Способ выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных каверново-трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах осадочного чехла
METHOD OF DETECTING AND MAPPING FLUID-SATURATED ANISOTROPIC CAVERNOUS-FRACTURE RESERVOIRS IN INTER-SALT CARBONATE FORMATIONS OF A SEDIMENTARY COVER

Область техники.
Изобретение относится к области сейсмической разведки, и может быть использовано для выявления и картирования флюидонасыщенных межсолевых анизотропных каверново-трещинных коллекторов с широким диапазоном проницаемости, с аномально-высокими пластовыми давлениями (АВПД) флюидов в геологическом разрезе осадочного чехла платформ и областей их сочленения с краевыми прогибами.
Уровень техники.
В результате проведения сейсморазведочных данных методом общей глубинной точки (МОГТ), обработанных по стандартному графу, обнаружить и выполнить опережающий прогноз интервалов (трещинно-кавернового и порово-трещинного типов), отличающихся высокими коллекторскими свойствами на большинстве месторождений практически невозможно, из-за относительно малых размеров каверн и трещин. Еще более сложным является прогноз гетерофазных флюидных систем, распределенных в трещинном типе пустотного пространства природного резервуара, часто осложненного АВПД флюидов. В частности, на юге Сибирской платформы, бурением на глубинах 1,2-2,2 км установлено наличие в геологическом разрезе галогенно-карбонатной толщи рапогазонасыщенных пластов-коллекторов трещинного и каверново-трещинного типа, в которых пластовые давления флюидов по величине в 2,3-2,6 раза превышают гидростатические, т.е. являются аномально высокими (Вахромеев А.Г. Закономерности формирования и локализации месторождений промышленных рассолов в карбонатных каверново-трещинных резервуарах кембрия юга Сибирской платформы (по данным глубокого бурения, испытания скважин и полевой геофизики): Монография. - Иркутск: Изд-во ИрНИТУ, 2015. - 248 с).
Известен способ, предложенный Дьяконовым Б.П., Кузнецовым О.Л. и др. (Патент РФ №2008697, 1991) использует дифрагированные сейсмические волны для обнаружения в геологической среде области с повышенной трещинноватостью, на основе теории локаторов бокового обзора (ЛБО). Данный способ может быть реализован только при выполнении особого комплекса полевых работ, со специальной обработкой сейсмических материалов, что значительно увеличивает финансовые затраты.
Известен способ сейсмической разведки горных пород (Патент РФ №2251717, 2004 г.), который является прототипом ЛБО (Патент РФ №2008697, 1991). Отличия данного способа от предыдущего в изменении методики полевых наблюдений - апертуру приема и апертуру излучения предлагается располагать попарно с двух сторон исследуемого объема пород. При таком способе просвечивание среды происходит в двух ортогональных направлениях, что обеспечивает возможность выделения зон с различной ориентировкой трещин. Для выделения волн с меньшей интенсивностью, по сравнению с регулярными волнами и волнами-помехами, приходится проводить большое число накоплений полезного сигнала. Для этого требуется достаточно большое количество как пунктов возбуждения, так и пунктов приема. Кратность накоплений может достигать 10000. Однако этот способ также можно использовать только после проведения полевых работ, со специальным размещением источников и приемников.
Известен способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-каверновым коллекторам (Патент РФ №2451951, 2005). Данный способ описывает выявление и оценку качества трещинно-каверновых коллекторов, заключающийся в специальной обработке стандартных данных сейсморазведки МОГТ с получением полного волнового поля, содержащего отраженные и дифрагированные волны. При обработке данных получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов), при этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн и последующей фокусировки рассеянных волн (РВ), по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля, далее по интегральным амплитудным характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды (куб индекса акустической неоднородности), а посредством совместной интерпретации мигрированного куба рефлекторов и куба индекса акустической неоднородности получают распределение мгновенных амплитуд РВ волн по сечению куба в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Недостатком указанного способа является то, что при вычитании отраженных волн не проводят отождествления типа вычитаемых волн по средствам моделирования, либо отождествления с данными вертикального сейсмического профилирования (ВСП). Поскольку к отраженным волнам можно также отнести и дифрагированные волны со значительной энергией распространения и слабо энергетические РВ. Кроме того, данный способ подразумевает изначально фокусирующие преобразования РВ и только до стадии суммирования, затем суммирование данных, а уж потом пересчет результата преобразования в сейсмические атрибуты.
Описанный в патенте РФ №2451951 способ подразумевает производить изначально пересчет РВ в сейсмические атрибуты с последующей фокусировкой данных как до стадии суммирования, так и по суммарным данным. Данный подход позволяет фокусировать энергию РВ не только от сильных излучателей, но и от сравнительно слабых (связанных к примеру, с повышенной пористостью коллектора). А способ фокусировки по суммарным данным позволяет проводить обработку за сравнительно короткое время, что сэкономит машинные затраты и стоимость самой обработки. Результаты обработки с применением процедур фокусирования суммарных данных зачастую вполне сопоставимы, а в ряде случаев не уступают результатам предварительной специализированной обработки.
Наиболее близким является способ сейсмической разведки массивных геологических пород (патент РФ №2168187, 2001), в котором сейсмический сигнал возбуждают, и регистрируют стандартными способами, основанных на методики многократных перекрытий (Мешбей В.И. Методика многократных перекрытий в сейсморазведке - М.: Недра, 1985. - 264 с.). Сейсмические данные обрабатывают с максимальным ослаблением помех и обеспечением сохранения первичного сейсмического поля, с выделением рассеянной компоненты, путем дополнительного подавления регулярных отраженных и многократных волн. Кроме того, определяют энергетические и спектральные характеристики, а также степени нерегулярности сейсмических сигналов рассеянной компоненты. По аномальным значениям указанных параметров выделяют трещинно-кавернозные зоны. Данный способ имеет недостаток, связанный с тем, что при обработке не используются фокусирующие процедуры при выделении рассеянных волн, поэтому выявить зоны с незначительной трещинноватостью и кавернозностью этим способом маловероятно. Особенно, если эти целевые зоны залегают в средней части разреза и перекрыты в разной степени дислоцированными толщами, в которых акустические свойства резко меняются и в разрезе, и по латерали. Межсолевые флюидонасыщенные пласты коллекторы - особый объект прогноза, геологическое строение которого принципиально отличается от массивных трещинных резервуаров, и поэтому характеризуется особыми эффектами отражения и записи в волновом поле. С одной стороны, слоистая среда уверенно расчленяется на «мягкий» и «жесткий» тип именно благодаря перепаду скоростей пробега волны на границе «соль-доломит» и «доломит - соль». Именно это базовое свойство лежит в основе в процедуре увязки данных ВСП, акустического каротажа (АК) и МОГТ, и используется, позволяя значимо повысить уровень детальности интерпретации данных сейсморазведки при изучении геологического строения осадочного чехла. С другой стороны, трещинные пласты коллекторы в слоистой системе «соли - карбонаты - соли» по своим параметрам (толщина каждого отдельного пласта-коллектора или пласта - флюидоупора) нередко сопоставимы с пределом разрешения сейсморазведки МОГТ.
Известно, что вся земная кора в целом представляет собой планетарный трещинный массив с зональной структурой трещиноватости слагающей его горнопородной среды (Николаевский В.Н. Трещиноватость земной коры как ее генетический признак // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. №5. С. 646-656; Милановский С.Ю., Николаевский В.Н. Роль трещиноватости в эволюции земной коры // Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН: Материалы докладов Всероссийской конференции в 2-х томах. М.: ИФЗ РАН, 2009. Т. 2. С. 71-103). Под понятием «трещиноватость» подразумевается совокупность больших и малых пустот (трещин, каверн) в некотором объеме среды. Многие коллекторы связаны с зонами повышенной концентрации трещин и каверн. Подобные зоны характеризуются значительными размерами: от первых сотен метров до километра и более. Распределение микропустот в пространстве неравномерное и, как правило, наблюдается в разрезе в парагенезисе совместно с протяженными субгоризонтальными отражающими границами. Именно трещиный слоистый многопластовый тип распределения природных резервуаров в осадочном чехле платформ, где каждый пропласток трещиноватых карбонатных коллекторов чередуется с флюидоупорным, является наиболее сложным объектом прогноза насыщения и фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС), где результаты могут характеризоваться неоднозначностью интерпретации.
Большинство трещиноватых зон имеет тектоническое происхождение (Дорофеева Т.В. Тектоническая трещиноватость горных пород и условия формирования трещинных коллекторов нефти и газа. - Л.: Недра, 1986. - 224 с.; Харахинов В.В., Шленкин С.И. Трещинные резервуары нефти и газа - Научный мир, 2015. - 284 с.), что обуславливает анизотропию трещинного и каверново-трещинного типа коллектора, поскольку кавернозность развивается как вторичный коллектор по системам проницаемой, фильтрующей трещиноватости. Участки наибольшей густоты трещиноватости (ослабленные зоны) являлись при дальнейшем геологическом развитии местом возникновения дизъюнктивных дислокаций всех рангов (сбросы, взбросы, надвиги, разломы). Наличие дизъюнктивных нарушений, как правило, не увеличивает густоту сформировавшейся ранее тектонической трещиноватости, лишь в непосредственной близости от линии нарушения, в зоне шириной 20-80 м, происходит изменение целостности пород за счет оперяющих разломов и дробления (Смехов Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещиноватых коллекторов нефти и газа. Л., Недра, 1974, - 200 с.). При этом в геологическом разрезе галогенно-карбонатной толщи, которая рассмотрена в настоящей Заявке как целевой объект, развитие пустотного пространства, вмещающего и фильтрующего флюиды, так называемого «фильтрационного поля», локализовано только в межсолевых карбонатных пластах, и это свойство послойного распределения проницаемых карбонатных (известняки, доломиты) и непроницаемых (соли, ангидриты) пластов природного резервуара необходимо учесть в модели объекта прогноза. Несмотря на то, что влияние дизъюнктивных нарушений на густоту трещиноватости незначительно, выявление в разрезе зон влияния этих нарушений является важной задачей, т.к. они указывают на наиболее ослабленные участки, где структурная трещиноватость не смогла скомпенсировать напряжение, возникшее при формировании пликативных структур.
Основными параметрами трещиноватости являются густота, раскрытость и преимущественная азимутальная ориентировка трещин. Размеры трещин колеблются от сантиметра до первых метров (мелкие трещины) и от десятков до сотен метров (крупные). Во многих случаях трещиноватость обусловливает развитие кавернозности и закарстованности карбонатных пластов, которые могут встречаться как на малых, так и на больших глубинах. Поэтому в общем случае должны рассматриваться трещиновато-кавернозные зоны. В отличие от пористых горных пород, распределение трещин чаще всего носит не хаотичный, а закономерный характер. Так, выявленная во многих районах анизотропная трещиноватость коллекторов (Смехов Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещиноватых коллекторов нефти и газа. Л., Недра, 1974, - 200 с.) свидетельствует о преимущественно азимутальной ориентировке парагенезиса трещин, т.е. их закономерном развитии в трех плоскостях и неодинаковой, кратно отличающейся проницаемости, т.е. анизотропии фильтрации, фильтрационного поля.
Поле рассеянных волн формируется от совокупности трещин, т.е. анизотропного пустотного пространства и является интерференционным, зависящим в большей степени от распределения неоднородностей, чем от акустической характеристики пород. Вопросы формирования волнового поля в случайно-неоднородных средах (зонах развития трещиноватости и каверн) изучены недостаточно, что сказывается на состоянии интерпретации зарегистрированных рассеянных волн. Исследование особенностей формирования волнового поля в случайно-неоднородных средах аналитическими методами невозможно. В настоящее время, в связи с повышенным интересом нефтегазовой промышленности к изучению трещиноватых коллекторов в плотных породах осадочного чехла и в кристаллических породах фундамента, активно развиваются методы численного моделирования распространения сейсмических волн (Левянт В.Б. и др., Численное моделирование сейсмических откликов от трещинных коллекторов сеточно-характеристическим методом. М., Издательство «ЕАГЕ Геомодель», 2018, - 250 с; Квасов И.Е., и др. Решение прямых задач сейсморазведки в трещиноватых средах методом сеточно-характеристического моделирования. М., Издательство «ЕАГЕ Геомодель», - 296 с.; Файзулин И.С., Куценко Н.В. О возможности применения рассеянных волн для изучения трещиноватости геосреды по данным численного моделирования. ЕАГО, «Геофизика», №5, 2004, с. 5-9).
Анализируя опубликованные материалы, отметим наиболее важные для практики результаты этих исследований:
- интенсивность рассеянной волны на порядок ниже интенсивности дифрагированной и примерно на два порядка ниже регулярной отраженной волны;
- совокупность неоднородностей формирует сложную многофазную рассеянную волну, у которой наиболее когерентная и интенсивная фронтальная часть обусловлена резкостью границы перехода от вмещающих пород к зоне неоднородностей;
- диаграмма направленности рассеянной волны, как правило, неоднородна - наиболее интенсивная волна распространяется вперед по направлению падающей, а в противоположном направлении волна в 1.5-2 раза слабее;
- форма и длительность рассеянной волны зависит от размеров области рассеяния;
- повышение концентрации и равномерности распределения трещин увеличивает амплитуду рассеянной волны;
- трещины по сравнению с кавернами при одинаковом их числе и размере создают в целом более слабый фон рассеянной компоненты;
- однонаправленное поле трещин формирует несимметричный волновой отклик на падающую волну, т.е. энергия, рассеянная от подобной трещиноватой зоны будет зависеть от направления распространения падающей волны. Очевидно, что слоистый разрез целевого объекта «соли-карбонаты-соли», где карбонатные пласты неравномерно/анизотропно трещиноваты, дополнительно осложняет этот несимметричный волновой отклик.
В ходе проведения обработки и интерпретации данных сейсморазведки необходимо учитывать следующие геологические факторы:
1. В геологическом разрезе осадочного чехла Сибирской платформы выделяют по меньшей мере три геологических формации по отношению к средней, галогенно-карбонатной /объект прогнозирования/: надсолевую, галогенно-карбонатную и подсолевую.
2. В последнее десятилетие вектор геологического изучения перспективных на углеводороды (УВ) объектов сместился из типично платформенных областей (Ангаро-Ленская ступень, Непско-Ботуобинская антеклиза) в окраинную область Сибирского кратона, область краевых прогибов платформы.
3. Территории краевых прогибов и область их сочленения с типично-платформенными структурами резко осложнены по геологическому строению разреза - здесь доказано обессоливание, а с ним и потеря акустической дифференциации галогенно-карбонатной толщи разреза (т.е. изменение, исчезновение резких переходов, изменений скорости распространения акустических волн). Такое изменение - обессоливание и в определенном объеме замещение солей на гипсы и ангидриты, в переходной зоне платформа - краевой прогиб имеет разный генезис, т.е. происходило в разное геологическое время и в разных условиях, и потребует более детальной интерпретации акустической картины сейсморазведки в интеграции с данными глубокого бурения. В геологической литературе описаны два разных геологических процесса (Жарков М.А., Чечель Э.И. Осадочные формации кембрия Ангаро-Ленского прогиба. - Новосибирск: Наука, 1973. - 238 с.; Мельников Н.В. Некомпенсированные прогибы и зоны вымывания солей в разрезе юга Сибирской платформы. Новые данные по геологии и нефтегазоносности Сибирской платформы // Н.В. Мельников, А.О. Ефимов, И.Г. Сафронова. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1980. - С. 36-50.; Мельников Н.В. Венд-кембрийский соленосный бассейн Сибирской платформы (стратиграфия, история развития) [Текст] / Н.В. Мельников. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 148 с.; Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Кембрий Сибирской платформы [Текст] / Гл. ред. А.Э. Конторович; - Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2016. Т. 1 - 497 с.). Первый процесс рассматривает разные условия первичного осадконакопления (литогенеза), а именно - в условиях замкнутого солеродного бассейна, где накапливались ритмичные пачки карбонатов-солей-сульфатов, и в условиях открытого морского бассейна нормальной солености, где в мелководных лагунах шло накопление карбонатного материала, формирование карбонатной платформы и клиноформ. Вторая группа процессов в эпигенезе характеризует процессы выщелачивания и замещения соленосных пластов и пачек - во время перерывов в осадконакоплении (например, предлитвинцевский перерыв в кембрии), а также процессы выщелачивания солей и карбонатов в инфильтрационные этапы эволюции краевых областей платформы.
Также задокументировано нарастание мощностей нижней терригенной части разреза, (т.е. наличие наклонных отражающих границ) от платформы в краевые прогибы.
4. Геологический разрез осадочного чехла осложнен как структурно-вещественными (много-летнемерзлая толща), так и геолого-структурными неоднородностями как регионального, так и зонально-локального плана. Современный структурный план северо-восточного борта Сибирской платформы прямо увязывается с по-ярусным тектоническим строением рифей-венд-кембрийского природного мегарезервуара нефти и газа. В шарьяжно-надвиговой модели деформированного осадочного чехла выделены два структурных яруса - аллохтон и автохтон (Мигурский А.В., Старосельцев B.C. Нефтегазогеологическое районирование авто- и аллохтона на юге Сибирской платформы // Современные проблемы шарьяжно-надвиговой тектоники. Уфа, 1997. с. 67-69.; Сизых В.И. Шарьяжно-надвиговая тектоника окраин древних платформ. - Новосибирск: Изд-во СО РАН: Филиал «ГЕО», 2001. - 571 с.; Сметанин А.В. Опыт динамической интерпретации гравитационных аномалий // Иркутск, 2000. - 85 с.; Модели строения и количественная оценка перспектив нефтегазоносности региональных резервуаров нефти и газа Предпатомского регионального прогиба (Сибирская платформа). Под ред. Г.Г. Шемина: монография. Новосибирск: Изд-во ГЕО, 2017 - 560 с.). Осадочная толща рифея и венда, «припаянная» к поверхности фундамента составляет нижний, автохтонный ярус в пределах зоны сочленения краевого дорифейского прогиба и типично платформенной структуры. Выше осинского горизонта по основным соленосным свитам кембрия - усольской, бельской, ангарской активно проявлена шарьяжно-надвиговая тектоника. Пакет осадочных отложений сорван, смещен по направлениям на север и на запад-северо-запад в зоне влияния Предбайкало-Патомского надвигового пояса (Сизых В.И. Шарьяжно-надвиговая тектоника окраин древних платформ. - Новосибирск: Изд-во СО РАН: Филиал «ГЕО», 2001. - 571 с.; Сметанин А.В. Опыт динамической интерпретации гравитационных аномалий // Иркутск, 2000. - 85 с.; Сизых В.А., Вахромеев А.Г. Роль шарьяжно-надвиговой тектоники в формировании аномально-высоких пластовых давлений и промышленных металлоносных рассолов Сибирской платформы // Доклады РАН. - 2006. - №2. - с. 1-5.)
Перечисленные осложнения геологического разреза осадочного чехла значительно осложняют интерпретацию данных сейсморазведки во всех ее полевых модификациях и алгоритмах интерпретации, и требуют более детального, дробного алгоритма действий при обработке полевых данных для решения задачи выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных межсолевых каверново-трещинных карбонатных коллекторов с широким диапазоном проницаемости, с АВПД флюидов в геологическом разрезе осадочного чехла платформ и областей их сочленения с краевыми прогибами. Это утверждение справедливо и для «тонких» технологий изучения слоистых трещинных систем геологического разреза осадочного чехла, применительно к решаемой задаче выявления, идентификации и картирования зональных и локальных структурно-вещественных неоднородностей (СВН) в целевых интервалах осадочного чехла, например - в обсуждаемых в настоящей Заявке межсолевых карбонатных каверново-трещинных пластах коллекторах галогенно-карбонатной толщи природного мегарезервуара кембрия (Вахромеев А.Г., Мышевский Н.В., Хохлов Г.А. Аномально-высокие пластовые давления как фактор, осложняющий освоение углеводородных месторождений Восточной Сибири // Материалы Всерос. совещания «Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии: фундаментальный и прикладной аспекты». - Иркутск: ИЗК СО РАН, 2006. - Выпуск 5. - С. 98-119.; Вахромеев А.Г. Закономерности формирования и локализации месторождений промышленных рассолов в карбонатных каверново-трещинных резервуарах кембрия юга Сибирской платформы (по данным глубокого бурения, испытания скважин и полевой геофизики): Монография. - Иркутск: Изд-во ИрНИТУ, 2015. - 248 с.).
Очевидно, что алгоритм обработки данных сейсмического куба по способу-прототипу не позволяет учесть перечисленные геологические факторы, которые осложняют волновую картину, и значимо снижают эффективность выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных кавернозно-трещинных межсолевых карбонатных коллекторов по прототипу. Решение поставленной задачи требует детального пошагового учета неоднородностей при решении задачи выявления и картирования каверново-трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах средней галогенно-карбонатной толщи кембрия краевой области Сибирской платформы.
Раскрытие изобретения.
Техническим результатом является высокая надежность прогноза - сложно построенных флюидонасыщенных трещинно-кавернозных зон, с аномально-высокими пластовыми давлениями флюидов в галогенно-карбонатных толщах геологического разреза осадочного чехла платформ и областей их сочленения с краевыми прогибами, осложняющих бурение на различных этапах и стадиях геологоразведочного процесса.
Технический результат заявляемого способа достигается путем выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных кавернозно-трещинных межсолевых карбонатных коллекторов авторы сначала выделяют эффективный интервал, соответствующий целевому объекту прогноза геологического разреза, пошагово решают задачи исключения нежелательных влияний на волновую картину в целевом объекте прогноза, которые неизменно имеют место - от верхней части разреза (ВЧР), в т.ч. многолетнемерзлой толщи, от зоны развития карстовых явлений в толще ордовика (неоавтохтон), от локальных пликативных дислокаций (соляная тектоника) линейных (аллохтонные антиклинали) и изометричных (брахиантиклинали и брахисинклинали), а потом решают основную задачу выявления и картирования каверново-трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах средней галогенно-карбонатной толщи кембрия. Применительно к расшифровке геологического строения сложно построенных трещинных резервуаров галогенно-карбонатной толщи, выявления и картирования объемов вторичного пустотного пространства каверново-трещинных межсолевых пластов коллекторов, решение задачи обеспечивается использованием данных ВСП и данных акустического каротажа глубоких скважин (АК и его зарубежные модификации - акустический сканер [Sonic Scanner], ультразвуковой высокоразрешающий микроимиджер [UBI]), и их отечественные аналоги. Этим обеспечивается уверенное разделение общей волновой картины, идентификация и нивелировка негативных эффектов от выше и ниже залегающих толщ разреза, что позволяет детализировать рассеянную компоненту сейсмического поля именно в целевом объекте исследований, определить его энергетические характеристики: как обобщенные, так и на уровне отдельных межсолевых пластов - коллекторов. Только соблюдение перечисленных шагов в общем алгоритме обработки данных сейсморазведки МОГТ, обеспечивает эффективное применение фокусирующих процедур обработки, как по сейсмограммам, так и по суммарным данным, с получением разреза целевого объекта изучения, целевого фрагмента, т.е. энергии рассеянных волн, на основании которых выявляют, исследуют и дифференцированно характеризуют сложно построенные чередующиеся трещинно-кавернозные межсолевые пласты на глубинах 1,2-2,2 км.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных каверново-трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах осадочного чехла, включающий возбуждение сейсмического сигнала, регистрацию сейсмического поля и обработку данных, при которой устраняют регулярные отраженные и многократные волны, выделяют рассеянную компоненту сейсмического поля, определяют энергетические и спектральные характеристики, степень нерегулярности сейсмических сигналов рассеянной компоненты отличающийся тем, что дополнительно в процессе обработки данных в общем объеме геологического разреза устраняют влияние вышезалегающего структурно-вещественного комплекса, нивелируя влияние структурно-вещественных неоднородностей приповерхностной части разреза, выделяют интервал, соответствующий целевому объекту прогноза геологического разреза, и для моделирования различных типов волн, характеризующих целевой объект прогноза геологического разреза, с целью их идентификации используют результаты сравнительного волнового анализа данных наземной сейсморазведки с материалами трехкомпонентного вертикального сейсмического профилирования, данных акустического каротажа, для пересчета в сейсмические атрибуты, затем применяют фокусирующие процедуры обработки, как по сейсмограммам, так и по суммарным данным, с получением разреза или куба энергии рассеянных волн, на основании которых выявляют сложно построенные анизотропные чередующиеся трещинно-каверновые межсолевые пласты-коллекторы, с трещинной - при значениях рассеянных волн до 250 усл. ед., - с каверновой при значениях рассеянных волн от 200 до 400 усл. ед., с поровой при значениях рассеянных волн от 400 до 500 усл. ед. - составляющей пустотного пространства, с последующим нанесением на карту контуров распределения пустотного пространства по каждому межсолевому пласту карбонатов и по слоистой карбонатной толще в целом.
Краткое описание иллюстративных материалов.
На фиг. 1 изображены трассы временного сейсмического разреза МОГТ, полученного после подавления волн помех.
На фиг. 2 изображены результаты увязки материалов 3-х компонентного ВСП с данными АК по скважине и корреляция отражающих границ по волновому сейсмическому разрезу МОГТ в целевом интервале.
На фиг. 3 изображены трассы рассеянной составляющей сигнала, полученные после вычитания монотипных восходящих волн.
На фиг. 4 изображены трассы мгновенных амплитуд РВ.
На фиг. 5 изображен разрез энергии РВ, рассчитанный после фокусирующих процедур обработки.
На фиг. 6 изображены дифференциальные распределения энергии рассеянных волн по типам пустотного пространства.
Осуществление изобретения.
С целью картирования и выявления флюидонасыщенных анизотропных каверново-трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах осадочного чехла, необходимо провести нестандартные технологические подходы к обработке волнового поля. По представленным данным проведена обработка, направленная на выделение энергии рассеянной компоненты из волнового поля восходящих волн, зарегистрированного на дневной поверхности методикой МОГТ. Примененная нестандартная методика, направлена на выделение рассеянной составляющей сигнала РВ для выявления нерегулярных элементов геологических сред, таких, как зоны трещиноватости, кавернозности и рапогазопроявления. Для обработки использовался геометризированный массив данных, и сформированная после стандартной обработки до применения процедур фильтрации, база статических поправок и скоростных законов данных МОГТ.
Перед началом обработки проведен анализ качества материалов, с расчетом амплитудно-частотных атрибутов сейсмической записи в различных временных окнах для определения амплитудно-частотных характеристик различных типов волн. После расчета и анализа динамических характеристик различных типов волн сформированный граф обработки можно разделить на несколько основных этапов.
Первый этап обработки - подготовительный - включает в себя: считывание материала, расчет и ввод статических поправок, ослабление гармонических помех и амплитудных просечек (техногенного происхождения).
На втором этапе выполняется расчет кинематических характеристик для различных типов волн, определение параметров восстановления амплитуд восходящих волн, подбор параметров деконволюции.
На третьем этапе обработка данных направлена на подавление низкочастотных поверхностных волн, кратных, частично кратных и обменных волн. Данные волны устраняются по предварительным результатам кинематического анализа, (после идентификации типа вычитаемых волн по средствам моделирования, либо отождествления с данными трех компонентного ВСП) путем применения многомерной фильтрации (фильтрация Радона, фильтрация в частотной области и др.).
Материалы 3-х компонентного ВСП на этапе обработки использовались для аутентификации различных типов волн, зарегистрированных в околоскважинном пространстве методами ВСП и на дневной поверхности наземной сейсморазведкой. Использовались также результаты кинематических расчетов для различных типов волн и данные по литолого-стратиграфической привязки. Кроме того, проведен анализ по изучению фазовых и амплитудно-частотных характеристик продольных волн, зарегистрированных на различных удалениях от устья скважины (влияние удаления на форму записи сигнала).
Существуют определенные проблемы, связанные со сложным геологическим строением изучаемой территории. Это прежде всего негативное влияние неоднородностей в ВЧР, тонкослоистости целевого объекта разреза, структурно-тектонических неоднородностей надсолевой и соленосной толщи и др. неоднородностей разреза на сейсмическую запись полезного сигнала. Влияние вышеперечисленных неоднородностей вызывает различный уровень волн-помех, которые неблагоприятно влияют на характеристики полезных отражений. Для изучения характеристик волн-помех и полезных волн также использовались материалы ВСП, проведенные в различных частях изучаемой площади работ.
На основе комплексного анализа данных наземной и скважинной сейсморазведки были получены взаимосвязи между особенностями геологического строения среды и динамическими характеристиками волнового поля полезных волн и волн-помех. Тем самым, были опробованы (по результатам тестирования) и реализованы дополнительные процедуры обработки, позволяющие уменьшить влияние различных волн-помех на полезную часть сигнала.
На фиг. 1 показан фрагмент сейсмического разреза, содержащий отражения монотипных восходящих продольных волн и рассеянную составляющую волновых полей после применения выше перечисленных процедур обработки. Визуально рассматриваемый разрез практически неотличим от разрезов, рассчитанных после стандартной обработки, из-за низкого уровня РВ.
Для подавления монотипных отраженных продольных волн, авторами предлагается процедура селекции волн (Фиг. 3). В основу алгоритма метода положен расчет матрицы нормированных функций взаимной корреляции (ФВК) каждой из трасс в окне корреляции с остальными трассами для каждой скользящей выборки (магнитограммы) трасс. Каждый ряд полученной матрицы ФВК (например, k-тый) представляет собой набор ФВК текущей трассы (k-той в базе трасс или в магнитограмме) со всеми остальными трассами. Значения максимумов, нормированных ФВК, являются оценками коэффициентов подобия двух коррелируемых трасс. Для повышения качества работы программы применялся метод итераций. Данная процедура применяется с целью получения волнового поля рассеянных волн. При этом проводиться окончательную селекцию волн как по сейсмограммам с различными сортировками (возможна сортировка по общему пункту возбуждения, по общей глубинной площадке и т.д.), так и по суммарным разрезам (в зависимости от района проведения работ, стоимости работ, мощности вычислительного центра, поставленных задач и т.д.). Полученные временные поля РВ пересчитываются в амплитудно-частотные атрибуты (Фиг. 4), далее применяются процедуры фокусирования (Фиг. 5). На фиг. 4 представлено волновое поле мгновенных амплитуд, полученное после процедуры атрибутного пересчета, где а) 1 - трассы мгновенных амплитуд.
На фиг. 5 представлен окончательный разрез энергии РВ, рассчитанный в результате фокусирующих преобразований поля сейсмических атрибутов.
Таким образом, согласно изложенному выше алгоритму, фокусировка энергии РВ возможна как до стадии суммирования, так и по суммарным данным. Примененные процедуры обработки так же позволяют получать дифракторы, содержащие изображение рассеивающих элементов среды и рефлекторы - поле отраженных волн без рассеивающих элементов. Заявляемый способ выявления и картирования флюидонасыщенных анизотропных каверново трещинных коллекторов в межсолевых карбонатных пластах осадочного чехла через рассеянные волны, позволяет исследовать флюидонасыщенные чередующиеся трещинно-кавернозные межсолевые пласты, с трещинной (значения РВ до 250 усл. ед.), тип 1 - каверновой (значения РВ от 200 до 400 усл. ед.), тип 2 - поровой (значения РВ от 400 до 600 усл. ед.) тип 3 составляющей пустотного пространства (Фиг. 6).
Пример.
Рассмотрим данные сейсморазведочных работ на примере материалов сейсмического куба МОГТ в трехмерной модификации, полученного на юге Сибирской платформы. Представленные рисунки (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) отражают результаты предложенной методики основных этапов специализированной обработки, направленной на выделение рассеянной составляющей волнового поля.
На фиг. 1 представлен временной разрез МОГТ в трехмерной модификации, целевого объекта - галогенно-карбонатной толщи после подавления различных волн-помех (техногенных, кратных, поверхностных, обменных и др.) в интервале наиболее интенсивного рапопроявления и газонасыщения, где:
1 - сейсмические трассы, полученные в результате суммирования по общей глубинной точке (ОГТ);
2 - отражающие сейсмические горизонты К2 (атовский горизонт), Y (кровля усольской свиты);
3 - интервал расчета амплитудно - частотных атрибутов;
4 - график изменения мгновенных амплитуд, рассчитанных в интервале отражающих горизонтов (ОГ) К2 и Y.
5 - скважины с притоками флюидов (рапа, газ) в целевом интервале;
6 - трещинно-кавернозные межсолевые пласты, с трещинно-каверново-поровой составляющей пустотного пространства.
На фиг. 2 показаны результаты увязки материалов 3-х компонентного ВСП с данными АК по скважине, и корреляция отражающих границ по волновому сейсмическому разрезу МОГТ в целевом интервале галогенно-карбонатной толщи, локальные карбонатные трещинные флюидонасыщенные (рапа, газ) пласты-коллекторы, из которых в процессе бурения получены фонтанные притоки, и в интервале которых зафиксировано АВПД флюидов.
На фиг. 3 изображен фрагмент временного разреза после применения процедур селекции волн, где:
3.1 - суммарные сейсмические трассы РВ.
3.2 - целевой интервал;
На фиг. 4 представлен аналогичный фрагмент разреза мгновенных амплитуд РВ, данных МОГТ, полученных в результате пересчета амплитудно-частотных атрибутов, где:
4.1- трассы мгновенных амплитуд.
На фиг. 5 показаны результаты специализированной обработки - разрез энергии РВ, полученный после применения фокусирующих процедур, где:
5.1 - трассы энергии РВ;
5.2 - отражающие сейсмические горизонты К2 (атовский горизонт), Y (кровля усольской свиты);
5.3 - интервал расчета амплитудно - частотных атрибутов;
5.4 - график изменения энергии РВ, рассчитанный в интервале ОГ К2 и Y;
5.5 - характерные трассы энергии РВ с диапазоном от 200 до 300 (у.е.);
5.6 - интервалы разреза РВ с энергетическими характеристики от 100 до 200 (у.е.);
5.7 - интервалы разреза РВ с энергетическими характеристики от 300 до 400 (у.е.);
5.8 - интервалы разреза РВ с энергетическими характеристики свыше 400 (у.е.).
Техническим результатом является высокая надежность прогноза целевых объектов - флюидонасыщенных межсолевых анизотропных каверново-трещинных коллекторов с широким диапазоном проницаемости, с АВПД флюидов в геологическом разрезе осадочного чехла платформ и областей их сочленения с краевыми прогибами, осложняющих бурение на различных этапах и стадиях геологоразведочного процесса на основе моделирования полей рассеянных волн.