КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ В СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ РАЙОНАХ С РАЗВИТОЙ СОЛЯНОКУПОЛЬНОЙ ТЕКТОНИКОЙ С КАРТИРОВАНИЕМ КРОВЛИ СОЛИ И ПОДСОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОМПЬЮТЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС (КТК) ДЛЯ НЕГО
SYSTEM FOR EXPLORATION OF OIL AND GAS IN COMPLEX-STRUCTURE AREAS WITH DEVELOPED SALT-DOME TECTONICS WITH MAPPING OF ROOF OF SALT AND SUBSALT DEPOSITS AND COMPUTER-PROCESS SYSTEM THEREFOR

Изобретение относится к геологоразведке, в частности к технических средствам проведения региональных и поисково-разведочных геологических работ при прямых поисках и разведке нефтегазовых месторождений.
Назначением полезной модели является использование комплекса для проведения поисково-разведочных работ на нефть и газ в сложно построенных районах с развитой соляно купольной тектоникой.
В частности, комплекс геофизической разведки обеспечивает проведение комплексных полевых работ по единой сети профилей для реализации комплексных измерений сейсмического, электромагнитного и гравитационного полей, совместного анализа полученных данных в единой информационной среде с целью повышения надежности картирования кровли соляных структур и изучения их внутреннего строения, что существенно влияет на достоверность структурных построений подсолевых отложений и прогноз их нефтегазоносности.
Известно изобретение "Способ геоэлектроразведки", патент RU №2210092, опубл. 10.08.2003, МПК G01V 3/06, в котором возбуждение электрического поля осуществляют с помощью питающих электродов, регистрируют и измеряют на выходе коммутирующего устройства разности потенциалов между каждой парой соседних приемных гальваноемкостных электродов, применяется устройство, последовательно коммутирующее на две выходные клеммы соседних приемных гальваноемкостных электродов. Изобретение относится к электроразведке малых глубин и может быть использовано при изучении геоэлектрической неоднородности верхней части разреза при инженерно-геологических изысканиях в сложных условиях заземлении (мерзлый грунт, сухие пески, твердые искусственные покрытия). Однако в отличие от предложенного комплекса, электроды не имеют заземления. В данном способе определяют только кажущееся сопротивление, использующееся для проведения инженерно-геологических изысканий, в отличие от предложенного комплекса, в котором определяют не только кажущееся сопротивление, но и послойное распределение удельного электрического сопротивления и коэффициента поляризуемости после разделения индукционной и гальванической составляющей поля DU. Кроме того, возбуждают электрическое поле частотой от первых сотен Гц до первых кГц, в то время, как в предложенном комплексе диапазон частот больше - от 0 до первых кГц.
Известно изобретение “Способ определения свойств подземных формаций”, Патент RU 2294547, опубл. 27.02.2007, МПК G01V 3/38, в котором оптимизируют положение пластов и оценивают физические/нефтефизические свойства формации на основе измеренных электрических свойств, способ позволяет объединить параметры неизвестных формаций действием под названием «группировка параметров» и позволяет проверить совместимость данных сопротивления с указанными допусками. Однако данным способом измеряют электрические свойства формации в буровой скважине и разрабатывают модель параметров формации, а положение распределенных пластов моделируют измерениями электрических свойств при помощи определенных положений пластов, принимая, что один или более из указанных электрических свойств равны на всем протяжении некоторых из указанных распределенных пластов. Т.е. способ не позволяет изучать латеральное распределение продольного сопротивления и параметров вызванной поляризации, по которым осуществляется оконтуривание залежи углеводородов на больших расстояниях от скважины.
Известно изобретение “Способ измерения геофизических характеристик с применением последующей инверсии гео-электрических данных с дополнительным временным фильтром”, патент RU 2491580, опубл. 27.08.2013, МПК G01V 3/08, в котором определяют послойное распределение удельного электрического сопротивления (проводимости) геологического разреза с выбором количества слоев и их толщин. Однако используют 1D-инверсию, которая не позволяет картировать сложные протяженные трехмерные объекты, характерные для районов со сложной соляно-купольной тектоникой.
Известно изобретение “Способ электроразведки с использованием пространственного дифференцирования поля становления на нескольких разносах”, патент RU 2301431, опубл. 20.06.2007, МПК G01V 3/06, в котором возбуждают электромагнитное поле в среде, посылая в нее низкочастотную периодическую последовательность знакопеременных прямоугольных импульсов тока при прохождении зондирующей установки вдоль профиля исследований, измеряют и регистрируют мгновенные значения первых и вторых разностей потенциалов переходных процессов электрического поля на нескольких приемных линиях, применяют зондирующую установку с гибкой геометрией, состоящую из двух заземленных питающих линий, расположенных по обе стороны от нескольких приемных линий. Однако для достижения единственности решения необходимо привлечение дополнительной информации - комбинирование зондирования становлением поля с дистанционными зондированиями, использование различных способов возбуждения и приема поля и разных форм возбуждающих токовых импульсов, что не позволяет за счет 1D-инверсии картировать сложные протяженные трехмерные объекты, характерные для районов со сложной соляно-купольной тектоникой.
Наиболее близким техническим решением является изобретение “Способ количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации” патент RU 2399931, опубл. 20.09.2010, МПК G01V 3/38, G01V 3/06, в котором функцию измеренных параметров формируют как комбинацию временных и пространственных производных поля становления. Способ позволяет осуществить количественное определение интенсивности полей электромагнитной индукции и вызванной поляризации постоянного тока с погрешность не более 0,5%, обеспечить большой временной интервал разделения полей от 1 мс до нескольких секунд, в том числе и над разрезами с высокой проводимостью. Однако 1D-инверсия не позволяет картировать сложные протяженные трехмерные объекты, характерные для районов со сложной соляно-купольной тектоникой, что, в свою очередь, не позволяет достичь повышения надежности картирования кровли соли, структурных построений подсолевых горизонтов и прогноза их нефтегазоносености в районах с развитой соляно купольной тектоникой.
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>в</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>э</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
в
э
При разработке предложенного комплекса требуется определить глубинное положение кровли соленосных отложений, выделенное по данным электро- и гравиразведки и преобразовать в масштаб временного сейсмического разреза на основе закона взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов (параметр «a»), (см. Смилевец Н.П. «Комплексирование геофизических полей на основе их адекватного представления в едином координатном пространстве // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук // г. Москва 1999 г. с. 255). Для этого необходимо параметр «а» рассчитать по данным сейсмического (СК) и акустического (АК) каротажей или вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и точкам электромагнитных зондирований, отработанным вблизи параметрических скважин, а затем по данным годографрв для одних и тех же глубин с определенным шагом дискретизации снять значения
и
по которым в дальнейшем построить графики зависимости 1(1) рассчитать параметр «а» по формуле:
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>в</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>э</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
, где
- время регистрации сейсмического сигнала, а
- это время регистрации электромагнитного сигнала.
Тогда для преобразования геоэлектрических характеристик в масштаб временного сейсмического разреза можно использовать формулу,
,где a - параметр взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов, V - средняя скорость продольной волны, σ - кажущаяся продольная проводимость (или сопротивление), вытекающую из формулы, указанной выше.
При этих условиях необходимо создать комплекс, в котором возможно измерить параметр, взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов, который будет являться функцией средней скорости продольной волны и кажущейся продольной проводимости (или сопротивления) разреза. Возможность достижения такой взаимосвязи обусловлен тем, что при пересечении профилем геологических условий с резко меняющимися глубинами кровли соли в каждой зоне (мульда, купол, склоновая часть), изученной СК или ВСП, рассчитывают каждый раз свой параметр связи «а», после чего осуществляют его интерполяцию и экстраполяцию по всему профилю (ссылку см. там же).
Таким образом, комплекс должен обеспечить расчет прогнозной модели интервальных скоростей на основе закона взаимосвязи сейсмических и электромагнитных времен на основе комплекса измеренных параметров сейсмо- электроразведки и геофизических исследований скважин (ГИС). При этом необходимо получить уточненную конфигурацию соляных структур, их внутреннюю неоднородность и прогнозную глубинно-скоростную модель, которые должны учитываться в дальнейшем при построении априорной геологической модели среды путем первичных глубинных преобразований временных сейсмоэлектроразведочных разрезов. Прогнозная глубинно-скоростная модель может использоваться в качестве исходной в процедурах сейсмической инверсии, в расчетах скоростей суммирования путем спрямления годографа отраженной волны во временной и глубинной областях.
Посредством предложенного комплекса требуется на временном сейсмическом разрезе уточнять положение кровли соли по комплексным измеренным данным сейсмо-электроразведки и изучить внутреннее строение соляных куполов с выделением в них рапоносных горизонтов, сложенных, преимущественно, терригенно-карбонатными отложениями, проявляющимися в электромагнитном поле как проводящие (низкоомные) горизонты, что создает благоприятные условия для их обнаружения в высокоомных соляных структурах
Техническим результатом предложенного комплекса является расширение технических средств, разработка схемы комплекса и устройства для его реализации, за счет чего достигается повышение надежности картирования кровли соли, структурных построений подсолевых горизонтов и прогноза их нефтегазоносености в районах с развитой соляно купольной тектоникой.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что Комплекс геофизической разведки для проведения поисково-разведочных работ на нефть и газ в сложно построенных районах с развитой соляно купольной тектоникой (далее Комплекс) включает: - геофизические исследования скважин (ГИС), скважины глубокого бурения (параметрические скважины) для получения данных в едином координатном пространстве посредством сейсмокаротажа (СК), электрокаротажа (ЭК) и плотностного каротажа (ПК) в скважинах глубокого бурения, и единую сеть геофизических профилей для снятия показаний (измеренных данных) измерительными установками сейсмо-электро-грави- и магниторазведки, при этом электроразведочные функции параметров, полученные на основании измерений электроразведки, зависящие от параметров среды, формируют как комбинацию временных и пространственных производных электромагнитного поля.
Комплекс отличается тем, что Комплекс снабжен измерительными установками с использованием систем наблюдения: установкой 3D и/или 2D сейсморазведки в широкоазимутальном исполнении, и блоковой, псевдодиагональной системой наблюдения, в которой все линии возбуждения (ЛВ) и линии приема (ЛП) расположены вкрест простирания соляных структур, образуя сеть сейсморазведки, установкой электроразведки AB-MN-n в модификации зондирования становлением с измерениями параметров вызванной поляризации (ЗС-ВП) с гальваническим заземлением, установкой высокоточной гравиразведки и установкой высокоточной магниторазведки. Измерительные установки размещены вблизи параметрических скважин, изученных на основе данных ГИС с учетом априорных данных, позволяющих определить территорию с развитой соляной тектоникой на изучаемой территории. При этом в установке электроразведки AB-MN-n в модификации ЗС-ВП измеренные данные рассчитывают (обрабатывают) вдоль сейсмопрофилей 2D или в рамках сети профилей сейсморазведки 3D. В установках высокоточной гравиразведки и магниторазведки, измеренные данные рассчитывают (обрабатывают) вдоль сейсмопрофилей 2D или вдоль электропрофилей в рамках сети профилей сейсморазведки 3D. Для чего Комплекс дополнительно снабжен телеметрической аппаратурой типа 428 XL и компьютерным технологическим комплексом (КТК), содержащим блок сейсморазведки (БСР), блоком электроразведки (БЭР) и потенциальным блоком (ПБ), объединяющим гравиразведочный блок (ГРБ) и магниторазведочный блок (МРБ), которые являются функциональными блоками и связаны соответственно, с сейсмокаротажем (СК), электрокаротажем (ЭК) и плотностным каротажем (ПК) ГИС. А посредством Комплекса ведут комплексную интерпретацию полученных функций сейсмо-электро-гравии- и магниторазведочных параметров в едином координатном пространстве, и на основе которой (интерпретации) получают согласованную с данными ГИС сейсмо-электро-грави- и магниторазведочную модель, построенную в масштабе временного сейсмического разреза и являющуюся физико-геологической моделью, параметризованную скоростью плотностью, сопротивлением и намагниченностью. В частном случае в установке сейсморазведки 3D используют широкоазимутальную, блоковую, псевдодиагональную систему наблюдения, снабженную телеметрической аппаратурой типа 428 XL, сейсмокаротаж (СК) или вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) или акустический каротаж (АК). Например, в установке 2D и/или 3D сейсморазведки расстояния между линиями возбуждения и приема составляет 200 м; шаг наблюдений по профилям ЛП и ЛВ - 50 м, а номинальная кратность наблюдения составляет 324. Также в рамках сети профилей 3D сейсморазведки могут быть выполнены многокомпонентные измерения электроразведки с использованием установки электроразведки AB-MN-n модификации ЗС-ВП, которая является наиболее чувствительной к наличию высокоомных объектов; и рассчитывают измеренные данные в пространстве 3D, ограниченном сейсмическими профилями, а при наличии 2D сейсморазведки, электроразведку выполняют с использованием многокомпонентной установки электроразведки AB-MN-n модификации ЗП-ВП и рассчитывают (отрабатывают) вдоль сейсмопрофилей 2D. Также в частном случае, в установке электроразведки с использованием модификации ЗП-ВП, могут использовать электрокаротаж стандартный (КС) или боковой каротаж (БК) или боковое электрическое зондирование (БКЗ). А, например, в установке гравиразведки могут использовать в качестве плотностного каротажа гамма-гамма-каротаж (ГГК-П). В комплексе с измерениями установками сейсморазведки, электроразведки, гравиразведки и магниторазведки сейсмо-электро-грави- магниторазведочные профили устанавливают вблизи скважин, изученных ГИС посредством сейсмокаротажа (СК), акустического каротажа (АК) и электрокаротажа типа КС или БК или БКЗ и плостностного каротажа ГГК-П. Профили электроразведочных наблюдений методом ЗС-ВП с измерительной установкой AB-MN-n могут располагать вдоль сейсмопрофилей параллельно питающей линии АВ по обе стороны от нее на расстоянии 250-500 м. Например, на каждой измерительной установке AB-MN-n предусматривают выполнение непрерывных записей свип-сигнала в частотном диапазоне от 0.125 Гц (8 секунд) до 10 кГц при форме токовых импульсов «двуполярный с паузой». Запись последнего периода с длиной токового импульса, например, 8-10 секунд, не должна содержать менее 100 периодов для накопления электромагнитных сигналов. Приемные линии MN в измерительной установке электроразведки с использованием модификации ЗП-ВП, регистрируют электрическую компоненту Ех во временной и частотной области, и их приемные линии размещают, в частности, параллельно средней части питающей линии АВ, не превышающей 1/3 от ее длины, называемой «рабочей зоной», а перемещение питающей линии АВ вдоль сейсмических профилей осуществляют с 10% перекрытием «рабочей зоны». Шаг наблюдений по профилям составляет, например, 50-100 м каждым измерителем на расстановке и отрабатывается участок профиля длиной, например, 600 м (12 каналов Ех). Передвижение установки электроразведки питающей линии АВ-приемной лини MN осуществляют вдоль профиля, например, с 10%-ным перекрытием его «рабочей зоны». В частности, профили электроразведки, гравиразведки и магниторазведки отрабатывают в рамках сети профилей 3D вкрест простирания соляных структур при соблюдении условий, при которых электроразведочные, грави - и магниторазведочные профили выходят за пределы соляных структур на расстояние не менее 3500-5000 м.
Предложенное техническое решение иллюстрируется чертежами, которые не отражают всех возможных вариантов реализации, но демонстрируют работу комплекса и результаты этой работы.
На Фиг. 1 - показана общая конструктивная схема Комплекса;
На Фиг. 2 - показана измерительная установка электроразведки ЗС-ВП (тип AB-MN-n) и расстановка линии возбуждения (ЛВ, на чертеже обозначены - АВ) и линий приема (ЛП, на чертеже обозначена MN-n);
в
эл(эсб)
На Фиг. 3 - показаны а) трансформация электромагнитного сигнала ε(t) в геоэлектрические параметры среды - кажущуюся проводимость - Sk, и глубину проникновения электромагнитного поля - Hk и б) схема нахождения закона взаимосвязи (параметр «а») между временами регистрации сейсмического (t0) и электромагнитного (tэл.) сигналов и зависимость между временами t и t;
На Фиг. 4 - показаны контуры соляных структур, выделенных по данным электроразведки на разрезе сопротивлений в масштабе глубин, и перенесенных на временной сейсмический разрез с помощью параметров взаимосвязи «а», а) выделение формы кровли соли на схеме интервального сопротивления Rk; б) поэтапное уточнение коэффициента "а"; в) схема изменения интервального сопротивления в масштабе (х, to) без фильтрации; г) схема изменения интервального сопротивления в масштабе (х, to) с фильтрацией;
На Фиг 5 - показан пример уточнения кровли соли, выделенной по данным электроразведки, на базе 2D моделирования гравитационного поля. а) график аномального гравитационного поля; б) плотностный разрез; в) график модельной плотности слоя J2-PT;
На Фиг. 6 показана схема площадного прогноза нефтегазоносности, полученного на основе комплекса сейсморазведки 3D, электроразведки и ГИС.
Комплекс устроен следующим образом. Комплекс включает: систему геофизического исследования скважин (ГИС) (1) и единую сеть геофизических профилей (2). В сеть профилей (2) входят скважины глубокого бурения (скважины глубокого бурения - параметрические скважины) (3) для получения данных в едином координатном пространстве с помощью данных, полученных от сейсмокаротажа (СК) (4), электрокаротажа (ЭК) (5) и плотностного каротажа (ПК) (6) в скважинах глубокого бурения (3) (или параметрических скважинах), Плотностный каротаж (6) использует каротаж (7) для гравиразведки и каротаж (8) для магниторазведки (см. Фиг 1).
На территории исследования скважин (3) может быть как несколько, так и одна скважина, а также для каждой скважины свой каротаж. Скважины глубокого бурения (параметрические скважины) (3) устанавливают (используют имеющиеся) и используют для получения комплексной сейсмо-электро-грави - магнитной разведочной информации в масштабе временного сейсмического разреза как комбинацию временных и пространственных производных поля становления, основных характеристик гравитационного и магнитного полей, с помощью данных, полученных от сейсмокаротажа (СК) (4), электрокаротажа (ЭК) (5) и плотностного каротажа (6), которые хранятся в ГИС (1). Это могут быть как априорные данные, снятые заранее, так и данные, полученные в процессе описываемой геофизической разведки. Единую сеть геофизических профилей (2) для снятия показаний (измеренных данных) измерительными установками сейсмо-электро-грави - и магниторазведки (9, 10, 11, 12) соответственно, осуществляют предварительную обработку данных по единой сети профилей (2) с помощью блоков: блока сейсморазведки (БСР) (13), блока электроразведки (БЭР) (14) и потенциальным блоком (ПБ) (15), объединяющим гравиразведочный блок (ГРБ) (16) и магниторазведочный блок (МРБ) (17). Измерительные установки (9, 10, 11, 12) размещены вблизи параметрических скважин (3), изученных на основе данных ГИС (1) с учетом априорных данных, позволяющих определить территорию с развитой соляной тектоникой на изучаемой территории, (см. Фиг. 1).
В единой геофизической сети профилей (2) осуществляют отработку сейсмо-электро-грави - магниторазведки по единой сети профилей измерительными установками (9, 10, 11, 12): сейсмо - (4) и злектро - (5) грави - (7), магнито разведки (8).
При этом используют скважины глубокого бурения (3), в которых изучают характеристики всеми видами каротажа. Так для измерительной установки сейсморазведки 3D (9) используют следующие виды каротажей: сейсмокаротаж (СК) или вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) или акустический каротаж (АК). В установке 2D и/или 3D сейсморазведки (9) линии возбуждения (или другими словами -питающая линия) (ЛВ) (18а) и линии приема (ЛП)(19) расставляют таким образом, чтобы между ними расстояние составляло 200 м; расстояние между пунктами приема (ПП) и пунктами возбуждения (ПВ) - 50 м, шаг наблюдений по профилям ЛП и ЛВ - 50 м, а номинальная кратность наблюдения составляет 324. Установка 2D и/или 3D сейсморазведки (9) выполнена в широкоазимутальном исполнении и снабжена блоковой, псевдодиагональной системой наблюдения (20), в которой все линии возбуждения (ЛВ) (18а) и линии приема (ЛП) (19) расположены вкрест простирания соляных структур, образуя сеть сейсморазведки, (см. Фиг. 2).
Для измерительной установки электроразведки (10) используют установку типа AB-MN-n в модификации ЗС-ВП (модификации зондирования становлением с измерениями параметров вызванной поляризации) и установка электроразведки (10) выполнена с гальваническим заземлением.
В установке электроразведки (10) с использованием модификации ЗС-ВП используют электрокаротаж (ЭК) (5) разных видов: стандартный (КС) или боковой каротаж (БК) или боковое электрическое зондирование (БКЗ); В установке электроразведки AB-MN-n в модификации ЗС-ВП (10) измеренные данные рассчитывают вдоль сейсмопрофилей 2D сети профилей (2) или в рамках сети профилей сейсморазведки 3D сети профилей (2).
В рамках сети профилей (2) 3D сейсморазведки выполняют измерения электроразведки с использованием многокомпонентной установки электроразведки AB-MN-n модификации ЗС-ВП (10), которая является чувствительной к наличию высокоомных объектов, и рассчитывают измеренные данные в пространстве 3D, ограниченном сейсмическими профилями, а при наличии 2D сейсморазведки, электроразведку выполняют с использованием многокомпонентной установки электроразведки AB-MN-n модификации ЗС-ВП (10) и рассчитывают вдоль сейсмопрофилей 2D. Профили электроразведочных наблюдений методом ЗС-ВП установкой AB-MN-n (10) располагают вдоль сейсмопрофилей параллельно питающей линии АВ (18а) по обе стороны от нее на расстоянии 250-500 м. Приемные линии MN (19) в измерительной установке с использованием модификации ЗС-ВП (10) размещают в средней части питающей линии АВ (18а), не превышающей 1/3 от ее длины, называемой «рабочей зоной». Перемещение питающей линии АВ (18а) вдоль сейсмических профилей осуществляют с 10% перекрытием «рабочей зоны».
Для измерительной установки гравиразведки (11) используют высокоточную установку гравиразведки. В установке высокоточной гравиразведки (11), измеренные данные рассчитывают вдоль сейсмопрофилей 2D или вдоль электропрофилей в рамках сети профилей (2) сейсморазведки 3D. В установке гравиразведки (11) могут использовать в качестве плотностного каротажа (6) гамма-гамма - каротаж - (ГГК-П) (7).
Для измерительной установки магниторазведки (12) используют стандартную установку гравиразведки и в ней также измеренные данные рассчитывают вдоль сейсмопрофилей 2D или вдоль электропрофилей в рамках сети профилей (2) сейсморазведки 3D.
Измерительные установки (9, 10, 11, 12) устанавливают на основе априорных данных, позволяющих определить территорию с развитой соляной тектоникой, и установлены вблизи скважин (3), изученных с помощью ГИС (1).
Измеренные установками сейсморазведки, электроразведки, гравиразведки и магниторазведки (9, 10, 11, 12) сейсмо-электро-грави- магниторазведочные профили устанавливают вблизи скважин (3), изученных ГИС (1) посредством сейсмокаротажа (СК) (4), например, акустического каротажа (АК) (4), злектрокаротажа (5) типа КС или БК или БКЗ и плотностного каротажа (6), например, типа ГГК-П.
Комплекс дополнительно снабжен телеметрической аппаратурой (20) типа 428 XL и компьютерным технологическим комплексом (КТК) (21), включающим в себя функциональные блоки: блок сейсморазведки (БСР) (13), блок электроразведки (БЭР) (14) и потенциальный блок (ПБ) (15). КТК (21) связан с блоком сейсморазведки (БСР) (13), блоком электроразведки (БЭР) (14) и потенциальным блоком (ПБ) (15), объединяющим гравиразведочный блок (ГРБХ16) и магниторазведочный блок (МРБ) (17). Блок (13), (14) и (15) связаны соответственно с сейсмокаротажем (СК) (4), электрокаротажем (ЭК) (5) и плотностным каротажем (ПК) (6) ГИС (1). КТК (21) включает в себя также операционные блоки расчета функций. (22)
Таким образом, посредством Комплекса осуществляют комплексную интерпретацию полученных функций сейсмо-электро-грави- и магниторазведочных параметров в едином координатном пространстве, и на основе интерпретации получают согласованную с данными ГИС сейсмо-электро-грави- и магниторазведочную модель, построенную в масштабе временного сейсмического разреза и параметризованную скоростью, сопротивлением, плотностью и намагниченностью.
В системе геофизического исследования скважин (ГИС) (1) содержат данные параметрических скважин. Это - значения вертикального сейсмического годографа, полученные по данным сейсмокаротажа (СК) (4) или вертикального сейсмического профилирования (ВСП), или акустического каротажа (АК); значения кажущегося сопротивления с глубиной, полученные по данным электрокаротажа (5) (это виды каротажа КС, БК, БКЗ); расчетные значения плотности, полученные по данным плотностного каротада (6) типа гамма-гамма каротажа - плотностная модификация (ГГК-п).
В БСР (13) при 2D или 3D сейсморазведке наиболее эффективной системой для условий соляной тектоники с учетом сложных поверхностных орогидрографических условий является система съемки 3D в широкоазимутальном исполнении со следующими параметрами:
При изучении кровли соли в условиях соляно купольной тектоники в комплексе с сейсморазведкой 2D или 3D и высокоточной гравиразведкой применяется измерительная установка электроразведки (10) с использованием модификации: ЗС-ВП.
При проведении многокомпонентной электроразведки установкой (10) модификации ЗС-ВП используют гальваническую систему наблюдения AB-MN-n с регистрацией электрической составляющей электромагнитного поля (Ех) во временной и частотной области со следующими параметрами установки (см. Фиг. 2):
Длина питающей линии АВ
не более 5000 м;
Расстояние между питающей АВ(18) и приемной MN (19) линиями
250 м - 500 м;
Длина приемной линии MN (19)
50-100 м;
Сила тока
40-50А;
Частотный диапазон регистрации
от 0.125 до 10000 Гц;
Временной диапазон регистрации
8-10 сек;
Шаг дискретизации
не более 2 мс для записей ЗС;
Режим работы ГУ
двуполярный с паузой;
Шаг измерений по профилю
50-100 м.
На каждой измерительной установке предусматривается выполнение непрерывных записей свип-сигнала в частотном диапазоне от 0.125 Гц (8 секунд) до 10 кГц при форме токовых импульсов «двуполярный с паузой».
Запись последнего периода с длиной токового импульса 8-10 секунд должна содержать не менее 100 периодов для накопления электромагнитных сигналов.
В БЭР (14), получают результат обработки электроразведки измерительной установкой (10) модификации ЗС-ВП, им является получение следующих данных:
- в частотной области, в которой получают профильные и площадные изменения значений фазового параметра вызванной поляризации (ВП), чувствительного к наличию залежи УВ в разрезе;
- во временной области - получают интервальное (или интегральное) сопротивление пород и геоэлектрическую модель разреза, согласованную с данными электрокаротажа.
Заземление питающей линии (или по-другому линией возбуждения) АВ (18) осуществляется, например, отрезками металлических труб, помещенных в скважины. В качестве заземлений приемной линии (19) MN используют, например, латунные электроды, соединенные с измерителем проводом.
Профили наблюдений располагают параллельно питающей линии АВ (18) по обе стороны от нее на расстоянии 250-500 м вкрест простирания соляных структур. Измерения производятся в средней части питающей линии АВ (18), не превышающей 1/3 от ее длины, называемой «рабочей зоной». На каждой измерительной расстановке регистрируют электрическую компоненту электромагнитного поля (Ex) во временной и частотной области. Шаг наблюдений по профилям составляет 50 м. Каждым измерителем на расстановке отрабатывается участок профиля длиной 600 м (12 каналов Ex). Передвижение измерительной установки AB-MN-n (10) вдоль профиля осуществляется с 10%-ным перекрытием его «рабочей зоны». На каждой измерительной установке (10) AB-MN-n предусматривают выполнение непрерывных записей свип-сигнала в частотном диапазоне от 0.125 Гц (8 секунд) до 10 кГц при форме токовых импульсов «двуполярный с паузой», при этом запись последнего периода с длиной токового импульса 8-10 секунд содержит не менее 100 периодов для накопления электромагнитных сигналов. Приемные линии MN (19) в измерительной установке с использованием модификации ЗС-ВП, регистрируют электрическую компоненту Ex во временной и частотной области.
Система наблюдений должна представлять собой систему ортогональных профилей, при этом длина профилей должна быть увеличена по сравнению с участком, где требуется определение глубины кровли соли, как минимум, на 4000 м в обе стороны.
Все сейсмоэлектроразведочные профили отрабатываются вблизи скважин, изученных ГИС (сейсмокаротажем - СК, акустическим каротажем - АК, и электрокаротажем - КС, БК, БКЗ).
В БГР (16) получают результаты по сейсмо- электроразведочным профилям, расположенным на расстоянии 0.5-1.0 км друг от друга, с шагом наблюдения по профилю 200-250 м. Наблюдения гравитационного поля осуществляют, например, гравиметрами типа AutoGrav CG-5, для топогеодезического обеспечения применяют двухчастотные спутниковые системы позиционирования типа Trimble R7 GNSS или аналогичные, работающие в дифференциальном режиме. Для обработки и интерпретации гравиметрических данных используют, например, ряд современных специализированных пакетов программ типа Geosoft Oasis Montaj, GMSYS-3D Modeling, SIGMA 3Д, COSCAD 3Д; а для проведения 2D моделирования гравитационного поля - программу «Gravy» (технология «GeoVisor»), реализующую комплексную интерпретацию данных сейсмо-электро- и гравиразведки в плоскости временного сейсмического разреза. На вход БГР (16) поступает глубинная геоэлектрическая модель сопротивлений с выделенным положением кровли соли, которая корректируется на основе моделирования гравитационного поля (при слабо меняющихся значениях плотностей) до удовлетворительной сходимости наблюденной и расчетной кривых Δg. На выходе БГР (16): глубинная модель с уточненным положением кровли соли, согласованным в электромагнитном и гравитационном полях.
Далее эта глубинная модель преобразуется в масштаб временного сейсмического разреза на основе использования конвертора (23) (см. Фиг. 7)
Комплекс работает следующим образом. Сейсморазведку, гравиразведку и магниторазведку осуществляют стандартными известными способами.
Электроразведку выполняют измерительной установкой AB-MN-n (10) электроразведки с использованием модификации ЗП-ВП. Для этого используют следующую технологию:
- Первоначально выкладывают линии АВ (длиной 6000 м) из 2-ух ниток ГПМП. Питающие заземления выполняются 3-5 трубами (длиной 5 м), опускаемыми в подготовленные скважины;
- По обе стороны от линий АВ по проектным профилям сейсморазведки 2D или в рамках сети сейсморазведки 3D разбиваются измерительные профили на расстоянии 250-500 м от линии АВ с шагом наблюдений по 50 м;
- Измерения выполняются 24-канальными измерителями AGE-xxl в режимах частотных зондирований (43) и зондирований становлением (ЗС) для возможности получения независимых результатов в частотной и временной области;
- Все измерения проводятся при значениях тока на генераторном усилителе ГУ в 30-50 А при использовании в качестве силового источника дизельной электростанции на 380 В (50 Гц) мощностью 27 кВт;
Для обеспечения регистрации электромагнитного поля в режиме 43 в заданном частотном диапазоне при возбуждении поля задается дискретный СВИП-сигнал с частотой квантования dt=2 мсек.
Перед началом выполнения работ проводят опытные работы для определения оптимальных параметров измерительной установки и полевой технологии.
в
э
в
э
<mrow><msub><mtext>t</mtext><mrow><msub><mtext>в</mtext><mtext>i</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mtext>t</mtext><mrow><msub><mtext>э</mtext><mtext>i</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
Параметр «а» рассчитывают по данным сейсмического (СК), акустического (АК) каротажей или вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и точкам электромагнитных зондирований, отработанным вблизи параметрических скважин (рис. 1). Для этого вблизи скважин, изученных сейсмокаротажем и близ расположенным точкам электромагнитных зондирований строятся вертикальный сейсмический t(Н) и вертикальный электромагнитный t(Н) годографы. По данным годографам для одних и тех же глубин с определенным шагом дискретизации снимаются значения
и
строятся графики зависимости t(t) и рассчитывается параметр «а» по формуле (1):
Для преобразования геоэлектрических характеристик в масштаб временного сейсмического разреза используют формулу (2), вытекающую из формулы (1).
Параметр взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов является функцией средней скорости продольной волны и кажущейся продольной проводимости (или сопротивления) разреза [1, 2].
При пересечении профилем геологических условий с резко меняющимися глубинами кровли соли в каждой зоне (мульда, купол, склоновая часть), изученной СК или ВСП, рассчитывается свой параметр связи «а» после чего осуществляется его интерполяция по всему профилю.
На территории, ранее изученной сейсморазведкой 2D, проводят детальные геофизические исследования комплексом методов сейсморазведки 3D, электроразведки с использованием модификации ЗС-ВП установкой AB-MN-n с гальванической системой возбуждения, высокоточной гравиразведки и магниторазведки.
Профили электроразведки, гравиразведки и магниторазведки отрабатывают в рамках сети профилей 3D вкрест простирания соляных структур при соблюдении условий, при которых электроразведочные, грави - и магниторазведочные профили выходят за пределы соляных структур на расстояние не менее 3500-5000 м. На основе специализированной низкочастотной обработки электроразведочных данных, направленной на выделение высокоомных объектов, уточняют положение кровли соленосных отложений, которое в дальнейшем корректируется по данным гравиразведки на базе 2D моделирования гравитационного поля. На базе моделирования магнитного поля уточняют наличие литологических неоднородностей в подсолевой части разреза.
Глубинное положение кровли соленосных отложений, выделенное по данным электро- и гравиразведки, преобразуется в масштаб временного сейсмического разреза на основе закона взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов (параметр «а») [1, 2].
Данные процедуры выполняются путем множественных итераций с постоянной корректировкой параметра связи «а» и детализацией прогнозной сейсмо- и электроразведочной скоростной моделей по комплексу данных.
С каждой итерацией осуществляется решение прямой задачи электроразведки до получения максимальной сходимости расчетного и наблюденного электромагнитного сигналов. Полученная детализация различных геологических объектов по параметрам скоростей продольных волн и кажущегося сопротивления позволит выделить в них более детальные элементы, провести их ранжирования и спрогнозировать их вещественный состав. Это позволит выделить внутрисолевые высокоскоростные породы, терригенные пласты в соли, рапоносные интервалы, точно определить участки «примыкания» надсолевых горизонтов в склоны соли, наличие карнизов и подкарнизных отложений.
Уточненное и согласованное на временном сейсмическом разрезе положение кровли соли используется в дальнейшем для глубинных построений подсолевых отложений, перспективных в нефтегазоносном отношении. После построения согласованной во всех комплексируемых геофизических полях физико-геологической модели подсолевого комплекса осуществляется прогноз нефтегазоносности слагающих его отложений.
Такой подход в значительной степени повышает надежность структурных построений кровли соли, подсолевых отложений и прогноз их нефтегазоносности в районах с развитой соляной тектоникой.
Известно изобретение “Геофизическая система сбора и обработки информации”, патент RU №2091820, опубл. 27.09.1997, МПК G01V 3/08, G01V 1/22, система содержит программу сбора данных, блок обработки и хранения данных, блок обработки данных, совмещенный с блоком управления, генераторную установку и сеть измерительных пунктов, соединенных лучевой структурой с центром управления, а также включает устройство передачи данных, содержащее антенну, радиоприемник и радиопередатчик, соединенные с фильтром частотных развязок. Однако система предназначена для измерения, регистрации и обработки электрических и магнитных составляющих естественного или искусственно создаваемого электромагнитного поля с целью изучения геодинамических процессов, протекающих в земной коре методами частотного зондирования, зондирования становлением поля, магнитотеллурического зондирования и другими электроразведочными методами, а также для выполнения работ, связанных с прогнозом землетрясений. Кроме того, отличие системы от предложенного комплекса состоит в том, что в системе не используют осевую дипольную взаимовстречную установку или симметричную установку с большой длиной, а профили наблюдений не расположены параллельно питающей линии по обе стороны от нее.
Известно изобретение «Способ геофизической разведки при поисках нефтегазовых месторождений», патент RU 2154847, опубл. 20.08.2000, МПК G01V 11/00, который включает сейсмоэлектроразведку на совмещенных профилях, комплексную интерпретацию и обработку полученных данных в единой системе координат (x, t0) по системе радиальных профилей, точку пересечения которых располагают в пределах исследуемого объекта с выходом не менее 1/3 длины профилей и осуществляют комплексную интерпретацию волнового и электромагнитного полей, по результатам которой строят согласованный сейсмоэлектроразведочный временной разрез и определяют стратиграфически увязанные сейсмоэлектрические комплексы. Однако с помощью данного изобретения отсутствует информация грави- магниторазведки для проведения детальных поисковых работ на объектах, ранее выделенных сейсморазведкой, невозможно осуществить картирование кровли соли и структурных построений подсолевых горизонтов для комплексного прогноза их нефтегазоносености в районах с развитой соляно купольной тектоникой.
Наиболее близким является изобретение “Способ геофизической разведки комплексным методом сейсмо- электро- грави- и магнитоторазведки”, патент RU 2155977, опубл. 10.09.2000, МК 7 G01V 11/00, в котором отработку данных, полученных сейсмо- электро- грави- и магниторазведкой осуществляют по единой сети профилей; и затем осуществляют комплексную интерпретацию в едином координатном пространстве; и при построении получают согласованную физико-геологической модель. Способ позволяет повысить информативность, достоверность и надежность геофизических работ, однако не использует метод электроразведки ЗС-ВП, наиболее чувствительный к наличию высокоомных соляных структур в разрезе. Кроме того, в данном способе на временном сейсмическом разрезе проводят совместную корреляцию общих сейсмических и электроразведочных границ; а в предлагаемой полезной модели выделение единых сейсмогеоэлектрических комплексов осуществляют на основе принципов сейсмоэлектростратиграфии; более того, в данном способе по графикам наблюденных гравитационного и магнитного полей строят схемы распределения избыточных плотностей и намагниченностей по глубине; и далее полученные схемы преобразуют в единую с сейсморазведкой систему координат (x, t), а в предлагаемой полезном модели на основе 2D моделирования гравитационного и магнитного полей строят геоплотностные и геомагнитные модели с учетом латерально меняющихся значений плотности и намагниченности в единых сейсмо-геэлектрических комплексах. В данном способе не разработана специализированная обработка геофизических данных, направленная на изучение кровли соляных структур, их внутреннего строения, на картирование и прогноз нефтегазоносности подсолевых отложений при работе в районах с развитой соляной тектоникой.
Техническим результатом предложенного Компьютерного технологического комплекса (КТК) для Комплекса, описанного выше, является расширение технических средств для реализации поставленной изобретательской задачи, за счет чего достигается повышение надежности картирования кровли соли, структурных построений подсолевых горизонтов и прогноза их нефтегазоносености в районах с развитой соляно купольной тектоникой.
Технический результат достигается за счет того, что Компьютерный технологический комплекс (КТК) для Комплекса по п. 1, снабжен сейсморазведочным блоком (БСР), электроразведочным блоком (БЭР) и потенциальным блоком (ЦБ), включающим гравиразведочный блок (ГРБ) и магниторазведочный блок (МРБ).
КТК отличается тем, что КТК снабжен конвертером, сейсморазведочным блоком (БСР), обеспечивающим корреляцию основных сейсмических границ с учетом данных ГИС и построение глубинных и временных сейсмических разрезов, электроразведочным блоком (БЭР), осуществляющим обработку электроразведочных данных в интерактивном режиме на основе согласования с данными электрокаротажа и, осуществляющим преобразование электромагнитного сигнала в геоэлектрические параметры среды на базе приближенной трансформации, основанной на замене разреза эквивалентной «плавающей проводящей плоскостью» с учетом геометрии глубинной сейсмической модели, на выходе которого сформирована 2-мерная геоэлектрическая модель с рельефом кровли соленосных отложений, и потенциальным блоком (БЭР), который выполняет решение 2D прямой и обратной задач грави- и магниторазведки, на выходе которого строят геопотенциальную и геомагнитную модели, необходимые в дальнейшем для уточнения положения кровли соли и подсолевых горизонтов, при этом на блоки БСР, БЭР и ПБ поступают скважинные данные ГИС: сейсмокаротажа (СК), вертикального сейсмического профилирования (ВСП), акустического каротажа (АК); электрокаротажа (ЭК) и плотностного каротажа, соответственно. КТК дополнительно снабжен конвертером, который обеспечивает преобразование геоэлектрических, геоплотностных и геомагнитных характеристик в масштаб временного сейсмического разреза на базе модели интервальных скоростей продольных волн или на основе расчета закона взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов, осуществляемого модулем расчета параметра взаимосвязи «а», который включен в конвертер, и конвертер связан прямой и обратной связью с блоками БСР, БЭР и односторонней связью с блоком ПБ, и соединен с блоком прогноза скоростной модели. Конвертер имеет 2 основных входа, на один из которых поступает вертикальный сейсмический годограф tв(H), полученный по данным сейсмокаротажа (СК) или, ВСП или АК, на второй вход поступает вертикальный электромагнитный годограф tэ(Нк) в БСР, полученный в результате обработки данных установкой электроразведки модификации ЗС-ВП в БЭР, а также четыре дополнительных входа, предназначенных для итерационной корректировки параметра «а», возникающей в процессе уточнения кровли соли по комплексу геофизических данных и, соответственно, прогнозной скоростной модели, которую используют для глубинных преобразований временных сейсмических разрезов при уточненном положении кровли соли и подсолевых отложений на основе всего комплекса геофизических данных. И у конвертера имеется 2 основных выхода, по параметру «а» и прогнозной скоростной модели и 4 дополнительных выхода, предназначенных для промежуточных результатов итерационных операций, КТК также включает:
блок прогноза скоростной модели, который осуществляет прогноз средних и пластовых скоростей продольных сейсмических волн на базе комплекса данных сейсмо-электроразведки и СК (сейсмокаротажа) на основе использования рассчитанных значений параметра взаимосвязи «а»;
блок формирования согласованной модели соляных структур по данным электро- и гравиразведки, соединенный с блоками БЭР, ПБ, с модулем расчета параметра взаимосвязи «а» и блоком прогноза скоростной модели; и осуществляющим уточнение положения кровли соленосных отложений на основе 2D - моделирования гравитационного поля;
блок преобразования модели соляной тектоники, согласованной по данным электро- и гравиразведки в масштаб временного сейсмичексого разреза (x, t0), связанный с модулем расчета параметра взаимосвязи «а», блоком прогноза скоростной модели и с блоком формирования согласованной модели соляных структур по данным электро-гравиразведки в масштабе глубин (x, t0) и осуществляющим преобразование кровли соленосных отложений, выделенной по комплексу электро-гравиразведки в масштаб временного сейсмического разреза (x, t0);
блок согласования соляной тектоники и подсолевых отложений по комплексу данных сейсмо- электро- грави - и магниторазведки, связанный с блоком расчета параметра взаимосвязи «а» и блоком прогноза скоростной модели, блоком формирования согласованной модели соляных структур по данным электро- и гравиразведки, блоком преобразования согласованной электрограви модели соляной тектоники в масштаб временного сейсмического разреза (x, t0), и формирующим на выходе модель в масштабе (x, t0), параметризованную скоростью, сопротивлением, плотностью и намагниченностью;
блок глубинных построений подсолевых горизонтов, на выходе которого формируют глубинную модель подсолевого комплекса (а также глубинные гриды) с учетом уточненного положения кровли соляных структур и их внутреннего строения, параметризованную скоростью и сопротивлением,
И блок прогноза нефтегазоносности подсолевых отложений, осуществляющим прогноз нефтенасыщения пород с учетом литологического фактора в виде схем профильного и площадного распределения аномалий сейсмогеоэлектрических параметров и параметров вызванной поляризации - ВП, реагирующих на наличие залежи углеводжородов (УВ) в разрезе.
Конструкция КТК иллюстрируется чертежами.
На Фиг. 7 - показана функциональная схема КТК, причем ГИС, не относящийся к КТК показан условно.
Компьютерный технологический комплекс (КТК) (21) устроен следующим образом.
КТК (21) снабжен сейсморазведочным блоком (13) (БСР), электроразведочным блоком (14) (БЭР) и потенциальным блоком (15) (ПБ), включающим в себя в свою очередь, гравиразведочный блок (ГРБ) (16) и магниторазведочный блок (МРБ) (17), на которые поступают измеренные данные от ГИС (1). (см. Фиг. 1). Сейсморазведочный блок (БСР) (13) обеспечивает корреляцию основных сейсмических границ с учетом данных ГИС (1) и построение глубинных и временных сейсмических разрезов. Электроразведочный блок (БЭР) (14) осуществляет обработку электроразведочных данных для измерительной установки электроразведки модификации ЗП-ВП, причем обработку ведет в интерактивном режиме на основе согласования с данными электрокаротажа (5) и одновременно осуществляет преобразование электромагнитного сигнала в геоэлектрические параметры среды на базе приближенной трансформации, основанной на замене разреза эквивалентной «плавающей проводящей плоскостью» с учетом геометрии глубинной сейсмической модели, на выходе которого сформирована 2х-мерная геоэлектрическая модель с рельефом кровли соленосных отложений. Потенциальный блок (ПБ) (15) выполняет решение 2D прямой и обратной задач грави- и магниторазведки, на выходе которого строят геопотенциальную и геомагнитную модели, необходимые в дальнейшем для уточнения положения кровли соли и подсолевых горизонтов. БСР(13), БЭР(14) и ПБ(15) также входят в состав КТК.
КТК (22) дополнительно снабжен конвертером (23).
На блоки БСР (13), БЭР (14) и ПБ (15) поступают скважинные данные ГИС (1): сейсмокаротажа (СК) (4) или вертикального сейсмического профилирования (ВСП) или акустическиго каротажа (АК); электрокаротажа (ЭК) (5) и плотностного каротажа (ПК) (6), соответственно, (см. Фиг. 1, 6). В БСР (13) выполняют стандартную обработку полученных сигналов и специализированную обработку, направленную на выделение кровли соли. На выходе получают суммарный разрез ОГТ, глубинный мигрированный разрез и скоростную модель. В БЭР (14) выполняют стандартную обработку полученных сигналов и специализированную обработку, направленную на выделение кровли соли. На выходе получают разрез интегральных сопротивлений с выделением высокоомных соляных структур. В ПБ (15) высокоточной грави- и магниторазведки, выполняют стандартную обработку наблюденного гравитационного и магнитного полей и 2D моделирование. На выходе получают геоплотностную и геомагнитную модели с уточненным положением кровли соли и подсолевых отложений.
Конвертер (23) обеспечивает преобразование геоэлектрических, геоплотностных и геомагнитных характеристик в масштаб временного сейсмического разреза на базе модели интервальных скоростей продольных волн или на основе расчета закона взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов, осуществляемого модулем расчета параметра взаимосвязи «а» (24), дополнительно включенного в конвертер (23), и конвертер (23) связан прямой и обратной связью с блоками БСР (13), БЭР (14) и ПБ (15) и соединен с блоком прогноза скоростной модели (25). В конвертере (23) выполняется экстраполяция параметра «а» по профилю, при наличии одной скважины (2) или интерполяция параметра «а» при наличии нескольких скважин, вскрывших соль на разных глубинах.
Конвертер имеет 3 основных входа (26, 27, 28), на первый вход (26) поступает вертикальный сейсмический годограф tв(H), полученный по данным сейсмокаротажа (4) (СК, ВСП или АК), на второй вход (27) поступает сейсмическая модель с БСР (13)(см. Фиг. 1 и 7), на третий вход (28) поступает вертикальный электромагнитный годограф tэ(Нк) с БЭР (14), а также четыре дополнительных входа (29, 30, 31, 32), предназначенных для итерационной корректировки параметра «а» и, соответственно, прогнозной скоростной модели, которую используют для глубинных преобразований временных сейсмических разрезов при уточненном положении кровли соли и подсолевых отложений на основе всего комплекса геофизических данных. А также 2 основных выхода (33, 34) по параметру «а» (33) и прогнозной скоростной модели (34) и 4 дополнительных выхода (35, 36, 37, 38), предназначенных для промежуточных результатов итерационных операций. В конверторе (23) имеется также модуль расчета параметра взаимосвязи «а» (24).
КТК (22) также включает:
- блок прогноза скоростной модели (25), который связан с модулем расчета параметра взаимосвязи «а» (24). Блок прогноза скоростной модели (25) осуществляет прогноз средних и пластовых скоростей продольных сейсмических волн на базе комплекса данных сейсмо- электроразведки и СК (4) на основе использования рассчитанных значений параметра взаимосвязи «а». Блок прогноза скоростной модели (25) получает данные сейсмо - и электроразведки и ГИС (1) по СК (4), или АК или ВСП, а также данные параметра взаимосвязи «а» из модуля расчета параметра взаимосвязи «а» (24);
- блок формирования согласованной модели (26) соляных структур по данным электро- и гравиразведки, соединенный с блоками БЭР(14), ПБ (15), модулем расчета параметра взаимосвязи «а» (24) и блоком прогноза скоростной модели (25); Блок формирования согласованной модели (26) соляных структур осуществляет уточнение положения кровли соленосных отложений на основе 2D - моделирования гравитационного поля;
- блок преобразования модели соляной тектоники (38), согласованной по данным электро- и гравиразведки в масштаб временного сейсмического разреза (х, t0), связанный с модулем расчета параметра взаимосвязи «а» (24), блоком прогноза скоростной модели (25) и с блоком формирования согласованной модели соляных структур (26) по данным электро-гравиразведки в масштабе глубин (х, Н) и осуществляющим преобразование кровли соленосных отложений, выделенной по комплексу электро-грави и магниторазведки в масштаб временного сейсмического разреза (х, t0);
- блок согласования (39) соляной тектоники и подсолевых отложений по комплексу данных сейсмо-электро-грави - и магниторазведки, связанный с модулем расчета параметра взаимосвязи «а» (24) и блоком прогноза скоростной модели (25) посредством блока формирования согласованной модели (26) соляных структур по данным электро-и гравиразведки и блока преобразования (38) согласованной электро-грави- модели соляной тектоники в масштаб временного сейсмического разреза (х, t0). Блок согласования (39) формирует на выходе (40) временную модель, параметризованную скоростью, сопротивлением, плотностью и намагниченностью;
- блок глубинных построений (41) подсолевых горизонтов, на выходе (42) которого формируют глубинную модель подсолевого комплекса (а также глубинные гриды) с учетом уточненного положения кровли соляных структур и их внутреннего строения, параметризованную скоростью и сопротивлением,
- и блок прогноза (43) нефтегазоносности подсолевых отложений, осуществляющим прогноз нефтенасыщения пород с учетом литологического фактора в виде схем профильного и площадного распределения аномалий сейсмогеозлектрических параметров и параметров вызванной поляризации - ВП, реагирующих на наличие залежи УВ в разрезе.
БСР (13) обеспечивает корреляцию основных сейсмических границ с учетом данных ГИС (1) и построение глубинных и временных сейсмических разрезов.
СЭР (14) включает в себя обработку электроразведочных данных для всех существующих на сегодняшний день модификаций электроразведки. Обработка ведется в интерактивном режиме на основе согласования с данными электрокаротажа.
Одновременно с обработкой идет преобразование электромагнитного сигнала в геоэлектрические параметры среды на базе приближенной трансформации, основанной на замене разреза эквивалентной «плавающей проводящей плоскостью» с учетом геометрии глубинной сейсмической модели.
На выходе формируется 2-мерная геоэлектрическая модель.
ПБ (15) выполняет решение 2D прямой и обратной задач грави- и магниторазведки. На выходе строятся геопотенциальная и геомагнитная модели. Выход потенциального модуля соединен с центральным программным блоком (На Фиг 7 ГИС показан условно).
На вход 44, 45, 46 БСР, СЭР и ПБ соответственно поступают скважинные данные ГИС (1):
- сейсмокаротаж (СК) (4), или вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) или акустический каротаж (АК);
- электрокаротаж: стандартный (КС) (5), боковой каротаж (БК), боковое электрическое зондирование (БКЗ);
- плотностной каротаж (ПК) (6) - гамма - гамма - каротаж (ГГК-П) (7) систему наблюдения
С помощью КТК (21) (см Фиг 7) выполняют следующие операции, реализующие комплексную интерпретацию данных сейсмо- электро- грави- магниторазведки и ГИС:
Конвертер (23) выполняет функцию преобразования геоэлектрических, геоплотностных и геомагнитных характеристик в масштаб временного сейсмического разреза и прогноза на его базе модели интервальных скоростей продольных волн. Преобразователь (23) или конвертер, с помощью модуля расчета взаимосвязи «а» (24) осуществляет расчет параметра взаимосвязи «а» и прогноза скоростной модели на основе параметра «а».
в
э
в
э
в
э
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>в</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><msub><mi>э</mi><mi>i</mi></msub></mrow></msub></mrow>
Модуль расчета параметра взаимосвязи «а» (24) рассчитывает его по данным сейсмического (СК) (4) или акустического (АК) каротажей или вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и по точкам электромагнитных зондирований, отработанным вблизи скважин, изученных ГИС (1) (см. Фиг. 7). Для этого вблизи скважин, изученных сейсмокаротажем и близ расположенным точкам электромагнитных зондирований строятся вертикальный сейсмический t(Н) и вертикальный электромагнитный t(Н) годографы. По данным годографам для одних и тех же глубин с определенным и равномерным шагом дискретизации снимаются значения
и
строятся графики зависимости t(t) и рассчитывается параметр «а» по формуле (1) [1] (см Фиг. 3а) - Схема определения параметра взаимосвязи «а» между временами t и t.
Для преобразования геоэлектрических характеристик в масштаб временного сейсмического разреза используют формулу (2) [1], вытекающая из формулы (1).
Параметр взаимосвязи между временами регистрации сейсмического и электромагнитного сигналов является функцией средней скорости продольной волны и кажущейся продольной проводимости (или сопротивления) разреза и меняется по времени (по глубине) [1, 2]. Данный блок осуществляет также экстраполяцию и интерполяцию параметра «а» При пересечении профилем геологических условий с резко меняющимися глубинами кровли соли в каждой зоне (мульда, купол, склоновая часть), изученной СК или ВСП, рассчитывается свой параметр связи «а» (см. Фиг. 3б) после чего осуществляется его интерполяция и экстраполяция по всему профилю [1, 2].
Блок прогноза скоростной модели (28) по комплексу данных сейсмо-электроразведки и ГИС (СК или ВСП, АК) на основе расчета параметра «а» используется в качестве исходной в процедурах сейсмической инверсии, в расчетах скоростей суммирования путем спрямления годографа отраженной волны во временной и глубинной областях, а также для преобразований геоэлектрических и геоплотностных характеристик в плоскость временного сейсмического разреза в районах с несложными структурными формами.
эл
эл
в
ср
В основе методики прогноза скоростей продольных волн лежит наличие тесной корреляционной связи между временами регистрации сигналов в сейсмо- и электроразведке t0 и t, описываемой уравнением (2). Зная закон изменения параметра «а» по глубине (или по времени t) можно кривую становления электромагнитного поля ε(t) в каждой точке электромагнитных зондиований с помощью уравнения (2) трансформировать в прогнозный вертикальный сейсмический годограф t=f(Нк), а последний - в прогнозную зависимость V=f(H) по формуле:
0
ср
Выразив t согласно выражению (2) через “a” и tэ, получим формулу (4) прогноза значений V по данным сейсмокаротажа и электромагнитных зондирований [1, 2]
На выходе (46) данного блока формируется прогнозная скоростная глубинная модель, которая может быть использована в качестве исходной в процедурах сейсмической инверсии, в расчетах скоростей суммирования путем спрямления годографа отраженной волны во временной и глубинной областях.
Блок формирования согласованной модели соляных структур по данным электроразведки и гравиразведки (26) формирует модель по кровле соляной тектоники в масштабе глубин. Процедуры уточнения положения кровли соли, внутреннего строения соляных структур выполняют путем множественных итераций электромагнитного и гравитационного моделирования с постоянной корректировкой параметра связи «а» и детализацией прогнозной сейсмо- электроразведочной скоростной модели. Данный блок имеет несколько входов и выходов, соединяющих их с сейсмическим, электроразведочным, гравиметрическим блоками с обратной связью. Такие же связи имеют модуль расчета параметра «а» (24) и прогнозирования скоростных моделей (25).
Блок преобразования согласованной электрогравиразведочной модели (38) соляной тектоники в масштаб временного сейсмического разреза работает на основе прямой и обратной связи с конвертером (23) и Блоком формирования согласованной модели соляных структур по данным электроразведки и гравиразведки (26).
Блок согласования соляной тектоники (39) и подсолевых отложений по комплексу данных сейсмо- электро- грави- и магниторазведки на временном сейсмическом разрезе. После того как на временном сейсмическом разрезе уточнено положение кровли соляных структур, происходит изучение их внутреннего строения, выделение внутрисолевых отложений с меняющимися петрофизическими характеристиками, выделение единых сейсмогеоэлектрических комплексов в подсолевом интервале разреза на основе принципов сейсмоэлектростратиграфии.
Блок глубинных построений подсолевых горизонтов (41) с учетом уточненного положения кровли соляных структур и их внутреннего строения.
На выходе (42) данного блока формируется глубинная модель параметризованная скоростью, сопротивлением, плотностью и намагниченностью, что обеспечивает возможность прогноза литологического состава пород, слагающих изучаемый разрез.
Блок прогноза нефтегазоносности подсолевых отложений (43) осуществляет расчет для единых сейсмоэлектростратиграфических комплексов сейсмогеоэлектрических параметров, реагирующих на наличие залежи УВ с учетом литологического фактора.
Все выше перечисленные в КТК (21) операционные блоки связаны между собой посредством прямой и обратной связи, что позволяет проводить комплексный анализ сейсмогеоэлектрических характеристик в интерактивном режиме с целью уточнения, согласования положения кровли соли и подсолевых отложений на временном сейсмическом разрезе. Такой комплексный подход в значительной степени повышает достоверность структурных построений кровли соли и подсолевых отложений и прогноз их нефтегазоносности в районах с развитой соляной тектоникой.
В целом такой подход к комплексированию геофизических полей в сложно построенных районах обеспечивает возможность:
- более надежного выделения кровли соленосных отложений;
- более точного определения участков «примыкания» надсолевых горизонтов к склонам соли;
- выделения в толще соли внутрисолевых высокоскоростных пород или карбонатно-терригенных интервалов, содержащие рапу;
- позволяет повысить надежность прогноза подсолевых отложений.
Данная схема комплексной интерпретации была положительно опробована в районах соляной тектоники Астраханского газоконденсатного месторождения, что подтверждает достижение технического результата: повышение информативности, достоверности и надежности геофизических исследований в районах с развитой соляно купольной тектоникой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Смилевец Н.П. Комплексирование геофизических полей на основе их адекватного представления в едином координатном пространстве /диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук/ г. Москва, 1999 г. с 255.
2. Смилевец Н.П. Новый подход к комплексной интерпретации геофизических данных // Геофизика, №6, 1997 г.
3. Патент №2155977 (РФ) Способ геофизической разведки / Смилевец Н.П., Соколова И.П. // приор. От 19.05.1999 г., зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации г. Москва 10 сентября 2000 г.
4. Патент №2154847 (РФ) Способ геофизической разведки при поисках нефтегазовых месторождений /Смилевец Н.П., Соколова И.Ш/ приор. от 02.02.1999 г., зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации в г. Москва 20 августа 2000 г.