СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ПРИ НАЛИЧИИ СИЛЬНО ИЗРЕЗАННЫХ АКУСТИЧЕСКИ ЖЕСТКИХ ГРАНИЦ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК G01V1/28 

Изобретение относится к геофизике, к сейсмическим методам разведки полезных ископаемых и предназначено для получения сейсмических разрезов повышенной разрешенности и достоверности в сложных геологических условиях, в частности, при наличии погруженных изрезанных резко преломляющих границ, экранирующих нижележащие горизонты.

Существующие способы сейсморазведки, основанные на методике ОГТ, предполагают решение кинематической задачи исходя из 4-х факторной модели среды.

t(х)=t_stПВ(x)+t_stПП(x)+t₀(х)+τ(х); (1)
где t₀(x) - наблюденное время,
t_stПВ(x) - статическая поправка за пункт взрыва,
t_stПП(x) - статическая поправка за пункт приема,
τ(х) - кинематическая поправка
Однако во многих случаях реальная скоростная модель среды не укладывается в рамки этой четырехфакторной модели. Наблюденные годографы после ввода классических поправок негиперболичны и не могут быть описаны уравнением

где t₀ - вертикальное время,
х - удаление взрыва-прибора,
v - скорость упругих волн в среде.

Процедуры миграции, в том числе и глубинная миграция сейсмограмм до суммирования, предполагают знание глубинно-скоростной модели априори, либо эту модель определяют в ходе самой послойной миграции исходя из наилучшей суммируемости сигналов. Но наилучшая суммируемость не является критерием достоверности выбранной модели.

Итерационный процесс последовательных приближений для каждой последовательно построенной сверху вниз границы предполагает огромное количество итераций в целом по разрезу. Глубинная миграция до суммирования предполагает наличие увеличенных расстановок сейсмоприемников, что в свою очередь приводит к увеличению негиперболичности годографов и усложняет задачу.

Известен способ определения глубинно-скоростных параметров среды и построения ее изображения по сейсмическим данным, включающий определение кинематических параметров отраженных волн и глубинно-скоростных параметров среды, миграцию временного разреза в рамках пластовой модели среды, учет негиперболичности годографов при построении динамического глубинного разреза, а также осуществление деконволюции, согласованной фильтрации и коррекции поглощения (Система Geodepth. Фирма Paradigm Geophysical, журнал "Нефтегаз-978", 1, с. 175).

В известном способе определяют глубинно-скоростные параметры пластовой модели среды и выполняют динамическую глубинную миграцию по исходным сейсмограммам. При этом результат оценки параметров среды существенно зависит от выбора модели, но в способе не предусмотрен однозначный вариант проверки адекватности выбранной модели реальной среды, что является его недостатком.

Кроме того, в способе предусмотрено использование различных процедур фильтрации волновых полей с последующей оценкой амплитудных и фазовых спектров сигналов. При оценивании их в узких пространственно-временных интервалах дисперсии погрешности оценок могут быть весьма велики.

Наиболее близким к изобретению является способ сейсмической разведки, также основанный на решении 4-х факторной модели среды, включающий проведение сейсморазведочных работ методом общей глубинной точки МОГТ, обработку полученных исходных сейсмических данных, построение сейсмического временного разреза и его миграцию для получения неискаженного сейсмического изображения верхней части разреза (ВЧР), включая искажающую волновое поле сильно изрезанную границу, учет негиперболичности годографов при построении глубинного разреза и построение структурной карты (RU 2126984, опублик. 27.02.1999).

Этот способ позволяет учесть негиперболичность годографов путем "погружения" исходных сейсмограмм в рамках выбранной пластовой модели с учетом преломления лучей на каждой преломляющей границе, включая сильно изрезанную поверхность.

Основные недостатки способа.

1. Принципиальная невозможность построения адекватной модели изрезанной резко преломляющей поверхности по отдельно взятым профилям, то есть имеется неоднозначность результата.

2. Громоздкость построений при площадных съемках.

3. Итерационный (многошаговый) процесс сходимости двух способов решения обратной задачи, результаты которого еще не свидетельствуют о достоверности подобранной модели.

4. Возможность ложного результата геологической интерпретации, в том числе и получение ложных структур.

5. Погружение волнового поля исходных сейсмограмм с дневной поверхности на уровень, лежащий ниже глубоко погруженной изрезанной поверхности, приводит к существенному сужению растра лучей, уменьшению длины годографа, что в свою очередь приводит к снижению точности измерений и неверному определению пластовых скоростей (V_пл) и эффективных скоростей (V_эф).

В первом варианте изобретения достигается технический результат, заключающийся в устранении искажающего влияния погруженных сильно изрезанных акустически жестких границ на результаты сейсморазведки нижележащего осадочного чехла.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Способ сейсмической разведки включает проведение сейсморазведочных работ методом ОГТ в варианте 2D сейсморазведки, обработку полученных исходных сейсмических данных, построение сейсмического временного разреза и его миграцию для получения неискаженного сейсмического изображения верхней части разреза (ВЧР), включая искажающую волновое поле сильно изрезанную границу, учет негиперболичности годографов при построении глубинного разреза и построение структурной карты.

Отличие способа заключается в том, что для учета негиперболичности годографов проводят дополнительную обработку исходных сейсмограмм путем их палеотрансформации во временной области к условиям реально существующей палеограницы на период палеогеографической обстановки, когда граница залегала субгоризонтально.

Время палеотрансформации исходных сейсмограмм Т₀(х)=Const выбирают равным времени t₀(х) в том месте временного разреза, где наблюденный годограф отражения наименее искажен влиянием вышележащей изрезанной границы. Палеотрансформацию осуществляют путем ввода псевдопалеостатических поправок, преобразующих кривую t₀(х) в Т₀(х)=Const и их коррекции, осуществляемой путем подбора эффективных палеоскоростей (V_{эфпалео}).

По палеотрансформированным сейсмограммам проводят подавление регулярных волн-помех и с учетом данных об интервальных скоростях осуществляют построение палеовременного мигрированного разреза.

Структурную карту получают суммированием структурной карты первого опорного горизонта, построенной на основании сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и структурной карты нижележащих горизонтов, построенной на основании данных палеовременного мигрированного разреза.

Кроме того, при обработке исходных сейсмических данных 2D сейсморазведки значения скоростей суммирования корректируют с учетом величины и знака отклонения истинных значений t(х) от Т₀(х)=Const.

При обработке сейсмических данных 2D сейсморазведки решают задачу, описываемую уравнением 3-х факторной модели среды
Т(x)=t_st(х_пв)+t_st(х_пп)+Т₀+τ(х),
где t_st(х_пв) - псевдопалеостатическая поправка за пункт взрыва,
t_st(х_пп) - псевдопалеостатическая поправка за пункт приема,
τ(х) - кинематическая поправка,
Т₀ - линия t₀=Const.

Во втором варианте изобретения достигается технический результат, заключающийся в устранении искажающего влияния погруженных сильно изрезанных акустически жестких границ на результаты сейсморазведки нижележащего осадочного чехла.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Способ сейсмической разведки включает проведение сейсморазведочных работ методом ОГТ в варианте 3D сейсморазведки, обработку полученных исходных сейсмических данных, построение сейсмического временного разреза и его миграцию для получения неискаженного сейсмического изображения верхней части разреза (ВЧР), включая искажающую волновое поле сильно изрезанную границу, учет негиперболичности годографов при построении глубинного разреза и построение структурной карты.

Отличие способа заключается в том, что для учета негиперболичности годографов проводят дополнительную обработку исходных сейсмограмм путем их палеотрансформации во временной области к условиям реально существующей палеограницы на период палеогеографической обстановки, когда граница залегала субгоризонтально.

Время палеотрансформации исходных сейсмограмм Т₀(х)=Const выбирают равным времени t₀(х) в том месте временного разреза, где наблюденный годограф отражения наименее искажен влиянием вышележащей изрезанной границы. Палеотрансформацию осуществляют путем ввода псевдопалеостатических поправок, преобразующих поверхность t₀(ху) в Т₀(ху)=Const и их коррекции, осуществляемой путем подбора эффективных палеоскоростей (V_{эфпалео}). По палеотрансформированным сейсмограммам проводят подавление регулярных волн-помех и с учетом данных об интервальных скоростях осуществляют построение палеовременного мигрированного куба.

Структурную карту получают суммированием структурной карты первого опорного горизонта, построенной на основании сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и структурной карты нижележащих горизонтов, построенной на основании данных палеовременного мигрированного куба.

Кроме того, при обработке исходных сейсмических данных 3D сейсморазведки значения скоростей суммирования корректируют с учетом величины и знака отклонения истинных значений t₀(ху) от Т₀(ху)=Const.

При обработке сейсмических данных 3D сейсморазведки решают задачу, описываемую уравнением трехфакторной модели среды:
Т(x)=t_st(х_пв)+t_st(х_пп)+Т₀+τ(х),
где t_st(х_пв) - псевдопалеостатическая поправка за пункт взрыва,
t_st(х_пп) - псевдопалеостатическая поправка за пункт приема,
τ(х) - кинематическая поправка.

Т₀ - линия t₀=Const.

Способ по обоим вариантам осуществляют следующим образом.

Проводят полевые работы по методу общей глубинной точки (МОГТ) в вариантах 2D или 3D любым типом источников, включая вибраторы, способ шпуровых зарядов, способ высокоразрешающей сейсморазведки с длинами расстановки сейсмоприемников, соизмеримыми с глубинами целевых отражающих горизонтов. Группирование источников и приемников проводят согласно способу возбуждения и решаемым задачам.

Проводят тщательную стандартную обработку материалов, которая позволяет решить задачу строения ВЧР. Проводят дополнительную обработку исходных сейсмограмм путем палеотрансформации их во временной области по реально существующей границе, лежащей ниже изрезанной поверхности. Время To(x)=Const палеотрансформации исходных сейсмограмм выбирают равным времени to(x) в том месте временного разреза, где наблюденный годограф отражения наименее искажен влиянием вышележащей изрезанной границы, т.е. является гиперболичным или наиболее близким к гиперболе.

Палеотрансформацию осуществляют путем ввода псевдопалеостатических поправок, спрямляющих линию t₀(x) в T₀(x)=Const в варианте сейсморазведки 2D, либо поверхность t₀(xy) в горизонтальную поверхность T₀(xy)=Const в варианте сейсморазведки 3D. Ввод и коррекция псевдопалеопоправок проводят любыми существующими средствами обрабатывающих комплексов. Проводят дополнительную коррекцию кинематики, связанную с незначительными изменениями t₀(x). По трансформированным сейсмограммам проводят подавление регулярных волн помех. Необходимые виды миграции осуществляют по трансформированному полевому материалу или по суммарным палеоразрезам.

Далее проводят совместную интерпретацию сейсмического временного мигрированного разреза to ВЧР или палеовременного мигрированного разреза (куба). Сейсмический временной мигрированный разрез t₀ ВЧР трансформируется в глубинный любыми известными способами с целью построения структурной карты первого опорного горизонта. Построение нижележащих горизонтов проводится через построение карт изопахит по временам Δt, снятым с палеовременного мигрированного разреза (куба), трансформированных в толщины (ΔН) на основе имеющихся данных об интервальных скоростях. Окончательные структурные карты составляются сложением структурной карты по опорному горизонту и карт изопахит.

Изобретение заключается в том, что при наличии погруженных, сильно изрезанных, резко преломляющих акустически жестких границ решение сейсмической задачи сводится к решению уравнения для трехфакторной модели среды и разбивается на три этапа.

Первый этап.

Стандартная (предварительная) обработка материалов, включающая все необходимые традиционные приемы обработки данных МОГТ. На этом этапе особо пристальное внимание уделяется коррекции статических поправок, подбору кинематики и последующей миграции временного разреза таким образом, чтобы получить максимально неискаженное геологическое отображение верхней части разреза, включая искажающее волновое поле границу, которой, как правило, бывает резко преломляющая поверхность, зачастую сильно изрезанная. При этом не допускается применение каких-либо дополнительных приемов повышения когерентности всех отражений ниже искажающей поверхности, если это улучшение когерентности достигается за счет искусственного искажения линий to мелких границ, некоррелируемого с действительной морфологией этих границ. Полученные окончательные временной и миграционный разрезы называются разрезами to ВЧР, которые дают неискаженное сейсмическое изображение строения верхней покрывающей толщи, включая искажающую волновое поле границу.

Второй этап.

Палеотрансформация исходного полевого материала во временной области к условиям (T₀= const) конкретной реально существующей границы (палеограницы) на период той палеогеографической обстановки, когда эта поверхность была непрерывной и залегала горизонтально или субгоризонтально, как это принято при геологической палеореконструкции.

Последующая на втором этапе обработка материалов МОГТ в вариантах 2D и 3D проводится от уровня выбранной палеограницы и включает в себя все необходимые процедуры обработки, в том числе веерные фильтры и глубинную миграцию по трансформированному полевому материалу и т.д. Значение T₀=const трансформации выбирают равным времени t₀(x) в том месте временного разреза, где наблюденный годограф наименее искажен влиянием вышележащей изрезанной границы, т. е. является гиперболичным. При этом после проведения палеообработки существенно повышается разрешенность, улучшаются соотношение сигнал/помеха и геологическая достоверность сейсмической информации и, следовательно, и конечная результативность геофизических исследований.

Третий этап.

Проводится одновременная интерпретация сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и палеоразреза (палеокуба). Сейсмический временной мигрированный разрез ВЧР трансформируется в глубинный любыми известными способами, включая сносы t₀. При этом основной задачей является восстановление глубинной модели искажающей поверхности и следующей за ней первой опорной границы, которая должна быть достаточно гладкой.

Итогом интерпретации сейсмических данных ВЧР является составление структурной карты поверхности первого опорного горизонта на всю территорию сейсмической съемки, увязанную с данными бурения (если таковые имеются).

Основным источником информации о глубоко залегающих границах геологического разреза является палеовременной мигрированный разрез или куб, из которых снимаются значения Δt между опорным горизонтом и целевым.

Эти значения Δt, трансформируемые в значения глубин ΔН, являются, в свою очередь, основой для создания палеокарт, которые в последующем могут быть сложены со структурной картой опорного горизонта для получения структурных карт по целевым границам.

Правомерность пересчета волнового поля исходных сейсмограмм с дневной поверхности на некоторую другую поверхность, на основании принципов Гюйгенса-Френеля, доказана в методе полей времен. Этим методом широко пользуются при пересчете волнового поля, зарегистрированного на дневной поверхности, на некоторую линию T₀=const (изохроны), на некоторую глубину Н, измеренную от уровня моря (H=const), на некоторую величину H≠const (обработка от плавающей линии приведения), что во временной области (t,x) представляет некоторую поверхность.

Обработка от плавающей линии приведения представляет несколько иной вариант пересчета, не совпадающий ни с изохронами, ни с глубинами H=const, но в любом случае это некоторая поверхность t₀(x). Все эти варианты пересчета (погружения) волнового поля нацелены на устранение негиперболичности годографов отраженных волн.

В изобретении палеотрансформация во временной области исходных сейсмограмм метода отраженных волн по выбранной для этого реальной поверхности означает, что эта поверхность описывается формулой T₀(x,y)=const. В плане профиля t₀(x, y)= t₀(x)= const представляет прямую линию, которую назначают априори. Тогда решают задачу не четырехфакторной модели среды, а уже трехфакторной модели, где роль статических поправок имеет смысл псевдопалеопоправок, приводящих минимум годографа t(x) к линии T₀=const. Нахождение и коррекцию этих поправок можно делать как по суммам общего пункта взрыва, общего пункта приема, так и любыми иными способами.

Ввод в исходный материал псевдопалеостатических поправок за пункт взрыва и пункт приема и последующая их коррекция устраняют негиперболичность годографа так же, как достаточно традиционные статические поправки от классической или плавающей линии приведения.

После ввода найденных таким способом поправок в исходный полевой материал решают только кинематическую задачу.

Принципиальное отличие предлагаемого способа состоит в том, что для устранения негиперболичности годографов нижней части разреза совершенно нет необходимости строить глубинно-скоростную модель среды для разреза и всей изрезанной поверхности в целом, проводить множество итераций подгонки этой модели под реально существующую по наблюденным годографам, которые часто плохо прослеживаются на исходных сейсмограммах из-за жесткого экрана "вверху" и негиперболичности годографов ОГТ волн, отраженных от границ "внизу".

Отсутствует необходимость проверки адекватности выбранной модели среды путем решения обратной задачи двумя способами, сопоставления их результатов. Негиперболичность годографов ОГТ достаточно хорошо устраняется псевдопалеостатическими поправками. Подавление регулярных волн помех необходимо проводить для 2-го этапа обработки после ввода псевдопалеостатических поправок. При этом кратные волны, образованные в верхней части разреза, после ввода псевдопалеостатики будут негиперболичны, что уменьшает их вес на суммарном временном палеоразрезе.

Определение кинематических поправок (или V_эффект) в предлагаемом способе более корректно, чем определение эффективных скоростей суммирования по негиперболичным годографам. Эффективная скорость суммирования, определенная по негиперболичным годографам для погруженных горизонтов, может отличаться от средних скоростей от сотен до нескольких тысяч метров в секунду, что приводит к образованию ложных структур и даже несуществующих горизонтов на суммируемом разрезе. Некорректность в определении V_эффект, связанную с заменой истинных значений t₀(x) на T₀(x)=const, учитывают априори, исходя из величины и знака псевдопалеостатических поправок.

Из формулы годографа МОГТ, которая имеет следующий вид:

следует, что при уменьшении t₀ для сохранения τ(x)=const необходимо увеличить эффективную скорость, а при увеличении t_о от истинного - уменьшить. Конкретное значение V_эф палеообработки легко посчитать, зная Δt₀ и V_cp.

Принципиальным отличием изобретения является то, что при палеотрансформации исходных сейсмограмм по уровню t₀(x)=Const, находящимся вблизи истинного значения t(x), не происходит существенного изменения to и сокращения длины расстановки, что дает возможность более точного определения эффективных и пластовых скоростей ниже палеограницы.

В результате этих процедур, выполненных при определении эффективных палеоскоростей, происходит уточнение полученных эффективных скоростей суммирования и, следовательно, значительно улучшается точность и достоверность всех дальнейших геологических построений.

Преимуществом метода является то, что в предлагаемом способе основная часть работ может осуществляться в производственном режиме без значительных дополнительных затрат машинного времен и затрат времени высококлассных специалистов геологов-геофизиков.

Преимущества метода заключаются не только в устранении негиперболичности годографа, более точном определении эффективных скоростей, коренном улучшении соотношения сигнал-помеха интересующих горизонтов, но и в том, что окончательная версия палеовременного мигрированного разреза представляет собой зримое сейсмическое отображение палеообстановки на палеовремя приведения, не осложненное последующим наложением молодых тектонических движений и не отягощенное ложными объектами, которые возникают при неучете негиперболичности при стандартных способах суммирования и получения временных разрезов. Особенно удобно использовать палеовременные разрезы при поисках рифовых структур, палеорусел и других структурных и неструктурных ловушек нефти и газа, для анализа по сейсмическим данным истории развития геологической обстановки по линии профиля, либо по площади работ 2 сейсморазведки, либо в 3-х мерном кубе 3D сейсморазведки.

Авторами накоплен на протяжении последних 10 лет фактический материал в сложных условиях Волгоградской и Саратовской областей, где на большей части территории имеется изрезанная поверхность палеозоя, которая является сильным экраном при прослеживании отражений от нижележащих границ более чем по 6 тыс.км профилей 2D сейсморазведки и по двум 3-х мерным съемкам 3D сейсморазведки с обязательным наряду со стандартной обработкой получением палеоразрезов и палеокубов по данному способу, что в конечном итоге позволило повысить коэффициент подтверждаемости структур свыше 0,9 и открыть только в 2002 году на пяти подготовленных объектах 5 нефтяных месторождений.

Изобретение относится к геофизике, к сейсмическим методам разведки полезных ископаемых и предназначено для получения сейсмических разрезов повышенной разрешенности и достоверности в сложных геологических условиях. Способ сейсмической разведки включает проведение сейсморазведочных работ методом ОГТ в варианте 2D сейсморазведки, обработку полученных исходных сейсмических данных, построение сейсмического временного разреза. Для учета негиперболичности годографов проводят дополнительную обработку исходных сейсмограмм путем их палеотрансформации во временной области к условиям реально существующей палеограницы на период палеогеографической обстановки, когда граница залегала субгоризонтально. Палеотрансформацию осуществляют путем ввода псевдо палеостатических поправок, их коррекции, осуществляемой путем подбора эффективных палеоскоростей (V_{эфпалео}). По палеотрансформированным сейсмограммам проводят подавление регулярных волн - помех и с учетом данных об интервальных скоростях осуществляют построение палеовременного мигрированного разреза. Согласно первому варианту изобретения структурную карту получают суммированием структурной карты первого опорного горизонта, построенной на основании сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и структурной карты нижележащих горизонтов, построенной на основании данных палеовременного мигрированного разреза. Согласно второму варианту изобретения структурную карту получают суммированием структурной карты первого опорного горизонта, построенной на основании сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и структурной карты нижележащих горизонтов, построенной на основании данных палеовременного мигрированного куба. Технический результат: устранение искажающего влияния погруженных сильно изрезанных акустически жестких границ на результаты сейсморазведки нижележащего осадочного чехла. 2 с. и 4 з.п.ф-лы.

1. Способ сейсмической разведки, включающий проведение сейсморазведочных работ методом общей глубинной точки в варианте 2D сейсморазведки, обработку полученных исходных сейсмических данных, построение сейсмического временного разреза и его миграцию для получения неискаженного сейсмического изображения верхней части разреза (ВЧР), включая искажающую волновое поле сильно изрезанную границу, учет негиперболичности годографов при построении глубинного разреза и построение структурной карты, отличающийся тем, что для учета негиперболичности годографов проводят дополнительную обработку исходных сейсмограмм путем их палеотрансформации во временной области к условиям реально существующей палеограницы на период палеогеографической обстановки, когда граница залегала субгоризонтально, при этом время палеотрансформации исходных сейсмограмм Т₀(х) = Const выбирают равным времени t₀(х) в том месте временного разреза, где наблюденный годограф отражения наименее искажен влиянием вышележащей изрезанной границы, палеотрансформацию осуществляют путем ввода псевдопалеостатических поправок, преобразующих кривую t₀(х) в Т₀(х) = Const, и их коррекции, осуществляемой путем подбора эффективных палеоскоростей (V_{эф.палео}), по палеотрансформированным сейсмограммам проводят подавление регулярных волн-помех и с учетом данных об интервальных скоростях осуществляют построение палеовременного мигрированного разреза, а структурную карту получают суммированием структурной карты первого опорного горизонта, построенной на основании сейсмического временного мигрированного разреза ВЧР и структурной карты нижележащих горизонтов, построенной на основании данных палеовременного мигрированного разреза.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке исходных сейсмических данных 2D сейсморазведки значения скоростей суммирования корректируют с учетом величины и знака отклонения истинных значений t(х) от Т₀(х) = Const.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке сейсмических данных 2D сейсморазведки решают задачу, описываемую уравнением трехфакторной модели среды:

Т(х) = t_st (х_пв) + t_st(х_пп) + Т₀ + τ (х),

где

t_st (х_пв) – псевдопалеостатическая поправка за пункт взрыва,

t_st (х_пп) – псевдопалеостатическая поправка за пункт приема,

τ(х) - кинематическая поправка,

T₀ - линия t₀ = Const.

Т(х) = t_st (х_пв) + t_st(х_пп) + Т₀ + τ (х),

где t_st (х_пв) – псевдопалеостатическая поправка за пункт взрыва;

t_st (х_пп) – псевдопалеостатическая поправка за пункт приема,

τ(х) - кинематическая поправка,

T₀ - линия t₀ = Const.