СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 2023 года по МПК G01V1/00 G01V1/28 G01V1/30 

Изобретение относится к сейсмической разведке на отраженных волнах методами многократных перекрытий (ММП), с обработкой и анализом сейсмических данных, которые применяются, преимущественно, для поисков и разведки месторождений нефти и газа в условиях пологого (субгоризонтального) залегания пластов горных пород.

Предлагаемое изобретение предназначено для выявления и подавления многократных волн-помех, в условиях субгоризонтального залегания отражающих горизонтов.

Сейсмические исследования выполняют по системе взаимоувязанных профилей с использованием группирования источников и приемников в условиях сложно пересеченного рельефа местности и с наличием в разрезе пластов, образующих многочисленные многократно отраженные волны-помехи. Такие условия имеют место, например, на обширных просторах Восточно-Сибирской платформы, на которых распространены структурно-тектонические ловушки УВ с пологим (субгоризонтальным) залеганием крыльев с углами 1-5 градусов.

Уровень решения задачи выявления многократных волн-помех в условиях субгоризонтального залегания отражающих горизонтов характеризуется следующим.

В сейсморазведке ММП задача выявления многократных волн-помех решается либо с помощью изучения волновых полей в скважинах методом ВСП (вертикального сейсмического профилирования), либо на основании анализа особенностей кинематики годографов однократно и многократно отраженных волн по материалам ММП. Среди них наиболее известным и эффективным является комплексирование наземных сейсмических исследований методом ОГТ (общей глубинной точки) и ВСП (вертикального сейсмического профилирования в скважинах). Например, по известному «Способу сейсморазведки отраженными волнами» (патент РФ 1513409 G01V 1/00, опуб. 07.10.1989), помимо наземных наблюдений методом ОГТ, производят наблюдения MOB в окрестности скважины и выполняют ВСП в скважине с вертикальной расстановкой сейсмоприемников. Наблюдения на вертикальной расстановке используют для получения сигнала падающих волн, включающего в себя многократные волны. Сейсмические записи MOB, полученные в окрестности ПВ (пункта взрыва), обрабатывают фильтром, обратным сигналу падающих волн, из них составляют результирующий временной разрез. Этот способ позволяет выявить многократные волны-помехи и путем трансформации (деконволюции) увеличить интенсивность полезных волн за счет энергии многократных волн, в результате чего получают временной разрез ОГТ с высокой разрешенностью.

Недостатком этого способа по патенту РФ 1513409 и его аналогов, в которых используется комплексирование методов ОГТ и ВСП, является необходимость бурения дорогостоящих скважин и проведения в них работ ВСП. Кроме того, на материалах ВСП многократные волны плохо прослеживаются в верхней части разреза, в которой доминируют низкоскоростные поверхностные волны-помехи. Это сильно затрудняет или делает невозможным увязку отраженных волн по сеймограммам ВСП и ОГТ. По этим причинам основными способами получения информации о кратно-образующих границах и многократно-отраженных волнах -помехах, являются методы многократных перекрытий (ММП), основанные на анализе особенностей кинематики годографов однократных и многократных волн.

В настоящее время основным способом получения информации о строении геологической среды является сейсмический метод отраженных волн (MOB) в модификации «общей глубинной точки» - МОГТ (Бондарев В.И., Крылатков С.М. Сейсморазведка. Учебник для вузов. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011, т.1, с. 125-136). По этому методу сейсмические исследования выполняют по системе взаимоувязанных профилей методом многократных перекрытий (ММП-ОГТ) с использованием группирования источников и приемников. Полученные сейсмозаписи сортируют по общим глубинным точкам, составляя сейсмограммы ОГТ. При последующей обработке в каждый канал сейсмограммы ОГТ вводят расчетные статические, кинематические и иные поправки и суммируют, в результате чего образуется одна итоговая суммотрасса. Совокупность итоговых суммотрасс образует по сейсмическому профилю временной сейсмический разрез, который может быть пересчитан в глубинный сейсмический разрез.

Полученные разрезы дают достаточно объективное представление как о строении среды, так и об углах наклона границ. При суммировании по ОГТ обеспечивается некоторое ослабление многократных волн, которые имеют меньшие кажущиеся скорости по сравнению с однократными волнами.

Однако, далеко не всегда суммирование по ОГТ обеспечивает необходимый уровень подавления многократных волн-помех. Например, для геологических разрезов с субгоризонтальным залеганием отражающих горизонтов вообще невозможно отличить по кинематике многократные волны-помехи от полезных однократных отражений. В результате, многократные волны-помехи ошибочно принимают за однократные полезные волны. Помехи образуют ложные отражающие горизонты, что может приводить к грубым ошибкам при интерпретации сейсмических материалов.

По этим причинам на практике широко применяют способы выявления многократных волн-помех по сейсмограммам ММП, основанные на различиях кинематики однократных и многократных отражений. Как известно, границы разреза, создающие многократно отраженные волны, выделяются на временных или глубинных разрезах MOB увеличенными в n раз углами наклона (n - кратность волны), что позволяет выявлять и подавлять многократные отражения.

Примером такого способа и аналогом предлагаемого изобретения является «Способ построения глубинного сейсмического разреза (патент РФ 2415449, G01V 1/28 (2006.1), опуб. 27.03.2011 г). В этом способе сейсмической разведки методом многократных перекрытий (ММП) при обработке используется технология сравнения интенсивностей суммарных цугов колебаний, полученных для серии заданных углов наклона отражающего элемента в некоторой выбранной расчетной точке среды (метод перебора параметров суммирования).

При этом, наиболее вероятный угол наклона элементарных площадок отражающих границ выбирается по максимальной интенсивности суммограммы. Совокупность таких элементов отражающих границ образует по профилю глубинный сейсмический разрез. По глубинному сейсмическому разрезу, принимая во внимание углы элементарных площадок, выявляют многократные волны-помехи, которые затем либо удаляют, либо не используют при дальнейших структурных построениях.

Недостатками этого аналога является сложность и громоздкость многостадийных вычислений, что в итоге приводит к большим погрешностям в определении углов наклона отражающих границ и грубым ошибкам выявления многократно-отраженных волн. Кроме того, этот способ в принципе не способен выявить многократные волны от субгоризонтально залегающих геологических границ (с углами залегания менее 5 градусов).

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемому «Способу сейсмической разведки» является «Способ определения углов наклона отражающих границ в геологической среде по данным профильной сейсморазведки 2D» (патент2 692 001 МПК G01V 1/28 (2006.01), G01V 1/36 (2006.01), опуб. 2019.06.19). В этом способе наличие многократных волн-помех устанавливают по материалам сейсмических наблюдений методом многократных перекрытий (ММП). Наблюдения MOB выполняют на взаимоувязанных профилях ОГТ-2D с использованием группирования источников и приемников. Полученные сейсмозаписи сортируют по общим глубинным точкам, составляя сейсмограммы ОГТ, а из них дополнительно формируют новые сейсмограммы с некоторым заданным коэффициентом асимметрии. В полученные таким образом волновые поля новых сейсмограмм вводят стандартные кинематические и статические поправки и многостадийно суммируют методом регулируемого направленного анализа (РНА) с перебором возможных значений кажущейся скорости из априори ожидаемого диапазона их значений. В результате получают итоговую суммоленту РНА, по которой определяют (рассчитывают) углы наклона отражающих границ.

Недостатками прототипа является громоздкость многостадийных вычислений, что в итоге приводит к погрешностям в определении углов наклона отражающих границ и к субъективным ошибкам при разделении отраженных волн на однократные и многократные. Кроме того, этот способ не способен выявить многократные волны при исследовании геологических разрезов с субгоризонтально залегающими слоями (с углами залегания менее 5 градусов).

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа сейсмической разведки ММП (MOB, ОГТ-2D), способного выявлять многократные волны-помехи при изучении геологических разрезов с горизонтальным (субгоризонтальным) залеганием пластов.

Решение поставленной задачи основано на следующем. Как известно, границы разреза, создающие многократно отраженные волны, отображаются на временных или глубинных разрезах MOB углами ϕ, равными:

где: n - кратность волны;

ϕ₀ - угол наклона кратнообразующей границы.

Согласно (1) углы наклона осей синфазности многократных волн-помех в n раз превышают углы наклона полезных однократных волн. Эти отличия в углах наклона однократно и многократно отраженных волн позволяют выявлять и затем подавлять многократные волны-помехи или исключать помехи из последующих структурных построений. Однако, как следует из формулы (1), при горизонтальном (субгоризонтальном) залегании кратнообразующих границ однократно и многократно отраженные волны имеют практически одинаковые углы наклона и по кинематике на материалах MOB их невозможно различить. Для того, чтобы обеспечить отличия углов наклона осей синфазности однократных и многократных волн, в заявляемом изобретении предложено использовать для наблюдений участки с наклонным рельефом местности, а обработку сейсмических материалов на этих участках проводить для наклонной линии наблюдения. Как установлено на практике, значимые (улавливаемые) различия по кинематике однократных и многократных волн наблюдаются при углах наклона кратнообразующих границ более 5 градусов.

В основе нового способа лежит теоретически обоснованный и подтвержденный на практике факт, что при наклонной линии наблюдений MOB (при наклонном рельефе местности) горизонтально залегающие кратнообразующие глубинные границы на временных (или глубинных) разрезах MOB приобретают n-кратные углы наклона, которые пропорциональны углу наклона линии приведения (наклону рельефа) в соответствии с формулой (1). При этом, в формуле (1) ϕ₀ - это угол наклона линии усредненного рельефа местности (угол линии приведения). При этом, углы наклона осей синфазности полезных однократных волн не изменяются.

Технический результат - выявление и подавление многократных волн-помех от субгоризонтальных границ, исключение ложных горизонтов, сформированных этими помехами, повышение точности и информативности сейсморазведки ММП. Способ реализуется в следующей последовательности.

На площади сейсмических исследований методом многократных перекрытий (ММП) при проектировании основной схемы сейсмических профилей намечают участки местности с углами наклона рельефа местности более 5 градусов, на которых возможно выполнить работы MOB-ОГТ с целью выявления многократных волн-помех по заявленному способу. Если на профилях основной схемы наблюдений нет участков с наклоном рельефа более 5 градусов (например, если основные профили прокладывают по водоразделам и широким долинам), то намечают дополнительные профили МОВ-ОГТ на участках с наклонным рельефом местности более 5 градусов. При этом, дополнительные профили увязывают с основными с целью обеспечения корреляции выявленных волн. Далее, известными способами рассчитывают оптимальные параметры системы наблюдений MOB (ОГТ-2D): параметры группирования источников и приемников волн, шаг между точками ОГТ, длину годографа и т.д., и выполняют полевые исследования методом ОГТ-2D на основных и дополнительных профилях проектной площади. Обработку полевых материалов ОГТ-2D проводят, начиная с опытных профилей (отрезков профилей) в пределах участков с наклонным рельефом местности более 5 градусов. При этом, линию приведения рельефа местности выбирают наклонной, соответствующей осредненному рельефу местности. Обработку материалов ОГТ производят по стандартному графу, причем, кинематические и статические поправки рассчитывают для наклонной линии приведения. После обработки материалов ОГТ-2D определяют по временным (глубинным) разрезам углы наклона отраженных волн по отношению к линии приведения. Если углы наклона каких-либо волн (пластов, границ) или их пачки приблизительно равны углу наклона линии приведения, то эти волны относят к числу однократных отражений согласно формулы (1) для n=1. Если углы наклона волн (пластов) в n раз больше угла наклона линии приведения (n=2, 3…), то такие отраженные волны считают многократными и удаляют их известными способами (методом вычитания, деконволюции и т.д.). В результате на опытном отрезке профиля получают временные (глубинные) разрезы ОГТ, очищенные от многократных волн-помех (или с существенным улучшением соотношения сигнал/помеха). После обработки первого опытного профили ОГТ аналогичным образом обрабатывают другие опытные профили с наклонным рельефом местности. При этом, для повышения надежности выявления многократных волн-помех аналогичным образом обрабатывают материалы MOB (ОГТ) на участках профиля с противоположным наклоном рельефа (например, на противоположном склоне долины, которую пересекает профиль MOB). На участке профиля с противоположным склоном углы наклона многократных волн также будут противоположными, что будет являться дополнительным критерием при оценке природы этих отраженных волн. Данные о многократных волнах-помехах, полученные на опытных профилях, обобщают, коррелируют и увязывают их с волновыми полями на материалах ОГТ основных профилей. Затем, удаляют волны-помехи с сейсмозаписей ОГТ основных профилей известными способами (методом вычитания, деконволюции) и далее проводят обработку материалов ОГТ по стандартному графу по всей площади исследований.

Изобретение относится к области геофизики. Предложен способ сейсмической разведки на отраженных волнах (ОГТ-2D) с возможностями выявления и подавления многократных волн-помех, образованных на горизонтальных (субгоризонтальных) границах раздела геологической среды. Сущность предлагаемого способа состоит в том, что на участке сейсмических исследований выбирают или специально проектируют профили со средними углами наклона рельефа местности ϕ₀ более 5 градусов. Обработку материалов ОГТ, полученных на наклонном рельефе, проводят при наклонной линии приведения, соответствующей наклону рельефа, причем статические и кинематические поправки рассчитывают от наклонной линии приведения. На полученных таким образом временных или глубинных разрезах ОГТ сравнивают углы наклона линии приведения с углами наклона отражающих горизонтов. Однократно и многократно отраженные волны выявляют и разделяют по кратности, анализируя углы наклона ϕ осей синфазности волн, которые связанны с углом наклона линии приведения формулой: ϕ=nϕ₀, где ϕ₀ - угол наклона линии приведения, при этом n=1 для однократных волн, а n=2, 3, … для многократных волн. Затем временные (глубинные) разрезы на профилях с наклонной линией приведения корреляционно увязывают с разрезами всей совокупности профилей участка работ, выделяя волны разной кратности. При последующей стандартной обработке этих материалов ОГТ выделенные многократные волны-помехи подавляют известными способами (вычитания, деконволюции или др.) или исключают их из дальнейших структурных построений. Технический результат - выявление и подавление многократных волн-помех от субгоризонтальных границ, исключение ложных горизонтов, повышение точности и информативности сейсморазведки ОГТ-2D.

Способ сейсмической разведки методом многократных перекрытий (ММП) на отраженных волнах, реализуемый по системе взаимоувязанных профилей с использованием группирования источников и приемников, отличающийся тем, что на участке сейсмических исследований выбирают или проектируют профили со средними углами наклона рельефа местности ϕ₀ более 5 градусов, выполняют по этим профилям наблюдения и обработку сейсмических материалов МПП для наклонной линии приведения с углом ϕ₀, при этом статические и кинематические поправки рассчитывают для наклонной линии приведения, а однократные и многократные волны-помехи выявляют на временных или глубинных разрезах общей глубинной точки (ОГТ) по углам наклона ϕ осей синфазности отраженных волн на основании формулы ϕ=nϕ₀, где n=1, 2, 3,…, причем к однократным относят волны с углами наклона ϕ, равными ϕ₀ для n=1, а к многократным относят волны с углами наклона ϕ для n=2, 3,…, затем временные или глубинные разрезы на профилях с наклонной линией приведения корреляционно увязывают с сейсмическими материалами всей совокупности профилей участка работ, выполняют обработку этих материалов по ОГТ на всем участке сейсмических исследований по стандартному графу, при этом ранее выявленные на профилях с наклонным рельефом многократные волны-помехи подавляют вычитанием или деконволюцией или исключают их из дальнейших структурных построений.