СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2001 года по МПК G01V1/28 

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано при определении структурных и стратиграфических особенностей в трех измерениях.

Известен способ поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений путем выполнения в районе предполагаемого месторождения полевых геофизических наблюдений: сейсморазведки, гравиметрии, магнитометрии, а также бурения. Для установления количественной связи между геофизическими данными и фактическими данными структурного плана отражающего горизонта выполняют комплексную интерпретацию и производят структурное бурение. Оптимальность варианта оценивают по регрессии или среднеквадратичной невязке [1].

Недостатком способа является то, что получаемые сейсмические изображения на горизонтальных поверхностях отображают главным образом структурный план геологических горизонтов. Элементы особенностей седиментации, границы отдельных геологических тел за исключением отдельных благоприятных случаев практически невозможно увидеть на фоне изменений амплитуд отражений, обусловленных пересечением рассматриваемого горизонтального сечения "структурных поверхностей".

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ сейсмической разведки и обработки данных, включающий получение записей сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства, разделение трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных горизонтальных срезов, разбиение каждого горизонтального среза на множество ячеек, содержащих минимум три сейсмические трассы, расчет функции взаимной корреляции между парой трасс, лежащих в одной вертикальной плоскости, и парой трасс, лежащих в другой вертикальной плоскости, объединение значений для получения когерентного значения для каждой ячейки и визуализацию когерентных значений созданием на компьютере карты значений когерентности и выявлением геологических особенностей и участков на созданной карте стуктурных и седиментационных особенностей [2].

Недостатком известного способа является невозможность качественного анализа сейсмоданных и визуализации значений. Способ позволяет выявлять резкие границы смены формы сейсмической записи, связанные с тектоническими нарушениями или резкой сменой физических свойств осадков, однако при реализации способа проявляется трудность привязки выявленных границ к определенному стратиграфическому интервалу, а главное - невозможность выявления плавных изменений физических свойств пород по латерали.

В изобретении решается задача повышения качества анализа сейсмоданных и визуализации параметров отраженных волн в форме, позволяющей непосредственно выделять осадочные тела произвольной формы, различающиеся по физическим свойствам.

Задача решается тем, что в способе сейсмической разведки и обработки данных, включающем получение записей сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства, разделение трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов и визуализацию параметров сейсмической записи в виде поверхностей, согласно изобретению, при разделении трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов определяют опорные палеогеоизохронные поверхности, задают переменный по площади шаг выбора палеогеоизохронных поверхностей сечения куба данных между опорными поверхностями, обеспечиващий одинаковый шаг палеогеоизохронных поверхностей сечения между каждыми двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями независимо от конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей, формируют куб данных из совокупности палеогеоизохронных поверхностей за все исследуемое геологическое время, анализируют изменения параметров сейсмической записи по палеогеоизохронным поверхностям, при этом для определения формы и расположения седиментационных тел и наиболее вероятных участков расположения залежей определяют среднее значение параметров сейсмической записи по всей палеогеоизохронной поверхности, а геологическую интерпретацию данных осуществляют по разности между исходными параметрами сейсмической записи и их средними значениями.

В качестве параметров сейсмической записи используют амплитуды сейсмической записи, мгновенные амплитуды, мгновенные фазы, мгновенные частоты, псевдоакустическое преобразование, значение амплитуды в заданном окне, отношение амплитуд и т.п.

Число палеогеоизохронных поверхностей сечения определяют из формулы:

где n - число палеогеоизохронных поверхностей сечения;
ΔT_max - максимальный временной интервал между соседними опорными поверхностями в пределах куба, с;
Δt - шаг квантования сейсмических трасс в кубе по времени, с.

В зонах ухудшения прослеживания локальных геологических тел осуществляют коррекцию положения палеогеоизохронной поверхности сечения в этой зоне в пределах долей единицы вертикального шага между палеогеоизохронными поверхностями и при нахождении палеогеоизохронной поверхности, лучше отражающей положение геологических тел или границы между ними, сохраняют эту поверхность.

В случае, когда верхняя опорная поверхность является поверхностью эрозии, или при наличии поверхности эрозии в толще между соседними опорными поверхностями, устанавливают границу эрозии, ниже границы эрозии нахождение палеогеоизохронных поверхностей ведут параллельным переносом нижней опорной поверхности на другие времена вплоть до границы эрозии.

Сущность изобретения
Сейсморазведка позволяет анализировать отдельные фрагменты геологических разрезов. Расчет куба когерентности, когда во всем изучаемом объеме данных выделяются границы изменения формы сейсмической записи, отождествляемые с границами осадочных геологических тел и тектоническими нарушениями, позволяет анализировать весь геологический разрез. Однако существующие методы позволяют получать данные хоть и по всему геологическому разрезу, но без получения полной непрерывной картины, отображающей положение осадочных тел или границ между телами, образовавшихся в одно геологическое время. Как правило, при рассмотрении картин геологических срезов на горизонтальных проекциях видны части геологических тел или границ, образовавшихся в разное геологическое время. В предложенном способе решается задача повышения качества анализа сейсмоданных и визуализации значений за счет отображения положения осадочных тел или границ между телами, образовавшихся в одно геологическое время. Задача решается следующим образом.

При проведении сейсмической разведки и обработке данных получают записи сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства. Проводят разделение трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов. При этом определяют опорные палеогеоизохронные поверхности, отображающие современное положение осадочных тел или границ между телами, образовавшихся в одно геологическое время.

Опорные палеогеоизохронные поверхности - поверхности (горизонты), отображаемые на сейсмических разрезах в виде непрерывных легко прослеживаемых осей синфазности, связанные, как правило, с выдержанными геологическими телами, образовавшимися в одно геологическое время.

Задают переменный по площади шаг выбора палеогеоизохронных поверхностей сечения куба данных между опорными поверхностями, обеспечивающий одинаковое количество палеогеоизохронных поверхностей сечения между каждыми двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями независимо от конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей. Формируют куб данных из совокупности палеогеоизохронных поверхностей за все исследуемое геологическое время. Получаемые палеогеоизохронные поверхности сечения не являются горизонтальными плоскостями сечения. Они представляют собой поверхности сложной формы, меняющейся в зависимости от изменения конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей.

Анализируют изменения параметров (амплитуд) сейсмической записи по палеогеоизохронным поверхностям. Для определения формы и расположения седиментационных тел и наиболее вероятностных участков расположения залежей определяют среднее значение параметров (амплитуд) сейсмической записи по всей палеогеоизохронной поверхности, а геологическую интерпретацию данных осуществляют по разности между исходными параметрами (амплитудами) сейсмической записи и их средними значениями. При этом для простоты восприятия рассматривают палеогеоизохронные поверхности сечения сверху как горизонтальные плоскости при их перенесении на экран монитора компьютера или лист бумаги.

В качестве параметров сейсмической записи наиболее предпочтительно использовать амплитуды сейсмической записи. Кроме того, могут быть использованы мгновенные амплитуды, мгновенные фазы, мгновенные частоты, псевдоакустическое преобразование, значение амплитуды в заданном окне, отношение амплитуд и др.

Число палеогеоизохронных поверхностей сечения между двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями может быть любым, т.е. от единицы и более.

Наиболее предпочтительным является число палеогеоизохронных поверхностей сечения, определенное из формулы:

где n - число палеогеоизохронных поверхностей сечения;
ΔT_max - максимальный временной интервал между соседними опорными поверхностями в пределах куба, с;
Δt - шаг квантования сейсмических трасс в кубе по времени, с.

Как показывает практика, при таком числе палеогеоизохронных поверхностей сечения удается достичь приемлемой визуализации, т. е. разрешенности данных сейсморазведки.

В зонах ухудшения прослеживания локальных геологических тел осуществляют коррекцию положения палеогеоизохронной поверхности сечения в этой зоне в пределах долей единицы вертикального шага между палеогеоизохронными поверхностями. При нахождении палеогеоизохронной поверхности, лучше отражающей положение геологических тел или границы между ними, сохраняют эту поверхность.

В случае, когда верхняя опорная поверхность является поверхностью эрозии, или при наличии поверхности эрозии в толще между соседними опорными поверхностями, устанавливают границу эрозии, ниже границы эрозии, нахождение палеогеоизохронных поверхностей ведут параллельным переносом нижней опорной поверхности на другие времена вплоть до предполагаемой границы эрозии.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Выполняют сейсмическую разведку и обработку данных по площади Киняминского нефтяного месторождения Западной Сибири. Получают записи сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства путем стандартных пространственных наблюдений типа "крест" с 24-кратным накапливанием и распределением точек ОГТ по сетке 25х25 м. Размеры съемки 10х14 км. Выполняют стандартную обработку наблюдений с получением куба сейсмических трасс после трехмерной миграции. Полученный куб приведен на фиг. 1. По вертикальной плоскости отложено Т - двойное время пробега сейсмического луча по толще пород в миллисекундах (мс), по горизонтальной плоскости N_проф - пикеты профиля, т. е. интервалы номера сейсмических профилей из условия 100 ед = 2,5 км. На фиг. 2 показано одно из вертикальных сечений куба - сейсмический разрез с теми же значениями по вертикали и горизонтали. На разрезе выделена корреляция опорных отражений - сечений данным разрезом палеогеоизохронных поверхностей, прослеживаемых по всему кубу. Опорные палеогеоизохронные поверхности отображены на сейсмическом разрезе в виде непрерывных легко прослеживаемых осей синфазности и окрашены в желтый цвет. Задают переменный по площади шаг выбора палеогеоизохронных поверхностей сечения куба данных между опорными поверхностями, обеспечивающий желаемое число палеогеоизохронных поверхностей сечения между каждыми двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями независимо от конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей.

Число палеогеоизохронных поверхностей сечения определяют из формулы:

где n - число палеогеоизохронных поверхностей сечения;
ΔT_max - максимальный временной интервал между соседними опорными поверхностями в пределах куба, с;
Δt - шаг квантования сейсмических трасс в кубе по времени, с.

Так на фиг. 3 показаны красным цветом фрагменты сечения профилем двух опорных палеогеоизохронных поверхностей. В этом примере ΔT_max = 96 мс, Δt = 24 мс, n = 4. На фиг. 3 показаны желтым цветом сечения полученных палеогеоизохронных поверхностей.

Формируют куб данных из совокупности палеогеоизохронных поверхностей за все исследуемое геологическое время и последовательно осуществляют его анализ.

На фиг. 4 и 5 показаны в тех же осях, что и на фиг 1, некоторые палеогеоизохронные поверхности, полученные в разных временных интервалах по амплитудам сейсмической записи и изображенные после вычитания среднего значения амплитуды по каждой поверхности. На каждой из приведенных поверхностей отчетливо выделяются седиментационные тела различного генезиса. Более детальное описание приводим по палеогеоизохронной поверхности, проходящей через продуктивный на этой площади пласт Ю₁¹, залегающий в верхней части юрской толщи (фиг. 5). Отчетливо видны фрагменты речных палеоканалов и два субпараллельных малоамплитудных нарушения. Остальное поле разделено на зоны большой интенсивности отраженного сейсмического сигнала (темные участки) и малой интенсивности (более светлые участки).

Совместный анализ с данными по разведочным скважинам показывает, что более светлые участки отвечают распространению песчаников-коллекторов большой мощности от 5 до 12 м, в то время как темные участки характеризуют зоны с отсутствием коллектора, либо его малой мощностью (менее 5 м). Таким образом, получена информация о характере продуктивной зоны, позволяющая обоснованно разместить сеть скважин.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Пример показывает корректировку палеогеоизохронной поверхности с целью лучшего прослеживания искомого геологического тела. На фиг. 6а показан в тех же осях, что и на фиг 1, фрагмент палеогеоизохронной поверхности, где виден палеоканал с разрывом, т.е. определена зона ухудшения прослеживания локального геологического тела. Для улучшения изображения канала в этой локальной зоне проводят корректировку положения палеогеоизохронной поверхности сечения. Для этого палеогеоизохронную поверхность сечения в зоне радиусом 1 км колоколообразно приподнимают на 1 мс, т. е. в пределах долей единицы вертикального шага между палеогеоизохронными поверхностями. На фиг. 7 в тех же осях черной линией показано сечение откорректированной поверхности, лучше отражающей положение геологического тела. На фиг. 6б приведен результат коррекции. Картина палеоканала восстановлена без разрывов. Сохраняют эту палеогеоизохронную поверхность.

Пример 3. Выполняют как пример 1. На фиг. 8 в осях: по вертикальной плоскости Т - двойное время пробега сейсмического луча по толще пород в миллисекундах (мс), по горизонтальной плоскости L - протяженность горизонтальной поверхности в метрах (м), представлен фрагмент вертикального сейсмического среза, на котором на времени 2000 мс отчетливо видна поверхность эрозии. Ниже ее прослеживается наклонная опорная палеогеоизохронная поверхность, опускающаяся с запада на восток от 2000 мс до 2220 мс. Выше линии эрозии нахождение палеогеоизохронных поверхностей сечения осуществляют по описанной выше методике. Ниже поверхности эрозии нахождение палеогеоизохронных поверхностей сечения осуществляют параллельным переносом плоскости нижней опорной палеогеоизохронной поверхности на другие времена вплоть до границы эрозии, а амплитуды сейсмической записи считывают с найденных таким образом поверхностей.

Применение предложенного способа позволит повысить качество анализа сейсмоданных и визуализации параметров отраженных волн в форме, позволяющей непосредственно выделять осадочные тела произвольной формы, различающиеся по физическим свойствам.

Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ N 2145106, кл. G 01 V 11/00, опублик. 27.01.2000 г.

2. Патент США N 5563949, кл. 364/421, опублик. 1996 г. - прототип.

Использование: при определении структурных и стратиграфических особенностей в трех измерениях. Сущность: производят получение записей сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства, разделение трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов и визуализацию амплитуд сейсмической записи в виде поверхностей. При разделении трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов определяют опорные палеогеоизохронные поверхности, задают переменный по площади шаг выбора палеогеоизохронных поверхностей сечения куба данных между опорными поверхностями, обеспечивающий одинаковый шаг палеогеоизохронных поверхностей сечения между каждыми двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями независимо от конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей, и формируют куб данных из совокупности палеогеоизохронных поверхностей за все исследуемое геологическое время. Для определения формы расположения седиментационных тел и наиболее вероятностных участков расположения залежей определяют среднее значение параметров сейсмической записи по всей палеогеоизохронной поверхности, анализируют изменения параметров сейсмической записи по палеогеоизохронным поверхностям, а геологическую интерпретацию данных осуществляют по разности между исходными параметрами сейсмической записи и их средними значениями. Технический результат: повышение качества анализа сейсмоданных и визуализации параметров отраженных волн в форме, позволяющей непосредственно выделять осадочные тела произвольной формы, различающиеся по физическим свойствам. 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Способ сейсмической разведки и обработки данных, включающий получение записей сейсмического сигнала в виде сейсмических трасс в заданном трехмерном объеме глубинного пространства, разделение трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов и визуализацию амплитуд сейсмической записи в виде поверхностей, отличающийся тем, что при разделении трехмерного пространства по вертикали на множество отдельных срезов определяют опорные палеогеоизохронные поверхности, задают переменный по площади шаг выбора палеогеоизохронных поверхностей сечения куба данных между опорными поверхностями, обеспечивающий одинаковый шаг палеогеоизохронных поверхностей сечения между каждыми двумя опорными палеогеоизохронными поверхностями независимо от конфигурации опорных палеогеоизохронных поверхностей, формируют куб данных из совокупности палеогеоизохронных поверхностей за все исследуемое геологическое время, при этом для определения формы и расположения седиментационных тел и наиболее вероятных участков расположения залежей определяют среднее значение параметров сейсмической записи по всей палеогеоизохронной поверхности, анализируют изменения параметров сейсмической записи по палеогеоизохронным поверхностям, а геологическую интерпретацию данных осуществляют по разности между исходными параметрами сейсмической записи и их средними значениями. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве параметров сейсмической записи используют амплитуды сейсмической записи, мгновенные амплитуды, мгновенные фазы, мгновенные частоты, псевдоакустическое преобразование, значение амплитуды в заданном окне, отношение амплитуд и т.п. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что число палеогеоизохронных поверхностей сечения определяют из формулы

где n - число палеогеоизохронных поверхностей сечения;
ΔT_max - максимальный временной интервал между соседними опорными поверхностями в пределах куба, с;
Δt - шаг квантования сейсмических трасс в кубе по времени, с. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в зонах ухудшения прослеживания локальных геологических тел осуществляют коррекцию положения палеогеоизохронной поверхности сечения в этой зоне в пределах долей единицы вертикального шага между палеогеоизохронными поверхностями и при нахождении палеогеоизохронной поверхности, лучше отражающей положение или форму геологических тел или границы между ними, сохраняют эту поверхность. 5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что в случае, когда верхняя опорная поверхность является поверхностью эрозии, или при наличии поверхности эрозии в толще между соседними опорными поверхностями устанавливают границу эрозии, ниже границы эрозии, нахождение палеогеоизохронных поверхностей ведут параллельным переносом нижней опорной поверхности на другие времена вплоть до границы эрозии.