СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОИСКА УГЛЕВОДОРОДОВ С МОДУЛЕМ АНАЛИЗА НИЗКОЧАСТОТНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ЭМИССИИ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА

Техническое решение относится к сейсморазведке и может быть использовано для поиска и разведки углеводородов (УВ), в частности, для определения метаноугольных пластов с повышенной трещиноватостью.
Известные сейсморазведочные комплексы (системы, устройства) обработки геофизических данных для поиска и разведки УВ основаны на традиционной технологии [8, 9]. Общими признаками известных устройств [2-9] обработки геофизических (в том числе сейсмических) данных является наличие последовательно соединенных блока накопления (хранения) измеренной информации, блока обработки данных (процессора) и блока анализа и интерпретации данных. Однако, известные устройства [2-6], расширяя функциональные возможности обработки данных (в основном, за счет многоканальной последовательной обработки данных) не предусматривают определения низкочастотного резонанса микросейсм геодинамического шума, что в определенной степени снижает информативность поиска УВ. Проводимое отдельно от метода общей глубинной точки (МОГТ) низкочастотное сейсмическое зондирование (см. например: [7]; Ведерников Г.В. Новые возможности изучения геодинамических шумов от нефтегазовых залежей. - Геофизика, №5, 2006, с. 9-12) для поиска и разведки УВ также ограничено по информативности и достоверности определения залежей УВ.
Известная система [1] по патенту RU 63071 U1, корректно реализующая в наиболее обобщенном виде технологический комплекс для поиска газовых и нефтяных месторождений принята за прототип. Комплекс [1] содержит последовательно соединенные модуль измерителей параметров геофизических полей, блок накопления информации и блок обработки данных, выход которого подключен к входу блока анализа и интерпретации данных, а также соединенный с выходом блока накопления информации дополнительный модуль обработки информации (ОИ) по частотной компоненте сигналов, выход которого подключен к второму входу блока анализа и интерпретации данных.
Однако, в ряде случаев, комплекс [1] в части сейсморазведки МОГТ может иметь недостаточную детальность и информативность съемки, особенно в приконтурной части залежи УВ, что препятствует обнаружению маломощных и/или «пропущенных» залежей УВ. Кроме того, дополнительный модуль ОИ комплекса [1] ограничен только обработкой высокочастотной компонентой сигналов, однако, из сейсмических данных МОГТ может быть непосредственно извлечена дополнительная полезная информация за счет низкочастотной резонансной эмиссии (НРЭ) геодинамического шума, что является предпосылкой для усовершенствования известных устройств-аналогов и прототипа [1] путем комплексной обработки данных МОГТ и НРЭ.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании сейсморазведочного комплекса для поиска УВ, в котором, в отличие от аналогов и прототипа, прогнозирование УВ осуществляется в процессе анализа геодинамического шума непосредственно по временному разрезу МОГТ в широком диапазоне частот. Одновременно с традиционной обработкой сейсмических данных МОГТ производится анализ геодинамического шума в интервале времен, непосредственно приуроченных к целевым объектам, т.е. приближенных к дополнительному источнику геодинамического шума, связанного с залежью УВ, а также с микротрещиноватостью пород, особенно проявляющейся в приконтурной части залежи. Предлагаемая технология основана на исключении энергии регулярных волн из наблюдаемого временного разреза МОГТ путем адаптивной энергетической фильтрации и последующего анализа остаточного поля геодинамического шума на фиксированных временных интервалах посредством вейвлет-преобразования, обеспечивающего разложение и фильтрацию шума в различных частотных диапазонах.
Основной технический результат сейсморазведочного комплекса - расширение функциональных возможностей при повышении информативности, точности и достоверности данных по поиску и разведке УВ непосредственно по временному разрезу МОГТ. Синергия традиционной технологии сейсморазведки МОГТ с технологией НРЭ геодинамического шума реализует технический результат комплексной и более детальной разведке залежей УВ.
Технический результат достигается следующим образом (использованы обозначения блоков, приведенные ниже).
Сейсморазведочный комплекс для поиска углеводородов (УВ) содержит последовательно соединенные модуль 1 измерителей параметров геофизических полей, блок 2 накопления информации и блок 3 обработки данных, выход которого подключен к входу блока 4 анализа и интерпретации данных, а также соединенный с выходом блока 2 накопления информации дополнительный модуль 5 обработки информации (ОИ) по частотной компоненте сигналов, выход которого подключен к второму входу блока 4 анализа и интерпретации данных.
Отличительной особенностью сейсморазведочного комплекса является то, что модуль 1 измерителей параметров геофизических полей включает устройства сейсморазведки для измерения методом общей глубинной точки (МОГТ), модуль ОИ по частотной компоненте сигналов выполнен в виде модуля 5 анализа низкочастотной резонансной эмиссии (НРЭ) геодинамического шума и включает последовательно соединенные блок 6 выбора участка временного разреза, блок 7 двумерной адаптивной энергетической фильтрации, блок 8 вейвлет-преобразования, блок 9 построения карты аномалий НРЭ геодинамического шума по отдельным сейсмическим профилям.
При этом отличием комплекса является то, что блок 6 выбора участка временного разреза МОГТ выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего алгоритм выделения данных о геодинамических особенностях прогнозируемых ловушек УВ.
Комплекс также отличается тем, что блок 7 адаптивной энергетической фильтрации выполнен в виде вычислительного устройства с возможностью исключения энергии регулярных волн из наблюдаемого временного разреза МОГТ.
Отличие комплекса, кроме того, заключается в том, что блок 8 вейвлет-преобразования выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего алгоритм пиковой фильтрации геодинамического шума в различных частотны диапазонах и содержит последовательно соединенные формирователь зависимостей энергии и частот и формирователь коэффициентов вейвлет-преобразования.
В конкретных случаях реализации комплекса блок 4 анализа и интерпретации данных выполнен с возможностью отображения результатов совместной обработки данных МОГТ и НРЭ геодинамического шума, а также сопоставления карты аномалий НРЭ со структурной картой исследуемого горизонта по данным МОГТ и вынесения суждения о наличии УВ в исследуемом районе.
На чертеже приведена общая конструтивная схема предложенного сейсморазведочного комплекса, где приняты следующие обозначения:
1 - модуль измерителей параметров геофизических полей (модуль измерителей МОГТ);
2 - блок накопления информации;
3 - блок обработки данных (МОГТ);
4 - блок анализа и интерпретации данных;
5 - модуль анализа НРЭ;
6 - блок выбора участка временного разреза;
7 - блок двумерной адаптивной энергетической фильтрации;
8 - блок вейвлет-преобразования;
9 - блок построения карты аномалий НРЭ.
Работа сейсморазведочного комплекса для поиска УВ с модулем анализа НРЭ геодинамического шума заключается в следующем.
Измеренные модулем 1 параметры съемки МОГТ накапливаются в блоке 2 накопления информации. Блок 3 обрабатывает данные МОГТ по всему спектру по известной (традиционной) технологии (см., например [8, 9]. Структура измерителей параметров модуля 1 МОГТ и блока 3 обработки данных и их функционирование известны и описаны, например в [8, 9].
Модуль 5 анализа НРЭ выполнен в виде автоматизированного компьютерного устройства, основанного на специфических математических моделях, предназначенных для обработки данных сейсморазведки. Работа модуля 5 включает следующие последовательные операции.
Блок 6 проводит выбор участка временного разреза, содержащего информацию о геодинамических особенностях ловушек УВ. Конструктивно блок 6 может быть выполнен по аналогии с блоками [5, 6] и RU 2321868 С2, 10.04.2008.
Блок 7 осуществляет двумерную адаптивную энергетическую фильтрацию с целью исключения энергии регулярных волн из наблюдаемого временного разреза МОГТ и обеспечивает разложение волнового поля, характеризующегося разной энергией. Составляющими максимальной энергии являются отраженная волна от целевого объекта и квазирегулярные волны помехи. Разность между исходным волновым полем и результатом энергетической фильтрации оценивает энергию геодинамического шума, создаваемого залежью УВ (обычно является некорректируемой или слабокорректируемой). Блок 7 может быть выполнен в виде вычислительного устройства, аналогичного приведенному в [5, 6].
Выполненный в виде вычислительного устройства блок 8 реализует вейвлет-преобразование (пиковую фильтрацию) записи по кровле предполагаемого коллектора, построение графиков энергии и частот коэффициентов вейвлет-преобразования. При этом области повышенного геодинамического шума отличаются повышенными аномалиями энергии и пониженными аномалиями частот. Блок 8 может быть реализован в виде вычислительного устройства на принципах, изложенных в работе: Земцова Д.П., Никитин А.А., Пискун П.В. Вейвлет анализ волнового поля при решении задач сейсморазведки. - Материалы VII Международной научно-практической конференции «Геомодель-2005», г. Геленджик, с. 68-69, а также в патентах [3, 4].
С помощью блока 9 строятся карты аномалий НРЭ для конкретного отражающего горизонта по отдельным сейсмическим профилям (один из вариантов формирования сейсмических карт приведен в RU 2144683 C1, 20.01.2000).
Модуль 5, блоки 3, 4 могут быть выполнены на базе персонального компьютера или портативного компьютера ноутбук.
Таким образом, из описания сейсморазведочного комплекса и принципа его работы следует, что достигается его назначение с указанным техническим результатом, который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков комплекса.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 63071 U1, 10.05.2007 (прототип).
2. RU 127946 U1, 10.05.2013 (аналог).
3. RU 22830 U1, 27.04.2002 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
4. RU 22831 U1, 27.04.2002.
5. RU 114175 U1, 10.03.2012.
6. RU 2011148308 А, 27.02.2012.
7. RU 2336541 С2, 20.10.2008.
8. Прикладная геофизика / В.М. Телфорд и др. - М.: Недра, 1980, - 502 с. (с. 130-259: Сейсморазведка)..
9. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. - Тверь: Изд-во АИС, 2006. - 744 с. (с. 369-710).