СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПОРОД В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА Российский патент 2001 года по МПК G01V1/28 

Изобретение относится к сейсмической разведке, в частности к способам определения скоростных неоднородностей в верхней части геологического разреза, и может быть использовано при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений, например, в зонах развития многолетнемерзлых пород (ММП) территорий Западной Сибири.

В практике обычных сейсморазведочных работ в Западной Сибири используется способ учета скоростных неоднородностей в верхней части разреза (ВЧР), основанный на пространственной глубинно- скоростной интерпретации разреза среды и технологии последовательной оценки погрешностей сейсморазведки методом отраженных волн по общей глубинной точке (MOB ОГТ) (1). Однако этот способ не может отличить влияние скоростных неоднородностей пород в зонах ММП от скоростных неоднородностей более глубокой части среды, а также не решает проблемы динамической разрешенности разреза.

Известен способ определения скоростных неоднородностей ВЧР, включающий скоростной анализ сейсмограмм общей глубинной точки (ОГТ) по горизонтам и построение толстослоистого глубинно-скоростного разреза среды. Способ реализован в системе VELINK (В.М.Глоговский) (2) и основан на послойном восстановлении глубинно-скоростного разреза среды с учетом данных бурения. Статистические поправки в нем учитываются путем замещения неоднородного слоя однородным. Таким образом, указанный способ не учитывает скоростные неоднородности пород в ВЧР. Недоучет влияния ВЧР приводит не только к ошибкам в структурных построениях, но и к искажению динамических параметров.

Решением задачи данного изобретения является учет скоростных неоднородностей ВЧР, например, вызванных зонами растепления многолетнемерзлых пород (ММП), и их отделение от скоростных аномалий, вызванных глубинным строением толщи пород.

Задача решается тем, что в способе определения скоростных неоднородностей пород в верхней части геологического разреза, включающем скоростной анализ сейсмограммы ОГТ по горизонтам и построение толстослоистого глубинно-скоростного разреза среды, верхнюю часть которого до первого опорного горизонта разделяют на два слоя, нулевой, собственно ВЧР с постоянной мощностью и первый, от нулевого до опорного горизонта. Из скоростей первого слоя создают эталонные значения интервальных скоростей путем сглаживания их по выражению:
V_{инт.этал} = К•Н+Vo±L,
где V_{инт.этал} - интервальная эталонная скорость в первом слое;
К - коэффициент скоростного градиента;
H - глубина от нулевого слоя до опорного горизонта;
V₀ - минимальная скорость при нулевой мощности первого слоя;
L - скоростной коэффициент, учитывающий изменения литологии на каждые 10 км профиля.

После этого проводят итерационный потрассовый подбор значений скоростей в нулевом слое до совпадения интервальной скорости в первом слое с эталонной интервальной скоростью при неизменности скорости ОГТ первого слоя.

На фиг. 1 изображен временной разрез по сечению куба CROSSLlNE-400 без учета скоростных неоднородностей ВЧР.

На фиг. 2 изображен спектр скорости ОГТ по горизонту С по сечению куба CROSSLINE-400 без учета скоростных неоднородностей ВЧР.

На фиг. 3 изображена зависимость интервальной скорости первого слоя от глубины.

На фиг. 4 показан спектр скорости ОГТ по горизонту С по сечению куба CROSSLINE-400 с учетом скоростных неоднородностей ВЧР.

На фиг. 5 показан разрез по сечению куба CROSSLINE-400 с учетом скоростных неоднородностей ВЧР.

На фиг.6 представлены фрагменты сечения куба:
а - до учета скоростных неоднородностей ВЧР ММП;
б - с учетом скоростных неоднородностей ВЧР ММП.

Физическое обоснование способа
Наличие в ВЧР скоростных неоднородностей влияет на значения скоростей, а следовательно, на времена регистрации сейсмических отражений, искажая эти значения, что приводит к неправильным структурным построениям и к искажению динамических параметров. Наиболее резко эти искажения проявляются в зонах развития многолетнемерзлых пород (ММП), где определение скоростных неоднородностей в ВЧР в настоящее время является актуальной задачей.

Важной особенностью способа является отделение скоростных неоднородностей, вызванных зонами ММП, от скоростных аномалий, связанных с глубинным строением разреза.

В результате применения предлагаемого способа, получаемые сейсмограммы и временные разрезы по профилям (или куб временных разрезов) свободны от влияния скоростных неоднородностей ВЧР.

После учета искажающего влияния мерзлоты уменьшается погрешность в определении скорости по опорным горизонтам при скоростном анализе. Кинематический анализ сейсмограмм ОГТ с введенными статическими поправками показывает отсутствие на них искажений кинематики опорных отражений, что свидетельствует о правильности построения скоростного разреза, который используется при определении статических поправок.

Анализ учета влияния многолетней мерзлоты на структурный план целевых горизонтов по Западной Сибири показал, что предложенный способ позволяет достаточно хорошо корректировать влияние ММП на нижележащие отражающие горизонты. Этот способ прошел широкое опробование на тестовом и реальном материалах 2Д и 3Д с контролем результатов по данным разведочных скважин.

Способ осуществляют следующим образом
1. Скоростной анализ сейсмограмм ОГТ по горизонтам, включающий:
- выбор и корреляцию на каждом профиле опорных отражающих границ с наиболее резким изменением скоростей с учетом геологической информации об особенностях строения исследуемой толщи;
- построение карт времен (Т₀) выбранных опорных горизонтов;
- определение горизонтальных спектров V_огт по опорным горизонтам;
- построение структурных карт и увязка с имеющимися скважинными данными по глубине.

2. Построение толстослоистого глубинно- скоростного разреза среды.

3. Разделение верхней части разреза до опорного горизонта на 2 слоя:
- нулевой, собственно верхняя часть разреза, с постоянной мощностью;
- первый (от нулевого слоя до опорного горизонта).

4. Создание эталонных значений скоростей путем сглаживания их по выражению:
V_{инт.этал} = К•H+V₀±L,
где К - коэффициент скоростного градиента;
H - глубина от нулевого слоя до опорного горизонта;
V₀ - минимальная скорость при нулевой мощности первого слоя;
L - скоростной коэффициент, учитывающий изменения скоростей, связанных с изменением литологии на каждые 10 км профиля.

Для каждой площади эти предельные изменения различны.

5. Уточнение значений скоростей в нулевом слое по каждой трассе итерационным подбором до совпадения интервальной скорости первого слоя с эталонной скоростью, при этом скорость ОГТ первого и второго слоев остается постоянной.

6. На основе уточненных значений скоростей ВЧР в нулевом слое определяем значения статических поправок по всему профилю, строят кривую статических поправок и вводят эти значения в каждую трассу сейсмограммы ОГТ по пунктам взрыва и приема.

Пример практического применения способа
Этот способ был применен для определения и учета скоростных неоднородностей ВЧР, вызванных растеплением многолетнемерзлых пород (ММП) на месторождении Южный Харампур по данным съемки 3Д площадью 420 км².

По сечениям куба были прокоррелированны отражения по опорным горизонтам С (Нижне-березовкая свита) и Б (Марьинская свита).

На фиг. 1 приведен пример сечения куба по Crossline-400.

При наличии скоростных неоднородностей в ВЧР видно искажение значений времен регистрации сейсмических отражений (фиг. 1) и V_огт (фиг. 2) для всех горизонтов. Суммарный разрез отличается изменчивостью формы импульса из-за суммирования по негиперболичным годографам.

Расчет горизонтальных спектров V_огт проводился по сети опорных профилей с целью построения увязанных в точках пересечения скоростных моделей по горизонтам С и Б.

Низкое качество материала не позволило получить качественные спектры по одиночным сейсмограммам ОГТ. Увеличение базы анализа до 7 точек ОГТ улучшило качество спектров, по которым, в основном, можно однозначно провести корреляцию (фиг. 2).

Затем на временных разрезах были выделены зоны предполагаемых тектонических нарушений по горизонтам С, Б с целью их дальнейшего исключения из карт статических поправок.

С помощью процедуры лучевой миграции карт времен регистрации сейсмических отражений по ним были рассчитаны соответствующие карты глубин. После пространственного сглаживания эти глубинные карты составили основу априорной модели. Глубинно-скоростная модель была увязана со скважинами.

По данным ГИС была построена зависимость интервальной скорости от глубины до горизонта С (фиг. 3) и рассчитан эталон интервальной скорости
V_{инт.этал} = 0.891•Н +1089.9±50 м/с/10 км.

Все работы проводились в рамках толстослоистой 3Д модели. Первый слой разделили на два слоя - нулевой слой мощностью 200 м представлял зону ММП. Первоначально ему была задана постоянная скорость в 2000 м/с. Следующие два слоя соответствовали наиболее динамически выдержанным отражающим горизонтам: первый - горизонту С, второй - горизонту Б.

Процедура итерационного подбора была применена с целью получения скоростной характеристики нулевого слоя (зоны ММП), который вносит максимальные искажения в обрабатываемое волновое поле.

Уточнение значений скорости в нулевом слое по каждой трассе итерационным подбором проводилась до совпадения интервальной скорости первого слоя с эталонной скоростью при неизменной скорости ОГТ для первого слоя и в качестве контроля проверялась неизменность скорости ОГТ для второго слоя.

Исходными данными для подбора являлись отражения от опорных горизонтов С и Б и скорости ОГТ для этих горизонтов. С помощью итерационного подбора были рассчитаны скоростные неоднородности зоны ММП.

Скоростные неоднородности нулевого слоя, представляющие зону ММП, были пересчитаны в карту статических поправок, которые затем были введены в сейсмограммы ОГТ.

Результатом обработки являются сейсмограммы и временные разрезы (куб временных разрезов), свободные от влияния ММП. Разрез после коррекции скоростных неоднородностей ММП представлен на фиг.4.

После учета искажающего влияния мерзлоты, уменьшилась погрешность в определении скорости по опорным горизонтам при скоростном анализе. Кинематический анализ сейсмограмм ОГТ с введенными статическими поправками показал отсутствие на них искажений кинематики опорных отражений (фиг. 5) и улучшение динамических параметров разреза (фиг. 6), что свидетельствует о правильности подбора скоростной зависимости, которая использовалась при расчете статических поправок.

Данный способ повышает точность и достоверность сейсморазведочных данных, снижает затраты на разбуривание ложных объектов, уменьшает число скважин, необходимых для обнаружения и оконтуривания залежей.

Источники информации, принятые во внимание
1. С. В. Гольдин, Интерпретация данных сейсмического метода отраженных волн, М., "Недра", 1979.

2. В. М. Глоговский, А. Р. Хачатрян. Коррекция статических поправок в сейсморазведке МОГТ на нефть и газ, М.: ВНИИОЭНГ, Обзорная информация, сер. "Нефтегазовая геология и геофизика", 1986 (прототип).

Использование: при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений в зонах многолетнемерзлых пород. Способ включает скоростной анализ сейсмограмм ОГТ по горизонтам и построение толстослоистого глубинно-скоростного разреза среды. Разделяют верхнюю часть разреза (ВЧР) на два слоя, нулевой, собственно ВЧР, с постоянной мощностью и первый, от нулевого слоя до опорного горизонта. Из скоростей первого слоя создают эталонные значения интервальных скоростей путем их сглаживания. Проводят итерационный потрассовый подбор значений скоростей в нулевом слое до совпадения интервальной скорости в первом слое с эталонной интервальной скоростью при неизменности скорости ОГТ первого и последующих слоев. Технический результат: повышение точности структурных построений и исключение динамических искажений волнового поля. 7 ил.

Способ определения скоростных неоднородностей пород в верхней части геологического разреза, включающий скоростной анализ сейсмограмм общей глубинной точки по горизонтам и построение толстослоистого глубинно-скоростного разреза среды, отличающийся тем, что верхнюю часть толстослоистого глубинно-скоростного разреза до первого опорного горизонта разделяют на два слоя, нулевой, собственно верхнюю часть разреза, и первый, от нулевого слоя до опорного горизонта, при этом нулевой слой имеет постоянную мощность, а по скоростям первого слоя создают эталонные значения интервальных скоростей путем сглаживания их по выражению
V_{инт.этал} = К • Н + V₀ ± L,
где V_{инт.этал} - интервальные эталонные значения скоростей;
К - коэффициент скоростного градиента;
Н - глубина от нулевого слоя до опорного горизонта;
V₀ - минимальная скорость при мощности первого слоя, равной нулю;
L - скоростной коэффициент, учитывающий изменение скоростей, связанных с изменениями литологии на каждые 10 км профиля,
затем проводят итерационный потрассовый подбор значений скоростей в нулевом слое до совпадения интервальной скорости в первом слое с эталонной интервальной скоростью при неизменности скорости общей глубинной точки первого и последующих слоев.