Способ многоволновой сейсморазведки с регистрацией упругих колебаний вертикальными сейсмоприёмниками Российский патент 2020 года по МПК G01V1/28 G01V1/00 

Геофизика.

В настоящее время многоволновая сейсморазведка (МВС) базируется на специальных трехкомпонентных сейсмоприемниках, которые фиксируют волновое поле в трех ортогональных направлениях: вертикальном и в двух горизонтальных. Применяемые при обработке полученных данных методики позволяют выделить и использовать для углубленного анализа геологического строения среды как продольные волны (Р-Р), так и обменные (P-Sv/P-Sh) и поперечные (Sh-Sh/Sv-Sv). Наиболее полная схема получения данных всех типов волн предполагает также использование источников направленного возбуждения. Однако, значительное удорожание работ не позволяет использовать эти методы в промышленных масштабах. В книге "Многоволновая сейсморазведка» [1] в полном объеме изложены сведения по методикам обработки данных МВС. Более широко используется методика исследований, которая сочетает многокомпонентную регистрацию (3С) и стандартные способы возбуждения колебаний, используемые для продольных волн [2]. Целью исследований при этом являются продольные (Р-Р) и обменные (P-Sv) волны. Такой способ упрощает технологию полевых работ (отказ от источников направленного действия), но при этом снижается достоверность полученных результатов по сравнению с полной схемой. Использование 3С-сейсмоприемников также приводит к удорожанию полевых работ. Это наиболее близкий аналог предлагаемой технологии.

Предлагаемый способ МВС направлен на решение задачи повышения достоверности геологической информации за счет комплексного использования продольных, обменных и поперечных волн, регистрируемых стандартными вертикальными сейсмоприемниками. При минимальном удорожании полевых работ и некотором усложнении методики обработки и интерпретации полученных данных предлагаемый способ позволяет повысить успешность разведочного и эксплуатационного бурения, решать задачи прогнозирования геологического разреза и прямых поисков залежей нефти и газа, определить области трещиноватости пород и их параметры, оптимизировать процесс разработки месторождений нефти и газа и многое другое.

Большой опыт работ в различных регионах России позволил выполнить углубленный анализ сейсморазведочных данных, полученных стандартными способами площадных (3D) исследований и сделать вывод, что вертикальными сейсмоприемниками регистрируются волны продольные, обменные и поперечные, и они могут быть выделены при дополнительной обработке сейсмических материалов. Однако, группирование сейсмоприемников на большой базе, малое время регистрации и недостаточная длина расстановки сейсмоприемников оказывают отрицательное влияние на качество выделения обменных и поперечных волн. Для устранения этих недостатков предлагается следующее:

- осуществлять регистрацию одиночными вертикальными сейсмоприемниками или группой на базе 1 метр в диапазоне частот 1-300 Гц;

- увеличить время записи информации, необходимое для регистрации отраженных поперечных волн от искомых горизонтов в полном объеме;

- увеличить длину расстановки сейсмоприемников для обеспечения необходимой кратности накапливания отраженных поперечных волн.

Стандартная обработка сейсморазведочных данных, полученных при вышеизложенных условиях, позволяет получить только куб временных разрезов продольных (Р-Р) волн. Выделение волн других типов производится после вычитания продольных волн из первичного сейсмического материала. Сначала определяются скорости поперечных волн, а затем получают куб обменных (P-Sv) волн. После удаления (P-Sv) волн появляется возможность выделения обменных (Sv-P) волн, а затем и поперечных (Sv-Sv) волн. Комплексная интерпретация всех этих типов волн позволит поднять геологическую эффективность сейсморазведки на новый уровень.

В настоящее время нет сейсмических материалов 3D, условия регистрации которых полностью соответствуют вышеперечисленным критериям. Однако, при обработке материалов на одной площади в Пермском крае даже при недостаточной кратности накапливания поперечных волн нами получены временные кубы продольных (Р-Р), поперечных (Sv-Sv), обменных (P-Sv) и (Sv-P) волн. Таким образом, доказана возможность выделения обменных и поперечных волн из сейсмических данных, зарегистрированных вертикальными сейсмоприемниками. В разделе «Графические материалы» приводятся временные разрезы всех типов волн по одному из профилей данной 3D площади.

Перечень графических материалов:

Фиг. 1. Временной разрез продольных Р-Р волн, профиль 5175.

Фиг. 2. Временной разрез обменных P-Sv волн, профиль 5175.

Фиг. 3. Временной разрез обменных Sv-P волн, профиль 5175.

Фиг. 4. Временной разрез поперечных Sv-Sv волн, профиль 5175.

Из представленных материалов видно, что временные разрезы обменных и поперечных волн несут много важной информации в дополнение к временному разрезу продольных волн, хотя получены они с другими скоростными характеристиками. Это свидетельствует о достоверности результатов, полученных по предлагаемому способу многоволновой сейсморазведки.

Литература:

1. Многоволновая сейсморазведка: Краткий библиогр. справ, отеч. и зарубеж. работ с 1960 по 2008 год / Сост.: В.М. Кузнецов, Г.А. Шехтман, Д.Т. Хандамиров, И.П. Коротков. Тверь, 2010. 358 с.

2. Кузнецов В.М., Шехтман Г.А., Череповский А.В. Методика наблюдений в многоволновой сейсморазведке / Технологии сейсморазведки. 20136. No 2. С. 37-59.

Способ многоволновой сейсморазведки с регистрацией упругих колебаний вертикальными сейсмоприемниками базируется на технологии площадных сейсмических исследований, наиболее широко используемой в мире для поиска залежей углеводородов и изучения геологического строения среды. Полученные при этом сейсмические данные являются результатом взаимодействия продольных, обменных и поперечных волн, наиболее сильными из которых являются продольные волны. Вся дальнейшая обработка и интерпретация ориентируется только на продольные волны. Априори считается, что обменные и поперечные волны невозможно выделить из первичного материала из-за малой амплитуды сигнала. Для их изучения выполняются специальные трехмерные исследования, стоимость которых почти в три раза выше стоимости работ с использованием продольных волн. Предлагаемый способ позволяет выделить обменные и поперечные волны даже при стандартных исследованиях. Но для повышения качества выделения обменных и поперечных волн необходимо производить регистрацию либо одиночными сейсмоприемниками, либо группой на малой базе и в широком частотном диапазоне. Время регистрации и длина расстановки также должны быть увеличены для уверенной регистрации поперечных волн от глубоких отражающих горизонтов. Способ многоволновой сейсморазведки предполагает дополнительную обработку сейсмических данных после получения куба временных разрезов продольных волн и вычитания их из первичного материала. Далее по такой же схеме получают кубы обменных и поперечных волн, которые используются для комплексной интерпретации с продольными волнами. Технический результат - повышение точности и информативности получаемых данных. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ многоволновой сейсморазведки для изучения геологического строения территорий, поисков и разведки залежей углеводородов или других полезных ископаемых, заключающийся в том, что возбуждение упругих волн производится взрывами зарядов взрывчатых веществ или другими источниками; отличающийся тем, что регистрация волнового поля осуществляется одиночными вертикальными сейсмоприемниками или группами на базе 1-3 м в диапазоне частот 1-300 Гц при длине расстановки приборов, обеспечивающей регистрацию продольных, поперечных и обменных волн, отраженных от границ изучаемого разреза, с необходимой кратностью накапливания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрация поперечных волн производится после их трансформации в продольные на дневной поверхности.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длина расстановки сейсмоприемников и время регистрации определяются оптимальной кратностью накапливания по ОГТ для поперечных (Sv-Sv) волн.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после обработки данных продольных (Р-Р) волн из первичного сейсмического материала продольные волны вычитаются и производится обработка поперечных (Sv-Sv) и обменных (P-Sv/Sv-P) волн.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производится комплексная интерпретация продольных (Р-Р), обменных (P-Sv и Sv-P) и поперечных (Sv-Sv) волн, что существенно повышает информативность сейсморазведки.