Методика построения скоростной модели среды в методе ВСП на основе использования данных о поляризации сейсмических волн тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Лобусев, Михаил Александрович

• Лобусев, Михаил Александрович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лобусев, Михаил Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТНОЙ МОДЕЛИ СРЕДЫ.

1.1. Метод ВСП: назначение, основные задачи и модификации.

1.2. Необходимость построения априорной модели среды для управления процессом изучения объекта.

1.3. Привязка данных ВСП к временным разрезам ОПТ.

1.4. Геологические задачи, возможность их решения с использованием данных ВСП.

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ОДНОМЕРНОЙ ПЛАСТОВОЙ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО ДАННЫМ АК.

2.1. Увязка каротажных и наземных сейсмических данных.

2.2. Зависимость амплитуды сейсмической трассы от параметров сейсмоакустической модели.

2.3. определение вклада пласта в сейсмическую запись при построении сейсмоакустической модели.

2.4. Пример построения сейсмоакустической модели на скважине Усинского месторождения.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТОВОЙ СКОРОСТИ И УГЛА НАКЛОНА ПРЕЛОМЛЯЮЩЕЙ ГРАНИЦЫ ПРИ РАБОТАХ НВСП.

3.1. подбор скоростной модели среды в методе всп.

3.2. исследование однозначности построения скоростной модели среды по щ данным НВСП.

3.3. Определение максимального выноса при наблюдениях НВСП.

3.4. Определение угла подхода сейсмической волны к скважине.

3.5. Использование поляризационных диаграммам для определения угла подхода волны к скважине.

3.6. Определение пластовой скорости по годографу и углу подхода падающей волны.

3.7. Подбор пластовой скорости и угла наклона преломляющей границы в двухслойной модели среды по падающим волнам.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТОВЫХ СКОРОСТЕЙ ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ВСП НА УСИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ.

4.1. Исследование разреза пермско-каменноугольных отложений Усинского месторождения поданным ВСП.

4.2. Определение азимута субвертикальной трещиноватости по результатам комплексной интерпретации данных ГИС и ВСП.

4.3. Выявление в продуктивном разрезе нишшпермско-среднекаменноугольной залежи Усинского месторождения геологических объектов различного генезиса

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика построения скоростной модели среды в методе ВСП на основе использования данных о поляризации сейсмических волн»

Современное состояние нефтегазодобывающей отрасли нашей страны ставит комплексные задачи перед сейсморазведкой в связи с изучением, как структурных поверхностей, так и внутреннего строения все более сложных геологических объектов. Большие перспективы прироста ресурсов углеводородов связаны с доразведкой крупных и гигантских месторождений. Развитая инфраструктура добычи и транспорта нефти и газа на этих объектах, не позволяет выполнять широкомасштабные наземные сейсмические исследования. Кроме того, этап доразведки отдельных залежей и участков крупных месторождений требует высокого уровня детализации строения геологической среды, который может быть получен лишь в результате проведения работ ВСП.

Основным геологическим объектом, на котором проводилась отработка представленной в работе методики, была пермско-каменноугольная залежь высоковязкой нефти Усинского нефтяного месторождения, расположенного в Печорской нефтегазоносной провинции. Пермско-каменноугольная залежь Усинского месторождения содержит более полумиллиарда тонн высоковязкой нефти с плотностью более 0,9г/смЗ. В результате разработки этой залежи в течение нескольких десятилетий, многие скважины были обводнены, а извлечено менее 10% запасов нефти. Сложность разработки изучаемого объекта связана не только с высокой плотностью и малой подвижностью нефти, но и с резкой неоднородностью коллекторских свойств карбонатных нижнепермско-каменноугольных коллекторов. В настоящее время разработка залежи ведется с применением вторичных методов воздействия на пласт - нагнетания перегретого пара в пласты и начато масштабное бурение горизонтальных и наклонных скважин. Высокая эффективность применяемых методов может быть достигнута лишь при наличии адекватной поставленным задачам геологической модели пермско-каменноугольной толщи. Установлено, что неоднородность карбонатных коллекторов обусловлена как факторами седиментации (наличие рифовых построек), так и вторичными факторами - наличием разнонаправленных субвертикальных трещин, а так же процессами выщелачивания и карстообразования. Таким образом, основной задачей стоящей перед сейсморазведкой стало не только выделение и трассирование зон аномальных коллекторских свойств карбонатных пород, но и установление их генезиса. Актуальность разработки методики построения скоростной модели среды на базе применения метода ВСП определяется задачами, стоящими при разработке Усинского месторождения. Кроме этого, сложность строения и наличие практически всех типов карбонатных коллекторов на исследуемой залежи позволяет широко использовать разработанный методический подход при исследовании сложно построенных карбонатных объектов и в других регионах.

Целью настоящей работы является разработка и опробование методики экспериментального подбора параметров геологической среды - скоростных характеристик, толщины пластов, углов наклона границ по данным ВСП. В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

- Построение сейсмической пластовой скоростной модели среды по данным АК на основе моделирования и изучения амплитуды сейсмического сигнала.

- Решение вопроса однозначности построения скоростной модели при установлении зон изменений коллекторских свойств пород различного генезиса.

- Оптимизация полевых наблюдений для повышения качества материалов ВСП.

- Разработка методики подбора скорости и угла наклона преломляющей границы в двухслойной модели.

Методы исследования:

1) Анализ информативности работ ВСП при изучении неоднородностей строения карбонатных отложений;

2) Теоретическое моделирование основных параметров среды и разработка новых методических подходов при решении кинематических задач в методе ВСП;

3) Обработка и интерпретация экспериментальных данных, полученных в результате применения новых методических приемов;

4) Анализ результатов применения разработанных методик на конкретных геологических объектах.

Разработана методика построения скоростной модели среды в методе ВСП на основе учета информации об изменении направления распространения продольной падающей волны.

Разработан комплексный подход к интерпретации данных ВСП при изучении строения сложно построенных карбонатных толщ, включающий в себя:

- повышение надежности определения скоростной модели среды по данным АК-ВСП на основе оценки изменений амплитуд трасс при переходе от тонкослоистой модели к толстослоистой;

- использование угла подхода волны к скважине, измеренного по поляризационным диаграмм, для построения скоростной модели, адекватной изменениям физических свойств геологической среды.

Разработан эффективный вариант подбора скоростей, заключающийся в пошаговом переходе от максимально загрубленной модели средних скоростей к пластовой тонкослоистой, путем дробления среды на более тонкие пласты.

В работе был выполнен комплекс исследований базирующихся на изучении амплитудных характеристик единичного пласта в целях привязки разномасштабных исследований АК-ВСП-ОГТ. Разработана и применена на практике методика исследований вклада пласта и учета угла подхода волны в изменение волновой картины. Разработана методика определения максимально допустимого выноса для правильного планирования наблюдений НВСП (непродольного вертикального сейсмического профилирования). На основе проведенных исследований уточнена геологическая модель пермско-каменноугольной залежи на центральном * участке разработки Усинского месторождения по восьми скважинам наблюдений НВСП.

Основные методические результаты настоящей работы были внедрены в практику проведения работ ВСП СК «ПетроАльянс». Полученные на их основе геологические результаты вошли в производственные отчеты по работам ВСП на различных объектах.

Основные результаты работ представлялись:

Молодежная секция научно-практической конференции «Геомодель -2002», ЦГЭ, Москва, 15-16 апреля, 2002г.; 5-я научная конференция «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 23-24 января, 2003г.; «Гальперинские чтения - 2004», ЦГЭ, Москва, 25-27 октября, 2004г; Молодежная наука - нефтегазовому комплексу, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 30-31 марта 2004г.; VII международная научно-практическая конференция "ГЕОМОДЕЛЬ", Геленджик, 2005г.; Совещание ^ «Технооснощение - 2006», ОАО НПФ Геофизика, Уфа, 16-17 ноября, 2005г.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 119 страниц, проиллюстрирована 57 рисунками и 5 таблицами. Список литературы включает 55 наименований. б

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Лобусев, Михаил Александрович

Основные выводы и результаты диссертационной работы сводятся к следующему: разработана и показана высокая эффективность методики подбора скоростной модели среды по данным ВСП, основанная на учете угла подхода падающий волны; разработан и применен способ определения последовательности пластов исключаемых из модели в зависимости от энергии вносимой пластом в сейсмическую запись; разработан и опробован на теоретической модели и в практике работ методический подход к определению максимально возможного удаления ПВ от скважины; рассмотрена и опробована эффективность методики подбора пластовой скорости и угла наклона преломляющей границы в двухслойной модели среды по падающей волне; показана высокая информативность рекурсивного подбора определения пластовой скорости; определены параметры анизотропии (трещиноватости) пластов на основе расчета интервальных скоростей по Р и Б волнам от выносных ПВ, приведенных к вертикали с учетом угла подхода; в результате применения разработанных методик интерпретации данных ВСП уточнена геологическая модель сложно построенных карбонатных резервуаров Усинского месторождения.

Защищаемые положения: алгоритм осреднения тонкослоистой акустической модели среды на основе учета изменения амплитуды сейсмического сигнала; способ определения максимально-допустимого выноса для оптимизации полевых наблюдений НВСП; подход к рекурсивному подбору параметров двухслойной модели среды по годографу падающей волны при известном угле подхода волны к скважине; методика повышения достоверности и устойчивости решения задачи определения скоростной модели среды по данным АК и ВСП.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лобусев, Михаил Александрович, 2006 год

1. Агаев X. Б., Гальперин Е. И. Алгоритм поляризационного анализа трехкомпонентных записей в сейсморазведке. Экспресс-информ. ВИЭМС. Сер. «Региональная, разведочная и промысловая геофизика». 1982.-Вып. 18.-С. 24-28.

2. Александров С.И., Г.Н.Гогоненков, В.А.Мишин, М.В.Перепечкин. Принципы построения интегрированной системы обработки данных ЗС ЗЭ ВСП. Гальперинские чтения 2005 Москва.

3. Боголюбский А. Д. Методика выбора наилучшего разбиения вертикального годографа при обработке данных сейсмокаротажа. Разведочная геофизика. М.: 1980. - Вып. 88. - С. 86 - 97.

4. Больших С.Ф. О приближенном представлении годографа отраженных волн в случае многослойной покрывающей среды,- Прикладная геофизика вып. 15. М., Гостоптехиздат, 1956, с. 3-14.

5. Бляс Э.А., Середа А.-В.И., Определение параметров слоистой среды по данным скважинных сейсмических наблюдений методом решения обратной динамической задачи Вестник МГТУ, том 1, №1, 1998 г.

6. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973.

7. Бродов Л.Ю. Применение многоволнового вертикального сейсмического профилирования для изучения коллекторских свойств осадочных отложений. Бюл. Ассц. Нефтегазгеофизика.,1992. №4.

8. Вейцман Б.А., Студеникина Л.И. Способы определения эффективных скоростей. Обзор. Регион., развед. и промысл, геофизика. -М.: ВИЭМС,1973.

9. Гальперин Е.И., Вертикальное сейсмическое профилирование. М.: Недра, 1971.

10. Ю.Гальперин Е.И., 1977., Поляризационный метод сейсмических исследований. М.Недра, 1977. с. 276.

11. П.Гальперин Е.И. Изучение напрявления вектора смещения в сейсмических волнах при наблюдениях на скважинах // Изв. АН СССР, сер. геофиз. 1963. - (2). - С. 278-292.

12. Гальперин Е.И. Изучение многократно- отраженных волн при вертикальном сейсмическом профилировании // Изв. АН СССР, физика Земли. 1965.-(12).-С. 1-2.

13. З.Гальперин Е.И. Изучение процесса распространения сейсмических волн в реальных средах // Вестн. АН СССР. 1966. - (1). - С. 55-60

14. Глоговский В.М., Гогоненков Г.Н. Сходимость итеративного метода определения пластовых скоростей по сейсмическим данным. -Прикладная геофизика, 1978, вып. с.65-78.

15. Гамбурцев Г. А., Гальперин Е.И. Азимутальные сейсмические наблюдения с наклонными сейсмографами // Изв. АН СССР, сер. геофиз. 1954. - (2). - С. 184-189.

16. Гельфанд В.А. Уточнение модели среды с помощью синтетических сейсмограмм. Нефтегазовая геология и геофизика, 1977 №5 с.32-36.

17. Гогененков Г.Н., Табаков A.A. Современное состояние и перспективы развития метода ВСП. Гальперинские Чтения, Москва 2002

18. Гольдин C.B., Черняк B.C., Судварг Д.И. Оценка параметров скоростной модели среды по данным многократного прослеживанияотраженных волн. Геология и геофизика, 1978, №6, с. 103-114.

19. Гурвич И.И., Боганик Г.Н.Сейсмическая разведка, изд. третье, М., Недра, 1980.

20. Кащеев Д.Е., Кирнос Д.Г. Использование имитационного аннилинга для инверсии данных сейсморазведки: Геофизика, Технологии сейсморазведки -1, 2002 с.75-79.

21. Ларичев В.А., Лесонен Д.Н., Максимов Г.А., Подъячев Е.В., Деров A.B.

22. Математическая модель трехмерной геологической среды с разломами для решения прямых и обратных задач геофизики. Гальперинские чтения 2005 Москва.

23. Построение модели среды по данным АК и ВСП. // Технологии сейсморазведки №3, 2005г. (Соавторы Кибальчич Л.Н., Шевченко А.А).

24. Костюкевич A.C., Мармалевский Н.Я., Горняк З.В., Роганов Ю.В.,

25. Мерщий В.В. Моделирование с помощью конечно-разностного методаотраженных от субвертикальных границ дуплексных волн. -Геофизический журнал. -2001. -23, №3. с.И0-115.

26. Клаербоут Дж. Ф. Теоретические основы обработки геофизической информации с приложением к разведке нефти.-М.: Недра, 1981 304 с.

27. Кузнецов В.М., Шехтман Г.А., Попов В.В.,. Рыжков В. И, Мухтаров Т. Э., Филимоненко C.B. Обработка и интерпретация данных МВС-ВСП в специализированной системе 3C-INTERACT. Гальперинские чтения 2004 Москва.

28. Маловичко A.A. Определение предельной эффективной скорости и степени скоростной неоднородности по одиночному годографу отраженных волн в случае вертикально-неоднородной среды. -Прикладная геофизика, 1979, вып.95. с.35-44

29. Мирзоян Ю.Д., Соболев Д.М., Ерух Д.В. Технология изучения околоскважинного пространства (промысловая сейсмика) на основе комплекса ГИС, совмещенных векторных наземных и скважинных сейсмических наблюдений. Гальперинские чтения 2005 Москва.

30. Мирзоян Ю.Д., Курочкин А.Г., Соболев Д.М. Поляризационный метод основа прямого прогноза УВ. Гальперинские чтения 2005 Москва.

31. Петрашень Г. И. Распространение объемных волн и методы расчета волновых полей в анизотропных упругих средах. Л., Наука, 1984

32. Притчетт У. Получение надёжных данных сейсморазведки. М.: Мир, 1999.

33. Пузырев H.H., Бродов Л.Ю., Тригубов A.B. Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн., М., НЕДРА. 1985.с.277.

34. Пузырев H. Н. Измерение сейсмических скоростей в скважинах. М., Гостоптехздат, 1957.

35. Редекоп В.А., Бондарева Н.В., Помазанов В.В., Риле Д.Г. 2D-3D миграция НВСГТ для сеточной модели среды. Гальперинские чтения2005 Москва.

36. Савин И.В., Шехтман Г.А., Обратная кинематическая задача ВСП для сред с неплоскими границами раздела. 1994.

37. Табаков A.A., Яковлев И.В., Копчиков A.B., Баранов К.В., Рыковская Н.В. Методика и некоторые результаты обработки WALKAWAY и 3D ВСП. Гальперинские чтения 2005 Москва.

38. Урупов А.К. Изучение скоростей в сейсморазведке. М.: Недра, 1966.

39. Урупов А.К. 3D сейсморазведка целевое назначение и системы наблюдений. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003.

40. Урупов А.К. Основы трёхмерной сейсморазведки. М.: Недра, 2004.

41. Урупов А.К., Левин А.Н. Определение и интерпретация скоростей в методе отражённых волн. М.: Недра, 1985.

42. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Мирзоян Ю.Д.,. Изучение анизотропии сейсмических характеристик геологического разреза на акваьлрии по записям прямых прелемленных волн. КомплекноеWосвоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР, М. 1986.

43. Шевченко A.A. Скважинная сейсморазведка

44. Шерифф Р., Гелдарт JI. Сейсморазведка: В 2-х т. Т.2. Обработка и интерпретация данных. М.: Мир, 1987.

45. Шерифф Р., Гелдарт JI. Сейсморазведка: В 2-х т. Т.1. История, теория и получение данных. М.: Мир, 1987.

46. Шехтман Г.А., Макаров Г.Ф. Способ Вертикального Сейсмического Профилирования. A.c. 408249 СССО, МКИ G01 V1/40

47. Шехтман Г.А., Выявление анизотропии пластовых скоростей е количественная ее оценка по данным сейсмокоротажа. Экспресс1. Информ ВИЭМС. 1973

48. Шехтман Г. А. Методика ВСП, ее современное состояние и перспективы развития. 1994, Прикладная геофизика. 131.

49. Alkhalifah, Т., and Tsvankin, I., 1995, Velocity analysis in transversely isotropic media: Geophysics, 60, 1550-1566.

50. Horn S.A. and al., 2000, walkaround VSPs for fractured reservoir characterization SEG, Calgary, Exp. Abs.

51. Summers G.C., Broading R.A. Continous velocity logging. Geophys. No. 3, 1952

52. X.Zhao, D.Wang, Y.Li, Z.Patval, A.Ghosh, F.Doherty. 3D Migration of 2D Multi-Line Walkaway VSP Data Using a 3D Seismic Model Гальперинские чтения 2005 Москва.