Сущность сейсморазведки

Для более наглядного изображения локальных элементов сейсмической поверхности на структурную карту пунктиром могут наносится промежуточные изолинии через интервал 0,5 ΔH.

По структурным картам соседних горизонтов строят карты изопахит – мощностей интервалов разреза  между ними.

    Если исходные данные по надежности прослеживания полезных волн или плотности наблюдений не обеспечивают детальности изображения, отвечающих масштабу съемки, то площадные  построения сейсмических границ называют структурными схемами.

Помимо структурных  карт, объект исследования характеризуют другими картографическими материалами. В малоизученных районах, где изменения средних скоростей точно неизвестны, результаты могут быть представлены картой изохрон отражения, построенной по материалам временных разрезов. На карте изохрон, внешне похожей на обычную структурную карту, большим временам отражения соответствуют участки прогнутого, а малым участки поднятого залегания горизонта

Строят карты средних  скоростей, карты пластовых скоростей. Совокупность карт изохрон, скоростей и глубин, построенных для целевых горизонтов, подлежит совместному анализу с целью выявления перспективных объектов на исследуемой площади и оценки их пространственных параметров – структурных планов, амплитуд, тектонических нарушений.

 

Разрешающая способность сейсморазведочного метода.

Это возможность в  раздельном обнаружении и оценивании параметров целевых объектов, минимальных  по размерам и контрастности упругих  свойств.

   Рассматривая разведочные возможности основного сейсмического метода – МОВ, различают его разрешающие способности по вертикали и горизонтали.

Разрешающая способность  по вертикали определяет возможность  раздельного наблюдения с поверхности  двух близких отражающих границ в  горизонтально-слоистом разрезе.

    В реальных условиях, даже весьма благоприятных, можно рассчитывать на раздельное обнаружение отраженных волн, которые приходят с разницей нормальных времен не менее Δt0=0.5Tв, где видимый период колебаний. Поскольку величина  Δt0 соответствует двойному времени пробега, мощность пласта, выделяемого по отражениям от его кровли и подошвы, составляет не менее 0,25λв, где λв – видимая (преобладающая) длина волны наблюденных колебаний.

     В среднечастотной сейсморазведке преобладают длины волн порядка 100-150 м, что позволяют обнаружить в разрезе пласты мощностью от 20-30м. Применяя методику высокоразрешающей сейсморазведки (ВРС), удается повысить преобладающую частоту колебаний с 20-30Гц, до 50-60 Гц и более. Обеспечивает выделение пластов от 8-10 м. В малоглубинной сейсморазведки частота колебаний 200-300 Гц, то можно выделить в верхней части разреза слои мощностью 2-3 м.

Разрешающая способность  по горизонтали определяет возможность  наблюдения с поверхности двух близких  сейсмических неоднородностей, расположенных  на одной глубине. Такими объектами могут быть дизъюнктивные (разрывные нарушения) или пликативные (складчатые) нарушения горизонтальной слоистости, локальные изменения отражающих свойств сейсмических границы, резкое выклинивание пласта и т.д.

   Повышению горизонтальной  разрешенности сейсмических разрезов способствует процедура миграции.

 

 

 

 

 

Лекция № 18

Тема: Динамическая интерпретация

Из формы и интенсивности  отраженных волн можно извлекать  информацию о физических свойствах  пород, составляющий разрез, и тем  самым прогнозировать их геологические характеристики. Эти возможности сейсморазведки особенно ценны для поисков нефтегазовых залежей, что предопределило преимущественное развитие динамической интерпретации в данном направлении.

Горные породы различаются по своим  поглощающим свойствами, которые сказываются по форме и интенсивности проходящих через них упругих колебаний. Однако коэффициенты поглощения сильно варьируют даже в породах одного состава и определяются по реальным полевым материалам с невысокой точностью.

Возможности амплитудного анализа данных МОВ

Из всех факторов формирующих  амплитуду полезной волны, наиболее значимым для интерпретации является коэффициент отражения Am(tm): он определяет интенсивность и полярность волнового импульса в зависимости от различия упругих свойств контактирующих на границе пород, что обусловлено их литологическим составом, пористостью, флюидонасыщенностью и пр.

Динамическая обработка полевых  материалов ориентирована на получение  сейсмических трасс, одинаковых или  суммарных, на которых амплитуды полезных волн прямо пропорциональны коэффициентам отражения соответствующих участков сейсмических границ. Такой подход называют обработкой с сохранением (восстановлением) относительных амплитуд.

    Большинство факторов, осложняющих простую зависимость амплитуды полезной волны от коэффициента отражения, не поддаются точной оценки, поскольку определяется неизвестными особенностями строения сейсмогеологической среды.

    Это обстоятельство серьезно ограничивает возможности изучения отражающих свойств сейсмических границ по записям МОВ, хотя в благоприятных условиях не исключает получения положительных результатов.

В процессе обработки  « с сохранением амплитуд»  одни из мешающих факторов компенсируют  корректирующими поправками, другие ослабляют фильтрациями, третьи игнорируют как несущественные.

    Вариации интенсивности сейсмических источников и неравномерность их характеристик направленности компенсируют приведением средней амплитуды всех трасс к единому уровню. Эта же процедура в значительной степени ослабляет влияние флуктуаций локальных условий возбуждения и приема колебаний. Подавление разнообразных волн-помех осуществляется многими методами частотной и двумерной фильтрацией.

Очень важное обстоятельство. Для поисковых целей наиболее важно выявить относительные изменения коэффициента отражения исследуемой сейсмической границы. Обычно эта граница практически горизонтальна, и покрывающая ее осадочная толща на площади работ не претерпевает существенных изменений. Поэтому многие факторы, влияющие на амплитуды проходящих сквозь нее отраженных волн, остаются постоянными и, следовательно, могут не учитываться в наших расчетах

Ввиду многочисленности неучтенных факторов, воздействующих на динамику полезных волн, далеко не все аномалии их интенсивности, наблюдаемые на сейсмических разрезах «с восстановленными амплитудами», обусловлены изменениями отражающих свойств соответствующих границ.

     Только тщательный и всесторонний анализ всех материалов, от исходных записей до конечных построений, с привлечением количественных оценок динамических параметров может служить основанием для корректных геологических выводов по амплитудным аномалиям результативной волновой картины

Качественная интерпретация амплитуд

Материалы динамической обработки наблюдений МОВ используют при детальном изучении свойств осадочных отложений, которое иногда называют прогнозированием геологического разреза.

К типовым задачам  подобного рода относятся:

• Оценка литологического состава, фациальных особенностей и коллекторских свойств пород разреза;
• Палереконструкции условий осадкообразования;
• Выявление структурно-литологических ловушек, перспективных на нефтегазоносность;
• Обнаружение и оконтуривание углеводородных залежей;
• Контроль изменения залежей в процессе их эксплуатации;

Прогнозирование зон  аномально высокого пластового давления (АВПД) и др.

Остановимся подробнее  на задаче обнаружения залежей углеводородов. Они могут быть связаны с неантиклинальными  структурами или с такими особенностями  строения разреза, которые находятся  за пределами разрешающей способности кинематической интерпретации. Кроме того, многие локальные поднятия, обнаруженные в регионально продуктивных толщах, при проверке бурением оказываются пустыми. В подобных случаях прогнозирование залежей нефти и газа полевыми методами имеет важное экономическое значение. Иногда такие исследования называют прямыми поисками углеводородов, хотя этот термин вряд ли применим к методам, которые изучают лишь косвенные физические проявления геологических объектов.

Скопление углеводородов приводит к изменению упругих, плотностных и поглощающих свойств вмещающих горных пород.

Согласно теоретическим  и экспериментальным данным, нефтегазовым залежам сопутствуют следующие  физические эффекты:

• Уменьшение объемной плотности коллектора и скорости распространения продольных волн при насыщении его углеводородами;
• Уменьшение акустической жесткости коллектора, приводящие к изменению величин и даже знаков коэффициентов отражения от его границ;
• Образование гладких горизонтальных отражающих границ, соответствующих водонефтяным, водогазовым и газонефтяным контактам, которые могут отличаться от более или менее шероховатых и наклонных границ раздела вмещающих пород;
• Увеличение поглощения упругих колебаний в пределах самой залежи и в покрывающей толще вследствие диффузии в нее углеводородов.

Вследствие указанных  физических предпосылок нефтегазовые залежи могут проявиться в регистрируемом поле отраженных волн рядом эффектов, важнейшими из которых являются:

• Локальное увеличение или уменьшение амплитуд, а иногда и обращение фаз волн, отраженных от границ коллекторов на участках присутствия в них залежи;
• Появление на сейсмическом разрезе горизонтальных отражающих площадок, особенно заметных в соседстве с наклонными границами структурных форм вмещающих пород;
• Уменьшение интервальной скорости, определяемое по волнам, которые на пути пробега пересекают залежь и покрывающую ее толщу.

Метод яркого пятна

Рассмотрим простую  модель отражающей границы R, являющейся контактом двух пластов – непроницаемой глинистой покрышки с акустической жесткостью γ1 и пористого песчаного водонасыщенного коллектора с акустической жесткостью γ2 .

    Обычно эти терригенные породы мало различаются по упругим и плотностным свойствам, поэтому коэффициент отражения границы между ними невелик по модулю: .

Знак коэффициента отражения  может быть как положительным, так  и отрицательным, поскольку отношение  может быть как больше, так и меньше единицы.

    При наблюдениях на относительно небольших дистанциях углы падения продольной волны невелики и коэффициенты ее отражения близки к нормальному значению A, которое равно половине относительного изменения на границе величины акустической жесткости:

, где  и .

          Пусть на некотором участке  площади (профиля) природный газ  вытеснил пластовую воду из  коллектора, акустическая жесткость  которого уменьшилась на величину  Δγ2. Как отмечалось ранее, такое  уменьшение может достигать 20÷30% от исходного значения γ2. Следовательно, коэффициент нормального отражения от рассматриваемой границы изменится примерно на величину

          Если у водононасыщенного коллектора  акустическая жесткость меньше  чем у покрышки (γ2<γ1), то есть  исходный коэффициент отражения отрицательный (A<0), то его изменение на ΔA увеличивает контраст сейсмической границы , что проявляется возрастанием амплитуды отраженной волны. В области газовой залежи она может увеличиться в несколько раз. Этот эффект хорошо заметен на волновой картине, за что получил название «яркого пятна».

Если у водонасыщенного  коллектора акустическая жесткость  больше, чем у покрышки (γ2 >γ1), то есть исходный коэффициент отражения  положительный (A>0), то его изменение на на ΔA уменьшает контраст сейсмической границы , что проявляется уменьшением амплитуды отраженной волны. Этот эффект, называется «тусклым пятном».

          Когда величина уменьшения положительного  коэффициента отражения превосходит  его исходное значение , на участке газовой залежи происходит изменение знака коэффициента, что на динамическом разрезе проявляется инверсией полярности отраженной волны.

    Процедуру  выявления нефтегазовых залежей  по аномалиям амплитуд отражающих горизонтов называют методом яркого пятна, метод ярко-тусклого пятна.

Метод мгновенных динамических характеристик

Метод мгновенных динамических характеристик (МДХ) основан на преобразовании Гильберта, который позволяет разложить  исходный процесс на две составляющие - амплитудную и фазовую.

     Определяется мгновенные динамические характеристики исходной трассы. Получаем три произвольные трассы – мгновенных амплитуд, мгновенных фаз и мгновенных частот. Функция мгновенных амплитуд характеризуют интенсивность волновых импульсов независимо от их фазы.

     Функции мгновенных фаз и мгновенных частот фиксируют изменение во времени фаз и частот этих импульсов независимости от их интенсивности.

     Преобразуя указанным образом трассы исходного временного разреза u(t,x), получаем три произвольные изображения

- разрез мгновенных  амплитуд a(t,x);

- разрез мгновенных  фаз φ(t,x);