Научная статья на тему 'Обнаружение зон повышенной пористости по изменению спектральных характеристик сейсмического волнового поля'

Обнаружение зон повышенной пористости по изменению спектральных характеристик сейсмического волнового поля Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
169
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗОНЫ ТРЕЩИНОВАТОСТИ / СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ / ДЕКРЕМЕНТ ЗАТУХАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА / FRACTURED ZONE / SPECTRAL ANALYSIS / DECREMENT OF SEISMIC WAVE ATTENUATION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Гик Леонид Давидович, Канаков Михаил Сергеевич, Конторович Владимир Алексеевич, Лапковский Владимир Валентинович, Лунев Борис Валентинович

Обосновывается теоретически и демонстрируется на модельных и реальных примерах возможность использования эффекта изменения спектральных характеристик сейсмического импульса для обнаружения зон повышенного затухания. Повышенное затухание волн в найденных таким путем зонах может быть обусловлено их повышенной пористостью как первичной, так и вторичной, возникшей в результате нарушений. В зависимости от конкретной геологической ситуации такие зоны могут интерпретироваться как области возможного накопления или миграции углеводородов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Гик Леонид Давидович, Канаков Михаил Сергеевич, Конторович Владимир Алексеевич, Лапковский Владимир Валентинович, Лунев Борис Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DETECTION OF HIGH-POROSITY ZONES BASED ON SEISMIC WAVEFIELD SPECTRA VARIATION

The articles describes the plug-in for Petrel software. It provides automatic detection of reservoir boundaries in well profiles and structural analysis of surfaces.

Текст научной работы на тему «Обнаружение зон повышенной пористости по изменению спектральных характеристик сейсмического волнового поля»

ОБНАРУЖЕНИЕ ЗОН ПОВЫШЕННОЙ ПОРИСТОСТИ ПО ИЗМЕНЕНИЮ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЛНОВОГО ПОЛЯ

Леонид Давидович Гик

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: gickld@ipgg.nsc.ru

Михаил Сергеевич Канаков

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, младший научный сотрудник, e-mail: kanakovms@ipgg.nsc.ru

Владимир Алексеевич Конторович

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3/6, член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, зав. лабораторией, e-mail: kontorovich@ipgg.nsc.ru

Владимир Валентинович Лапковский

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, кандидат геологоминералогических наук, старший научный сотрудник, e-mail: lapk@ngs.ru

Борис Валентинович Лунев

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, кандидат физикоматематических наук, старший научный сотрудник, e-mail: bobvalmail@mail.ru

Михаил Михайлович Немирович-Данченко

ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, доктор физикоматематических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: michnd@mail.ru

Обосновывается теоретически и демонстрируется на модельных и реальных примерах возможность использования эффекта изменения спектральных характеристик сейсмического импульса для обнаружения зон повышенного затухания. Повышенное затухание волн в найденных таким путем зонах может быть обусловлено их повышенной пористостью - как первичной, так и вторичной, возникшей в результате нарушений. В зависимости от конкретной геологической ситуации такие зоны могут интерпретироваться как области возможного накопления или миграции углеводородов.

Ключевые слова: зоны трещиноватости, спектральный анализ, декремент затухания сейсмического сигнала.

DETECTION OF HIGH-POROSITY ZONES BASED ON SEISMIC WAVEFIELD SPECTRA VARIATION

Leonid D. Gick

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3 Koptuga, Novosibirsk, 630090, Leading Researcher, Ph. D. in Technical sciences, e-mail: gickld@ipgg.nsc.ru

Mikhail S. Kanakov

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3/6Koptuga, Novosibirsk, 630090, Junior Researcher, e-mail: kanakovms@ipgg.nsc.ru

Vladimir A. Kontorovich

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3/6Koptuga, Novosibirsk, 630090, Correspondent Member Russian academy of sciences, Ph.D in geology, e-mail: kontorovich @ipgg.nsc.ru

Vladimir V. Lapkovsky

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3 Koptuga, Novosibirsk, 630090, Senior Research Fellow, Candidate of Geological and Mineralogy, e-mail: lapk@ngs.ru

Boris V. Lunev

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3/6Koptuga, Novosibirsk, 630090, Senior Research Fellow, Candidate of Physics and Mathematics, e-mail: bobvalmail@mail.ru

Mikhail M. Nemirovich-Danchenko

A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3/6 Koptuga, Novosibirsk, 630090, Leading Research Fellow, Ph.D in Physics and Mathematics, e-mail: michnd@mail.ru

The articles describes the plug-in for Petrel software. It provides automatic detection of reservoir boundaries in well profiles and structural analysis of surfaces.

Key words: fractured zone, spectral analysis, decrement of seismic wave attenuation.

В настоящее время эффективность методов поиска месторождений углеводородов (УВ), реализуемых на основе использования признака антиклинальной формы слоистых структур, заметно снизилась [1]. Это следовало ожидать, поскольку изучение геологических территорий имеет давнюю историю, и объекты, обладающие данным признаком, проверялись в первую очередь. Поэтому внимание геофизиков все более привлекают иные критерии - геологические [1] и геофизические, например [2]. Первоочередную важность представляет разработка методов, позволяющих по данным сейсморазведки обнаруживать зоны повышенной пористости - первичной, или связанной с позднейшими нарушениями. Как показано в [3, 4], для обнаружения таких зон целесообразно использовать метод, основанный на анализе приращения декрементов затухания Q"1сейсмических волн (Q -добротность). Данный метод использует эффект повышенного затухания сейсмических волн при прохождении пористого слоя:

Q- = 2жК„ор P°:-JPl.

Р0

Здесь - коэффициент пористости, р0 и рг- - плотности вмещающей среды и порового флюида.

Подтверждение работоспособности данного метода было показано анализом приращения периода зондирующего сигнала, происходящего при распространении сейсмической волны в слое повышенной пористости. Эффект увеличения периода импульсного сигнала связан с изменением его частотного спектра, происходящего в соответствии с соотношением [3,4]:

Здесь и° ии(Л - амплитуды волны на входе и на выходе зондируемого слоя, / - частота, V - сейсмическая скорость, Ь - толщина слоя. Экспоненциальное уменьшение амплитудных компонент в функции частоты приводит к удлинению периода зондирующего сигнала, который в наших первых работах измерялся визуально по картине временного разреза. К сожалению, формализовать и компьютеризировать измерение изменения периода зондирующего сигнала затруднительно. Более технологичным представляется исследование изменения спектральных характеристик сигнала.

Продемонстрируем это на модельном и реальном примерах.

На рис. 1 приведены спектры синтетического волнового поля до

прохождения сигналом слоя, насыщенного трещинами - рис. 1а, и после прохождения - рис. 1б. Отчетливо видно резкое снижение амплитуды несущих частот и смещение спектра поля в низкочастотную область.

Рис. 1. Результаты модельных расчетов: а - спектр исходного сигнала; б -спектр сигнала после прохождения трещиноватого слоя (частоты уловные)

Для тестирования возможности обнаружения зон повышенной трещиноватости и пористости нами были проведены исследования спектральных характеристик по одному из сейсмических разрезов, пересекающих зону дезинтеграции с аномально высокими дебитами продуктивных пластов.

Эта зона находится в центральной части временного разреза (рис. 2). На рисунке показаны амплитудные спектры различных частей разреза. Отчетливо видно, что в центре, в отличие от левой части разреза, волновое поле под выраженными отражающими горизонтами (отложения верхней юры) теряет значительную часть амплитуд в диапазоне от 25 до 35 Гц, становясь, в целом, более низкочастотным.

105 .705 1305 1905 2505 3105 3705 4305 4905 5505 6105 6705 7305 7Э05 8505 9105 9705 10305 10Э05 11!

3300

'ШП.

Рис. 2. Амплитудные спектры в различных частях временного разреза

105 1105 2105 3105 4105 5105 6105 7105 8105 9105 10105 11105

12 0 24

Рис. 3. Распределение на временном разрезе областей со спектрально смещенными к низким и высоким частотам (синие и красные поля,

соответственно)

На рис. 3 полями синего и красного цвета показаны области

относительного насыщения спектра низко- и высокочастотными составляющими. Низкочастотная область в центральной части сейсмического разреза совпадает с зоной дезинтеграции и распространения трещиноватых коллекторов.

Обнаруженные закономерности могут быть использованы для выделения в разрезе зон повышенного поглощения энергии сейсмических волн, которые могут соответствовать зонам повышенной пористости.

Работа поддержана в рамках междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 127.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Конторович В. А., Бердникова С. А., Калинина Л.М., Поляков А. А. Сейсмогеологические адаптивные методы прогноза качества коллектров и подготовки сложно - построенных ловушек нефти и газа в верхней коре центральных и южных районов

Западной Сибири (горизонт Ю\ васюганской свиты) // Геология и геофизика. - 2004. - Т. 45. - № 1. - С. 79-90.

2. Овчаренко А.В., Ермаков Б.В., Мячин К.М. Геолого-геофизические технологии поисков и разведки месторождений нефти и газа // Геофизика. - 2009. - № 2. - С. 3-7.

3. Гик Л. Д. Измерение коэффициента пористости по данным декремента затухания // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2008. - № 4. - С. 38-41.

4. Гик Л. Д., Конторович В. А. Изучение месторождений углеводородов по критерию декремента затухания // ГЕО-Сибирь-2009. Т. 2. Недропользование. Горное дело. Новые направления и технология поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых: Сб. матер. V Междунар. Научн. Конгресса «ГЕО-Сибирь-2009», 20-24 апреля 2009 г., Новосибирск. -Новосибирск: СГГА, 2009. - С. 172-177.

© Л.Д. Гик, М.С. Канаков, В.А. Конторович, В.В. Лапковский, Б.В. Лунев, М.М. Немирович-Данченко, 2012

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.