Способ поисков перспективных объектов для добычи сорбированного и свободного углеводородного газа на метаноугольных месторождениях с использованием сейсмических методов разведки Российский патент 2024 года по МПК G01V1/28 

Изобретение относится к специфическим методам изучения гибридных углеводородных систем с использованием сейсморазведки на метаноугольных месторождениях, включающих не только газ, сорбированный угольными пластами, но также и скопления свободного газа во вмещающих породах. Настоящий метод предназначен для более уверенного картирования угольных (или иных) пластов, как нетрадиционных коллекторов угольного метана, а также для изучения и подготовки гибридных месторождений в угленосных толщах к разработке. Под гибридными углеводородными системами в угленосных толщах понимается наличие не только газа сорбированного угольными пластами, но также и скопления свободного газа во вмещающих породах. Это подразумевает создание новых комплексных геотехнологий поиска, разведки, разработки, в том числе газа низко проницаемых плотных коллекторов. Предлагаемый метод включает проведение полевых сейсмических работ, используя в качестве источника упругих волн виброисточник, где опорным сигналом служит линейный свип, шириной 10-85 Гц. Далее следует специфическая обработка сейсмического материала, с получением на выходе более высокочастотного, как следствие разрешенного, временного и глубинного разреза вторых гармоник и последующую интерпретацию, выделение перспективных объектов, получение различных атрибутов. Регистрация данных осуществляется методом отраженных волн (MOB) общей глубинной точки (ОГТ) по наземным сейсмическим профилям 2-D или 3-D, с получением на выходе наборов виброграмм.

В настоящее время в России для оконтуривания месторождений углеводородов (в том числе и угольного метана), широко используется сейсморазведка методом отраженных волн (MOB) общей глубинной точки (ОГТ), с использованием вибрационного источника упругих волн.

Информативность метода на метаноугольных месторождениях ограничена рядом причин.

1. Ограничение спектра исходного сигнала, связанное с фильтрационными характеристиками верхней части разреза.

2. Ограничение спектра вибрационного источника упругих волн, связанного с его конструктивными особенностями.

3. Большое затухание высокочастотной составляющей исходного сигнала с глубиной.

4. Небольшая мощность промысловых объектов (угольных пластов) 1-10 метров, наличие многочисленных малоамплитудных зон разрывных нарушений.

Отличием заявляемого метода от «стандартного» МОВ-ОГТ является использование вторых гармоник при цифровой обработке сейсмических данных МОВ-ОГТ, с применением вибрационного источника упругих волн, выделяя вторые гармоники из наблюдаемого сейсмического материала, записанного на цифровом носителе в виде виброграмм (фиг. 1).

Природу возникновения вторых гармоник, отсутствовавших в исходном сигнале возбуждения, подробно описаны А.П. Жуковым, М.Б. Шнеерсоном («Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки», страница 52). Идея метода, озвученная авторами, заключается в следующем. Конструктивные особенности современных вибрационных источников сейсмических колебаний таковы, что, несмотря на сравнительно небольшие развиваемые ими удельные нагрузки, разнонаправленные перемещения излучающей плиты и инертной массы вибратора несимметричны, что приводит к искажению возбуждаемых колебаний и нелинейным искажениям (Фиг. 2-А). В результате возникают гармонические составляющие волн, которые отсутствовали в сигналах возбуждения, что приводит к расширению спектрального состава регистрируемых колебаний и возможности освещения разреза отложений в разных полосах частот (Фиг. 3).

Именно этот эффект наличия в исходном (полевом) материале вторых гармоник, и дальнейшего их использования для большей детализации временного и далее глубинного сейсмического разреза, является сущностью предлагаемого метода. Стоит отметить, эффективность применения метода до глубины около одного километра. Для больших глубин используется традиционный сейсмический разрез.

Известен способ (патент RU 2570587 С1, опубл. 10.12.2015) расширения функциональных возможностей вибросейсморазведки путем повышения относительной интенсивности низкочастотных компонент возбуждаемого сейсмического сигнала. Основная цель - регистрация сейсмических колебаний в широкой полосе частот, расширенной в область низких частот, для более детального освещения глубоко залегающих геологических границ нижней части сейсмического разреза.

В отличии от заявленного способа, для углеметановых месторождений Кузбасса, стоит задача освещения геологических границ верхней части разреза (до 1 км.). В этой связи, расширение полосы частот регистрируемых колебаний состоится в области высоких частот.

Реализация предлагаемого метода осуществляется поэтапно.

Первый этап включает проведение полевых работ и содержит следующие подэтапы:

1. Проектирование 2-D, (3-D) полевых сейсмических работ МОВ-ОГТ, используя в качестве источника упругих волн группу вибраторов.

2. Регистрация сейсмической информации с записью на цифровой носитель двумя наборами, в виде коррелограмм (традиционная форма наблюдения) и виброграмм, с использованием линейного управляющего сигнала (свипа).

3. Формирование навигационных файлов и файлов свипов первой и второй гармоники, с последующей передачей всего материала для последующей обработки.

Второй этап включает специальную обработку файлов с получением на выходе сейсмического временного композитного разреза и интерпретацию результатов с построением геолого-структурной модели, и содержит следующие подэтапы:

1. Выделение исходного свипа и моделирование свипа первой и второй гармоники (фиг. 2).

2. Присвоение геометрии в исходные (полевые) виброграммы.

3. Корреляцию исходных виброграмм со свипом 1 и 2 гармоник (фиг. 3).

4. Получение временных разрезов 1 и 2 гармоник.

5. Раздельная обработка потоков 1 и 2 гармоник.

6. Получение окончательных временных, глубинных разрезов 1 и 2 гармоник (фиг. 4, фиг. 5).

7. Создание композитного разреза 1 и 2 гармоники.

8. Миграция композитного временного разреза.

9. Интерпретация с построением геолого-структурной модели.

На фиг. 1 представлена виброграмма, полученная с использованием вибрационного источника упругих волн, от линейного свипа, длительностью 12 секунд, с частотным диапазоном 10-85 Гц. Длительность записи составила 5 секунд.

На фиг. 2 представлены свипы:

А - уникальный свип, "снятый" с плиты вибратора, приуроченный к данной физической точке, где произошло возбуждение упругих волн. Как видно из рисунка огибающая сигнала нелинейная. Это связано с присутвием гармонических, нелинейных искажений в наблюденном сигнале;

В - теоретический, моделированный свип второй гармоники;

С - теоретический, моделированный свип первой гармоники.

На фиг. 3 представлены сейсмограммы, как результат корреляции теоретических свипов первой и второй гармоник с виброграммами. Разрешенность сейсмограммы, в целевом диапазоне (до 1 км глубины) от свипа второй гармоники выше относительно первой, ее спектр сдвинут в область высоких частот.

На фиг. 4 демонстрируется уверенное выделение с использованием разреза вторых гармоник (справа) тектонической неоднородности типа надвиг (абсолютная отметка - 0 метров). На стандартном разрезе первой гармоники (слева) картина расплывчатая, трассировать нарушение затруднительно.

На фиг. 5, на разрезе вторых гармоник (справа), в верхней части (времена 0-800 миллисекунд), выделяются менее мощные пласты, в связи с чем детальность его выше по сравнению со стандартным разрезом первой гармоники.

Исходя из рационального использования методов освоения, на метаноугольных месторождениях Кузбасса рассматривается комплексный подход изучения гибридных углеводородных систем. Применение метода предполагается в горно-геологических условиях Кузнецкого и других угольных бассейнов Российской федерации, в интервалах залегания угольных пластов 1000 м и более, с различными геолого-промысловыми характеристиками.

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано для поиска перспективных объектов для добычи сорбированного и свободного углеводородного газа на метаноугольных месторождениях. Сущность: проектируют полевые сейсмические работы. Регистрируют сейсмическую информацию с записью на цифровой носитель двумя наборами: в виде коррелограмм и виброграмм, с использованием линейного управляющего сигнала. Формируют навигационные файлы и файлы свипов первой и второй гармоник. Выделяют исходный свип и моделируют свипы первой и второй гармоник. Присваивают геометрию в исходные виброграммы. Коррелируют исходные виброграммы со свипами первой и второй гармоник. Получают временные разрезы первой и второй гармоник. Раздельно обрабатывают потоки первой и второй гармоник. Получают окончательные временные, глубинные разрезы первой и второй гармоник. Создают композитный разрез первой и второй гармоник. Производят миграцию полученного композитного временного разреза и интерпретируют результаты с построением геолого-структурной модели. Технический результат: реализация детального освещения глубоко залегающих геологических границ нижней части сейсмического разреза. 5 ил.

Способ поисков перспективных объектов для добычи сорбированного и свободного углеводородного газа на метаноугольных месторождениях с использованием сейсмических методов разведки, заключающийся в том, что проектируют полевые сейсмические работы, регистрируют сейсмическую информацию с записью на цифровой носитель двумя наборами: в виде коррелограмм и виброграмм, с использованием линейного управляющего сигнала, а также формируют навигационные файлы и файлы свипов первой и второй гармоник с последующей передачей всего материала для последующей обработки с получением на выходе сейсмического временного композитного разреза и интерпретирования результатов с построением геолого-структурной модели, а именно: выделяют исходный свип и моделируют свип первой и второй гармоник, присваивают геометрию в исходные виброграммы, коррелируют исходные виброграммы со свипами первой и второй гармоник, получают временные разрезы первой и второй гармоник, раздельно обрабатывают потоки первой и второй гармоник, получают окончательные временные, глубинные разрезы первой и второй гармоник, создают композитный разрез первой и второй гармоник, в заключение производят миграцию композитного временного разреза и интерпретируют результаты с построением геолого-структурной модели.