CC BY
16
говоря, не являются эллиптическими, но достаточно часто могут быть приближены эллипсами. Характер азимутальных зависимостей градиентов амплитуд, соответствующих отражению от подошвы трещиноватого слоя А модели, а также зависимость эффективных эксцентриситетов градиентов амплитуд от плотности трещин проиллюстрированы на следующих диаграммах.
Заметим, что эффективные эксцентриситеты фазовых скоростей оказываются менее выраженными, чем аналогичные эксцентриситеты градиентов амплитуд, что повышает ценность последних при определении параметров трещин.
Отдельный интерес представляет вопрос о возможности выявления и анализа трещиноватых коллекторов при наличии в них нескольких произвольно ориентированных систем трещин. В случае, когда в коллекторе присутствуют две ортогональных системы трещин, возникающая эффективная анизотропная среда оказывается орторомбической, а если две системы трещин находятся в произвольном положении, то моноклинальной.
При всей сложности проблемы определения физических параметров трещиноватой среды по сейсмическим атрибутам необходимо отметить, что общий характер влияния процента трещиноватости на кинематику и динамику отраженных волн для той или иной эффективной модели остается достаточно устойчивым и может быть описан экспериментальной или эвристической зависимостью (см. рис. 5.2.). Форма подобных зависимостей при вариации отдельных параметров трещиноватой среды (таких как направление и плотность трещин, скорости и плотность заполнителя трещин) представляет собой основу для решения поставленной обратной задачи.
Из проведенного авторами анализа и, в частности, из приведенных выше диаграмм следует, что трещиноватость может быть
выявлена, а плотность трещин количественно оценена путем анализа смоделированных азимутальных кинематических и динамических эффектов.
Отдельно следует отметить, что для эффективных моделей трещиноватых сред, построенных по схеме Хадсона (моделей с монетообразными трещинами), характерны более ярко выраженные анизотропные азимутальные эффекты, как правило, нетипичные для физических сред.
Тем не менее, модели монетообразных трещин, как и модели Бэйкуса-Шоенберга, являются приемлемыми и допустимыми для описания трещиноватых сред при регулярной тре-щиноватости 1-3%. Для построения моделей эффективных сред с большим процентом регулярной трещиноватости более корректным оказывается применение процедуры Бэйкуса.
Итоги
Проведена серия численных экспериментов, моделирующих кинематические и динамические эффекты влияния трещиноватости на отражение продольных волн от трещиноватых коллекторов при различных значениях плотности трещин и различных методах формирования эффективной среды.
Выводы
• предложена методология определения сейсмических характеристик регулярно трещиноватых сред по упругим свойствам матрицы породы и заполнителя трещин, позволяющая получать количественные решения широкого круга прямых и обратных задач сейсморазведки;
• разработан инструмент для численного моделирования кинематических и динамических вариаций волновых полей, соответствующих отражениям от трещиноватых пластов;
• предложена методология оценки плотности трещин по эффективным эксцентриситетам азимутальной изменчивости AVO градиентов и пластовых скоростей продольных волн, исходя из выбранной для описания трещиноватости эффективной модели среды и скважинных данных (или предположений) об упругих свойствах матрицы и характере заполнения трещин;
• разработан аналитический аппарат для оценки параметров трещиноватости по азимутальным вариациям сейсмических характеристик однократно отраженных волн.
Список используемой литературы
1. Авербух А.Г., Подъяпольский Г.С., Золотов Е.М. Скорости распространения плоских упругих волн в осесимметричных неоднородных средах// Физика Земли. 1975. № 3. С. 43-51.
2. Граф С.Ю. Кинематические методы анализа анизотропии сейсмических скоростей в трансверсально-изотропных средах. Спец. выпуск к 45-летию ЦГЭ // Геофизика, 2012. С. 28-37.
3. Backus G.E. Long-wave elastic anisotropy produced by horizontal layering. Geophys. Res. 1962, 67, pp. 4427-4440.
4. Bakulin A., Grechka V., Tsvankin I. Estimation of fracture parameters from reflection seismic data. Parts I, II, III. Geophysics, 2000, 65, pp. 1788-1830.
5. Grechka V. Application of seismic anisotropy in the oil and gas industry. Education tour series CIS. EAGE, 2009. 171 p.
6. Hudson J.A. Wave speeds and attenuation of elastic waves in material containing cracks. Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 1981, 64, pp. 133-150.
7. Schoenberg M., Muir F. A Calculus for finely layered anisotropic media. Geophysics, 1989, 54, pp. 581-589.
Рис. 5.1 — Азимутальные индикатрисы градиентов амплитуд. Зависимость эффективных эксцентриситетов градиентов амплитуд от плотности трещин
1 3
Рис. 5.2 — Азимутальные индикатрисы градиентов амплитуд.
ENGLISH
GEOPHYSICS
Characteristics of reflected waves in regular fractured media
Aleksandr G. Averbukh — dr. sc., a leading expert1; inpres@cge.ru
Sergey Y. Graf — candidate. f.m.n., associate engineer1; inpres@cge.ru, sergey.Graf@tversu.ru
1Central Geophysical Expedition JSC, Moscow, Abstract
The qualitative and quantitative effects of dynamics of waves reflected from fractured collector are analyzed. The azimuth dependences of seismic parameters on crack density, geometrical characteristics of fractures and choose of the type of effective model of fractured media are estimated. The problem of connection of characteristics of effective model of fractured media with the physical properties of fractures is considered. The analytical instrument for the estimation of properties of the fractured media in terms of azimuth variations of seismic characteristics of primary reflected waves is suggested.
Russian Federation Materials and methods
Methods of effective media theory. Methods of numerical modeling of seismic wave fields in anisotropic media.
Results
Numerical modeling of cinematic and dynamic azimuth effects of body waves reflected from fractured reservoirs was realized. Dependence of azimuth anomalies on physical properties of fractures and choose of effective model was analyzed.
Conclusions
• The methodology of determination of seismic characteristics of regularly fractured media in terms of elastic properties of
UDC 550.3
matrix and fracture fill is proposed.
• An instrument for a numerical modeling of cinematic and dynamic azimuth effects of body waves reflected from fractured layers is developed.
• The methodology of determination of fracture density in terms of effective parameters of azimuth variations of AVO gradients, phase velocities and chosen model of effective media and borehole data is suggested.
• The analytic method of determination of parameters of fractured layer in terms of azimuth variations of seismic characteristics of reflected body waves is proposed.
Keywords
fractured collectors, Seismic anisotropic
media, effective model
References
1. Averbukh A.G., Pod'japolsky G.S., Zolotov E.M. Skorosti rasprostranenija ploskikh uprugikh voln v osesimmetrichnikh neodnorodnykh sredakh (Velocities of elastic plane waves in axisymmetric medias) [The velocity of propagation of plane elastic waves in axisymmetric inhomogeneous media]. Physika Zemli, 1975, issue 3, pp. 43-51.
2. Graf S.Yu. Kinematicheskie metody analiza anisotropii sejsmicheskikh skorostej v
transversal'no isotropnikh sredakh (Cinematic methods of analysis of anisotropy of seismic velocities in transverse isotropic media) [Kinematic analysis techniques seismic velocity anisotropy in transversely isotropic media. Spec. issue to the 45th anniversary of the CGE]. Geofisika, 2012, pp. 28-37.
3. Backus G.E. Long-wave elastic anisotropy produced by horizontal layering. Geophys. Res. 1962, 67, pp. 4427-4440.
4. Bakulin A., Grechka V., Tsvankin I. Estimation of fracture parameters from reflection
seismic data. Parts I, II, III. Geophysics, 2000, 65, pp. 1788-1830.
5. Grechka V. Application of seismic anisotropy in the oil and gas industry. Education tour series CIS. EAGE, 2009. 171 p.
6. Hudson J.A. Wave speeds and attenuation of elastic waves in material containing cracks. Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 1981, 64, pp. 133-150.
7. Schoenberg M., Muir F. A Calculus for finely layered anisotropic media. Geophysics. 1989, 54, pp. 581-589.
ГЕОЛОГИЯ УДК 550.8.02
Трехмерное геологическое моделирование с учетом фациальных условий осадконакопления
С.И. Билибин
д.т.н, заместитель гендиректора по новым
технологиям1
sibilibin@cge.ru
Н.Ф.Величкина
главный специалист по геологии отделения Геоинформационных технологий1 nfvelichkina@cge.ru
А.В. Вовк
начальник отдела геологии отделения Геоинформационных технологий1 avvovk@cge.ru
1ОАО «ЦГЭ», Москва, Россия
Трехмерное геологическое моделирование с учетом фациальных условий осадконакопления осуществляет переход от качественного уровня знания о месторождении, условиях образования отложений к количественной оценке
Трехмерное геологическое моделирование стало незаменимым инструментом изучения месторождений УВ, подсчета запасов, фильтрационных расчетов. Объемная модель в доступной форме создает более адекватное представление о геологическом строении месторождения по сравнению с плоскостной двумерной моделью. В настоящее время важная информация по геологическим фаци-альным условиям осадконакопления в большинстве случаев остается на описательном (качественном) уровне и не участвует в модели и подсчете запасов, так как пока неясен путь технологического решения подобных задач. Создание фациальной модели продуктивных отложений базируется на знаниях, которые в теории классической геологической науки уже давно существует, и признаны геологическим сообществом.
Основная причина, по которой фациаль-ный анализ практически не используется в практике 3Э моделирования, в том, что далеко не на каждом месторождении имеются данные, позволяющие в полной мере провести такой анализ с доведением его до конкретных результатов, которые могли бы быть
технологически учтены при построении 3Д-ге-ологической модели.
Вторая причина заключается в том, что для создания фациальных моделей требуется обобщение большого объема информации из различных областей исследований — региональные и локальные геологические сведения, изученный по литологии, седиментации и ФЕС керн, данные ГИС, результаты сейсмической интерпретации, гидродинамических исследований, сведения по разработке месторождения. Только комплексный подход, при котором все имеющиеся данные увязываются в непротиворечивую схему, позволит корректно выполнить фациальный анализ.
Геологическое моделирование начинается с создания концептуальной геологической модели, которая служит основой модели фаций, исходя из знания региональных пале-оусловий осадконакопления. Должна быть проделана большая предварительная работа литологов и седиментологов для уточнения фациальных условий конкретного локального изучаемого района работ. Для принципиальной концепции важна информация, которая позволяет от качественного уровня
