СПОСОБ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Российский патент 2009 года по МПК G01V1/00 G01V1/36 

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано при поисках и разведке нефтегазовых месторождений.

Известен способ сейсмической разведки, включающий возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью, последовательное возбуждение упругих колебаний и регистрацию в пунктах приема отраженных волн. При этом выделяют в геологическом разрезе интервалы с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний, определяют для этих интервалов разреза параметры интерференционной системы возбуждения: линейные размеры базы группы излучателей, расстояния между излучателями, их количество, частотный состав и длительность свип-сигнала. Располагают излучатели на установленных расстояниях друг от друга, последовательно возбуждают упругие колебания групп, регистрируют упругие колебания, полученные для каждого интервала разреза при определенном числе излучателей упругих колебаний. По завершении полного цикла наблюдений на одной расстановке излучателей, перемещают группу излучателей вдоль профиля на шаг, равный расстоянию между ними. Цикл наблюдений повторяют, выполняя наблюдения по всему профилю с длительностью записи, превышающей интервалы регистрации волн от подошвы интервалов обработки. Составляют группы сейсмограмм, накапливают их, формируют суммарные сейсмограммы упругих колебаний и на основании полученных результатов строят временные разрезы (см. патент РФ №2252436, МПК G01V 1/00).

Недостатки данного способа состоят в том, что он не учитывает при определении оптимальных баз группирования излучателей фильтрующего влияния на регистрируемые в поле сигналы групп сейсмоприемников. В результате положительный эффект от оптимизации группирования излучателей может быть потерян из-за неправильно выбранных параметров приемных групп. Описываемый способ не учитывает также зависимость кажущихся скоростей отраженных волн от используемых удалений излучатель - приемник. В результате не в полной мере реализуются возможности подавления волн-помех. Кроме того, описываемый способ предусматривает использование фиксированных для выделенных по критерию равенства градиентов скоростей интервалов параметров интерференционных систем возбуждения. Но при значительных величинах таких интервалов условия оптимальности в их пределах будут существенно меняться. Таким образом, выбранные параметры группирования, определенные для выбранных интервалов разреза, окажутся не оптимальными и помехоустойчивость интерференционной системы снизится.

Известен также способ сейсмической разведки, включающий возбуждение сейсмических колебаний в пунктах возбуждения и регистрацию отраженных волн в пунктах наблюдения (см. Гурвич И.И. Сейсморазведка. М.: Недра, 1975, с. 106-118).

Недостатком этого способа является отсутствие возможности изменять параметры систем возбуждения и приема для разных глубин залегания отражающих границ сейсмической волны, в результате чего снижается направленность полевой интерференционной системы, уменьшается ее помехоустойчивость и соответственно эффективность сейсморазведочных работ в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ сейсмической разведки (см. авторское свидетельство СССР №1065797, МПК G01V 1/00), включающий выбор базы группирования излучателей в каждом пункте возбуждения, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на минимальной глубине разведки, выбор базы группирования излучателей, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на максимальной глубине разведки, разбивку базы группирования, выбранную для границы, залегающей на максимальной глубине разведки, на участки, равные длине базы группирования, выбранной для границы, залегающей на минимальной глубине разведки, последовательное возбуждение упругих колебаний на каждом участке, регистрацию в пунктах приема отраженных волн каждый раз, начиная с момента прихода отраженной волны от исследуемой границы, для которой участок баз группирования, на котором проводят возбуждение, совместно с участками базы группирования, на которых было проведено возбуждение упругих колебаний, обеспечивают необходимую направленность излучения, накопление зарегистрированных данных и суждение по полученным результатам о строении исследуемых границ.

Данный способ значительно осложняет технологию проведения полевых работ, так как требует регистрации в пунктах приема отраженных волн каждый раз, начиная с момента прихода отраженной волны от исследуемой границы, для которой участок баз группирования, на котором проводят возбуждение, обеспечивает необходимую направленность излучения. Кроме того, для успешной реализации в этом способе необходимо иметь детальную информацию о строении изучаемого разреза до проведения сейсморазведочных работ. Но такая информация часто отсутствует. В нем не учитывается нестационарность частотных характеристик сейсмической записи, что должно приводить к ошибкам в определении оптимальных баз группирования излучателей. Кроме того, описываемый способ не в полной мере реализует возможности подавления регулярных помех, так как зависимость кажущихся скоростей отраженных волн от используемых удалений пунктов приема от пунктов возбуждения не учитывается. Соответственно для каждой из отражающей границы применяется постоянная база группирования источников, вычисленная по наименьшей кажущейся скорости. Но при малых удалениях источник - приемник оптимальная база группирования, может значительно отличаться от выбранной из-за изменчивости кажущейся скорости вдоль годографа отраженной волны.

Задачей изобретения является разработка способа сейсмической разведки, исключающего приведенные выше недостатки.

Технический результат заключается в повышении технологичности полевых работ и качества сейсмических материалов путем улучшения направленных и статистических свойств полевых интерференционных систем, упрощения процесса полевых наблюдений.

Поставленная задача решается тем, что в способе сейсмической разведки отраженными волнами, включающем выбор базы группирования излучателей L_и в каждом пункте возбуждения, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на минимальной глубине разведки, при полевых наблюдениях используют группы сейсмоприемников с базой L_п, выбранной из условия попадания отражений от всех подлежащих изучению границ раздела в полосу пропускания системы излучатели - приемники, выполняют изучение всех отражающих границ наблюдениями способом общей глубинной точки с постоянными, выбранными для залегающей на минимальной глубине границы базами группирования излучателей L_и и базой группирования сейсмоприемников L_п, по данным о скоростной характеристике разреза для всех подлежащих изучению границ раздела с дискретностью, равной шагу между пунктами приема, рассчитывают кажущиеся скорости V* в зависимости от времени регистрации отражений Т₀ и удалений излучатель - приемник X_пв-пп, строят схемы распределения значений V* в плоскости Т₀, Х_пв-пп, вычисляют амплитудные спектры зарегистрированных сейсмических записей во временных окнах, смещающихся по времени Т₀ и по удалениям излучатель - приемник Х_пв-пп, по вычисленным спектрам строят схемы распределения преобладающих частот F в плоскости Т₀, Х_пв-пп, используя схемы распределения кажущихся скоростей V* и преобладающих частот сейсмической записи F известными способами, например по графикам коэффициента направленного действия, для всех подлежащих изучению отражающих границ вычисляют величины и строят схемы распределения предельных баз группирования L_max, обеспечивающих пропускание сигналов однократно отраженных волн и подавление помех, суммируют полевые сейсмограммы с максимальными, кратными L_min, но не превышающими L_max базами для всех Т₀ и

Х_пв-пп, выполняют обработку общепринятыми в методе общей глубинной точки способами.

Способ иллюстрируется чертежами, где фиг.1 - схема распределения значений кажущихся скоростей в плоскости Т₀, Х_ПВ-ПП; фиг.2 - схема распределения преобладающих частот F в плоскости Т₀, Х_ПВ-ПП; фиг.3 - схема распределения величин предельных баз группирования L_max в плоскости Т₀, Х_пв-пп; фиг.4 - монтаж фрагментов временных разрезов ОГТ, полученных по прототипу (4а) и заявленным способом (4б).

Способ осуществляется следующим образом.

Исходя из сейсмогеологических условий территории исследований и глубины залегания наиболее высоко расположенной подлежащей изучению отражающей границы определяют базы группирования излучателей L_min. Определяют также базы группирования сейсмоприемников L_п, обеспечивающие попадание отражений от всех подлежащих изучению отражающих границ в полосу пропускания системы излучатели - приемники. При выборе баз группирования L_min и L_п пользуются принятыми в практике способами расчета, например базирующимся на энергетической теории интерференционных систем. Проводят отработку профилей по методике общей глубинной точки с базами группирования излучателей L_min и базами группирования приемников L_п. По данным о скоростной характеристике разреза для всех подлежащих изучению границ раздела с дискретностью, равной шагу между пунктами приема, рассчитывают кажущиеся скорости V* в зависимости от времени регистрации отражений Т₀ и удалений излучатель - приемник Х_пв-пп, строят схемы распределения значений V* в плоскости Т₀, Х_пв-пп. Вычисляют амплитудные спектры зарегистрированных сейсмических записей во временных окнах, смещающихся по времени Т₀ и по удалениям излучатель - приемник Х_пв-пп, по вычисленным спектрам строят схемы распределения преобладающих частот F в плоскости Т₀, Х_пв-пп.

Используя схемы распределения кажущихся скоростей V* и преобладающих частот сейсмической записи F известными способами, например по графикам коэффициента направленного действия, для всех подлежащих изучению отражающих границ вычисляют величины и строят схемы распределения предельных баз группирования

L_max, обеспечивающих пропускание сигналов однократно отраженных волн и подавление помех. Суммируют полевые сейсмограммы с максимальными, кратными

L_min, но не превышающими L_max для соответствующих Т₀ и Х_пв-пп базами.

Полученные записи обрабатывают общепринятыми в методе общей глубинной точки способами.

Описанный способ сейсморазведки был опробован в сложных сейсмогеологических условиях Прикаспийской впадины на фрагменте регионального профиля Ершов-Астрахань. Здесь с разной степенью надежности прослеживаются несколько опорных границ: Р₂ ^t - поверхность татарских отложений верхней перми, П₁ - подошва соленосных отложений; П₂ - подошва терригенных отложений среднего карбона; П^// ₂ - отражающая граница в нижнем карбоне; П^/ ₃ - поверхность карбонатных отложений верхнего девона; П₃ - поверхность терригенных отложений верхнего девона.

Фиг.1 иллюстрирует распределение значений кажущейся скорости в плоскости Т₀,

Х_ПВ-ПП в средней части использованного для анализа фрагмента профиля (ПК 10000).

Фиг.2 демонстрирует распределение на том же пикете преобладающих частот F в той же координатной плоскости. Анализ распределения преобладающих частот вскрывает отчетливо выраженную тенденцию к уменьшению F с ростом удалений источник - приемник и величины Т₀.

Распределение вычисленных величин предельных баз группирования L_max в плоскости Т₀, Х_ПВ-ПП иллюстрируется фиг.3. В качестве наиболее высокозалегающей целевой границы рассматривалась поверхность татарских отложений верхней перми, характеризующаяся временем регистрации около 1.1 с. Определенная для него L_min оказалась равной приблизительно 30 м. Оптимальные базы для других отражающих горизонтов выбирались в соответствии со схемой распределения предельных баз /фиг.3/.

Рост качества данных МОГТ в случае применения предложенного способа по сравнению с прототипом подтверждаются данными анализа временных разрезов анализируемого фрагмента профиля /см. фиг.4/. При применении разработанного способа улучшилась по сравнению с прототипом динамическая выразительность и прослеживаемость всех целевых отражающих горизонтов /см. фиг.4, Т₀=1.0-3.8 с/. Выигрыш в качестве временных разрезов подтверждается также сопоставлением количественных оценок отношения сигнал/помеха. Эти оценки сведены в таблицу. Как следует из приведенной таблицы, применение заявленного способа привело к увеличению отношения сигнал/помеха на 5-31% по сравнению с прототипом.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОСЛЕЖИВАНИЯ ЦЕЛЕВЫХ ГОРИЗОНТОВ Способ сейсмической разведки по прототипу Заявленный способ Отражающие горизонты П₁ П₂ П^// ₂ П^/ ₃ П₃ П₁ П₂ П^// ₂ П^/ ₃ П₃ Отношение сигнал/помеха S/N 4.37 3.70 5.94 6.59 5.15 4.85 4.41 6.78 6.92 6.77

Таким образом, использование разработанного способа позволяет улучшить качество сейсмических материалов за счет оптимизации свойств полевых интерференционных систем.

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано при поисках и разведке нефтегазовых месторождений. Сущность: в каждом пункте возбуждения выбирают базу излучателей L_и, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на минимальной глубине разведки. При полевых условиях выбирают базу сейсмоприемников L_п исходя из условия попадания отражений от всех подлежащих изучению границ раздела в полосу пропускания системы излучатели - приемники. Выполняют изучение всех отражающих границ способом общей глубинной точки с постоянными, выбранными для залегающей на минимальной глубине границы базами группирования излучателей и базой группирования сейсмоприемников. Для всех подлежащих изучению границ раздела с дискретностью, равной шагу между пунктами приема, рассчитывают кажущиеся скорости V* в зависимости от времени регистрации отражений Т₀ и удалений излучатель - приемник Х_пв-пп. Строят схемы распределения значений V* в плоскости Т₀, Х_пв-пп. Вычисляют амплитудные спектры зарегистрированных сейсмических записей. Строят схемы распределения преобладающих частот в плоскости Т₀, Х_пв-пп. Для всех подлежащих изучению отражающих границ вычисляют величины и строят схемы распределения предельных баз группирования

L_max, обеспечивающих пропускание сигналов однократно отраженных волн и подавление помех. Суммируют полевые сейсмограммы с максимальными, кратными L_min, но не превышающими L_max базами для всех Т₀ и Х_пв-пп. Выполняют обработку общепринятыми в методе общей глубинной точки способами. Технический результат: повышение технологичности полевых работ и качества сейсмических материалов. 4 ил., 1 табл.

Способ сейсморазведки отраженными волнами, включающий выбор базы группирования излучателей в каждом пункте возбуждения, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на минимальной глубине разведки, отличающийся тем, что при полевых наблюдениях используют группы сейсмоприемников с базой L_п, выбранной из условия попадания отражений от всех подлежащих изучению границ раздела в полосу пропускания системы излучатели-приемники, выполняют изучение всех отражающих границ наблюдениями способом общей глубинной точки с постоянными, выбранными для залегающей на минимальной глубине границы базами группирования излучателей L_и и базой группирования сейсмоприемников L_п, по данным о скоростной характеристике разреза для всех подлежащих изучению границ раздела с дискретностью, равной шагу между пунктами приема, рассчитывают кажущиеся скорости V* в зависимости от времен регистрации отражений Т₀ и удалений излучатель-приемник Х_пв-пп, строят схемы распределения значений V* в плоскости Т₀, Х_пв-пп, вычисляют амплитудные спектры зарегистрированных сейсмических записей во временных окнах, смещающихся по времени Т₀ и по удалениям излучатель-приемник Х_пв-пп, по вычисленным спектрам строят схемы распределения преобладающих частот F в плоскости Т₀, Х_пв-пп, используя схемы распределения кажущихся скоростей V* и преобладающих частот сейсмической записи F, известными способами, например по графикам коэффициента направленного действия, для всех подлежащих изучению отражающих границ вычисляют величины и строят схемы распределения предельных баз группирования
L_max, обеспечивающих пропускание сигналов однократно отраженных волн и подавление помех, суммируют полевые сейсмограммы с максимальными, кратными
L_min, но не превышающими L_max базами для всех Т₀ и Х_пв-пп, выполняют обработку общепринятыми в методе общей глубинной точки способами.