фиксирование информации от одной точки отражения позволяет в дальнейшем, при суммировании всех каналов приемного устройства с определенным сдвигом, равным временной задержке прихода волны от одной и той же точки отражения на разные каналы приемного устройства, получить резкое усиление сигнала и значительное подавление помех как за счет статистического, так и из-за отсутствия сглаживающего эффектов.

Проведение работ прямым и обратным курсами кораблей с последовательным изменением расстояния между ними при смене курса позволяет осуществлять второе накапливание по ОГТ, используя результаты первого накапливания. Таким образом, реализуется двойное суммирование по ОГТ, аналогов которого в мировой практике пока нет.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области технические признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предложенному способу соответствие критерию "существенные отличия".

Сущность способа поясняется чертежом, где представлена схема отработки профиля прямым и обратным курсом движения кораблей. На чертеже представлены: 1 источник; 2 приемное устройство; 3 основной корабль; 4 вспомогательный корабль; 5 кондеп; 6 отражающая граница; 7 поверхность моря.

Способ реализуют следующим образом.

До начала работ выполняют следующие подготовительные работы. Выбирается объект исследования и на основании проведенных ранее работ определяется глубина от поверхности моря до объекта по всей длине профиля. Задается первоначальное расстояние между источником и приемным устройством в точке крепления его к бую. С учетом данного расстояния и меняющейся вдоль профиля глубины до объекта рассчитываются значения углов j и создается программа для блока управления кондепом. Тот же расчет производится для обратного курса при новом значении L. В зависимости от кратности второго накапливания по ОГТ (кратность первого накапливания определяется числом каналов приемного устройства) и длины годографа ОГТ определяется количество прямых и обратных ходов и для каждого хода выполняется расчет углов j. Выбирается взрывной интервал. Собственно полевые работы начинаются на некотором расстоянии от нулевого пикета профиля, достаточном для выравнивания скорости движения судов с заданным начальным расстоянием и фиксацией приемного устройства с углом наклона, рассчитанным для нулевого пикета профиля. В момент прохождения последнего дается команда на начало работ. В процессе движения кораблей вдоль профиля с заданным взрывным интервалом с борта основного судна происходит управление кондепом и контроль за глубиной его погружения, что должно соответствовать рассчитанным ранее углам j.

После отработки прямого курса судно разворачивается и производится отработка профиля в обратном направлении таким же образом, что и в прямом, при этом меняется расстояние между судами и соответственно угол наклона приемного устройства. Исходя из проектируемой кратности и длины годографа, выполняется определенное количество прямых и обратных курсов кораблей.

Обработка получаемого по данной системе материала выполняется в два этапа. На первом этапе происходит спрямление осей синфазности восходящих волн и суммирование трасс. В отличие от прототипа предлагаемая система обладает двумя отличительными свойствами. Во-первых, годограф восходящей волны имеет постоянный наклон на всех сейсмограммах независимо от расстояния между судами и угла наклона приемного устройства. Наклон годографа зависит только от расстояния между каналами и скорости распространения сейсмических волн в воде. В связи с тем, что данные величины известны, нет надобности, как в прототипе, определять законы спрямления годографов восходящих волн, а можно заранее теоретически рассчитать поправки, вводимые в трассы, а не заниматься их определением. При этом происходит экономия очень дорогого машинного времени и затрат труда геофизиков. Следует заметить, что годограф падающей волны меняет свой наклон на сейсмограммах в зависимости от расстояния между судами и угла наклона приемного устройства и по этому признаку падающая волна легко диагностируется.

Второе отличие заключается в том, что информация, зафиксированная всеми каналами приемного устройства от одного пункта взрыва, есть информация, пришедшая от одной точки отражения. В этом смысле полученная сейсмограмма может называться сейсмограммой ОПВ-ОГТ, причем в аббревиатуру ОГТ не вкладывается понятие направленных свойств системы, а означает только статистический эффект.

При суммировании трасс в пределах сейсмограммы ОПВ-ОГТ происходит резкое усиление полезного сигнала, давшего информацию о строении особо локального участка объекта, и значительное подавление волн-спутников и случайных помех.

На втором этапе обработки из результатов первого этапа формируются сейсмограммы ОГТ в стандартном понимании этого термина и к ним применяются процедуры, используемые при обработке данных МОГТ.

В результате двухэтапной обработки реализуется двойное накапливание по ОГТ, не имеющее пока аналогов в мировой практике, что приводит к получению временных разрезов высокой детальности и разрешенности, что повышает точность дальнейшего стратиграфического анализа и прогнозирования геологического разреза. По совокупности профилей выполняют интерпретацию и структурные построения.

В качестве примера рассмотрим проведение работ по предлагаемой методике на акватории Каспийского моря в районе месторождения Азери. В связи с началом разработки данного месторождения необходима более точная информация о рельефе дна и структуре придонных образований. Глубины моря по выбранному направлению профиля меняются от 200 до 150 м в своде структуры, (которая выражена и в рельефе дна), и далее увеличиваются до 230 м. Первоначальное расстояние между судами выбирается 100 м. Производится расчет углов наклона приемного устройства, меняющихся вдоль профиля в зависимости от глубины дна



Таким образом, угол наклона приемного устройства должен быть в нулевом пикете профиля 14^o, изменится до 18^o на своде структуры и далее уменьшится до 12^o. Для этих случаев рассчитаем глубину погружения кондепа. Длина приемного устройства составляет 192 м (48 каналов через 4 м).

h₁ 192cos14 192•0,97 186 м
h₂ 192cos18 192•0,9511 182 м
h₃ 192cos12 192 •0,978 188 м
Для обратного курса увеличим расстояние между судами до 200 м. Произведем расчет параметров.

Далее, таким же образом выполняется расчет для совокупности прямых и обратных ходов с увеличением расстояния между судами каждый раз на 100 м до величины 600 м. Таким образом, второе суммирование по ОГТ будет 6-и кратным (первое суммирование определяется канальностью приемного устройства, в нашем случае 48). Общая кратность накапливания по общей точке отражения составит 288.

Использование предлагаемого способа позволит повысить точность структурных построений за счет более высокой разрешенности и помехоустойчивости получаемых сейсмических данных. Экономический эффект от использования данного способа обуславливается повышением достоверности геологических результатов, что позволяет снизить затраты на проверку бурением ложных структур, закартированных по менее точным данным, а также экономией машинного времени при обработке.

Использование: в области морской сейсмической разведки для получения сейсмических изображений при детализации сложно построенных геологических объектов на этапе разведки и разработки месторождений нефти и газа, а также для изучения строения придонной части разреза в инженерных целях. Сущность изобретения: возбуждение и регистрацию отраженных волн вдоль профиля производят приемными устройствами. Перемещение по профилю источника и приемного устройства осуществляют прямым и обратным курсом с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством. Источник перемещают с помощью дополнительного судна с фиксированным расстоянием от основного и с той же скоростью движения. Приемное устройство, перемещаемое основным судном, устанавливают вдоль профиля с определенным углом наклона относительно вертикали, на конце приемного устройства закрепляют кондеп и в процессе движения поддерживают его на определенной глубине. Предлагаемый способ включает также разноглубинное накапливание и обработку информации, при этом двойное суммирование осуществляют по фиксированной общей глубинной точке. 1 ил.

Способ морской сейсмической разведки, включающий возбуждение колебаний источником и регистрацию отраженных волн многоканальным приемным устройством, установленным с углом наклона Ψ, перемещение по профилю источника и многоканального приемного устройства с помощью судна прямым и обратным курсом с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством при смене курса, обработку информации, отличающийся тем, что перемещение источника осуществляется с помощью дополнительного судна с фиксированным расстоянием от основного и с той же скоростью движения, а угол наклона многоканального приемного устройства определяют для каждого курса корабля относительно вертикали из формулы

где L расстояние между судами,
Н глубина от поверхности моря до объекта,
на конце приемного устройства закрепляют кондеп и в процессе движения поддерживают его на глубине, которая определяется из выражения
h = l•cosΨ,
где l длина приемного устройства,
Ψ угол между приемным устройством и вертикалью,
при обработке информации двойное суммирование при прямом и обратном курсах осуществляется по фиксированной общей глубинной точке.