WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА Кафедра разведочной геофизики и компьютерных систем А.А.Шевченко «СКВАЖИННАЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКА» для студентов специальности 080400 «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» специализаций «Нефтегазовая разведочная геофизика», «Компьютерные системы и технологии в геофизике» и магистрантов по направлению 553200 «Геология и разведка полезных ископаемых» (программа 553215 – «Методы разведочной геофизики») Москва 2002 2 УДК Шевченко А.А.

«Скважинная сейсморазведка».-М:

РГУ нефти и газа, 2002. 129с.

Рассмотрены вопросы проведения сейсмических работ в глубоких скважинах.

Основное внимание уделено обработке и интерпретации данных Вертикального Сейсмического Профилирования (ВСП).

Рекомендуется для студентов специальности 080400 специализаций «Нефтегазовая разведочная геофизика», «Компьютерные системы и технологии в геофизике» и магистрантов по направлению 553200 «Геология и разведка полезных ископаемых» (программа 553215 – «Методы разведочной геофизики») Рецензент – д.ф.-м.н, профессор Б.Р.Завалишин.

© Российский Государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002 г.

3 Содержание Предисловие.……………………………………………………………………... 4 1 Задачи и методики работ скважинной сейсморазведки…….………….. 5 1.1 Общие вопросы проведения сейсмических работ в скважинах …….…. 5 1.2. Методики ВСП и ВСП-ОГТ.……………………..…………………….... 15 2 Полевые работы…….……………………………………………………….. 27 2.1. Аппаратура для производства работ ВСП…………………………….… 27 2.2. Технология проведения работ ВСП.………....…………………………... 32 2.3. Проблемы приема колебаний в скважине. Механический резонанс приборов в скважине.……………………………………………………….…. 39 2.4. Ориентировка прибора в скважине и определение направления подхода волны к скважинному прибору.……………….……………………. 48 3 Обработка данных скважинной сейсморазведки.…….………………… 3.1 Препроцессинг материалов ВСП. Источники ошибок измерений.……. 3.2. Алгоритмы и программы обработки данных ВСП.…………………….. 3.3 Обработка данных в методике ВСП-ОГТ....…………………………...… 3.4 Построение геологических границ по данным скважинной сейсморазведки………………………………………………………………… 4 Интерпретация данных скважинной сейсморазведки….……………….. 4.1. Построение скоростной модели среды …………………………………..4.2. Привязка данных ГИС к временным разрезам ОГТ.………………….. 4.3. Моделирование данных ВСП …………………………………………… 4.4. Согласование форм сигнала наземной и скважинной сейсморазведки. 4.5. Использование данных ВСП при решении геологических задач сейсморазведкой 3Д…………………………………………………………… Перспективы развития скважинной сейсморазведки.…………...………... Литература....……………………………………………………………………. Предисловие.

Учебное пособие рассчитано на изучение материала по скважинной сейсморазведке. Основное место в курсе занимает метод Вертикального Сейсмического Профилирования (ВСП). Метод ВСП является сегодня стандартным и наиболее распространенным методом скважинной сейсморазведки. Несмотря на свою простоту, ВСП невозможно освоить без изучения процедур обработки обычной наземной сейсморазведки 2Д и 3Д.

Вопросы фильтрации и деконволюции в главе 3 рассматриваются в основном с позиции геофизика - обработчика. Для полного изучения этих сложных тем мы рекомендуем обратится к специальной литературе.

Помимо ВСП скважинная сейсморазведка включает в себя достаточно много методов исследований. В российской и зарубежной литературе похожие, иногда даже практически одинаковые, методики работ могут отличаться друг от друга по названию. Настоящее учебное пособие рассчитано на формирование общего представления о скважинной сейсморазведке и не затрагивает сложных и проблематичных вопросов, решение которых не всегда однозначно.

1. Задачи и методики работ скважинной сейсморазведки 1.1. Общие вопросы проведения сейсмических работ в скважинах Стартовой точкой почти всех полевых геофизических работ является договор, заключенный между нефтяной компанией - заказчиком, и сервисной геофизической компанией, предлагающей свои услуги по решению задач поиска и разведки месторождений нефти или газа. Все службы геофизической компании подчинены главной цели - решению конкретной геологической задачи.

Геолого-геофизические задачи Любая производственная деятельность имеет свою цель. Для геофизических работ такая цель формализуется в геологической задаче.

Сейсмические исследования нацелены на поиск новых месторождений или уточнение геологического строения уже разведанных залежей. Скважинная сейсморазведка имеет преимущества и ограничения. Главная проблема скважинной сейсморазведки – это ограничение области исследования вокруг глубокой скважины. Однако уточнение геологического строения вокруг скважины – задача актуальная на этапе разработки месторождения, когда оперативный прогноз строения пласта коллектора на расстояние 300-400 метров от пробуренной скважины может повлиять на заложение кустовых эксплуатационных скважин. Решение любой геологической задачи должно быть оформлено в виде карт, схем и других графических приложений, подтверждающих ту или иную геологическую гипотезу. Для скважинной сейсморазведки окончательная геологическая информация представляется в виде:

- карт: глубин, мощностей, разломов, литологических замещений, развития коллекторов;

- карты физических свойств коллекторов;

- карты или схемы преимущественного направление трещиноватости пласта коллектора;

- карты изменения во времени контура залежи.



Конечно, представленный список неполный и приведен здесь, чтобы еще раз обратить внимание на то, что результатом работ ВСП, как и любой другой методики наземной или скважинной сейсморазведки должна быть геологическая информация. Скважинный сейсмический материал дает возможность определить различные параметры волнового поля, что само по себе является ценной информацией. Полученная геофизическая информация может быть использована для переинтерпретации данных наземной сейсморазведки. Основные геофизические задачи, которые можно решить с помощью методики ВСП это:

- изучение сейсмического волнового поля;

- изучение формы сейсмического сигнала;

- определение скоростной модели среды;

- согласование каротажных и наземных сейсмических данных.

Качество решения геологических и геофизических задач в первую очередь зависит от технологии проведения полевых работ. Современная цифровая скважинная сейсмическая аппаратура позволяет выполнять исследования с хорошим качеством и низким уровнем помех. Развитие технических средств – это непрерывный процесс. Появление новой аппаратуры приводит к повышению качества результатов сейсморазведки и дает возможность задумываться над решением более сложных геолого-геофизических задач.

Новые задачи в свою очередь стимулируют развитие технических средств.

Единицы измерения и уровень сейсмического сигнала Распространение сейсмических волн в Земле – это сложный физический процесс. Абсолютно точное математическое описание процесса распространения волн невозможно, да и в этом нет необходимости. Волновые сейсмические поля регистрируются аппаратурой, имеющей ограничения по точности, поэтому точность математического описания и точность алгоритмов обработки должна быть согласована с точностью зарегистрированной информации. Сейсмические станции для регистрации упругих колебаний используют сейсмоприемники. Сигнал, записываемый на магнитный носитель с учетом всех преобразований в сейсмостанции, соответствует выходному электрическому сигналу сейсмоприемника. Конструкция сейсмоприемника может быть различной, но общий главный принцип всех сейсмоприемников – это преобразование скорости смещения упругих колебаний в электрический сигнал. В техническом описании сейсмоприемников обычно приводят коэффициент электромеханического преобразования и зависимость его от частоты механических колебаний. На Рис.1 приведены технические характеристики сейсмоприемника SM-11. Кривая чувствительности сейсмоприемника представляет собой график изменения коэффициента электромеханического преобразования в зависимости от частоты регистрируемого сигнала. Для данного сейсмоприемника, начиная с частоты 30Гц., характеристика сейсмоприемника практически постоянна. Спектральные составляющие сейсмические сигнала частотой менее 30 Гц фильтруются сейсмоприемником.

Зная скорость смещения сейсмического колебания и частоту сейсмического сигнала можно оценить смещения породы или почвы, регистрируемые для конкретного сейсмического процесса. В Таблице 1.

приведены уровни сейсмических сигналов на поверхности и в скважине.

Измеренные уровни сейсмического сигнала ориентировочные. Конечно, уровень регистрируемого сигнала зависит от мощности источника сейсмических волн и от условий распространения сигнала в среде. Данные в таблице приводятся для заглубленного источника с массой 1 кг. Средний уровень шумов и сигналов приводится по результатам измерения цифровой скважинной аппаратурой, с сейсмоприемниками, имеющими передаточный коэффициент 30 вольт/(м/сек).

Рассмотрим уровень помех сейсмического сигнала в зависимости от глубины погружения сейсмоприемника. Можно видеть, что уровень микросейсм на поверхности в 5000 раз выше, чем в скважине на глубине 1 км.

Знание уровня сигнала и помехи помогает оценить точность измерения сейсмического сигнала и предполагаемое соотношение сигнал/помеха при проектировании новых исследований. Динамический диапазон сейсмической станции определяет те возможные соотношения сигнал/помеха, которые позволяют измерять полезный сигнал на фоне помехи.

Собственная частота 30 Гц Чувствительность 30 вольт/м/сек Диаметр 26.6 мм Высота 32 мм Вес 89 грамм Рис.1. Технические характеристики сейсмоприемника SM-11.

Таблица 1. Уровни измерения амплитуды сейсмического сигнала.

№ Условия измерения выходной Амплитуда сигнала сигнал. (м/сек) 1. Микросейсм на поверхности земли 100 мквт 3,3*10-днем 2. Микросейсм на поверхности земли 10 мквт 0,33*10-ночью 3. Сейсмический сигнал на 20 мвт 0,66*10-поверхности земли 4. Микросейсм в скважине 50-200 нана вт 1,6-6,6*10-на глубине 1-3 км.

5. Сейсмический сигнал в скважине 40-50 мквт 1,3-1,6*10-на глубине 2 км.

6. Сейсмический сигнал в скважине 2-5 мквт 0.066-0,16*10-на глубине 4 км.

Обзор волновых полей, регистрируемых в скважине Классификация сейсмических волн может быть выполнена множеством различных способов. В качестве самых простых признаков для классификации используем направление движения фронта волны и направление колебания частиц во фронте упругой волны. Регистрация волн в скважине дает возможность разделять волн на падающие и восходящие. При трехкомпонентной регистрации волн в скважине для каждой волны можно определять направление колебаний частиц во фронте волны. Если колебание частиц во фронте волны происходит вдоль луча, то это продольная волна.

Если колебания частиц происходят в плоскости перпендикулярной лучу, то это поперечная волна. Конечно, среди падающих и восходящих волн может найтись волна идущая в горизонтальной плоскости, то есть не восходящая и не падающая. А если среда, в которой располагается сейсмоприемники неоднородная, то могут существовать волны, для которых направление колебаний частиц во фронте волны происходит в направлении промежуточном между продольной и поперечной волной.





Рассмотрим примеры волновых полей, зарегистрированных на поверхности Земли и в скважине. На Рис.2 представлены две сейсмограммы поверхностных наблюдений, полученные от одного общего пункта взрыва при различных расстояниях до линии сейсмоприемников. На волновом поле все годографы отраженных волн имеют форму близкую к гиперболам.

Поверхностные и преломленные волны являются помехами для наземных сейсмических наблюдений.

Волновые поля ВСП, зарегистрированные в скважине, отличаются по форме годографов основных полезных волн и волн помех от наземных данных.

На Рис.3 показан разрез ВСП для пункта взрыва, расположенного на расстоянии 95 м от устья скважины. На Рис.4 разрез ВСП получен при возбуждении с выносом 1600 метров. На волновых полях различными буквами (P и S) обозначены продольные и поперечные волны. Нижние индексы ( и ) определяют соответственно падающие и восходящие волны. Поперечные волны, зарегистрированные в скважине, образовались в процессе обмена при наклонном падении продольной волны на границу раздела двух сред. Такие волны называются обменными, то есть происходящими в результате процесса обмена. Для скважинной сейсморазведки годографы отраженных волн близки к прямым или отрезкам прямых, в отличие от гиперболических годографов для поверхностных систем наблюдения. Это не значит, что в скважине регистрируются другие волны, просто мы рассматриваем некоторое другое сечение или проекцию волновых процессов и по этому видим другие годографы.

Кратные волн на сейсмограммах ОГТ имеют гиперболические годографы, отличающиеся кривизной от отраженных волн. Кратные волны на разрезе ВСП параллельны годографам падающих и восходящих волн. По сейсмограмме ВСП можно выявить основные кратнообразующие границы, для разреза, приведенного на Рис.3, самая сильная кратнообразующая граница расположена на глубине 240 метров.

Поверхностные волны также имеют несколько отличный вид от того, который мы привыкли наблюдать на обычных наземных сейсмограммах общего пункта взрыва Рис.2. Интервал глубин, в котором на разрезах ВСП регистрируются поверхностные волны, ограничен первыми сотнями метров (на Рис.2. Две сейсмограммы общего пункта взрыва с различными удалениями приемных линий от источника. (Фрагмент расстановки 3Д с двух различных линий приема).

Рис.3. Сейсмический разрез ВСП. Вынос ПВ от устья сважины - 95 м.

P – падающая продольная волна; P – восходящая (отраженная) продольная волна; Pкр – кратная падающая продольная волна;

Пов – поверхностные волны.

Рис.4. Сейсмический разрез ВСП. Вынос ПВ от устья сважины - 1600 м.

P – падающая продольная волна; P – восходящая (отраженная) продольная волна; Pкр – кратная падающая продольная волна;

Пов – поверхностные волны; S –падающая поперечная (обменная) волна; S восходящая поперечная (обменная) волна;

Рис.3 до глубины 200 м). Глубже поверхностные волны не проникают. Время вступления поверхностной волны определяется выносом пункта взрыва от скважины и скоростью распространения поверхностной волны. На Рис.4 начало вступления цуга поверхностных волн расположено на времени 860 мсек. Если принять во внимание вынос 1600 м, то скорость распространения поверхностной волны равна 1840 м/сек.

На сейсмограмме ВСП, полученной от близкого к скважине пункта взрыва (ПВ) первой волной, регистрируемой на всех глубинах, является падающая продольная волна, которую иногда называют прямой волной. При увеличении расстояния от ПВ до устья глубокой скважины в первых вступлениях может регистрироваться преломленная волна. Преломленная волна образуется на границах с резким увеличением скорости. Преломленная волна от плоской границы имеет плоский фронт. На разрезе ВСП Рис.4 преломленная волна на глубинах менее 800 метров имеет амплитуду больше, чем прямая волна. При увеличении расстояния ПВ от скважины в первые вступления могут выходить преломленные волны от более глубоких границ.

Возбуждение упругих волн около устья скважины, в которой производится наблюдение ВСП, может привести к образованию гидроволны.

Гидроволна распространяется вдоль ствола скважины со скоростью, близкой к скорости распространения волн в жидкости (Рис.5). Основная часть энергии гидроволны распространяется по жидкости, заполняющей скважину и некоторой небольшой окрестности массива пород, окружающих ствол скважины. Колебания частиц во фронте волны происходят в плоскости перпендикулярной оси скважины. Симметричные относительно оси скважины смещения частиц среды во фронте гидроволны, отличают эту волну от упругих волн, распространяющихся по породе.

Рис.5. Фрагмент сейсмического разреза ВСП с гидроволной, отражающейся от забоя скважины.

Регистрация сейсмических волн в скважине – это уникальная возможность изучения колебаний во внутренних точках среды. Определяющими характеристиками волны являются:

-частотная характеристика волны;

-геометрические параметры, описывающие фронт волны;

-закономерности колебаний частиц во фронте сейсмической волны.

Закономерности распространения волн, превышение амплитуды полезной волны над уровнем регулярных и нерегулярных помех, определяют успех применения той или иной методики скважиной сейсморазведки.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.