Сейсмические исследования углеводородных объектов в Западной Сибири по технологии совмещённых наземно-скважинных наблюдений

Базылев А.П.; Конюхов В.Г.; Сагайдачная О.М.; Стариков Н.В.; Табаков А.А.

УДК 550.834

А.П. Базылев, В.Г. Конюхов

СОМГЭИС - филиал ОАО «Сибнефтегеофизика», Новосибирск

О.М. Сагайдачная

ФГУП «СНИИГГиМС», Новосибирск

Н.В. Стариков

СОМГЭИС - филиал ОАО «Сибнефтегеофизика», Новосибирск А.А. Табаков

ООО «ГЕОВЕРС», Москва

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ПО ТЕХНОЛОГИИ СОВМЕЩЁННЫХ НАЗЕМНОСКВАЖИННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

Правилом детальных исследований сложно построенных углеводородсодержащих объектов является комплексирование сейсмических методов, основанных на скважинных и наземных наблюдениях [2, 3]. Современный уровень техники, технологии и методики вертикального сейсмического профилирования ВСП обеспечивает возможность изучения геологического разреза в околоскважинном пространстве как на интервале глубин, вскрытых скважиной, так и ниже забоя. Работами ВСП обеспечивается широкий частотный диапазон 5^150 Гц наблюдаемых сейсмических данных. Сейсмические исследования повышенной разрешённости позволяют расширить информацию о строении геологической среды, полученную данными промысловой геофизики на вертикальном профиле (вдоль линии скважины).

Однако максимальная дальность освещения исследуемых горизонтов от скважины составляет около У от их глубины, то есть около 600 метров при глубине целевого горизонта 2400 м. Кроме того, при попытках изучения околоскважинного пространства в дальней зоне от скважины возрастают проблемы, связанные с принципиальными ограничениями метода ВСП:

- Системы наблюдений не обеспечивают достаточной информации для оценки модели среды, и достоверность получаемых решений зависит от справедливости весьма узких ограничений на вариации модели;

- Изучаемые границы освещаются при меняющихся по латерали углах падения прямой волны. Учитывая сильную зависимость коэффициентов рассеяния на границе от угла падения и свойств среды, оценки литологического состава пород, пористости и нефтенасыщенности следует считать неточными. Возможность коррекции фактора различия углов падения весьма ограничена, так как требуется знать все детальные параметры среды, которые и являются объектом изучения.

Поэтому при сложном строении геологической среды результаты обработки данных ВСП из удалённых пунктов возбуждения часто не дают необходимой информации о глубинных пластах, а полученная информация относится к фиксированным лучевым плоскостям. Более того, анализ и сопоставление результатов наземных и скважинных сейсмических наблюдений, как правило, выполняются по отдельным отражающим горизонтам.

Наземная сейсморазведка с многократными перекрытиями (2D, 3D) дает необходимую информацию для построения непрерывных изображений строения изучаемой толщи практически с одинаковой надежностью по всей площади. Однако точность оценки глубины не лучше +10 метров, что совершенно недостаточно при изучении продуктивных пластов мощностью в единицы метров. Существует, по крайней мере, два принципиальных ограничения для повышения разрешенности и точности наземной сейсморазведки:

- Оценка скоростной модели с необходимой детальностью затруднена из-за интерференционного характера волнового поля;

- Оценка формы импульса каждого воздействия, используемого для выполнения высокоразрешающей деконволюции, не соответствует требуемой точности.

Успешное решение перечисленных проблем возможно с использованием технологии совмещённых 2D/3D+ВСП наземно-скважинных сейсмических наблюдений, в том числе с использованием многокомпонентной регистрации волн разной поляризации (продольных, поперечных и обменных) [1].

Общая характеристика методики совмещённых 2Б/3Б+ВСП наземно-скважинных сейсмических наблюдений

Полевая технология совмещённых 2D/3D+ВСП наземно-скважинных сейсмических наблюдений включает при выполнении каждого физического наблюдения методом ОГТ одновременную регистрацию данных ВСП многоточечным трехкомпонентным зондом вблизи забоя скважины. Измерения ВСП выполняются по всему стволу скважины из нескольких ПВ. Полевая система наземных наблюдений МОГТ проектируется при максимальных удалениях ПВ от устья глубокой скважины до 5 км. На дневной поверхности около устья скважины отрабатывается несколько профилей. Площадь исследования в окрестности скважины может составлять до 25 км2.

Обычно при наземных измерениях шаг между пунктами приёма и пунктами возбуждения составлял 25 м, длительность регистрации сейсмической записи достигала 5 с, интервал квантования 1 мс.

Полевые наземно-скважинные работы по методике 2D/3D+ВСП были выполнены с использованием отечественных технических средств регистрации и возбуждения сейсмических волн.

Скважинные наблюдения методом ВСП проводились с применением цифрового многоточечного зонда СКАТ-Ц (разработка СОМГЭИС, г. Новосибирск) с управляемым прижимом и трехкомпонентной регистрацией.

Наземные сейсмические наблюдения методом продольного и непродольного профилирования были проведены с использованием 24-х разрядной многоканальной телеметрической станцией СТС-24Р (разработка ФГУП «СНИИГГиМС», г. Новосибирск), обеспечивающей

широкодиапазонную и широкополосную прецизионную регистрацию упругих колебаний в реальном времени [4]. Программно-аппаратные средства станции позволяют проводить сбор и регистрацию сейсмических данных в ведущем,

ведомом и пассивном (мониторинг) режимах с различными источниками возбуждения упругих колебаний (взрывными, импульсными, вибрационными). В режиме «ведомый» осуществляется прием сигналов внешнего запуска, что позволяет организовать работу станции совместно с другой регистрирующей аппаратурой.

В качестве источника возбуждения упругих колебаний применялись взрывы в скважинах, за исключением работ, выполненных в Кузбассе в районе промышленной добычи угля (Талдинское месторождение). В этом случае применение взрывных источников сейсмических колебаний с позиций обеспечения экологической безопасности техногенных объектов практически было исключено. Работы были выполнены с невзрывным электромагнитным импульсным источником «Енисей-КЭМ4» (разработка ОАО «Енисейгеофизика», г. Минусинск, Красноярский край).

Обработка материалов, полученных по технологии совмещенных наземно-скважинных наблюдений, была проведена в ООО «ГЕОВЕРС» (г. Москва). Была выполнена специализированная обработка сейсмической информации в интегрированной системе «ЮНИВЕРС» (разработка ООО «ГЕОВЕРС») и стандартная, с использованием пакетов «PROMAX» и «СЦС-5». Специализированная обработка данных совмещённых наземноскважинных сейсмических исследований позволила повысить качество сейсмических исследований относительно результатов наземной площадной сейсморазведки за счет:

- Точного контроля формы импульса каждого воздействия и компенсации неоднородностей условий возбуждения,

- Определения по скважинным данным достоверных скоростей распространения упругих волн,

- Определения горизонтального градиента скоростей в верхней части разреза (ВЧР), рассчитываемого по временам прихода прямой волны по системе многократных наземных наблюдений;

- Использования достоверных статических поправок за пункт возбуждения.

Результаты применения технологии 2Б/3Б+ВСП для детальных исследований углеводородсодержащих объектов Западной Сибири

За период 2002 - 2004 гг. СОМГЭИС (филиал ОАО

«Сибнефтегеофизика») совместно с ФГУП «СНИИГГиМС» провели по технологии совмещенных 2D/3D+ВСП наземно-скважинных наблюдений детальные сейсмические исследования на месторождениях Западной Сибири: Верхнее-Черногорское, Пылинское, Мохтиковское (Ханты-Мансийский АО), Верх-Тарское (Новосибирская обл.), Талдинское (Кемеровская обл.).

Первые работы по апробации технологии совмещённых наземноскважинных сейсмических наблюдений 2D+ВСП были проведены на Верх-Тарском месторождении для изучения межскважинного пространства с целью поиска высокопроницаемых нефтенасыщенных объектов в коре выветривания палеозойских пород. Был отработан профиль МОГТ длиной около трёх пог. км на исследуемой площади, где ранее были выполнены

детальные сейсмические работы 3D-ОГT В результате был получен высококачественный сейсмический материал с частотным диапазоном до 125 Гц, который послужил достоверной основой для построения временного и глубинного разрезов околоскважинного и межскважинного пространства. В качестве иллюстрации эффективности данной технологии детальных сейсмических исследований приведены сравнительные временные сейсмические разрезы: 2D+ВСП и выборка из куба 3D (рис. 1). На временном разрезе 2D+ВСП более точно, чем на временном разрезе 3D прослежены в верхнем палеозое тектонические нарушения и области резкого изменения отражающих характеристик целевого пласта.

На месторождениях Ханты-Мансийского АО детальные сейсмические исследования углеводородных объектов были целенаправленно выполнены по технологии совмещённых наземно-скважинных наблюдений. Например, на Пылинском месторождении исследования проводились в двух глубоких скважинах, расположенных в северной и южной частях месторождения при общей длине наземных профилей 22 пог. км. В пределах изучаемых площадей были уточнены структурные карты продуктивного пласта Ю/

(рис. 2) и карты сейсмических атрибутов, выполнена переоценка начальных запасов.

На Талдинском месторождении Кузбасса сейсмические исследования выполнены по технологии 2D+ВСП при двухкомпонентной 7-, х- регистрации продольных и обменных волн. Исследования были проведены для уточнения структурного плана залегания групп угольных пластов, выявления

Рис. 1. Временной разрез 3Б, выборка (слева) Рис. 2. Структурная карта по

и временной разрез 2Б+ВСП (справа) кровле пласта Юь п°стр°енная

по результатам работ 2Б+ВСП

разрывных нарушений, зон повышенной трещиноватости и пористости горных пород, а также оценки мощностей перспективных газонасыщенных интервалов. Кроме того, были выделены в изучаемом околоскважинном пространстве зоны разрушенных массивов, появившихся вследствие техногенных воздействий.

Выводы

Технология совмещённых 2D/3D+BCn наземно-скважинных наблюдений с одновременным сбором сейсмических данных на вертикальном и горизонтальных профилях повышает эффективность сейсмических работ за счет увеличения объёма информации, размерности исследований и достоверности обработки данных наземной съёмки.

Применение технологии сейсмических совмещённых 2D/3D+BCn наблюдений на этапе разведки и доразведки углеводородосодержащих объектов обеспечивает детальное изучение структурных планов и решение литологостратиграфических задач, в том числе:

- Картирование границ, вскрытых и не вскрытых скважиной;

- Выявление и трассирование тектонических нарушений;

- Изучение латеральных литологических изменений разреза;

- Оценка коллекторских свойств продуктивных объектов;

- Уточнение запасов на изучаемых и разрабатываемых нефтегазоносных объектах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баранов К.В., Бикеев В.С., Стариков Н.В., Табаков А.А. Результаты применения методик «3D+ВСП локальный проект» и «2D+ВСП локальный проект» в условиях Западной Сибири / Технологии сейсморазведки, 2004, 1.

2. Гальперин Е.И. Развитие методов экспериментального изучения сейсмических волн в реальных средах / Развитие идей Г.А. Гамбурцева в геофизике. М: Наука, 1982.

3. Пузырёв Н.Н., Тригубов А.В., Бродов Л.Ю. и др. Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн. М: Недра, 1985.

4. Сагайдачная О.М., Шмыков А.Н. Отечественные сейсмотелеметрические станции / Разведка и охрана недр, 2003, 11-12.

Текст научной работы на тему «Сейсмические исследования углеводородных объектов в Западной Сибири по технологии совмещённых наземно-скважинных наблюдений»