WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |

Информация о положении границы пласта может быть получена по анализу данных ГИС. Определенные по данным ГИС границы пластов используются как опорные точки для определения значения Vпл. (Рис.7).

Рис.6. Сглаживание значений пластовой скорости.

(Hпод - Hкр) Vпл = (12) (tпод - tкр ) Hпод, Hкр – значения глубин кровли и подошвы пласта, выделенного по данным ГИС; tпод, tкр – времена, определенные по приведенному годографу ВСП для кровли и подошвы пласта. Практически в один пласт толстослоистой модели могут входить тонкие (до 0.1 м) пласты, отличающиеся друг от друга по скорости. Но с точки зрения сейсмической разрешающей способности построенная пластовая скоростная модель хорошо отражает распределение скоростей в разрезе. Построенная по годографу ВСП пластовая скоростная модель более точная, чем модель, рассчитанная по скоростям ОГТ.

Рис.7. Определение пластовой скорости по годографу ВСП.

Метод АК Для того чтобы иметь информацию о детальном распределении скоростей в той скважине, где проводятся наблюдения ВСП, выполняются наблюдения акустического каротажа (АК). Зонды акустического каротажа чаще всего имеют базу измерения порядка 10 -20 см. Поэтому скоростная модель, построенная по данным АК, имеет большую детальность, чем скоростная модель ВСП.

Измерение скорости пробега акустической волны могут быть трансформированы в вертикальный годограф. Построенный по АК годограф можно сравнить с годографом ВСП (Рис.8). На каждый шаг годографа ВСП (равный, например, 10 м) приходится 50 - 100 точек годографа АК. Расхождение двух годографов, по-видимому, обусловлено различием в технологии проведения работ (различный частотный состав колебаний, различие в типах волн, используемых при расчете скорости). Коррекция годографа АК Рис.8. Сопоставление вертикальных годографов ВСП и АК.

выполняется таким образом, чтобы годограф АК совпадал с годографом ВСП (в точках измерения годографа ВСП).

thAK = tAK + tВСП - АК (13), где tВСП - АК поправка, вносимая в годограф АК. Получаемая по скорректированному годографу тонкослоистая скоростная модель, соответствует сейсмическим скоростям распространения волн и может быть использована при интерпретации сейсмических данных и моделировании.

Исправление скоростей АК не приводит к существенным изменениям акустической контрастности слоев, изменяется только низкочастотная составляющая скоростной кривой, отвечающая за плавное изменение скоростей в разрезе.

4.2. Привязка данных ГИС к временным разрезам ОГТ.

Проведение работ ВСП позволяет изучить строение среды только в точке расположения скважины. Для того чтобы эту модель экстраполировать по площади надо использовать данные наземной сейсморазведки. Цель совместной интерпретации ВСП и сейсморазведки заключается в том, что требуется установить некоторые общие геологические закономерности района работ и построить подходы, позволяющие экстраполировать данные ГИС и геологические модели по площади. В разделе 4.1 было подробно рассмотрена проблема построения скоростной характеристики среды по данным ВСП.

Годограф ВСП является основой для расчета средних скоростей и, следовательно, он определяет соотношение временного и глубинного масштабов. Если взять времена пробега прямой волны из годографа ВСП и удвоить их, то полученные времена будут равны двойному времени пробега сейсмической волны до заданной глубины. А это и есть вертикальные времена, определяемые по разрезу ОГТ. Таким образом, для сопоставления данных ГИС и ОГТ устанавливается связь временного и глубинного масштабов измерения, то есть таблично задается функция t(H ) или H (t). Так же как и скоростную модель, табличную функцию (время-глубина) можно получить из наблюдений ВСП, АК или метода ОГТ.

Глубинный и временной масштабы.

Годограф ВСП или годограф АК, скорректированный по годографу ВСП, определяет взаимное соответствие масштабов глубины и времени. Взаимно однозначное соответствие времени и глубины позволяет трансформировать кривые ГИС из глубинного во временной масштаб. С другой стороны можно трассу ОГТ перевести в масштаб глубин и нарисовать ее в одном планшете вместе с кривыми ГИС (Рис.9). Следует заметить, что один и тот же годограф ВСП может соответствовать большому количеству геологических моделей.

Достаточно часто встречается ситуация, когда изменение мощностей пластов и скорости распространения волн в них, не приводит к существенному изменению годографа ВСП.

Рис.9. Перевод трассы коридорного суммирования ВСП в глубинный масштаб.

Сейсмическая трасса и каротажная кривая представляют собой дискретную последовательность чисел, измеренную с некоторым шагом. Шаг измерения времени трассы ОГТ обычно равен 1 мсек, шаг наблюдения по глубине кривых ГИС 0,1 метра. Воспользуемся значением скорости 2000 м/сек для сравнения дискретизации сейсмического и каротажного материалов. Для заданной скорости 1 мсек. времени на разрезе ОГТ эквивалентна (0,001*2000/2=1) одному метру глубинного масштаба. Получается, что в среднем на один дискрет трассы ОГТ приходится десять измерений каротажной кривой. Таким образом, при отображении каротажной кривой на временном разрезе нам потребуется выполнять осреднение. В обратном случае, отображение трассы разреза ОГТ в виде каротажной кривой выполняется с помощью интерполяции на более мелкий шаг.

Скорость на каждой глубине определяется как производная годографа (11). При постоянной скорости наклон годографа не меняется с глубиной, поэтому зависимость H(t)=tV - линейная функция. В геологическом разрезе скорость обычно увеличивается с глубиной, поэтому зависимость H(t)=tV(t) нелинейная. Если на одном и том же планшете совместить две одинаково направленные оси координат одна время, а другая глубина (Рис.10), то для обеих осей невозможно выбрать равномерный масштаб. Равномерный масштаб глубин интерполируется на переменный шаг по времени из-за нелинейности зависимости H (t). Для преобразования каротажных кривых во временной масштаб следует иметь в виду, что существует различие между кабельными и абсолютными глубинами. Когда кривые, записанные в кабельных глубинах, переводятся во временной масштаб, следует дополнительно использовать таблично заданное соотношение абсолютная глубина - кабельная глубина.



Рис.10. Взаимное соответствие временной и глубинной шкал измерений.

Наблюдения акустического и плотностного каротажей позволяют рассчитать сейсмоакустическую модель трассы. Шаг измерения кривых ГИС более мелкий, чем дискретность сейсмической трассы, поэтому акустическая модель получается с избыточной точностью. Акустический каротаж и сейсморазведка различаются также по глубине проникновения волны в породу.

Частотный состав излучаемого сигнала во многом определяет тот объем породы, который осредняется при распространении волны. Частота измерения в АК находится в диапазоне от 1 до 20 Кгц. При скорости 2000 м/сек длина акустической волны колеблется от 0,5 метра до 0,1 метра. Длина сейсмической волны со средней частотой 50 Гц равна 40 метрам. Согласование частотных диапазонов модели и реальной трассы составляет проблему, более сложную, чем обычная интерполяция трассы или осреднение каротажной кривой.

Зона проникновения АК зависит от длины волны и измеряется первыми метрами породы в окрестности скважины. Горизонтальная разрешающая способность сейсморазведки определяется в зависимости от частотного состава сейсмической волны и радиуса волнового фронта. Обычно в качестве разрешающей способности по горизонтали рассматривают Эффективную Отражающую площадку (ЭОП) (Рис.11):

RЭОП = (H + )2 - H 2H (14) где - длина волны источника, H - глубина отражающей границы. При средней частоте сигнала 50 Гц вертикальная разрешающая способность сейсморазведки измеряется первыми десятками метров, а горизонтальная разрешающая способность сотнями метров.

Для того чтобы проконтролировать точность увязки различных методов измерений и их разрешающую способность можно использовать Рис.11. Определение горизонтальной моделирование сейсмических разрешающей способности волн.

сейсмических наблюдений.

4.3. Моделирование данных ВСП Моделирование сейсмического волнового поля можно рассматривать как один из подходов к интерпретации сейсмических данных, позволяющий подтвердить или опровергнуть построенную модель среды. На созданной модели можно изучать зависимость между физическими параметрами модели и сейсмическим волновым полем. То есть наблюдать за изменениями волнового поля, обусловленными изменением параметров исходной модели среды.

Реальная среда, по которой распространяются сейсмические волны очень сложная. Модель среды - это некоторое упрощенное представление геологического разреза. Для того чтобы моделирование волнового поля принесло пользу надо найти компромисс между простотой описания модели и точностью отображения реальной геологической среды. Обычно модель задается в виде набора слоев с заданными параметрами, определяющими физические свойства каждого слоя модели. После того как задана модель, может быть выполнен расчет сейсмического волнового поля. Любой вычислительный процесс - это приближенное и дискретное решение математических уравнений. Для моделирования сейсмических волн могут применяться уравнение упругости или волновое уравнение. Полученные сейсмические волновые поля сравниваются с реальными полями, зарегистрированными при полевых экспериментах. Сравнение реального и модельного полей позволяет сделать заключение о близости реальной геологической среды и той модели, которая была заложена в расчет модельного волнового поля.

Модель геологического разреза, предназначенная для расчета сейсмического волнового поля, должна содержать следующую информацию:

- данные о положении и геометрии отражающих границ;

- скорости продольной и поперечной волн;

- плотности пород;

- форма сейсмического сигнала, возбуждаемого источником.

Точное задание всех геологических границ и их геометрии необходимо для совпадения модельного и наблюденного волновых полей. Однако, чаще всего, априорной информации не хватает и поэтому детальность создаваемой модели может меняться с глубиной. Например, верхняя часть разреза задается приближенно одним или несколькими слоями, а наиболее изученная часть разреза, где присутствуют коллекторские пласты, разбивается на тонкие пласты и представляется в модели достаточно подробно. Для каждого объекта моделирования детальность построенных моделей обусловлена качеством и количеством априорной геолого-геофизической информации, а также поставленными геологическими задачами.

Самый простой и точный путь получения скоростной характеристики среды - это интерпретация данных акустического каротажа (АК). На Рис.приведена кривая скорости, полученная по АК. Так как измерения скоростей выполняются обычно с шагом 0.1-0.2 метра, полученная кривая скорости дает избыточно детальную характеристику разреза. По кривой АК может быть построена пластовая модель, состоящая из пластов, мощность которых изменяется от 1 до 10 и более метров. Укрупнение пластовой модели происходит с помощью объединения в один пласт слоев, имеющих близкое значение скорости Рис.12. Для того чтобы получить модельную сейсмическую трассу надо рассчитать акустическую жесткость среды:





(H ) = (H )V (H ) (15) Акустическая жесткость - это произведение скорости на плотность породы. Если для определения скорости можно использовать различные источники информации, то плотность может быть измерена с помощью плотностного каротажа. Очень часто встречается ситуация, когда данные плотностного каротажа отсутствуют или осложнены помехой. В таком случае значение плотности породы может быть получено по скорости. Самая простая линейная зависимость плотности от скорости иногда бывает достаточной для Рис.12. Расчет модельной сейсмической трассы по данным акустического и плотностного каротажа.

моделирования сейсмической трассы. Для того чтобы более точно прогнозировать плотность породы по ее скорости требуется знание статистических зависимостей этих двух величин для данной области работ [1,2].

Коэффициент отражения границы двух сред определяется по значениям акустической жесткости:

- 2 Kотр (t) = (16) + 2 Коэффициент прохождения волны через границу равен:

Kпр (t) = 1- Kотр (t) (17) Для моделирования кривую коэффициентов отражения надо трансформировать во временной масштаб Kотр (H ) Kотр (t). Модельная сейсмическая трасса представляет собой суперпозицию всех сейсмических сигналов, отраженных от геологических границ, имеющих различные коэффициенты отражения.

Сейсмическая трасса может быть описана так называемой сверточной моделью:

U(t) = h(t) S(t), (18) где h(t) - импульсная характеристика среды, определяемая последовательностью коэффициентов отражения от всех границ; S(t) - сигнал, излучаемый источником сейсмических волн. Трансформацию во временной масштаб и свертку (18) можно делать с маленьким шагом дискретизации. Допустим, наименьший шаг будет равен:

h t = (19) Vmax Тогда уравнение (18) представляет собой фильтрацию импульсной характеристики среды. Фильтром, определяющим изменение частотного диапазона трассы, является сейсмический сигнал источника.

При моделировании сейсмический сигнал может быть рассчитан аналитически или выделен из реального волнового поля. Форма сигнала источника выделяется из наблюдений прямой падающей волны в скважине.

Поле падающих волн в методе ВСП состоит из падающего сигнала, волны спутника и всех возможных кратных волн, образующихся при многократных переотражениях на границах геологического разреза. На Рис.13А показана часть сейсмической трассы, которую можно выбрать в качестве модели сигнала падающей волны. После деконволюции разреза ВСП сейсмический сигнал преобразуется к более простому нульфазовому импульсу. Если выполняется моделирование сейсмической трассы после обработки и деконволюции, то сейсмический сигнал может быть получен из первых вступлений обработанной сейсмической трассы Рис.13Б. Способы аналитического задания сигнала источника разнообразны. Можно использовать известные из литературы аналитические представления сейсмических импульсов [4,16].

Рис.13. Определение формы сигнала источника по полю падающих волн ВСП.

А - трассы исходного сейсмического поля. Б - трассы после деконволюции.

Задание сейсмического сигнала при моделировании можно рассматривать как генерацию полосового фильтра, используемого для фильтрации трассы коэффициентов отражения. Задание в частотной области амплитудного и фазового спектра позволяет генерировать любые сейсмические сигналы.

Амплитудный спектр определяет частотный состав сигнала, а фазовый спектр может определять тип сейсмического сигнала. Например, при моделировании исходных сейсмических записей можно использовать минимально-фазовый сигнал. Нульфазовый сигнал источника характерен для расчета моделей, сравнимых с реальными данными после деконволюции волнового поля.

Модель сейсмической трассы (18) представляет собой свертку сигнала источника и импульсной характеристики среды. Если представить, что сейсмическая среда представляет собой некоторый "черный ящик", то импульсная характеристика среды h(t) - это отклик "черного ящика" на входной дельта импульс (t) :

1, t = (t) = (20) 0, t Если мы считаем, что входной сейсмический сигнал не равен нулю только на отрезке [t1,t2], то есть:

S(t) 0, t1 < t < t S(t) = (21) S(t) = 0, t < t1,t > tТо тогда в интеграле свертки, используя формулу интегрирования по частям, мы можем отклик среды на Дельта импульс заменить на переходную характеристику среды (отклик на импульс Хевисайда):

0, t < (t) = 1, t S( ) U (t) = )h(t - )d = H (t - )d (22) S( - h(t) здесь H (t) = t Обратим внимание на то, что импульсная характеристика среды - это разрывная функция и для нее надо каким-то образом определить понятие производной. В математике для таких случаев введено понятие обобщенной функции или распределения. Для обобщенной функции допускается определение производной если даже исходная функция разрывна. Физический смысл обобщенной производной определяется как значение производной гладкой функции плюс еще скачок, который присутствует в данной точке обобщенной функции Рис.14. Рассмотрим формулу (18) считая, что импульсная характеристика среды определяется только коэффициентами отражения. Тогда h(t) можно переписать в виде:

h(t) = Kотр (t) = (ln (t)), (23) 2 t где производная понимается в обобщенном смысле. Тогда формула (18) с учетом (23) записывается следующим образом:

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 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.