CC BY
35
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: [email protected]
Михаил Сергеевич Канаков
ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, младший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
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: [email protected]
Владимир Валентинович Лапковский
ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, кандидат геологоминералогических наук, старший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
Борис Валентинович Лунев
ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, кандидат физикоматематических наук, старший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
Михаил Михайлович Немирович-Данченко
ИНГГ СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. академика Коптюга, 3/6, доктор физикоматематических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected]
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: [email protected]
Mikhail S. Kanakov
A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 3/6Koptuga, Novosibirsk, 630090, Junior Researcher, e-mail: [email protected]
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: [email protected]
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: [email protected]
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: [email protected]
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
