Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Изучение эффектов AVO и сейсмической неупругости при прогнозировании УВ по сейсмическим данным

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кузнецова, Ольга Викторовна

Введение.

ГЛАВА I. Сейсмические методы прогноза углеводородов.

1.1. Методы расчета волн в тонкослоистых средах.

1.2. Методика построения эффективной сейсмоакустической модели среды.

1.3. Метод изучения неупругости среды - поглощение и дисперсия скорости.

1.4. Метод АУО - зависимость амплитуды отражений от угла падения.

ГЛАВА II. Математическое моделирование волновых полей при решении задач прогнозирования залежей УВ.

2.1. Расчет волнового поля залежи методом конечных разностей.

2.2. Возможные модели залежи.

2.3. Моделирование волнового поля в различных средах.

ГЛАВА П1. Метод АУО - метод прогноза углеводородов.

3.1. Влияние толщины продуктивного пласта на АУО отражения.

3.2. Зависимость АУО-характеристик от типа флюида в идеально-упругих и неупругих средах.

3.3. АУО зависимости продольных и поперечных волн.

Обработка реальных данных Морозовского месторождения 3.4. Петрофизическая характеристика коллекторов чокракских отложений.

3.5. Расчет атрибутов АУО по сейсмограммам.

3.6. Интерпретация результатов АУО обработки.

ГЛАВА IV. Прогнозирование УВ по методу НДС.

4.1. Определение декремента поглощения по данным ВСП.

4.2. Определение поглощения по данным МОГТ.

4.3. Определение дисперсии скорости по данным МОГТ.

Изучение зон нефтегазоносности на участке Морозовской площади по данным ПДС

4.4. Обработка данных ВСП.

4.5. Определение дисперсии фазовой скорости сейсмических волн.

ГЛАВА V. Комплексная интерпретация реальных данных на основе методов АУО и ПДС.

5.1. Сравнение результатов АУО и ПДС.

5.2. Выбор комплексного углеводородного индикатора.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Изучение эффектов AVO и сейсмической неупругости при прогнозировании УВ по сейсмическим данным"

В последнее время в нефтяной и газовой промышленности наблюдается увеличение темпов добычи углеводородов. В связи с этим растут затраты на поиски и разведку месторождений. Поэтому большую актуальность в последние годы приобретают методы прямого прогноза углеводородов до бурения дорогостоящих скважин.

Целью данной работы является исследование динамических параметров сейсмической записи, связанных с аномалиями волнового поля неидеально-упругих сред на основе комплексирования методов прямого прогноза углеводородов - метода изучения зависимости амплитуды от угла падения волн (АУО) и метода изучения сейсмической неупругости-поглощения и дисперсии скорости (ПДС).

Главной проблемой при изучении залежей углеводородов, залегающих в тонкослоистых пачках на значительных глубинах, является неоднозначность их отображения в динамических параметрах сейсмической записи. Поэтому при обработке и интерпретации данных для прогноза углеводородов необходимо установить причины возникновения аномалий сейсмических параметров и их природу. Обычно одновременно изучают несколько динамических параметров отраженных волн, наиболее чувствительных к залежам углеводородов. Для анализа атрибутов сейсмической записи необходимо подобрать теоретическую модель и рассчитать волновое поле. Сочетание математического моделирования с обработкой реальных данных по двум наиболее эффективным методам прямого прогноза - АУО и ПДС - необходимо для успешного решения задачи о распространении сейсмических волн в месторождении нефти и газа.

На первом этапе исследований была показана работоспособность алгоритма сеточного моделирования, разработанного ранее Жуковой Т. М. В процессе работы пакет программ был усовершенствован и адаптирован для современных моделей IBM-PC (PENTIUM-3). Было проведено моделирование сейсморазведки на поверхности с регистрацией продольных волн, были показаны примеры моделирования волнового поля при вертикальном сейсмическом профилировании и межскважинном просвечивании.

Так как основным интересующим фактором является тип порового флюида, для расчета волновых полей выбирались модели сред, петрофизические свойства которых соответствовали насыщенности терригенного пласта водой, нефтью и газом. Переход от одной модели к другой наглядно проявлялся в изменениях амплитудных кривых. На модельных сейсмических записях надежно распознавались все типы сейсмических волн, что подтверждает преимущество сеточного моделирования. Для подтверждения теоретических результатов были обработаны реальные данные по двум месторождениям, содержащим как газовые, так и нефтяные ловушки. Результатом обработки по методу AVO стали разрезы атрибутов А и В. Были получены аномалии AVO не только в пластах, насыщенных газом, но и в нефтяных ловушках. Однако такой эффект может быть вызван изменением в литологии разреза. Повышение песчанистости и пористости также может вызывать изменение коэффициента Пуассона и увеличению аномалии.

Для точного прогноза залежей углеводородов необходимо привлечение дополнительных признаков газонасыщения. К таким признакам мы отнесли параметры сейсмической неупругости, и прежде всего - сейсмическую добротность среды, характеризующую поглощение энергии при распространении сейсмических волн. Имеющиеся данные о вариации амплитуд и установленная скважинами газонасыщенность позволяет изучать неупругость среды в комплексе с остальными динамическими параметрами сейсмической записи. Сейсмическая добротность (или обратная ей величина декремент поглощения) измерялась спектральными методами, так как диссипация энергии приводит к увеличению потерь с ростом частоты. Спектральный анализ и определение по нему декремента поглощения показали, что на модельных сейсмограммах этот эффект в области газонасыщенной части залежи проявляется достаточно четко. Увеличение поглощения сопровождается дисперсией скорости.

Результаты обработки реальных данных показали, что, несмотря на искаженные формы аномалии в области тех же газовых залежей отмечены четкие аномалии декремента поглощения, хорошо коррелирующиеся с аномальными участками на разрезах АУО. По совокупности наблюдаемых признаков динамических параметров даже небольшие залежи газа могут уверенно выделяться.

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:

1. Получены зависимости АУО атрибутов для неидеально-упругих сред.

2. Предложено использование комплексного углеводородного индикатора, повышающего эффективность прогнозирования углеводородов.

3. Выполнен успешный прогноз УВ в коллекторах Морозовского месторождения на основе технологии комплексирования методов АУО и ПДС.

Практическая ценность. Методика комплексирования данных АУО и ПДС с вычислением комплексного углеводородного индикатора более надежно отображает область залежи, что снижает затраты на поисково-разведочное бурение.

Реализация работы в производстве. Методика изучения залежей УВ опробована на Морозовском месторождении в Предкавказье. Полученные результаты должны быть использованы в АО "Краснодарнефтегеофизика" при поисково-разведочных работах.

Структура работы.

В ГЛАВЕ I приведен обзор применяющихся методов прямого прогноза коллекторов. Основное внимание было уделено методу сеточного моделирования динамических параметров залежи, его применимости для различных моделей залежи и систем наблюдения. Была рассмотрена методика построения эффективной сейсмоакустической модели по данным ГИС и ВСП, а также проблемы, связанные с преобразованием тонкослоистой модели среды в синтетическую сейсмограмму. Также приведен краткий обзор ранее проводимых исследований по методам АУО и ПДС, а также обоснование каждого из методов.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Кузнецова, Ольга Викторовна

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Исходя из необходимости анализа полного волнового поля, задания различных систем наблюдений (наземные, скважинные, межскважинные), и использования различных моделей геологической среды и залежей УВ, в качестве инструмента, был выбран способ расчета волнового поля, основанный на алгоритме сеточного моделирования и имеющий ряд преимуществ перед другими алгоритмами.

2. Подготовлен банк согласованных моделей сред с нефтегазовыми залежами для расчетов волновых полей.

3. На его основе исследован ряд факторов, влияющих на зависимость амплитуды отраженной волны от угла падения, таких как мощность продуктивного пласта и тип флюида (порозаполнителя).

4. Исследовано поведение атрибутов АУО в случае модели неупругой среды.

5. На моделях обоснована возможность комплексирования методов прямого прогноза углеводородов АУО и ПДС.

6. Технология комплексирования методов АУО и ПДС опробована на месторождении Морозовское (Краснодарский край), где показала свою эффективность. При этом предложено использование комплексного сейсмического углеводородного индикатора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кузнецова, Ольга Викторовна, Москва

1. Авербух А. Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. М.: Недра - 1982. - 232 с.

2. Авербух А. Г. Разработка прямых методов геофизических работ на нефть и газ в мире // Обзорная информация. Серия «Нефтегазовая геология и геофизика»./ М.: ВНИИОЭНГ 1982. - 38 с.

3. Авчян Г. М. Физические свойства осадочных пород при высоких давлениях и температурах. М.: Недра - 1972.

4. Баранов А. Кюнетц Г. Синтетические сейсмограммы с многократными отражениями// Проблемы сейсмической разведки, М.: Гостоптехиздат - 1962.

5. Барзам В, А. Расчет динамических характеристик сеймических воле в слоистых пористых насыщенных средах // Изв.АН СССР. Сер. Физика Земли. 1984.

6. Березкин В. М., Киричек М. А., Кунарев А. А. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа. М.: недра. - 1978.

7. Берзон И. С. Сейсморазведка тонкослоистых сред. М.: Наука1976.

8. Брезовских Л. М. Волны в слоистых средах. М.: Наука - 1973.

9. Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука. - 1989.

10. Гальперин Е. И. Вертикальное сейсмическое профилирование. -М.: Недра. 1982.

11. Глоговский В. М., Кац С. А., Кондратьев О. К. Выбор волнового уравнения для расчета синтетических сейсмограмм в поглощающих средах// Изв. ВУЗов. Сер. Геология и разведка. 1982.

12. Гогоненков Г. Н. Расчет и применение синтетических сейсмограмм. Недра. - 1982.

13. Гогоненков В. П. Изучение детального строения осадочных толщ сейсморазведкой. М.: Недра - 1987.

14. Демидов Ю. В., Рыжков В. И. Многоволновой подход при изучении околоскважинного пространства методом обращеннолго годографов // Тезисы докладов II Всесоюзной конференции «Системный подход в геологии» М.: МИНГ - 1986.

15. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах/ И. С, Берзон, А. М. Епинатьева, Г. Н. Парийская. М.: Изд-во АН СССР, 1962.

16. Жуков А. М. Исследование способов измерения поглощения упругих волн по данным сейсморазведки MOB при прямых поисках нефти и газа. Автореф. Дисс. Канд. Техн. Наук. - М.: МИНХ и ГП. - 1981.

17. Использование затухания сейсмических волн при прогнозировании литологии и нефтегазонасыщенности горных пород/ А.Г. Авербух, Н. С. Шущукова, В. С. Мануков и др.// М.: ВНИИОЭНГ. 1983.

18. Козлов Е. А., Королев Е. К. И др. Миграция и AVO: соседство или марьяж. // Геофизика, 1999.

19. Кондратьев О. К. Сейсмические волны в поглощающих средах. -М.: Недра 1986.

20. Кондратьев О. К. Отраженные волны в тонкослоистых средах. -М.: Наука 1976.

21. Прямые поиски залежей нефти и газа методами сейсморазведки / Л. А, Рябинкин, М. Б. Рапопорт.

22. Рапопорт Л. И. Исследование моделей неидеально-упругих пористых сред в связи с задачей прямых поисков залежей нефти и газа // Автореферат дисс.канд. геол.-минер. Наук МГУ -1975.

23. Рапопорт Л. И. О влиянии критического состояния углеводородов на поглощение и скорости сейсмических волн// Поиски и разведка нефтегазовых месторождений геофизическими методами. Сб. Статей под ред. Урупова А. К., Добрынина В. М. М.: МИНГ - 1986.

24. Рапопорт М. Б. Автоматическая обработка записей колебаний в сейсморазведке. М.: Недра - 1975.

25. Рапопорт М. Б. Корреляционная методика прямых поисков залежей нефти и газа по сейсмическим данным.// Разведочная геофизика. -вып.77 1977.

26. Рапопорт М. Б. Вычислительная техника в полевой геофизике. -М.: Недра. 1984.

27. Рапопорт М. Б. Рябинкин Л. А. Прямые поиски залежей нефти и газа по данным сейсморазведки// Пробл. Количеств. Прогнозир. Нефтегазоносн. Недр. М., 1984.

28. Рапопорт М. Б, Рыжков В. И, Интегральные методы анализа волнового поля ВСП при изучении поглощающих свойств околоскважинной среды.// Нефтегазовая геология и геофизика/ ЭИ ВНИИОЭНГ. 1990. - вып.5.

29. Рыжков В. И. Исследование способа коррекции влияния слоистости на оценку декремента поглощения// Деп. в ВНИИОЭНГ, №1836-НГ90 1990.

30. Рапопорт М.Б., Рапопорт Л.И., Рыжков В.И. Поглощение и дисперсия скорости сейсмических волн в залежах углеводородов. Тезисы докладов 2 Международной конференции SEG, Москва, 1993 г.

31. Рапопорт М.Б., Рапопорт Л.И., Рыжков В.И. О влиянии залежей углеводородов на сейсмическое волновое поле. XII Губкинские чтения, Москва, 1995 г.

32. Системы регистрации и обработки данных сейсморазведки/ М.К. Полшков, Е. А. Козлов, В. И. Мешбей и др. М.: Недра - 1984.

33. Трапезникова Н. А. Прогноз и интерпретация динамики сейсмических волн. Линейно-неупругие тонкослоистые геологические среды. М.: Наука - 1985.

34. Трапезникова Н. А., Шушаков Н. С., Патрикеев В. Н. Результаты расчетов теоретических сейсмограмм для тонкослоистых поглощающих сред при нормальном падении плоских волн/Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли- 1976.

35. Уайт Дж. Э. Возбуждение и распространение сейсмических волн. -М.: Недра 1986.

36. Castagna J. P., Batzle M. L., Kan Т. К. Rock physcis the link between rock properties and AVO response.

37. Jeffrey R. Resnick. Seismic data processing for AVO and analysis.

38. James G.Berryman, Graeme W. Milton. Exact result for generalized Gassman s equation in composite porous media with two constituents.

39. Kan T.K., Young C.Y. Prestack Syntetic Seismogram of finely layered elastic earth.

40. Rapoport, M.B., Rapoport L.I., Ryjkov, V.I., 1992, Usage of seismic waves absorption method in exploration of hydrocarbons: Abstract of papers,54 EAEG Meeting,Paris.

41. Rapoport, M.B., Rapoport L.I., Ryjkov, V.I., Parnikel V.E., Kately V.A., 1994, Method AVD (Absorption and Velocity Dispersion): Testing and Using on the oil deposit in Western Siberia, Abstract of papers,56 EAEG Meeting,Vena.

42. Ryjkov, V.I., Rapoport, M.B., 1994, Study of a seismic inelasticity from VSP: Abstract of papers,56 EAEG Meeting,Vena.

43. Rapoport, M.B., and Ryjkov, V.I., 1994,Seismic velocity dispersion: An indicator of hydrocarbons: Abstracts of papers,64 SEG Meeting,Los Angeles.

44. Rapoport, M.B., Ryjkov, V.I., Rapoport, L.I., Girshgorn, L.Sh.,etc 1995, Interpretation of seismic inelasticity effects in oil and gas prospecting., 65th Ann. Internat. Mtg., SEG.

45. Rapoport M.B., Ryjkov V.I., Rapoport L.I., Parnikel V.E., Kateli V.A., Binkin I.G., 1997, The oil prospecting using seismic attributes as predictors of reservoir properties and fluid saturation., 67th Ann. Internat. Mtg., SEG.

46. Roberts Estill, Keith Wrolstad. Interpretive aspects of AVO -application to offshore Gulf Coast bright-sport analysis.

47. Steven R. Rutherford, Robert H. Williams. Amplitude-versus-offset variation in gas sands.