CC BY
63
УДК 550.83:550.245(470.46)
В. В. Пыхалов Астраханский государственный технический университет
РАЙОНИРОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ПО ПОДСОЛЕВЫМ ОТЛОЖЕНИЯМ АСТРАХАНСКОГО СВОДА ПО ПАРАМЕТРИЧЕСКОМУ ВОЛНОВОМУ ПОЛЮ
Особенностью строения отложений девонско-каменноугольного возраста Астраханского свода является наличие зон с повышенными и пониженными коллекторскими свойствами. Иногда такие зоны можно выявить визуально. Возможности визуального выделения аномальных зон весьма ограничены. Это связано со сложными сейсмогеологическими условиями - зачастую волновые поля осложнены искажающим влиянием соляных диапиров и штоков, волнами-помехами и т. п.
Кроме этого, возможно, сами зоны неоднородности сложены неодинаково и, вероятнее всего, имеют блоковое строение. Большую роль в визуальном определении аномальных зон играет субъективный фактор.
Выделяемые неоднородности имеют разные геометрические размеры - от сотен квадратных километров до десятков метров. По толщине они охватывают как каменноугольные отложения, так и весь подсолевой комплекс [1, 2].
По литолого-петрофизическим особенностям они могут быть представлены как плотными непроницаемыми известняками, толщами, так и аномально трещиноватым типом разреза.
Литолого-петрофизические особенности геологического разреза не связаны с современной гипсометрией подсолевых горизонтов. При бурении поисковых и эксплуатационных скважин, при благоприятных гипсометрических условиях высока вероятность получения отрицательного результата (скв. 316-Э, 1 Безымянная, 1 Западно-Стрелецкая и др.). И, наоборот, участки с более глубокими гипсометрическими показателями могут оказаться благоприятными для скоплений углеводородов (положительные результаты бурения скважин 1 Володарская и 1 Правобережная).
Таким образом, в настоящее время наиболее актуальной становится проблема выявления и районирования территории Астраханского свода по сейсмическим данным с целью прогноза литолого-петрофизических свойств выделяемых зон.
Решению задач районирования и прогнозирования геологического разреза по сейсмическим данным посвящено большое количество исследований. Толчком к развитию методов прямого прогноза геологического разреза послужило открытие эффекта «яркого пятна» в 1972 г. при работах на территории Мексиканского залива. За прошедшие годы возникло множество теоретически обоснованных подходов к решению данной проблемы (Гильберт-преобразование, сейсмическая инверсия, определение и анализ распределения сейсмических скоростей, ЛУО-анализ, энтопийно-
энтропийный анализ, факторный (многокомпонентный) анализ и множество других [3-5]).
При поисках ловушек углеводородов на Астраханском своде неоднократно пытались решать задачу прогнозирования геологического разреза по сейсмическим данным, используя самые современные разработки. Для решения поставленной задачи применялись методы энтопийно-энтропийного анализа, сейсмической инверсии, ЛУО-анализ, структурноформационный анализ с использованием параметризации волнового поля, методика рассеянных волн и т. д. Для этих целей привлекались геологогеофизические организации из разных городов России (Москва, Саратов, Ставрополь, Краснодар и др.)
По результатам работ по прогнозированию геологического разреза компаниями-заказчиками проводился анализ. В некоторых случаях получаемые аномалии либо противоречили друг другу, либо отражали явления, явно не связанные с геологическим строением целевых интервалов.
В тех же случаях, когда представленные материалы были достаточно убедительны, закладывались поисковые скважины. Результаты бурения оказывались неутешительными (1 Безымянная, 72 Бешкульская, 10 Пол-дневская, 1 Западно-Стрелецкая и др.).
Эта статистика не является неожиданной, т. к. решение задачи прямого прогноза коллекторских свойств, а особенно выявления залежи, имеет множество ограничений. Успешнее всего она решается на уже открытых месторождениях либо при наличии скважин с достаточно изученными петрофизи-ческими характеристиками и качественно выполненными сейсмическими исследованиями в относительно простых сейсмогеологических условиях.
Причины, осложняющие решение задач прямого прогноза по сейсмическим данным, общеизвестны. Их можно разделить на три группы по степени значимости:
1. Неоднозначность решения обратной динамической задачи. Одинаковые аномалии волнового поля могут быть вызваны разными причинами (резкой сменой литологии, изменением петрофизических характеристик, слоистости и т. д.).
2. Искажения кинематических и динамических характеристик волнового поля, связанные с неоднородностями геологического разреза над исследуемым интервалом: изменение волнового фронта на крутозалегаю-щих преломляющих границах (купола, штоки и др.), наклон и кривизна промежуточных границ, наличие боковых, интенсивных кратных и других волн-помех и т. д.
3. Искажения, вносимые в волновое поле при обработке сейсмической записи.
Используя даже самые современные методики и приёмы обработки и интерпретации сейсмической записи, невозможно полностью избавиться от всех вышеперечисленных отрицательных эффектов.
Для решения столь сложной проблемы можно использовать подходы, в меньшей степени связанные с тремя вышеперечисленными факторами.
Примем в качестве граничных условий допущение, что:
1. В пределах толщины исследуемого интервала влияние процедур обработки постоянно.
2. Влияние вышележащих неоднородностей на всю толщину исследуемого интервала постоянно.
3. Разрешённость сейсмической записи в пределах исследуемого интервала, как по латерали, так и по вертикали, остаётся постоянной.
Отметим, что пути решения обратной динамической задачи в рамках данной статьи рассматриваться не будут. Рассмотрим лишь возможность исключить влияние погрешностей, связанных с неоднородностями в вышележащих отложениях и влияние процедур обработки.
Для большинства геологических сред, в том числе и для подсолевых отложений Астраханского свода, вышеперечисленные допущения могут быть приемлемы.
В этом случае поле параметров для каждой трассы сейсмического волнового поля складывается из двух компонент:
где N - количество значений параметров в трассе исследуемого интервала;
трассы расчётного интервала.
Таким образом, при заданных граничных условиях параметр дисперсии свободен от влияния искажающих факторов волнового поля. Величина дисперсии параметра волнового поля связана с геологическими изменениями, происходящими в геологической среде.
Параметр дисперсии достаточно широко применяется при сейсмических методах разведки - но больше как критерий достоверности прогноза либо как параметр достоверности степени отличия между теми либо иными характеристиками волнового поля [6-8].
В условиях, где искажающим влиянием геологической среды и процедур обработки пренебречь нельзя, предлагается использовать дисперсионные оценки поля параметров.
Для опробования рассматриваемого подхода к районированию волновых полей в условиях подсолевых отложений Астраханского свода были использованы параметры мгновенных амплитуд и частот.
Выбор именно этих параметров вызван статистической обеспеченностью данными по взаимосвязи величин этих параметров с литолого-петрофизическими характеристиками геологического разреза [4, 5, 9].
О2
N
представляет собой математическое ожидание параметра для
Согласно многолетней статистике, мгновенная амплитуда (мощность отражения) позволяет выявить поверхности несогласий, литологические изменения между смежными пластами (акустическая контрастность отражений). Чем резче изменение параметра мгновенной амплитуды, тем более контрастно изменение акустических свойств в интервале разреза. Например, если в карбонатном разрезе появляется ангидритовый пласт, то мы увидим аномалию параметра амплитуд. Аналогично, параметр мгновенной амплитуды будет реагировать и на появление газовой залежи. В то же время, если смены контрастности происходить не будет, то не будет также и изменений характеристик параметра. Это заключение, естественно, справедливо и для параметра приведённой потрассной нормированной дисперсии мгновенной амплитуды.
Мгновенная и средневзвешенная частота интерференционной записи, образовавшейся в результате наложения отражений тонких пластов, зависит от толщины последних и их литолого-петрофизических свойств. Параметр наиболее чувствителен к смене литолого-петрофизических свойств, и его можно использовать при изучении интервалов со значительными изменениями трещинно-поровых характеристик.
Таким образом, приведённая потрассная нормированная дисперсия этого параметра будет характеризовать изменчивость исследуемого интервала по литолого-петрофизическим характеристикам.
В относительно простых сейсмогеологических условиях эти параметры используются для задач районирования и прогнозирования геологического разреза с 70-х гг. XX в. [10].
По одной из площадей Астраханского свода были рассчитаны параметры мгновенной амплитуды и частоты, а также произведен расчёт их дисперсионных характеристик.
Для оценки соблюдения граничных условий был рассчитан коэффициент корреляции между распределением мгновенной амплитуды и мгновенной частоты целевого интервала и вышележащего интервала. Полученный коэффициент корреляции по площади составил 34 %, т. е. оказался значимым. Коэффициент корреляции между дисперсионными оценками оказался значительно ниже и составил не более 10 %, что может быть отнесено либо к случайным факторам, либо к незначительному остаточному фону, которым можно пренебречь.
В результате построения карты дисперсионных распределений на площади опробования были выделены три зоны.
Две из этих зон характеризовались пониженным показателем дисперсии амплитуды и соответствовали по данным бурения геологическому разрезу с повышенной трещиноватостью коллектора, заполненного газоконденсатом, а также незначительными прослоями глинистого материала (1 Правобережная, 1 Воложковская и 72 Астраханская). В третьей зоне преобладали плотные, слаботрещиноватые известняки с прослоями ангидритов (скв. 2 и 5 Долгожданная).
Результаты анализа дисперсии мгновенных частот позволил разделить площадь на три зоны. Конфигурация зон по этому параметру отли-
чается от полученной по параметру дисперсии мгновенных амплитуд. В одну зону вошли скважины 1 Правобережная и 1 Воложковская - по данным бурения отложения каменноугольного возраста характеризуются повышенным содержанием трещин. В другую зону вошли скважины 2 Долгожданная, 5 Долгожданная - геологический разрез, вскрытый скважинами, характеризуется отложениями с незначительным параметром трещиноватости. В третью зону вошла скважина 72 Астраханская. Возможно, по параметру трещиноватости геологический разрез каменноугольных отложений этой зоны характеризуется промежуточной трещиноватостью.
Таким образом, результаты опробования рассматриваемого подхода для задач районирования подсолевых отложений Астраханского свода по сейсмическим данным оказались положительными и, возможно, могут быть использованы на практике.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Бродский А. Я., Захарчук В. А., Токман А. К. Тектоно-седиментационные особенности продуктивного резервуара АГКМ // Сб. тр. АНИПИгаз. - 2004. -№ 5. - С. 16-19.
2. Развитие зон очаговой трещиноватости в подсолевой толще Астраханского свода / А. Ф. Ильин, А. К. Токман, А. Я. Бродский, В. А. Захарчук // Сб. тр. АНИПИгаз. - 2003. - № 3. - С. 18-23.
3. Оценка возможностей использования мгновенных динамических характеристик сейсмических записей при поисках нефти и газа / Бельфер И. К., Пого-жев В. М., Тяпкин Ю. К. и др.: Обзор ВНИИ экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (ВИЭМС). Сер. Разведочная геофизика. - 1986.
4. Воскресенский Ю. Н. Состояние и перспективы развития методов анализа амплитуд сейсмических отражений для прогнозирования залежей углеводородов // Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливноэнергетического комплекса: Обзор. информ. ООО «Геоинформцентр». - М. 2002.
5. Гогоненков Г. Н. Изучение детального строения осадочных толщ сейсморазведкой. - М.: Недра, 1987.
6. Арабаджи М. С. Применение математических методов при структурных ли-толого-фациальных и прогнозных построениях в нефтяной геологии. - М.: Недра, 1978.
7. Кутьина О. Г., Лисицин П. А., Лебедева И. И. Расчленение разреза по параметрам сейсмической записи на основе методов многомерного статистического анализа // Поиски и разведка залежей нефти и газа неантиклинального типа комплексом геофизических методов: Сб. науч. тр. ВНИИ геофизики. -М., 1989. - С. 36-51.
8. Hagen D. C. The application of princnpal components to seismic data sets-Geoexploration. - 1983. - Vol. 20, N 1-2. - Р. 91-111.
9. Taner M. T., Kochler F., Shtrieff R. E. Complex seismic trace analysis // J. Geophysics. - 1979. - Vol. 44, N 6. - Р. 1041-1063.
10. Cizec V. Discrite Hilbert transform. IEEEb Transactions on Audio and Electroacoustics AU-18. - 1970. - P. 340-343.
Получено 24.10.05
ZONING OF GEOLOGICAL SECTION ACCORDING TO SUBSALT MEASURES OF THE ASTRAKHAN VAULT WITH USING PARAMETRIC WAVE FIELD
V. V. Pykhalov
Difficulties in search and prospecting oil and gas fields in subsalt measures of the Astrakhan vault are connected with specific allocation of collectors. Seismic techniques used in other regions in order to prognose collector properties proved to be ineffective. There has been presented alternative approach to the problem of zoning collector properties in subsalt measures of the Astrakhan vault - techniques of using dispersal values of dynamic parameters of wave field. The experiment showed efficiency of such methods in oil and gas prospecting in subsalt measures of the Astrakhan vault.
