СПОСОБ ПОИСКА ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ, ПРИУРОЧЕННЫХ К ТРЕЩИННО-КАВЕРНОЗНЫМ КОЛЛЕКТОРАМ
METHOD OF SEARCHING FOR HYDROCARBON DEPOSITS CONFINED TO FISSURED-CAVERNOUS COLLECTORS

Предлагаемое изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений со сложно построенными трещинно-кавернозными коллекторами.
Известен способ сейсмической разведки горных пород [1], в котором производят размещение источников и приемников за пределами исследуемого массива со стороны двух прилегающих граней этого массива. Выполняют просвечивание выделенного объема горных пород в двух ортогональных направлениях. В центр каждого выделенного блока фокусируют излучаемые волны и определяют энергии волн от каждого выделенного блока. Получают объемное изображение локального дифрагирующего объекта от каждого центра выделенного блока. Для наиболее достоверного совмещения изображения объекта, получаемого с двух направлений, делают перебор значений скорости распространения упругих колебаний. При полном совмещении получают истинное изображение дифрагирующего объекта в пространстве.
Основной недостаток способа заключается в том, что применяемая система наблюдений существенно отличается от стандартных сейсморазведочных работ методом общей глубинной точки (МОГТ), то есть для осуществления способа необходимо использовать специальные схемы размещения источников и приемников, что технически усложняет способ и требует значительных экономических затрат.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности (прототип) является способ сейсмической разведки массивных геологических пород [2], в котором сейсмический сигнал возбуждают и регистрируют стандартными способами. Сейсмические данные обрабатывают с максимальным ослаблением помех и обеспечением сохранения первичного сейсмического поля. Выделяют рассеянную компоненту путем дополнительного подавления регулярных отраженных и многократных волн. Определяют энергетические и спектральные характеристики, а также степени нерегулярности сейсмических сигналов рассеянной компоненты. По аномальным значениям указанных параметров выделяют трещинно-кавернозные зоны.
Данный способ базируется на использовании материалов стандартных данных 2D и 3D сейсморазведки, полученных МОГТ. Однако используемые в прототипе стандартные способы не позволяют с высокой точностью определить местоположение и формы дифрагирующего объекта в пространстве. Невозможность определения с достаточной точностью искомых характеристик является недостатком прототипа.
В предлагаемом изобретении решается задача увеличения точности определения местоположения и формы дифрагирующего объекта, получения рекомендаций по заложению добывающих скважин.
Для ее решения применяют специальные методы престековой миграции по Френелю и комплексный анализ геологической и промыслово-геофизической информации по выделенным объектам.
Техническим результатом настоящего изобретения является способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, позволяющий с помощью методов престековой миграции по Френелю более точно рассчитывать по кубу дифракторов амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического рассеянного поля, строить объемные сейсмогеологические модели трещинно-кавернозных резервуаров, то есть более точно определять местоположение и форму дифрагирующих объектов и строить достоверные карты нефтегазоносности по целевым горизонтам с рекомендациями по заложению разведочных и добывающих скважин, снижая расходы на разработку месторождений.
Технический результат достигается тем, что в способе поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, заключающемся в том, что, аналогично прототипу, осуществляют специальную обработку стандартных данных сейсморазведки МОГТ (2D и 3D) с получением полного волнового поля, содержащего отраженные и дифрагированные волны, согласно изобретению с помощью специальных методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). Куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля. В соответствии с тем, что интегральные амплитудные характеристики рассеянного поля в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки, получают по интегральным амплитудным характеристикам трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды (куб индекса акустической неоднородности). Далее посредством совместной интерпретации мигрированного куба рефлекторов и куба индекса акустической неоднородности получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по сечению куба в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Это распределение в последующем классифицируют по величинам амплитуд в соответствии с промыслово-геофизической информацией. Так как объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов, то по выделенным на картах объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.
Суть способа
Затухание волн в среде связано обычно с двумя факторами: неупругим поглощением за счет преобразования энергии упругих колебаний в тепловую энергию из-за трения колеблющихся частиц среды и рассеяния волн в результате дифракции волн на акустических неоднородностях среды, в частности каверн и трещин. Рассеянная волна обычно образуется на неоднородностях среды с размерами, меньшими падающей длины волны. Суперпозиция всех рассеянных волн образует рассеянную сейсмическую волну. Рассеянные волны отличаются от зеркально-отраженных волн по кинематическим и динамическим параметрам (сейсмическим атрибутам). Кинематика рассеянных волн соответствует точечному излучателю, а динамика определяется амплитудами на 1-2 порядка меньшими, чем амплитуды отраженных волн. Энергия и амплитуды рассеянных волн определяются параметрами трещиноватости среды. Соотношение амплитуд рассеянных и отраженных волн является основной проблемой выделения слабых по амплитуде рассеянных волн на фоне отраженных.
Существующие методы расчета сейсмических полей в сложно построенных средах можно условно разделить на два класса. Это асимптотические, основанные на лучевом представлении волнового поля и его различных модификациях, и последовательно численные методы решения динамических уравнений распространения сейсмических возмущений. Асимптотические подходы к изучению волновых полей вплоть до настоящего времени весьма широко применяются и незаменимы для предварительного анализа и понимания основных особенностей процессов формирования и распространения волновых полей. Однако их применение для существенно неоднородных сред не позволяет получить с нужной точностью динамическое описание полного волнового поля.
В способе моделируют сейсмические среды в акустическом приближении в двухмерной и трехмерной постановке с целью обнаружения в среде характерных включений - дифракторов. При этом характерный размер включений - порядка десятков метров, а разница в акустических свойствах - порядка процентов. Такие условия предъявляют особые требования к точности и производительности (скорости расчета) способа расчета дифракторов.
Применение способа поиска залежей углеводородов, связанных с коллекторами нетрадиционного (трещинно-кавернозного) типа, обеспечивает выявление и оценку качества трещинно-кавернозных коллекторов на основе специализированной и углубленной обработки 2D и 3D данных сейсморазведки, комплексного анализа геологической и промыслово-геофизической информации, с использованием специализированного вычислительного комплекса. Наиболее информативной составляющей разведочной геофизики является специализированная обработка 3D сейсморазведочных данных, которая в отличие от 2D данных основывается на более адекватных трехмерных моделях среды.
Способ выявления и оценки качества трещинно-кавернозных коллекторов включает следующие основные процессы: ввод и стандартную обработку сейсмической информации 2D и 3D МОГТ; специализированную обработку и построение двух независимых кубов - куба отражателей (рефлекторов) и куба индекса акустической неоднородности геологической среды - куба рассеивателей или дифракторов. Далее производят математическое моделирование синтетического волнового поля, рассеянного на точечных единичных рассеивателях, расположенных в узлах равномерной сетки внутри исследуемого куба, и соответствующего геометрии отстрела этой площади и скоростной модели, полученной на предварительном этапе обработки и специализированной обработки синтетических 3D данных. Осуществляют расчет куба корректирующих коэффициентов и восстановление истинных амплитуд синтетического куба, восстановление истинных амплитуд куба рефлекторов и куба дифракторов, подбор динамических параметров для куба рефлекторов и куба дифракторов. Производят корреляцию отражающих горизонтов и создают трехмерную разломно-блоковую модель по кубу рефлекторов, которую затем переносят на куб дифракторов и строят объемную сейсмогеологическую модель трещинно-кавернозных резервуаров. На основе объемной сейсмогеологической модели трещинно-кавернозных резервуаров осуществляют построение карт прогноза зон распространения трещинно-кавернозных коллекторов и сейсмогеологических разрезов рефлекторов и дифракторов, характеризующих строение резервуаров с трещинно-кавернозными коллекторами. На последнем этапе строят карты перспектив нефтегазоносности по целевым горизонтам с рекомендациями по заложению разведочных и добывающих скважин.
Одной из основных процедур преобразования сейсмических записей в изображении геологической среды являются временная и глубинная престековые миграции. При стандартной обработке используют миграционные процедуры до суммирования на основе построения временной и глубинно-скоростной модели - классическая миграция Кирхгофа - продолжение волнового поля по глубине на основе одностороннего волнового уравнения. Основным недостатком такой миграции является то, что она дает изображение среды с искажениями геологической структуры, амплитуд и спектрального состава. Это обусловлено неравномерностью «освещения» отражающих и рассеивающих объектов, связанной с неравномерностью системы наблюдений.
В предлагаемом способе, в отличие от стандартной обработки, с помощью применения методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). При этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн из полного волнового поля и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля. Применение престековой миграции по Френелю повышает соотношение сигнал/помеха для дифракторов и рассеивателей, что позволяет увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта в пространстве.
Амплитудные характеристики рассеянного поля (функция мгновенной амплитуды) в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки. По этим характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды - куб индекса акустической неоднородности. Далее производят совместную интерпретацию мигрированного куба рефлекторов, определяющих основные горизонты, и куба индекса акустической неоднородности и получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по площади в интервалах соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн классифицируют по величине амплитуд в соответствии с промыслово-геофизической информацией. Выделяют объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности, которые соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов. По выделенным объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.
Способ осуществляют следующим образом.
На первом этапе для определенного лицензионного участка, где проведена сейсморазведка МОГТ (2D и 3D) осуществляют ввод и стандартную обработку сейсмической информации. При этом обеспечивают максимальную сохранность первичного волнового поля. Затем по полному волновому полю, содержащему отраженные и дифрагированные волны, посредством применения специальных методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). При этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн из полного волнового поля и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля.
Применение престековой миграции по Френелю позволяет повысить соотношение сигнал/помеха для дифракторов и рассеивателей и увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта.
Амплитудные характеристики рассеянного поля (функция мгновенной амплитуды) в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки. По амплитудным характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды - куб индекса акустической неоднородности. Далее производят совместную интерпретацию мигрированного куба рефлекторов, определяющих основные горизонты, и куба индекса акустической неоднородности и получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по площади в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Распределение амплитуд рассеянных волн классифицируют по их величине в соответствии с промыслово-геофизической информацией. При этом объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов. По выделенным объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.
Пример.
0
Способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, апробирован на большом количестве лицензионных участков месторождений Ханты-Мансийского Автономного округа (ХМАО). В качестве примера представлены данные, полученные на одном из месторождений ХМАО. Основной целью работ являлось выделение зоны развития трещинно-кавернозных коллекторов в отложениях нижнетутлеймской подсвиты (пласт Ю), для чего был выполнен анализ полей отраженных и рассеянных волн по отражающим горизонтам Б и Б1 в интервале Б-Б1.
Перечень графических иллюстраций применения предлагаемого способа.
Фиг.1. Сечение временного куба отраженных волн по линии 493 (сечение показано в левом нижнем углу) одного из месторождений ХМАО.
Фиг.2. Сечение временного куба мгновенных амплитуд рассеянных волн по линии 493 (сечение показано в левом нижнем углу) одного из месторождений ХМАО.
0
Фиг.3. Карта индекса акустических неоднородностей интервала баженовской свиты (пласт Ю) одного из месторождений ХМАО.
На фиг.1 представлен временной разрез отраженных волн по линии 493 (проходящему через скважины 3000 и 3002) с выделенными горизонтами Б иБ1.
На фиг.2 приведено сечение временного куба мгновенных амплитуд рассеянных волн по линии 493, где коричневым цветом выделены зоны максимальных мгновенных амплитуд рассеянных волн.
0
На фиг.3 представлена карта индекса акустических неоднородностей интервала баженовской свиты (пласт Ю). На карте в соответствии со шкалой индекса выделены зоны развития трещинно-кавернозных коллекторов с повышенными значениями мгновенных амплитуд рассеянных волн и повышенными значениями индекса акустической неоднородности (коллектор выделен оттенками от красного до синего цветов, зоны возможного развития коллекторов оконтурены в соответствии с условными обозначениями на карте). На основе полученных данных возможна выдача рекомендаций по заложению добывающих скважин.
0
Сравнение выделенных зон развития трещинно-кавернозных коллекторов с данными притока нефти в пробуренных на исследуемой площади скважинах показывает, что в скважинах 401, 3001, 3003, 3007Ю, пробуренных в зоне развития трещинно-кавернозных коллекторов, из пласта Ю получен приток нефти. Скважина 3002z, без признаков нефти, расположена в зоне отсутствия коллекторов.
Таким образом, предлагаемый способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, позволяет выделить зоны трещинно-кавернозных коллекторов в пространстве, увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта в пространстве и выдать обоснованные рекомендации по заложению добывающих скважин.
Литература
1. Патент РФ №2251717, кл. 7 G01V 1/00, опубл. 2005.05.10. Способ сейсмической разведки горных пород.
2. Патент РФ №2168187, кл. 7 G01V 1/00, опубл. 2001.05.27. Способ сейсмической разведки массивных геологических пород.