Исследование точности структурных построений при структурно-формационной интерпретации (СФИ) данных 3D сейсморазведки и ГИС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Городков, Алексей Борисович

• Городков, Алексей Борисович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Городков, Алексей Борисович

Введение.

Глава 1. Современное состояние методики структурных построений по данным сейсморазведки ЗО, бурения и ГИС.

1.1. ЗО сейсморазведка - современное средство для решения детальных структурных задач.

1.1.1. Специфика обработки и интерпретации данных ЗО сейсморазведки.

1.2. Основные этапы структурных построений.

1.2.1. Корреляция горизонтов по сейсмическим данным.

1.2.2. Увязка данных сейсморазведки и ГИС.

1.2.3. Построение скоростной модели.

1.2.4. Построение структурных карт.

1.3. Точность структурных построений.

Формулировка задач исследований.

Глава 2. Использование методики и технологии СФИ при структурных построениях.

2.1. Назначение и возможности пакета программ структурно-формационного анализа - «СФА».

2.2. Спектрально-временной анализ - СВАН.

2.3. Корреляция разрезов на основе СВАН.

2.4. Увязка данных сейсморазведки и ГИС.

Глава 3. Модельные исследования точности структурных построений.

3.1. Исходная сейсмогеологическая модель.

3.2. Исследование скоростной модели разреза.

3.2.1. Эксперимент №1 (с различным расположением 15 скважин по площади).

3.2.2. Эксперимент №2 (с большим числом (500) скважин).

3.3. Оценка точности структурных построений.

3.3.1. Модельный эксперимент №3.

3.3.2. Модельное обоснование способа оценки погрешностей структурных построений - способа эталонной скважины (СЭС).

Глава 4. Апробация на реальном материале 3D.

4.1. Геологическое строение участка.

4.2. Структурные построения.

4.3. Построение кровли пласта Ю/ и оценка точности этих построений.

4.4. Построение структурной карты по горизонту III (внутри тюменской свиты).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование точности структурных построений при структурно-формационной интерпретации (СФИ) данных 3D сейсморазведки и ГИС»

Объектами исследований, легших в основу настоящей работы, являются методика и точность структурных построений по данным сейсморазведки ЗО и ГИС на стадиях разведки и ввода в эксплуатацию месторождений УВ.

Область практических приложений сейсморазведки ЗО все в большей степени охватывает стадии разведки месторождений УВ и ввода их в эксплуатацию, когда объемы бурения на площадях составляют уже десятки и сотни, а порой и многие тысячи скважин (например, Самотлор - 17 000 разведочных и эксплуатационных скважин).

В связи с этим, стало совершенно недостаточным оценивать точность собственно сейсмических структурных построений. Все результативные карты являются сегодня комплексными, построенными по совокупности данных сейсморазведки, бурения и ГИС. И оценка точности именно этих комплексных карт и является сегодня наиболее актуальной задачей.

Исследования этой задачи проводились, конечно, и ранее [46,47,48]. Но только в самое последнее время появились работы, в которых содержатся детально разработанные методы ее решения [45] и рекомендации по их применению [39]. Настоящие диссертационные исследования проводились параллельно с указанными работами. Некоторые ее результаты включены в соответствующие рекомендации [39].

Наряду с этим получены также результаты не вошедшие в [39]. Главные из них обусловлены использованием при исследованиях методологии СФИ данных сейсморазведки и ГИС на важнейших стадиях построения структурных моделей, а именно: при корреляции сейсмических горизонтов и при увязке данных сейсморазведки и ГИС.

Цель исследований состояла в оценке эффективности методологии структурно-формационной интерпретации данных сейсморазведки и ГИС при выявлении и измерении основных видов погрешностей структурных построений.

Основные задачи исследований:

1. Оценка эффективности использования средств СФИ для повышения надежности корреляции сейсмических горизонтов и их увязки с ГИС;

2. Модельное исследование основных факторов, влияющих на точность структурных построений.

3. Анализ графа (последовательности) структурных построений по комплексу ОГТ-ГИС и способов оценки их точности.

4. Апробация полученных результатов на реальном материале ЗЭ.

Результаты исследований.

1. Разработаны СВАН-ориентированные алгоритмы, реализация которых в рамках пакета программ структурно-формационного анализа позволяет повысить надежность корреляции горизонтов и увязки данных сейсморазведки и ГИС.

2. На объемной сейсмогеологической модели выполнено исследование основных факторов, влияющих на точность структурных построений.

3. Количественно обоснованы размеры объектов в плане, при поисках которых экономически целесообразным является переход к поисковым системам ЗЭ.

4. Выполнено модельное обоснование применяющегося на практике способа эталонной скважины (СЭС), также известного как способ «выколов», «валиодальный» способ [39].

5. Разработанные методика и технология прошли апробацию в различных регионах России и СНГ. В работе использованы материалы работ по ряду проектов на площадях Западной Сибири, полученные в лаборатории структурно-формационной интерпретации ВНИИГеофизики.

Основные защищаемые положения:

1. СВАН-ориентированная технология структурных построений обеспечивает повышенную надежность, как при выполнении корреляции сейсмических горизонтов, так и при увязке данных сейсморазведки и гис.

2. При наличии горизонтальных градиентов скоростей, необходимо совместное использование карт скоростей У(х,у), построенных как непосредственно по скважинам, так и по усредненной по всем скважинам зависимости У(1). Раздельное применение этих технологий ведет либо к недостаточной детальности построений карт скоростей У(х,у), либо к неучету латерального градиента скоростей. При этом, наибольшие погрешности определения скоростей отмечаются при использовании только скважин, расположенных в пределах сводовых частей структур.

3. Структурные построения, выполненные с использованием СВАН-технологии по данным сейсморазведки, бурения и ГИС в вертикальных разведочных скважинах, достаточны для разбиения совокупности наклонных эксплуатационных скважин на:

- пригодные для структурных построений и определения скоростной модели среды;

- требующие ревизии параметров проводки скважин и коррекции реально вскрываемых глубин.

4. Широко используемый в практике структурных построений способ эталонной скважины (СЭС) дает близкие к истинным оценки точности результативных карт при плотности бурения не менее 1 скважины на 25 кв.км., отвечающей стадии разведки месторождений УВ.

Основные результаты диссертации отражены в 4 публикациях и докладывались на научно-практической конференции «Геомодель-2002».

Автором самостоятельно разработаны алгоритмы и программные блоки пакета «СФА», имеющие непосредственное отношение к тематике диссертационных исследований.

Выполнено проектирование и программная реализация математической морфоструктурной модели, на которой проведен основной цикл теоретико-методических исследований.

Апробация разработанных способов на экспериментальном материале по Ванъеганской площади - также самостоятельно выполнена диссертантом.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы содержит 53 наименования. Объем диссертации составляет 124 страницы, включая 95 страниц текста и 82 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Городков, Алексей Борисович

Заключение

Область практических приложений сейсморазведки ЗО все в большей степени охватывает этапы разведки месторождений УВ и ввода их в эксплуатацию, когда объемы бурения на площадях составляют уже десятки и сотни, а порой и многие тысячи скважин.

В связи с этим, стало совершенно недостаточным оценивать только лишь точность собственно сейсмических структурных построений. Все результативные карты являются сегодня комплексными, построенными по совокупности данных сейсморазведки, бурения и ГИС. И оценка точности именно этих комплексных карт является сейчас наиболее актуальной задачей.

В настоящее время структурные построения в сейсморазведке представляют уже достаточно развитую и сложную систему элементов, важнейшими из которых служат собственно основные этапы структурных построений:

- корреляция горизонтов с учетом выявления и трассирования дизъюнктивных нарушений,

- увязка данных сейсморазведки и ГИС с целью стратификации сейсмических горизонтов и последующих структурных построений,

- построение скоростной модели среды,

- собственно построение структурных карт,

- оценка точности построений.

Каждый из этих элементов может служить источником погрешностей и, следовательно, каждый из них может быть в той или иной мере оптимизирован.

Последовательное применение методологии СФИ обеспечило получение следующих основных результатов.

Было показано, что СВАН - ориентированная технология структурных построений в сравнении с известными технологиями обеспечивает повышенную надежность, как при выполнении корреляции сейсмических горизонтов, так и при построении скоростной модели среды на основе увязки данных сейсморазведки и ГИС.

Как известно, главной составляющей погрешностей структурных построений являются ошибки в определении скоростного разреза. Именно поэтому СВАН-увязка данных сейсморазведки и ГИС служит важнейшим фактором в повышении надежности результативных структурных карт.

Важнейшим фактором, обуславливающим конечную точность построений, является наличие горизонтального градиента скоростей. В результате исследований показано, что при изучении скоростной модели среды, характеризующейся наличием горизонтальных градиентов, необходимо совместное использование карт скоростей У(х,у), построенных как непосредственно по скважинам, так и по усредненной по всем скважинам зависимости Уф. Раздельное применение этих технологий ведет либо к недостаточной детальности построений карт скоростей У(х,у), либо к неучету латерального градиента скоростей. При этом, наибольшие погрешности определения скоростей отмечаются при использовании только скважин, расположенных в пределах сводовых частей структур. Преобладание на практике именно таких скважин не является, конечно, случайным. Оно отвечает традиционной стратегии разведки антиклинальных ловушек УВ. В связи с этим, требуются специальные способы и приемы, которые позволили бы направленно корректировать скоростную модель среды с учетом реальной геометрии изучаемых горизонтов. Такие способы еще предстоит разработать.

К этому следует добавить, что в работе не рассматривались факторы, обуславливающие наличие латеральных изменений скоростей. Это, в частности, было связано с используемыми при исследованиях простыми, по существу однослойными моделями.

При переходе к многослойным моделям рассмотрение генезиса латеральных градиентов скоростей становится необходимым. Важнейшим при таком рассмотрении является достоверное расчленение геологического разреза на относительно однородные комплексы по совокупности их основных (в том числе и скоростных) характеристик. В работе показано, что наиболее достоверно такое расчленение может быть выполнено с использованием технологий СФИ. И, следовательно, дальнейшие исследования градиентных сред должны быть продолжены также с привлечением этих технологий.

Важным результатом выполненных исследований является, на мой взгляд, модельное обоснование методики и области применения экспериментального способа оценки точности структурных построений -способа эталонной скважины (СЭС). Показано, что способ СЭС дает устойчивые и приближающиеся к истинным (модельным) оценки точности результативных карт при плотности бурения не менее 1скв. на 25 кв.км. Эта плотность отвечает стадии разведки месторождений УВ, применение на которой сейсморазведки ЗО как раз и является наиболее эффективным.

До недавнего времени отбивки глубин изучаемых горизонтов по скважинам во всех случаях воспринимались в качестве абсолютных критериев точности сейсмических построений. Это положение сохраняется и в настоящее время, но уже только при использовании вертикальных (чаще всего разведочных) скважин.

Вместе с тем, оказалось, что структурные построения, выполненные с использованием СВАН-технологии по данным сейсморазведки, бурения и ГИС в вертикальных разведочных скважинах, достаточны для разбиения совокупности наклонных эксплуатационных скважин на:

- пригодные для структурных построений и определения скоростной модели среды;

- требующие ревизии параметров проводки скважин и коррекции реально вскрываемых глубин.

Этим результатом доказывается, что современная сейсморазведка ЗЭ может быть использована на месторождениях УВ для мониторинга эксплуатационного бурения, в общем объеме которого преобладают как раз наклонные скважины.

Как видно из вышеизложенного, автор вполне отдает себе отчет в том, что выполненная им работа и полученные при этом результаты далеко не исчерпывают всех аспектов проблемы повышения точности структурных построений. Некоторые из возможных направлений дальнейших исследований этой темы отмечены в этом заключении. Вместе с тем, автор полагает, что полученные им результаты могут служить достаточным обоснованием для того, чтобы при этих последующих исследованиях более широко привлекалась методология СФИ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Городков, Алексей Борисович, 2005 год

1. Аронов В.И. Методы построения карт геолого-геофизических признаков и геометризация залежей нефти и газа на ЭВМ. - М.: Недра, 1990. - 301 с.

2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А., 1981, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука.

3. Волков A.M. Геологическое картирование нефтегазовых территорий с помощью ЭВМ. М., Недра, 1988. 221 с.

4. Временное руководство по содержанию, оформлению и порядку представления материалов сейсморазведки ЗД на Государственную экспертизу запасов нефти и горючих газов, Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Москва, 2002. 24 с.

5. Выявление и картирование дизъюнктивных дислокаций при подсчете запасов месторождений нефти и газа. ВНИИГеофизика.

6. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование. М., Недра, 1971.-264 с.

7. Гамбурцев Г.А. Основы сейсморазведки. М., Гостоптехиздат, 1959. -378с.

8. Геологические тела (терминологический справочник). Под редакцией Ю.А. Косыгина, В.А. Кулындышева, В.А. Соловьева. М.: Недра, 1986. -334 с.

9. Гогоненков Г.Н. Расчет и применение синтетических сейсмограмм. М., Недра, 1972. 142 с.

10. Ю.Гольдин C.B. Интерпретация данных сейсмического метода отраженных волн. М.: Наука, 1979.

11. Городков А.Б. Модельное исследование точности структурных построений на стадиях доразведки месторождений нефти и газа. Геофизический вестник, 9/2002, 5-13 с.

12. Городков А.Б., Мушин И.А., Погожев В.М. Оценка точности корреляционного прогнозирования параметров геологического разреза. Геофизический вестник 2/2004, 5-11 с.

13. Губерман Ш.А. Неформальный анализ данных в геологии и геофизике. М.: Недра, 1987.-261 с.

14. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка: Учебник для вузов. -3-е изд., перераб. -М.: Недра, 1980. 551 с.

15. Жданович В.В., Потапов O.A. Кузнецов В.И., Ибраев В.И. Интерпретация материалов объемной сейсморазведки. М., 1991. - 64 с.

16. ЗАО Пангея, Отчет «Уточнение строения залежей в горизонте Ю1 с целью уточнения запасов» по Кошильскому участку Вахского месторождения, 1996.17.3АО Пангея, Руководство пользователя системы ПАНГЕЯ, описание программы ПРОГНОЗ (PREDICTION), 1996.

17. Инструкция по оценке качества структурных построений и надежности выявленных и подготовленных объектов по данным сейсморазведки МОВ-ОГТ (при работах на нефть и газ), М., Нефтегеофизика. 1984. 39 с.

18. Инструкция по сейсморазведке. М., 1986. 80 с.

19. Интерпретация данных сейсморазведки: Справочник. Под редакцией O.A. Потапова. М.: Недра, 1990. - 448 с.

20. Кивелиди В.Х., Старобинец М.Е. Эскин В.М. Вероятностные методы в сейсморазведке. М., Недра, 1982. 247 с.

21. Козлов Е.А. Анализ современного состояния геофизического оборудования и технологий в зарубежных геофизических и нефтяных компаниях. 1998. 65 с.

22. Козлов Е.А., Дж. Боуска, Медведев Д.К., Роденко А.И. Лучше сейсмики 3D только сейсмика 3D, хорошо спланированная. Геофизика 6/1998, 315 с.

23. Комплексирование методов разведочной геофизики: Справочник геофизика/Под редакцией В.В. Бродового, A.A. Никитина. М.: Недра, 1984.-384 с.

24. Кулагин A.B., Мушин И.А., Павлова Т.Ю. Моделирование геологических процессов при интерпретации геофизических данных. М.: Недра, 1994. -250 с.

25. Методические рекомендации по подсчету запасов нефти и газа объемным методом. Под редакцией В.И.Петерсилье, В.И.Пороскуна, Г.Г.Яценко. Москва Тверь: ВНИГНИ, НПЦ «Тверьгеофизика», 2003.

26. Методические рекомендации по ведению сейсморазведочных работ с целью поиска и картирования органогенных построек и связанных с ними ловушек нефти и газа: М., ВНИИГеофизики. 1985, с.132.

27. Михальцев A.B., Мушин И.А., Погожев В.М. Обработка динамических параметров в сейсморазведке. -М.: Недра, 1990.

28. Мушин И.А., Корольков Ю.С., Чернов A.A. Выявление-л.картирование дизъюнктивных дислокаций методами разведочной геофизики. М.: Научный мир, 2001. 120 с.

29. Мушин И.А. Нефтегазовая сейсморазведка и сейсморазведчики в начале 21 века. Геофизика, 6/1999, 27-32 с.

30. Мушин И.А., Бродов Л.Ю., Козлов Е.А., Хатьянов Ф.И. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных. М.: Недра, 1990. -299 с.

31. Мушин И.А., Белоусов Г.А., Городков А.Б. СВАН-сейсморазведка. (спектрально-временной анализ в технологиях сейсморазведки). Геофизика 5/2005, 3-9 с.

32. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири, Вып. 2. ЗападноСибирский бассейн. / Конторович А.Э., Сурков B.C., Трофимук A.A. и др. -Новосибирск, 1994. -200с.

33. Пакет прикладных программ структурно-формационного анализа 111111 СФА. Москва. Ротапринт ВНИИГеофизики 1990, 83 с. Авторы: В.В.Макаров, Б.К.Фролов и др.

34. Погожев В.М., Городков А.Б. Оценка точности определения глубин отражающих горизонтов с использованием опорной границы. Геофизика 1/2003, 26-27 с.

35. Пузырев H.H., Интерпретация данных сейсморазведки методом отраженных волн. Гостоптехиздат, Москва, 1959. 452 с.

36. Регламент по созданию постоянно-действующих геолого-технологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений, Министерство топлива и энергетики Российской Федерации, Москва 2000, 130 с.

37. Рекомендации по использованию данных сейсморазведки (2Д, ЗД) для подсчета запасов нефти и газа. (Государственный контракт №АТ-03-28/845 от 17/12 2004). Составлены В.Б. Левянтом при участии Ю.П. Ампилова, Н.И. Ивановой и др., М., 2005.

38. Ризниченко Ю.В. Геометрическая сейсмика слоистых сред. М., Изд-во АН СССР, 1947.

39. Сейсмическая стратиграфия. /Под редакцией Ч. Пейтона. М.: Мир, 1983.

40. Сейсморазведка: Справочник геофизика. В двух книгах. Под редакцией В.П. Номоконова. Книга вторая 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Недра, 1990.-400 с.

41. Сейсморазведка. Справочник геофизика. /Под ред. И.И. Гурвича, В.П. Номоконова. М.: Недра, 1981. - 464 с.

42. Статистическая интерпретация геофизических данных / Под редакцией проф. Ф.М. Гольцмана, JL, Изд-во Ленингр. Ун-та, 1981. 256 с.

43. Сысоев А.П. Технология построения объемных сейсмогеологических моделей по данным разномасштабной сейсморазведки. Автореферат диссертации.

44. Сысоев А.П. Внутренний критерий точности структурных построений по системе сейсмических и скважинных данных. Геофизический вестник. 6/2005.

45. Сысоев А.П., Новокрещин A.B., Кузнецов В.А. Анализ эмпирических зависимостей h(t) для повышения точности структурных построений. Геофизика. 2001. Спецвыпуск.

46. Сысоев А.П., Новокрещин A.B., Громова З.И. Методика структурных построений в условиях латеральной скоростной неоднородности ВЧР Самотлорского лицензионного участка. Геомодель-2001 : Тез.докл. науч.-практ. Конф. М.: Изд-во МГУ, 2001.

47. Трапезникова H.A., Ворожцов JI.H., Романов Ю.А., Птецов P.C. Трехмерная сейсморазведка оценка точности и эффективности. Геофизика 3/2001, 21-25 с.

48. Троян В.Н. Статистические методы обработки сейсмической информации при исследовании сложных сред М.: Недра, 1982.

49. Урупов А.К., Левин А.Н. Определение и интерпретация скоростей в методе отраженных волн. М.: Недра, 1985. - 288 с.

50. Шерифф Р., Гелдарт JI. Сейсморазведка: в 2-х т. Т. 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-400 с.

51. GeoDepth in depth, 1997, Paradigm Geophysical Ltd: Gilboa Marcom Press.