Изучение закономерностей пространственно-временного изменения трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн на месторождениях УВ-сырья

Жуков, Андрей Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Изучение закономерностей пространственно-временного изменения трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн на месторождениях УВ-сырья
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Изучение закономерностей пространственно-временного изменения трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн на месторождениях УВ-сырья"

На правах рукописи

□030542иЬ

Жуков Андрей Сергеевич

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ГЕОСРЕДЫ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАССЕЯННЫХ И ЭМИССИОННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ УВ-СЫРЬЯ

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поиска полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 2007 г.

003054205

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Государственном научном центре Российской федерации -Всероссийском научно-исследовательском институте геологических, геофизических и геохимических систем Федерального агентства по недропользованию Российской Федерации (ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем)

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Кузнецов Олег Леонидович, доктор технических наук, профессор (ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем)

Чиркин Игорь Алексеевич, кандидат геолого-минералогических наук

(ФГУП ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем)

Трофимов Владимир Алексеевич, доктор геолого-минералогических наук (ФГУП ИГиРГИ) РАН Каплан Самуил Абрамович, кандидат технических наук (ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем)

Ведущая организация:

ООО «Геофизические Системы Данных» (г. Москва)

Защита состоится «&» -Т^^с

ПЛЛ А ТТП»»»»¥Т V |ттлл ЛМПРЛГПТптттЛктчА {ч м ** <■

¿у^ 2007 г. в

часов на

заседании Диссертационйого Совета Д 216.011.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте геологических, геофизических и геохимических систем по адресу: 117105, г. Москва, Варшавское шоссе, дом 8, конференц-зал.

Автореферат разослан « ЛмЛ^/л 200 &

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИгеосистем.

Ученый секретарь Х-^. д.г.-м.н

диссертационного совета Муравьёв В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Актуальность изучения поля трещиноватости геосреды обусловлена возрастающими объёмами ГРР, выполняемыми в мировой практике с целью поиска месторождений УВ-сырья. Значительное количество экспериментальных исследований в настоящее время связано с изучением трещиноватости и флюидонасыщения. Пространственное изучение трещиноватости возможно наземными геофизическими методами, среди которых сейсморазведка является наиболее информативной. Однако решение этой задачи на основе анализа и определения параметров зеркально-отраженных волн является недостаточно корректным, т.к. параметры данных волн имеют многофакторную зависимость, а влияние трещиноватости на них не является доминирующим. Опыт наших работ, проведённых за 12-летний период на месторождениях в различных регионах РФ, показал, что преодоление имеющихся трудностей возможно при переходе к использованию сейсмических рассеянных волн, так как энергия этих волн более однозначно определяется интенсивностью открытой трещиноватости.

В настоящей работе на экспериментально полученных материалах расширены возможности изучения пространственного (ЗБ) и пространственно-временного (4Б) распределения трещиноватости в геологической среде на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн (по технологиям СЛБО и СЛОЭ). Нами рассмотрены и изучены факторы, которые влияют на распределение открытой трещиноватости, и проведена их систематизация, что является научным вкладом в познание процессов, происходящих в геологической среде. Показаны результаты практического использования найденных закономерностей для решения геологических задач, возникающих при использовании сейсмических работ на поисковой стадии.

ливов. Для изучения этого явления выполнены экспериментальные исследования на месторождениях в Западной Сибири, Татарстане, Оренбургской области и других регионах РФ. Показано, что выявленные закономерности необходимо учитывать при проведении геолого-технических мероприятий (ГТМ) на разрабатываемых нефтяных месторождениях. На этом этапе необходимо контролировать в реальном времени наиболее важные процессы, происходящие в межскважинном пространстве и актуальной является информация об изменении пространственно-временного распределения трещи-новатости, связанного с перемещением фронта вытеснения нефти, образованием техногенных зон открытой трещиноватости при гидроразрыве пласта (ГРП) и других воздействиях на продуктивную толщу.

Целью работы является изучение и систематизация пространственно-временных закономерностей изменения поля открытой трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных сейсмических волн, а также волн сейсмической эмиссии.

Основные задачи исследования:

1. Анализ современного состояния экспериментальных исследований по изучению трещиноватости геологической среды сейсмическими методами.

2. Изучение природных факторов, определяющих общий характер пространственного (30) распределения поля трещиноватости геологической среды.

3. Изучение динамики естественных изменений открытой трещиноватости пород нефтегазовых резервуаров под влиянием лунно-солнечных приливов в режиме мониторинга (40) в экспериментальных исследованиях с использованием технологий СЛБО и СЛОЭ.

4. Экспериментальное изучение возможности определения азимутального направления ГРП (техногенной трещиноватости) в реальном времени по наземным наблюдениям с использованием волн сейсмической эмиссии.

Научная новизна. 1. На основе системного анализа данных экспериментальных исследований СЛБО на различных нефтегазовых месторождениях в РФ впервые изучены пространственные закономерности макроструктуры открытой трещиноватости геосреды, отражающие

влияние литологического, горно-гравитационного, дилатацион-ного, геодинамического факторов.

2. По результатам экспериментальных исследований мониторинга

поля трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн изучено изменение макроструктуры открытой трещиноватости пород осадочного чехла и фундамента под влиянием лунно-солнечных приливов. Показана необходимость динамического согласования техногенных воздействий на пласт с естественным режимом изменения трещиноватости (фазами уплотнения и разуплотнения).

3. Обнаружено существование скачкообразного изменения вектора движения потока воды от нагнетательных скважин, вследствие изменения доминирующего направления локальных зон трещиноватости, обусловленного различными фазами твёрдотельных лунно-солнечных приливов. Этот эффект необходимо учитывать при текущей разработке месторождений для повышения эффективности ГТМ.

Практическая значимость.

Практические результаты работы представлены примерами использования пространственных закономерностей трещиноватости для: оценки геодинамической обстановки на площади исследования; оценки типа деформации осадочной толщи и выбора оптимального места бурения скважины; прогноза условий бурения скважин и аварийных ситуаций. Временные закономерности изменения трещиноватости могут быть использованы для повышения эффективности ГТМ при разработке месторождений - определение направления ГРП, фронта вытеснения нефти, изучение шума скважин и др. Показана необходимость динамического согласования техногенных воздействий на пласт с естественным режимом изменения трещиноватости (фазами уплотнения и разуплотнения).

Основные защищаемые положения. 1. Пространственные закономерности распределения 3-х мерного поля открытой трещиноватости геосреды, изученные по сейсмическим рассеянным волнам, проявляются: - в линейно-зональном и очаговом повышении трещиноватости преимущественно в более хрупких породах; - увеличении трещиноватости с глубиной в осадочном чехле; - сопряженности относительно интенсивных зон трещиноватости (дилатансия) с зонами уплотнения; - генерации различных систем трещиноватости от очагов

напряжения тектонической природы в соответствии с характером деформации осадочной толщи.

2. Колебательный характер изменения макроструктуры открытой трещиноватости геосреды во времени под действием твёрдотельных лунно-солнечных приливов:

- максимумы интенсивности трещиноватости (по рассеянным вол-

нам) соответствуют положениям Луны в надире относительно объекта наблюдения, при переходе Луны из зенита в надир изменение поля трещиноватости (по волнам СЭ) максимально;

- периодическое изменение доминирующего направления локаль-

ных зон трещиноватости скачкообразно изменяет вектор движения потока воды от нагнетательных скважин на разрабатываемом месторождении УВ;

3. Возможность оперативного контроля в реальном времени изменения техногенной трещиноватости - азимутального направления ГРП по наземным наблюдениям с использованием волн сейсмической эмиссии.

Внедрение результатов работы.

Результаты работ внедрены в практику исследований нефтедобывающих и геологических организаций ООО «Оренбурггаз-пром», ОАО «Оренбургнефть».

Фактический материал и личный вклад автора.

Работа выполнялась в ГНЦ РФ ВНИИгеосистем. Полевые и промысловые исследования велись на объектах «Оренбурггазпром», «Оренбургнефть» и «Тюменнефтегеофизика» с участием специалистов НПВ Геоакустик при ГНЦ РФ ВНИИгеосистем. Комплексные исследования проводились при участии Института новых нефтегазовых технологий РАЕН, «Тюменнефтегеофизика» и «Севергеофи-зика». Все основные результаты исследований получены лично автором или при его непосредственном участии и руководстве работами.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались: на международных конференциях EAGE (Париж, Франция) 2004, (Мадрид, Испания) 2005, (Вена, Австрия) 2006; EAGE-SEG-EATO (Москва) 2003, (Санкт-Петербург) 2006. На семинарах: кафедры динамической геологии геологического факультета МГУ (2005); московского представительства EAGE («Геомодель») 2004.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 тезисов докладов, из них 8 -на Международных конференциях (EAGE/SEG) и 1 - на Российской научно-практической конференции «Ядерная геофизика -2004», 2 статьи в журналах «Геология нефти и газа» и «Геоинформатика» (входящих в перечень ВАК), раздел главы монографии «Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред» (4.2.4).

Объем и структура работы.

Работа состоит из введения, 4 глав с 27 разделами и заключения. Общий объем работы включает 165 страниц текста, включая 51 рисунок, 2 таблицы и список литературы из 126 наименований.

Благодарности.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.т.н. профессору Кузнецову O.JI. за внимание и постоянную поддержку в процессе работы над диссертацией. Автор искренне благодарит научного консультанта к.г.-м.н. Чиркина И.А. за консультации и помощь в работе; заведующего лабораторией-5 д.ф.м.н. профессора Файзуллина И.С., д.т.н. Дьконова Б.П., к.т.н. Мельчука Б.Ю., д.ф.м.н. Рока В.Е. за конструктивное обсуждение результатов исследований; специалистов НПВ Геоакустик - Воробьёва A.C., Волкова A.B., Богацкого И.И. за помощь во время полевых и промысловых исследований; Гамзатову З.А., Чиркину JI.H., Белову Г.А. за внимание и помощь на разных этапах работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Современное состояние экспериментальных исследований по изучению трещиноватости геологической среды сейсмическими методами.

Современный научно-технический прогресс в сейсмической отрасли и, в первую очередь, в области цифровой регистрации и компьютерной обработки полевой информации, значительно увеличил возможности более полного использования информации, заключенной в сейсмическом волновом поле для расширения круга решаемых геологических задач не только на поисковом и разведочном этапах, но и в процессе разработки месторождений нефти и газа. В первой главе проведен анализ результатов наиболее важных экспериментальных работ, относящихся к изучению пористо-трещиноватых сред и их флюидонасыщения по сейсмическим волнам. Обзор основан на результатах экспериментальных исследова-

ний, опубликованных в журналах Geophysics, Geophysical Prospecting, The First Break, The Leading Edge и докладах ежегодных конференций SEG и EAGE за период 2001-2006 гг. Вопросу изучения трещиноватости на последних конференциях SEG и EAGE посвящено до 15% от общего числа докладов, что указывает на возрастающий интерес геологов-нефтяников к данной тематике в связи с повсеместным получением крупных притоков нефти в зонах повышенной трещиноватости.

В настоящее время в связи с сокращением фонда крупных антиклинальных структур особое внимание уделяется сложно построенным геологическим объектам, связанным с неантиклинальными и комбинированными залежами. Для исследования таких залежей применяются методики пространственной сейсморазведки. При этом для обнаружения и изучения зон трещиноватости используется как анализ традиционных параметров отражённых сейсмических волн (скорости, амплитуды, затухания, спектра и т.п.), так и новых - анизотропные изменения скорости, амплитуды и спектра, показатель когерентности, расщепление поперечной волны и другие показатели, оценка которых осуществляется на основе методических приемов и способов, специально разработанных в течение последнего десятилетия. Принимая во внимание некоторые положительные результаты использования этих методов для изучения трещиноватости, отмечаются объективные трудности их применения из-за наличия многих факторов, затрудняющих получение однозначных результатов (в случае AVO, AVOA, AVAZ анализа). При рассмотрении вопроса изучения трещиноватости с помощью коге-рент-анализа особо обращается внимание на то, что использовать какую-либо сейсмоакустическую технологию, не уточняя тип трещиноватости, не имеет смысла. В геосреде трещиноватость бывает двух основных типов: открытая и закрытая. Данная классификация трещиноватости по ее основным типам чрезвычайно важна для геологов-нефтяников, так как в зависимости от типа трещиноватость кардинально меняет обстановку на месторождении. Нарушения же сплошности среды, выделяемые с помощью когерентного анализа, могут содержать как открытую, так и закрытую трещиноватость.

В то же время результаты экспериментальных исследований по возможности использования затухания для изучения трещиноватости указали на высокую перспективность использования сейсмических рассеянных волн для изучения пространственного распреде-

ления открытой трещиноватости, так как энергия рассеянных волн по своей природе однозначно определяется интенсивностью открытой трещиноватости. Именно с использованием рассеянных волн, а также волн микросейсмической эмиссии, являющихся индикатором изменения открытой трещиноватости, связаны основные результаты, представленные в данной работе. Показана высокая перспективность использования пассивной сейсмической локации, осуществляющей ЗЭ-обзор нижнего полупространства площадной системой приема (апертурой приема - АП), установленной на дневной поверхности для позиционирования очагов сейсмической эмиссии в режиме мониторинга при решении различных прикладных задач на этапе разработки, в том числе для контроля трещинообразования в процессе гидроразрыва пласта (ГРП).

Глава 2. Физические и методические основы изучения трещиноватости геологических сред с использованием сейсмических волн рассеяния и эмиссии.

Данная глава состоит из двух разделов, посвященных рассмотрению принципов наблюдения и обработки с использованием рассеянных и эмиссионных сейсмических волн. В начале каждого раздела кратко излагаются основные результаты теоретического описания распространения сейсмических волн рассеяния и эмиссии для моделей случайно-неоднородной трещиноватой среды с иерархически блочным строением. Далее, основное внимание уделяется описанию технологических принципов экспериментальных методов, с помощью которых получены результаты настоящей работы. Рассмотрены вопросы выбора параметров наблюдения таких, как схемы апертуры приема и излучения, ее размеры, количество пунктов приема (ПП) в апертуре, количество геофонов в группе и тип их группирования и т.д. Сформулированы методические требования при выполнении полевых наблюдений. Описана последовательность обработки данных, рассмотрен принцип фокусирующего преобразования волнового поля С.И. Шлёнкина (ФПШ), применяемого в данных технологиях. Приведены результаты экспериментальных исследований СЛБО на эталонных объектах. Отмечены технологические отличия пассивного сейсмического мониторинга, в котором непрерывно выполняются наблюдения и обработка для оперативного предоставления результатов в реальном или квазиреальном времени.

Классификация иеодиородностей, на которых образуются рассеянные волны осуществляется по их волновому сопротивлению, определяемому как p-v, где р - плотность среды и у— скорость распространения упругой волны в среде. В геологической среде наиболее контрастное волновое сопротивление имеют полости открытых трещин, заполненные газом или жидкостью, т.к.

А'И- <Рж'Уж «Рк'Ук где индексы г, ж и к соответствуют газу, жидкости и каменному материалу. Поэтому энергия сейсмической рассеянной волны характеризует, в основном, открытую трещиноватость, полости которой не «залечены» каменным материалом. Подтверждением этого вывода являются результаты экспериментальных лабораторных исследований и исследований in situ.

При соблюдении методических требований к наблюдениям (обзор площади с нескольких ортогонально расположенных однотипных локаторов) и обработке (учет расхождения фронта волны и изменение единичного объема) энергия рассеянной волны линейно зависит от интенсивности открытой трещиноватости в единичном объеме. Параметр «интенсивность открытой трещиноватости» характеризует произведение количества трещин (и) и среднего сечения обратного рассеяния (сгв) и более всего, в геологическом смысле, соответствует трещинной пористости.

В качестве основных результатов теоретического описания распространения рассеянных волн в трещиноватых средах рассмотрены: - выражение для полного поля деформаций, включающее поле, рассеянное от независимых включений а также поле, обусловленное парной корреляцией включений; - отношение полной интенсивности волны, рассеянной на сферической полости, J к интенсивности падающей продольной волны ./q (полное сечение рассеяния в борновском приближении); - выражение для затухания (удельной диссипативной функции Q~l), обусловленного трансформацией обычной продольной или поперечной волны в медленную волну Био; - выражение для статистической структуры порот-рещиноватой среды - полная энергия сигнала, отраженного от регулярных неоднородностей и рассеянного на нерегулярных неодно-родностях, приходящего в точку приема.

Выполненные экспериментальные исследования СЛБО на эталонных объектах показали, во-первых, возможность использова-

ния рассеянных волн и технолого-методических основ, применяемых в СЛБО для изучения пространственного распределения открытой трещиноватости пород в геологической среде, и, во-вторых, высокую достоверность и приемлемую точность (для сейсмических исследований) результатов изучения пространственно-временного распределения трещиноватости.

Для эмиссионных сейсмических волн рассмотрена динамическая модель среды с сейсоакустической активностью. В данной модели предполагается, что земная кора является открытой термодинамической системой с иерархически блочным строением и находится в напряжённом состоянии под действием внешних и внутренних сил. Распределение напряжений зависит не только от действующих нагрузок, но и от степени неоднородности, трещиноватости пород, насыщенности флюидами. Изменение напряженного состояния пород вызывает их деформацию, приводит к перестройке в контактных поверхностях, в системе трещин, к появлению новых дефектов, что сопровождается сейсмической эмиссией (САЭ). Выражение для сейсмоакустической эмиссии описывает два противоположных процесса: разрыв связей и их восстановление. Для оценки интенсивности САЭ в зависимости от структуры, свойств пород и действующих напряжений приводится выражение из кинетической теории прочности твёрдых тел. Рассмотренная модель может учитывать не только неоднородное распределение напряжений, но и влияние флюидов, которые часто понижают поверхностную энергию возникающих дефектов, тем самым, уменьшая прочность связей стг.

При рассмотрении вопроса технологических принципов определены основные методические требования при выполнении полевых наблюдений в пассивном режиме регистрации, описано обоснование выбора особых параметров обработки непрерывно поступающей сейсмической информации: длительности дискретного интервала обработки, шага дискретизации записи, дискретности изучения площади, квантования уровней очагов СЭ, времени задержки представления результатов. На основном этапе обработка поступающей сейсмической информации проводится на основе фокусирующего преобразования СВП. Результаты фокусирования СВП, соответствующего дискретному интервалу времени обработки, например 10 с, визуализируются в виде текущего и/или накопленного (от начала наблюдения) распределения очагов сейсмической эмиссии с

квантованием их интенсивности. После визуализации результатов процедура фокусирующего преобразования (ФП) полностью повторяется для следующего интервала регистрации СВП. Таким образом, процесс обработки непрерывно продолжается по замкнутому циклу.

Глава 3. Общий характер пространственного (ЗБ) изменения поля трещиноватости.

Изучение пространственно-временного распределения трещиноватости геосреды по данным СЛБО проводилось на основе анализа многочисленных результатов, полученных при выполнении опытно-экспериментальных и производственных работ методом СЛБО в различных нефтегазоносных районах России (от о-ва Сахалин на востоке до Архангельской области и Ставрополья на западе), а также за рубежом. Был выделен и изучен ряд эффектов, которые влияют на распределение открытой трещиноватости в геологической среде, и проведена их систематизация.

Формирование поля открытой трещиноватости в геосреде происходит под влиянием многих факторов, которые взаимодействуя между собой образуют поле «детерминированного хаоса». В общей картине пространственного (ЗЦ) изменения поля трещиноватости отмечается, с одной стороны, случайный характер распределения аномальных зон трещиноватости, а с другой стороны - определенная упорядоченность их развития, простирания и т.д. Главными факторами, определяющими эту картину, являются:

различия физико-механических свойств пород (литологический фактор);

сопряженность зон уплотнения и разуплотнения (дилатацион-ный фактор);

возрастание горного давления с глубиной (горногравитационный фактор);

горизонтальные и вертикальные усилия от очагов тектонического напряжения (тектонический фактор). Проведённый в работе анализ позволяет отметить следующие важные моменты.

Угол наклона трещин в породах при их естественном залегании определяется векторами сжимающих усилий, действующих в вертикальном и горизонтальном направлениях. В зависимости от величин векторов вертикального и горизонтального напряжений система трещиноватости может развиваться в вертикальном, суб-

вертикальном, субгоризонтальном и горизонтальном направлениях. Оценки возможной ориентации открытой трещиноватости в вертикальных разрезах объектов исследования, находящихся в относительно спокойных тектонических условиях, показывают, что основным направлением полостей открытых трещин в сухих породах является субвертикальное в пределах углов падения от ~85° до ~60°, а в насыщенных флюидом коллекторах трещиноватость, в основном, должна быть вертикальной.

Азимутальная ориентировка трещин зависит от направления и величины горизонтальных векторов напряжения стх и сту. Главной причиной различной ориентации трещиноватости пород является присутствие разных систем напряжения, действующих на исследуемую геосреду в одно и то же время, из различных региональных источников тектонических движений и различных локальных очагов напряжения. Поэтому общую классификацию систем напряжения, определяющих азимутальную ориентировку трещин, можно определить как региональную и локальную. Основные направления развития региональной трещиноватости определяют две взаимно-перпендикулярные системы: диагональная (северовосточное и северо-западное направления с ориентировкой ~315° и -45°) и ортогональная (меридионально-широтная). Локальные системы напряжения формируются существующей геодинамической обстановкой в районе исследования и наличием локальных очагов концентрации напряженного состояния геосреды. Рассмотрен пример определения местоположения очагов тектонического напряжения по горизонтальному срезу осреднённого 3-мерного поля открытой трещиноватости и азимутальной роз-диаграмме трещиноватости. Приведён анализ роз-диаграмм, полученных по результатам работ в скв. 1212 (Волго-Уральская НГП. Республика Татарстан), позволяющий определять основные направления горизонтальных усилий в различных глубинных интервалах.

Влияние физико-механических свойств пород на распределение трещиноватости определяется различием текстуры и литоло-гического состава пород осадочного чехла и фундамента в силу различных условий их генезиса. Особый интерес представляют свойства пород, определяющие их сопротивление к нарушению сплошности под действием внешних нагрузок. При этом образующаяся трещиноватость возникает как на стадии упругих деформаций - до достижения предела текучести, так и пластических деформаций - за

пределами характерной точки графика напряженно-деформированного состояния пород. Таким образом, в этих случаях имеют место процессы, связанные с хрупкостью или вязкостью пород. В разрезе осадочного чехла более хрупкие породы будут выделяться как интервалы или зоны повышенной трещиноватости, имеющие латеральное распространение, соответствующее залеганию этих пород. Приведён пример выявления линейной транзитной зоны трещиноватости в интервале карбонатных отложений на Песчаной площади Оренбургской области. Отчётливо видно, что аномальные зоны повышенной трещиноватости выделяются именно в карбонатном литотипе. В то же время залегающие выше соли ввиду их пластичности и нижележащие породы фундамента, обладающие большей плотностью, на разрезе открытой трещиноватости характеризуются пониженными значениями. Цитологическая расчлененность разреза является общим фоном или детерминированной составляющей поля трещиноватости.

Влияние горного давления и гравитации определяет увеличение трещиноватости с глубиной в осадочном чехле. На фоне общего увеличения отмечается наличие отдельных аномалий трещиноватости, приуроченных к различным литотипам пород, существенно различающихся по физико-механическим свойствам. Для кристаллического фундамента это влияние определяет более сложные зависимости изменения трещиноватости с глубиной. Анализ изменения осредненного (по площади) индекса открытой трещиноватости проводился по результатам обработки материалов СЛБО, полученных в различных регионах России (Татарстан, Тимано-Печорская провинция, Восточная и Западная Сибирь, Сахалин, Поволжье и др.). Отмеченное увеличение трещиноватости в осадочном чехле происходит с разными градиентами, смена которых, как правило, приурочена к границам стратиграфических систем. Данная особенность продемонстрирована в работе на графиках трещиноватости для объектов исследования из разных районов, на которых видно, что представленные результаты соответствуют геологическим данным по стратиграфической разбивке разреза исследуемого объема геосреды. Приведены также результаты исследований по возможности определения трещиноватости глубокозалегающих резервуаров в условиях соляно-купольной тектоники на трёх площадях: Восточно-Песчаной, Вершиновской и Чиликсайской. Сопоставление информации о распределении трещиноватости с глубиной

с данными бурения и испытания нескольких скважин для этих площадей показало успешность прогноза относительно условий бурения скважин и аварийных ситуаций по диаграммам трещиноватости.

Влияние дилатансии на неравномерное распределение трещиноватости в геологической среде связано с тем, что в процессе неравномерного 3-осного сжатия пород, начиная с некоторого момента длительного нагружения, наблюдается процесс, характеризующийся увеличением деформируемого объема горной породы за счет увеличения объема вновь образуемых трещин. Эффект вертикальной дилатансии хорошо заметен на графиках изменения трещиноватости с глубиной, рассмотренных выше, где синусоидальное изменение трещиноватости, обусловленное дилатансией, выделяется достаточно наглядно в интервале от -3500 м до -4200 м. (Средне-Макарихинское месторождение. Республика Коми).

Тектонофизические модели отображают закономерности неравномерного распределения полей напряжений и деформаций в геосреде или неравномерность напряженно-деформированного состояния геосреды, которое, в свою очередь, определяет неравномерность поля трещиноватости в геосреде. Данные модели используются для оценки степени достоверности поля распределения трещиноватости в исследуемом объеме геосреды на основе сопоставления с имеющейся информацией о литологической характеристике разреза и о существующей деформации в осадочном чехле, а также источниках и очагах напряжения, сформировавших эту деформацию.

Влияние тектонических вертикальных движений на распределение трещиноватости рассмотрены на вертикальном разрезе тектонофизической модели деформации поперечного сжатия. Представлен пример вертикального распределения трещиноватости на антиклинальной складке, на котором наглядно выделяется основная система трещиноватости, которая образовалась при формировании антиклинальной складки за счет вертикального подъема «штампа». Отмечается характерное наличие У-образной формы линейных зон, ортогонально секущих крылья складки, и локальной аномалии в своде складки. При этом для слоистой среды линейные субвертикальные зоны на крыльях имеют сквозной характер развития, проходя через литолого-стратиграфические комплексы. Рассмотрен также пример оценки типа деформации и рекомендации по целенаправленному заложению поисковой скважины в условиях соляно-купольной тектоники на Вершиновской площади на основе сопос-

тавления разрезов трещиноватости с тектонофизическими моделями.

Влияние тектонических горизонтальных сжимающих усилий на распределение трещиноватости представлено тектонофи-зической моделью деформации типа надвига. Для распределения поля напряжения здесь характерно формирование зоны максимального касательного напряжения на участке крутого склона складки с интенсивной субвертикальной трещиноватостью, которая представлена преимущественно трещинами скола. Другой особенностью является развитие на участке пологого склона в подошве складки зоны высокой трещиноватости прогнутой флексурообразной формы. Рассмотрен пример распределения трещиноватости, характерного для деформации типа надвига и полученного по данным СЛБО на одном из месторождений в Тимано-Печорской провинции. Характерной особенностью поля трещиноватости на вертикальном разрезе является «слоистая» структура большинства субвертикальных зон, т.е. они состоят из отдельных субгоризонтальных зон, залегающих друг под другом. Основной причиной субгоризонтального развития трещиноватости является действие горизонтальных тектонических усилий, которые на отдельных участках площади превышают горное давление.

Влияние тектонических горизонтальных растягивающих усилий на распределение трещиноватости наиболее заметно в бортовых зонах прогибов и впадин, где за счет прогибания глубокоза-легающих толщ образуются на бортах синеклиз растягивающие усилия, приводящие к деформациям типа сброса. Показана текто-нофизическая модель этого процесса. Для данной геодинамической ситуации характерно образование веерообразно (снизу вверх) расходящихся субвертикальных зон интенсивной трещиноватости за счет растягивающих усилий, способствующих формированию, в основном, трещин отрыва с высокой раскрытостью. Пример распределения трещиноватости при сбросовой деформации приведен по результатам работ СЛБО в Предуральском прогибе на Корниловско-Ушкунской структурах, имеющих унаследованное строение девон-ско-каменноугольной осадочной толщи. Эти структурные зоны на крыльевых участках выделяются линейно-вытянутыми аномалиями трещиноватости ортогонально склонам структур. Максимальная трещиноватость субвертикальной зоны блоков в южном направле-

нии указывает на то, что между блоками существует растягивающее усилие, обусловленное разными градиентами движения.

Рассмотрен пример оценки геодинамической обстановки на Вершиновской площади. Используя закономерности распределения трещиноватости под влиянием различных компонент, можно расчленить общее поле на составляющие, образованные этими компонентами. Представлены осредненные разрезы по исходной матрице значений трещиноватости и по разности матриц исходных и средних по литолого-стратиграфическим комплексам (ЛСК) значений трещиноватости. Подобное вычитание позволяет исключить влияние литологического, гравитационного и вертикального дилатаци-онного факторов на распределение трещиноватости в общем суммарном поле и более отчетливо выделить влияние тектонического фактора. После вычитания отмечается существенное изменение структуры поля трещиноватости, более выразительно выделяются системы трещиноватости, связанные с очагами тектонических напряжений.

Глава 4. Временное изменение открытой трещиноватости.

Временное изменение открытой трещиноватости пород является одним из важных динамических свойств геосреды. Широко известным индикатором этого изменения в геосреде является сейс-моакустическая эмиссия, которая постоянно существует во времени. Постоянно меняющееся во времени пространственное распределение трещиноватости обусловлено изменением напряженно-деформированного состояния (НДС) геосреды. Это изменение НДС естественно залегающих горных пород постоянно происходит не только в геологическом, но и в реальном масштабах времени.

Перераспределения трещиноватости в геологической среде земной коры могут происходить не только в результате глобальных и региональных тектонических изменений, но и за счет, во-первых, незначительного изменения векторов напряжения и, во-вторых, при распространении в геосреде упругих волн, имеющих фазу растяжения, которая более всего провоцирует трещинообразование. В этом случае существует достаточно большой перечень естественных и техногенных явлений, которые могут влиять на изменение напряжения в геосреде или излучать упругие волны. Например, изменение напряжения в геосреде может происходить за счет таких естественных факторов, как твердотельные лунно-солнечные приливы и т.п., или техногенных факторов, таких как изменение уровня воды в ис-

кусственных водохранилищах, изменение пластового давления при закачке воды и добыче флюида и т.п.

Для изучения изменения трещиноватости под действием твёрдотельных лунно-солнечных приливов нами были выполнены экспериментальные исследования с использованием технологий СЛБО и СЛОЭ на месторождениях в Западной Сибири, Татарстане, Оренбургской области и других регионах РФ.

Влияние твёрдотельных лунно-солнечных приливов на активность сейсмической эмиссии и эффективность ГТМ было оценено в процессе длительного сейсмического мониторинга на Росташинском месторождении по технологии СЛОЭ. Месторождение многопластовое с преимущественно терригенным коллектором, залегающим на глубинах 4200-...4400 м. По результатам экспериментальных исследований отмечается различие активности СЭ в западной и восточной частях, что обусловлено разными физико-механическими свойствами коллектора: в западной части с повышенным содержанием глин, в восточной - с пониженным содержанием глин в продуктивной толще. По результатам обработки 10-секундных интервалов наблюдения построен график активности СЭ. При этом максимумы изменения поля открытой трещиноватости (активности СЭ) приходятся на максимумы производной по времени изменения силы тяжести на площади месторождения. По графику можно отметить, что изменения активности СЭ составляет до 3 раз. Было установлено, что процесс изменения активности сейсмической эмиссии имеет спектр, подобный спектру приливных вариаций силы тяжести. Основные гармоники спектра - суточный и полусуточный максимумы - наблюдаются на частотах приливных вариаций силы тяжести. Это является убедительным доказательством того, что на активность сейсмической эмиссии основное влияние оказывают изменения силы тяжести. Прикладное значение эффекта влияния твердотельных приливов на изменение трещиноватости геосреды и, в частности, продуктивной толщи заключается в необходимости его учета и использования при выполнении мероприятий на месторождении с целью увеличения притока флюида. Это относится, главным образом, к мероприятиям типа ГРП, перфорации, очистки присква-жинной зоны и т.п., которые целесообразно проводить в периоды максимальной активности естественного раскрытия трещин. Необходимо соблюдать динамическое согласование техногенных воздействий на пласт с естественным режимом изменения трещинова-

тости (фазами уплотнения и разуплотнения). Это особенно следует учитывать для больших глубин (более ~ 4 км), где роль трещиновато сти при добыче флюидов значительно возрастает.

Отмечено также влияние твёрдотельных лунно-солнечных приливов на изменение направления движения воды от нагнетательных скважин на основе длительного мониторинга СЭ (в течение 353 часов с 09 по 30 сентября 2005 г). В отдельные периоды мониторинга эти направления разнонаправленного движения воды наглядно проявляются. Так, например, влияние твердотельного прилива, связанного с переходом Луны из надира в зенит проявляется в уплотнении линейных зон трещиноватости и исчезновении хорошо проницаемого канала перетока воды за пределы залежи, проявлявшихся ранее (при переходе Луны из зенита в надир). Северо-западнее скв. 919 периодически возникает локальная аномалия увеличения активности СЭ, которая отражает внедрение воды в пласт к добывающим скважинам 874 и 918 во время прилива. Именно этот период работы нагнетательной скв.919 можно считать эффективным и полезным. Таким образом, по результатам мониторинга установлено достаточно чётко «переключение» направления движения потока воды - «триггерный эффект», обусловленный различными фазами твёрдотельных лунно-солнечных приливов. Этот эффект необходимо учитывать при текущей разработке месторождений.

Оперативность выполнения наблюдений СЛБО на площади 10-15 кв. км составляет от 2,5 до ~8 часов, что позволяет использовать данный метод в режиме мониторинга для изучения временных изменений трещиноватости в геосреде на основе технологии 4-D. Эта технология была неоднократно реализована при выполнении исследований СЛБО в Республике Татарстан (на Ромашкинском, Бавлинском, Ново-Елховском и других месторождениях), Западной Сибири (Ермаковское и Рогожниковское месторождения), Оренбургской области (Оренбургское НТК месторождение) и в Грозном (на Старогрозненском месторождении). К настоящему времени комплексные исследования в режиме мониторинга выполнены на 12-ти площадях с размерами от 10 до 20 кв. км каждая. Рассмотрены результаты мониторинга трещиноватости геосреды на основе режимных наблюдений СЛБО при изучении влияния естественных факторов на изменение трещиноватости геосреды во времени.

Первый участок экспериментального исследования СЛБО располагался в центральной части Ново-Елховского месторождения

Ромашкинского нефтегазоносного района РТ. Восточнее скв. 20009 (на ~ 4,5 км) находится Алтунино-Шунакский разлом, который имеет меридиональное направление и разделяет Альметьевский и Ак-таш-Новоелховский блоки фундамента. Скв. 20009 забурена в марте 1988 г. в рамках Программы изучения недр Татарстана, включающей изучение крупных раннедокембрийских структурно-вещественных комплексов и рифей-вендских отложений. В качестве важнейшей задачи выдвинута проблема обнаружения в КФ горизонтов или зон, способных аккумулировать углеводороды. Анализ изменения трещиноватости во времени на данном материале позволяет отметить следующее.

1. На горизонтальных срезах и вертикальных разрезах местоположение зон аномально высокой трещиноватости, практически, не меняется. В основном происходит изменение их интенсивности или «перетоки» трещиноватости в пределах зоны.

2. На графиках изменение осредненных по площади значений трещиноватости с глубиной при их сопоставлении выделяются интервалы относительно стабильного уплотнения и разуплотнения, например, в интервале -2800 + -5000 м и относительно высокой изменчивости трещиноватости. Последние наиболее заметны на больших глубинах (ниже 8 км).

3. До глубины ~ - 3,6 км наблюдается увеличение трещиноватости во время прилива, когда Луна находится в зените над объектом из-за горизонтальных усилий близко расположенного Алтунино-Шунакского разлома меридионального направления. Ниже глубины 3,6 км КФ характеризуется резко знаковым изменением трещиноватости и увеличением трещиноватости при положениях Луны как в надире, так и в зените, относительно объекта наблюдения. Причем, если во время приливов в зените отмечается относительно равномерное изменение трещиноватости на различных интервалах до глубины ~ 10,5 км, то при положении Луны в надире наблюдается заметное увеличение интенсивности трещиноватости с глубиной, начиная с отметки —4,2 км.

Показано соответствие общего характера изменения трещиноватости во времени результатам независимых исследований по статистике землетрясений и регистрации геоакустических шумов (ГАШ) трехкомпонентным акустическим прибором. Важным фактором достоверности полученных данных СЛБО, по нашему мнению, является высокая степень сходства картин трещиноватости (по верти-

кальным разрезам и горизонтальным срезам), полученных в разное время при идентичных условиях наблюдения и обработки.

Второй участок экспериментального исследования располагался на Рогожниковском месторождении, которое находится в Красноленском нефтегазоносном районе в Западной Сибири. Здесь наблюдалось заметное увеличение субвертикальной трещиновато-сти во всем глубинном интервале исследования (до 5 км) при положении Луны в надире за счет увеличения вертикального вектора напряжения. Отличие этого явления от наблюдаемого нами на Ново-Елховском месторождении обусловлено отсутствием на Рогожни-ковской площади заметных горизонтальных усилий, так как все подвижки блоков фундамента были связаны с субвертикальными движениями. Геологический разрез Рогожниковской площади представлен породами фундамента (эффузивный комплекс) и осадочного чехла в составе мезозойских (юрских и меловых) и кайнозойских (палеоген) отложений. Анализ представленных картин распределения трещиноватости позволяет отметить следующее.

Во-первых, увеличение интенсивности трещиноватости и развитие зон аномально высокой трещиноватости происходит, в основном, в линейно ориентированном направлении, что указывает на активизацию зон разрывных нарушений, имеющих, как правило, линейные формы. Часть этих зон на горизонтальных срезах совпадает с линиями разрывных нарушений, выявленных по данным сейсморазведки М0ГТ-20.

Во-вторых, несмотря на качественные изменения интенсивности трещиноватости местоположение максимумов и минимумов локальных аномалий, представленных на одноименных горизонтальных срезах и вертикальных разрезах, сохраняется для разновременных наблюдений, выполненных в идентичных условиях и обработанных с идентичными параметрами. Отмеченные факты позволяют сделать вывод, что полученные данные о временных изменениях трещиноватости геосреды обусловлены только твердотельными приливами и динамика этих изменений соответствует тектоно-физическим представлениям.

Анализ результатов мониторинга поля трещиноватости геосреды позволяет сформулировать общие выводы о временном изменении макроструктуры трещиноватости осадочного чехла и кристаллического фундамента: 1) временные изменения макроструктуры трещиноватости происходят постоянно; 2) они проявляются в

виде изменения интенсивности и размеров отдельных зон аномальной трещиноватости и их пространственном смещении; 3) наблюдается явление «перетока трещиноватости» из одной локальной зоны в другую; 4) изменение трещиноватости во времени имеет общий колебательный характер; 5) временной диапазон изменений достаточно широк - от мгновенных изменений при разрядке очага напряжения («миниземлетрясений») до многосуточных изменений (в пределах времени мониторинга).

Результаты изучения пространственно-временных изменений трещиноватости на нефтяных месторождениях подтверждают, что закачка упругой энергии (сейсмоакустической, вибросейсмической и др.) и флюида (циклическое заводнение, гидроразрыв) в пласт приводят к перераспределению трещиноватости в геосреде и изменению доминирующего направления трещин. Поскольку трещино-ватость существенно влияет на проницаемость нефтенасыщенных коллекторов, то ее перераспределение способствует более полной выработке запасов. Искусственный гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из эффективных мероприятий, выполняемых на разрабатываемых нефтяных месторождениях для увеличения темпов отбора нефти и более полной выработки запасов. Однако результаты применения ГРП зачастую непредсказуемы в смысле достоверного прогноза направления и удаления развития трещиноватости от скважины и весьма актуальным является контроль этого процесса в реальном времени для оперативного предотвращения его негативных последствий.

Представлены примеры реализации технологии контроля трещинообразования в процессе ГРП на основе использования волн сейсмической эмиссии по результатам мониторинга в нагнетательных скважинах на нефтяном месторождении в Оренбургской области.

В первом примере ГРП в скв. 1 характеризуется оптимальным направлением развития трещиноватости - в сторону добывающих скважин от нагнетательной скв. 1. Анализ положения очагов эмиссии и их интенсивности наглядно показывает динамику процессов трещинообразования. Чётко выделяется момент проникновения проппанта в пласт, который сопровождается активным трещи-нообразованием. По мере проникновения больших объемов проппанта в пласт зона трещиноватости удлиняется. Сопоставление результатов выделения зоны техногенной трещиноватости от ГРП с

данными активных наблюдений по технологии СЛБО до и после ГРП с последующим определением разности «после-до» показало хорошее соответствие, что указывает на высокую степень достоверности результатов изучения техногенной трещиноватости от ГРП как в активном (СЛБО), так и пассивном (СЛОЭ) режимах наблюдения.

Во втором примере ГРП в скв. 2 характеризуется неоптимальным направлением развития трещиноватости - в водоносную часть пласта (за контуром залежи). Последующая (после ГРП) закачка воды в данную скважину не приводила к изменению дебетов добывающих скважин, находящихся в северо-восточном, северном и восточном направлениях от нагнетательной скв. 2.

В третьем примере мониторинга не удалось, как в предыдущих примерах выделить зону техногенной трещиноватости при проведении ГРП в скв. 3. Картина распределения очагов эмиссии на площади носила случайный характер, что особенно заметно на итоговом результате (по сумме позиционирования очагов СЭ). В результате тщательного рассмотрения данного случая было установлено, что при проведении минифрака произошел разрыв колонны, поэтому гидроразрыва пласта не произошло, хотя средства контроля, которыми располагала бригада ГРП (изменение давления в нагнетающей системе, количество закачанного проппанта и др.), показали «реализацию разрыва пласта».

Таким образом, представленные примеры мониторинга ГРП позволяют считать, что на основе регистрации СЭ и позиционирования их очагов по технологии СЛОЭ реализована возможность оперативного контроля возникновения техногенной трещиноватости, определения направления и удаления развития трещинообразо-вания в процессе ГРП по наземным наблюдениям.

Выводы.

• различия физико-механических свойств горных пород (литоло-гический фактор);

• сопряженность зон уплотнения и разуплотнения (дилатацион-ный фактор);

• возрастание горного давления с глубиной (горногравитационный фактор);

• горизонтальные и вертикальные усилия от очагов тектонического напряжения (тектонический фактор).

Проведённый в данной работе анализ позволяет отметить следующие важные моменты.

1. Цитологическая расчлененность разреза является общим фоном или детерминированной составляющей поля трещиновато-сти. Изучение влияния физико-механических свойств горных пород на распределение трещиноватости показывает, что в разрезе осадочного чехла более хрупкие породы будут выделяться как интервалы или зоны повышенной трещиноватости, имеющие латеральное распространение, соответствующее залеганию этих пород. Изучение влияния горного давления и гравитации показывает, что повсеместно в осадочном чехле наблюдается увеличение трещиноватости с глубиной, и это увеличение происходит с разными градиентами, смена которых, как правило, приурочена к границам стратиграфических систем. В геосреде благодаря влиянию дилатансии относительно интенсивные зоны трещиноватости сопряжены с относительно интенсивными зонами уплотнения. Основные закономерности распределения трещиноватости в напряженно-деформированной геосреде показаны на тектонофизических моделях.

2. Временное изменение открытой трещиноватости пород является одним из важных динамических свойств геосреды. Широко известным индикатором этого изменения в геосреде является сейс-моакустическая эмиссия, которая постоянно существует во времени. По результатам изучения влияния твёрдотельных приливов на активность сейсмической эмиссии в процессе длительного сейсмического мониторинга на Росташинском месторождении по технологии СЛОЭ установлена периодичность изменения интенсивности открытой трещиноватости, согласно которой максимумы трещиноватости приходятся на максимумы производной по времени изменения силы тяжести на площади месторождения. Прикладное значение эффекта влияния твердотельных приливов на изменение трещиноватости заключается в необходимости его учета и использования при выполнении мероприятий типа ГРП, перфорации, которые целесообразно проводить в периоды максимальной активно-

сти естественного раскрытия трещин. По результатам мониторинга также достаточно чётко установлено «переключение» направления движения потока воды от нагнетательных скважин, обусловленное различными фазами твёрдотельных лунно-солнечных приливов. Этот эффект необходимо учитывать при текущей разработке месторождений.

3. В общем случае изменения 40 поля трещиноватости во время приливов и отливов обусловлены взаимодействием основных векторов напряжения на изучаемой площади - вертикального, включающего усилия горного давления и гравитационного притяжения, и субгоризонтального - тектонической природы. Результаты экспериментальных исследований по мониторингу трещиноватости геосреды на Рогожниковском месторождении (Западная Сибирь) выявили, что при отсутствии на площади исследования заметных горизонтальных усилий трещиноватость увеличивается при положении Луны в надире за счет увеличения вертикального вектора напряжения. Заметное увеличение субвертикальной трещиноватости наблюдалось во всем глубинном интервале исследования (до 5 км). Временные изменения макроструктуры трещиноватости проявляются в виде изменения интенсивности и размеров отдельных зон аномальной трещиноватости и их пространственном смещении. Наблюдается явление «перетока трещиноватости» из одной локальной зоны в другую. Изменение трещиноватости во времени имеет общий колебательный характер.

4. Результаты исследований техногенного изменения трещиноватости показаны в эксперименте по изучению азимутального направления ГРП в реальном времени по технологии СЛОЭ на месторождениях в Оренбургской области. На основе регистрации СЭ и позиционирования их очагов реализована возможность оперативного контроля возникновения техногенной трещиноватости в реальном времени, определения направления и удаления развития трещи-нообразования в процессе ГРП. Достоверность полученных результатов подтверждена данными других независимых исследований (по технологии СЛБО) и анализа работы соседних добывающих скважин. По нашему мнению, это новое направление исследований является весьма перспективным с точки зрения повышения эффективности разработки нефтяных месторождений.

Заключение.

В работе получены следующие основные результаты. На основе системного анализа данных экспериментальных исследований СЛБО и СЛОЭ на различных нефтегазовых месторождениях в РФ:

• изучены факторы, определяющие общий характер пространственного (ЗБ) распределения поля трещиноватости геологической среды;

• изучена динамика естественных изменений открытой трещиноватости пород нефтегазовых резервуаров под влиянием лунно-солнечных приливов в режиме мониторинга (4Б) в экспериментальных исследованиях с использованием рассеянных и эмиссионных сейсмических волн;

• реализована возможность оперативного контроля в реальном времени изменения техногенной трещиноватости - азимутального направления ГРП по наземным наблюдениям.

Рассмотрены результаты практического использования найденных закономерностей для решения геологических задач поисковой стадии и увеличения эффективности ГТМ на промысле.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. И.А.Чиркин, А.С. Жуков, А.В. Волков (2003), Пространственно-временные изменения трещиноватости в кристаллическом фундаменте по данным СЛБО. EAGE-SEG-EArO Москва, Международная геофизическая конференция. (Тезисы докладов).

2. Ю.А. Курьянов, И.С. Файзуллин, И.А. Чиркин, А.С. Жуков (2003), Возможность контроля процесса трещинообразования в реальном времени (на примере ГРП) . EAGE-SEG-EATO (Тезисы докладов).

3. O.L. Kouznetsov, I.A. Tchirkine, I.S. Faizulline, A.S. Zhukov. Regularities of time-spatial variation of fracturing in petroleum basins from SVSL data (2004) 66-th EAGE Annual Conference, Paris , Expanded Abstracts.

4. S.I. Ivanov, S.M. Karnaukhov, I.A. Chirkin, A.S. Zhukov (2005) Study of fracturing of deep subsalt reservoirs (margin of Caspian basin) by SVSL method) 67-th EAGE Annual Conference, Madrid.

5. O.L. Kuznetsov, I.A. Chirkin, A.S. Zhukov*, A.V. Volkov (2006) Seismic monitoring the variations of open fracturing of reservoir rocks due to lunisolar tides 68-th EAGE Annual Conference, Vienna.

6. И.А.Чиркин, A.C. Жуков, P.X. Муслимов. Изучение трещинова-тости в кристаллическом фундаменте для поиска залежей углеводородного сырья. «Геология нефти и газа», М., 2005 г.

7. И.А.Чиркин, А.С. Жуков, Б.Ю.Мельчук (2004), Псевдокаротаж по трещиноватости по данным сейсмолокации бокового обзора. Санкт-Петербург, Научно-практическая конференция «Ядерная геофизика-2004» . (Тезисы докладов).

8. O.JI. Кузнецов, И.А. Чиркин, С.Л. Арутюнов, А.С. Жуков, А.В. Волков (2006) Новые эффекты в геофизике. Москва, РГГРУ, Международная геологическая конференция. (Тезисы докладов).

9. O.L. Kouznetsov, I.A. Tchirkine, B.Y. Meltchouk, A.S. Zhukov (2006) Seismic location of emissionj centers - a new technology for monitoring the production of hydrocarbons. EAGE-SEG-EArO Saint Petersburg , Expanded Abstracts.

10. O.L. Kouznetsov, G.V. Rogotskiy, I.A. Tchirkine, A.S. Zhukov (2006) Seismo-acoustic control system for adaptive drilling. EAGE-SEG-БАГО Saint Petersburg, Expanded Abstracts.

11. О.Л. Кузнецов, И.А. Чиркин, и др. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред. ВНИИгеосистем, 2004 (раздел 4.2.4. Жуков А.С., соавтор Волков А.В.).

12. О.Л. Кузнецов, И.А. Чиркин, А.С. Жуков, А.В. Волков. Влияние лунно-солнечных приливов на изменение открытой трещиноватости нефтегазовых резервуаров и прикладное значение этого эффекта. «Геоинформатика», №10, М., 2006г.

Подписано в печать 12.12.2006 г. Заказ 35. Тираж 100 экз. 117105, Москва, Варшавское шоссе, 8, ВНИИгеосистем

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Жуков, Андрей Сергеевич

Введение

Глава 1. Современное состояние экспериментальных исследований по изучению трещиноватости геологической среды сейсмическими методами . . .[

1.1. Использование изменения атрибутов отражённой волны в зависимости от удаления «излучение-прием»».

1.2. Использование когерентного анализа сейсмических трасс. И)

1.3. Экспериментальное изучение анизотропии параметров сейсмических отраженных волн.

1.4. Экспериментальные исследования использования затухания сейсмической записи для изучения трещиноватости

1.5. Исследования микросейсмической эмиссии при пассивном сейсмическом мониторинге.

Глава 2. Физические и методические основы изучения трещиноватости геологических сред с использованием сейсмических волн рассеяния и эмиссии

2.1. Изучение трещиноватости по рассеянным волнам.

2.1.1. Распространение упругих волн в трещиноватых средах -результаты теоретических моделей.

2.1.2. Принципы выделения рассеянных волн в сейсмическом волновом поле.

2.1.3. Изучение трещиноватости геологической среды методом СЛБО на эталонных объектах

2.2. Использование микросейсмической эмиссии для изучения трещиноватости.

2.2.1. Теоретическая модель среды с сейсмоакустической активностью

2.2.2. Технологические принципы наблюдения и обработки микроволн сейсмической эмиссии в методе СЛОЭ.

Глава 3. Общий характер пространственного (3D) изменения поля трещиноватости. . . . .6!

3.1. Оценка угла наклона трещин в породах при их естественном залегании.

3.2. Определение азимутальной ориентировки трещин под действием региональных и локальных систем напряжений

3.3. Влияние физико-механических свойств горных пород на распределение трещиноватости в горной среде

3.3.1. Пример выявления линейной транзитной зоны трещиноватости в интервале карбонатных отложений на Песчаной площади.

3.3.2. Пример выявления зон максимальной субвертикальной трещиноватости в коллекторах рифейского возраста в Восточной Сибири

3.4. Изучение влияния горного давления и гравитации на изменения открытой трещиноватости с глубиной

3.4.1. Пример прогноза условий бурения скважин и аварийных ситуаций по диаграммам трещиноватости на Восточно Песчаной, Вершиновской и Чиликсайской площадях

3.5. Изучение влияния дилатансии.

3.6. Влияние тектонических вертикальных движений на распределение трещиноватости на антиклинальной складке.

3.6.1. Пример оценки типа деформации и рекомендации по целенаправленному заложению поисковой скважины в условиях соляно-купольной тектоники на Вершиновской площади

3.7. Влияние тектонических горизонтальных сжимающих усилий на распределение трещиноватости для деформации типа надвига

3.8. Влияние тектонических горизонтальных растягивающих усилий на распределение трещиноватости при сбросовой деформации.

3.9. Оценка геодинамической обстановки на площади исследования

Глава 4. Временное (4D) изменение открытой трещиноватости

4.1. Краткая характеристика твердотельных лунносолнечных приливов

4.2. Результаты изучения влияния твёрдотельных приливов в процессе длительного сейсмического мониторинга на активность сейсмической эмиссии и эффективность ГТМ

4.3. Результаты изучения влияния твёрдотельных приливов на изменение направления движения воды от Hai нетательных скважин на Росташинском месторождении

4.4. Результаты экспериментальных исследований по мониторингу трещиноватости геосреды на Ново-Елховском месторождении (Татарстан)

4.5. Результаты экспериментальных исследований по мониторингу трещиноватости геосреды на Рогожниковском месторождении (Западная Сибирь).

4.6. Результаты экспериментальных исследований техногенного изменения трещиноватости - определения азимутального направления ГРП в реальном времени на Росташинском месторождении

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Изучение закономерностей пространственно-временного изменения трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн на месторождениях УВ-сырья"

Актуальность изучения поля трещиноватости геосреды обусловлена возрастающими объёмами ГРР, выполняемыми в мировой практике с целью поиска месторождений УВ-сырья. Значительное количество экспериментальных исследований в настоящее время связано с изучением трещиноватости и флюидонасыщения. Для обнаружения и изучения зон трещиноватости используется как анализ традиционных параметров сейсмических волн (скорости, амплитуды, затухания, спектра и т.п), так и новых - анизотропные изменения скорости, амплитуды и спектра, показатель когерентности, расщепление поперечной волны и другие показатели, оценка которых осуществляется на основе методических приемов и способов, специально разработанных в течение последнего десятилетия в сейсморазведке. Принимая во внимание некоторые положительные результаты применения этих методов, отмечаются объективные трудности их использования для изучения трещиноватости из-за наличия различных факторов, затрудняющих во многих случаях получение однозначных результатов. Опыт наших работ, проведённых за 12-летний период на месторождениях в различных регионах РФ, показал, что преодоление имеющихся трудностей возможно при переходе к использованию сейсмических рассеянных волн, так как энергия этих волн более однозначно определяется интенсивностью открытой трещиноватости.

В настоящей работе на экспериментально полученных материалах продемонстрировано расширение возможностей изучения пространственного (3D) и пространственно-временного (4D) распределения трещиноватости в геологической среде на основе использования рассеянных (по технологии СЛБО) и эмиссионных (технология СЛОЭ) сейсмических волн. Учитывая литологическую неоднородность горных пород в разрезе осадочного чехла, а также многообразие источников и очагов напряжения как геологического генезиса (литостатическое и пластовое давление, тектонические усилия, лунно-солнечные твердотельные приливы и др.), так и техногенного происхождения (добыча флюида, закачка воды в пласт, промышленная вибрация и др.), реальное распределение трещиноватости в геосреде под влиянием различных компонент имеет достаточно сложную картину, подчиняясь в то же время определённым закономерностям, используя которые можно расчленить общее поле на составляющие, образованные этими компонентами.

Нами рассмотрен и изучен ряд эффектов, которые влияют на распределение открытой трещиноватости, и проведена их систематизация, что является научным вкладом в познание процессов, происходящих в геологической среде [14,16,17, 25-(4.2.4), 124,126,.] Показаны результаты практического использования найденных закономерностей для решения геологических задач, возникающих на поисковой стадии сейсмических работ, таких как обнаружение ловушки возможного скопления УВ-сырья, оценка типа деформации осадочной толщи и выбор оптимального места бурения скважины, а также задач, связанных с оценкой геодинамической обстановки на площади исследования [15,53,123,125].

Анализ многочисленных результатов мониторинга на разрабатываемых месторождениях показал, что временное изменение пространственного поля в значительной степени определяется совокупностью факторов, влияющих на изменение напряженного состояния пород продуктивной толщи. Одним из важных факторов влияния является вариация (колебание) гравитационного потенциала на месторождении за счет твердотельных лунно-солнечных приливов. Для изучения этого явления выполнены экспериментальные исследования на месторождениях в Западной Сибири, Татарстане, Оренбургской области и других регионах РФ. Нами установлена периодичность изменения интенсивности открытой трещиноватости под влиянием твердотельных лунно-солнечных приливов. При этом максимумы изменения поля открытой трещиноватости приходятся на максимумы производной по времени изменения силы тяжести на площади месторождения. Показано, что выявленные закономерности необходимо учитывать при проведении ГТМ на разрабатываемых нефтяных месторождениях. На этом этапе необходимо контролировать в реальном времени наиболее важные процессы, происходящие в межскважинном пространстве, и актуальной является информация об изменении пространственно-временного распределения трещиноватости, связанного с перемещением фронта вытеснения нефти, образованием техногенных зон открытой трещиноватости при гидроразрыве пласта (ГРП) и других воздействиях на продуктивную толщу.

Основные задачи исследования:

2. Изучение природных факторов, определяющих общий характер пространственного (3D) распределения поля трещиноватости геологической среды.

3. Изучение динамики естественных изменений открытой трещиноватости пород нефтегазовых резервуаров под влиянием лунно-солнечных приливов в режиме мониторинга (4D) в экспериментальных исследованиях с использованием технологий СЛБО и СЛОЭ.

4. Экспериментальное изучение возможности определения азимутального направления ГРП (динамики техногенной трещиноватости) в реальном времени по наземным наблюдениям с использованием волн сейсмической эмиссии.

Научная новизна.

1. На основе системного анализа данных экспериментальных исследований СЛБО на различных нефтегазовых месторождениях в РФ впервые изучены пространственные закономерности макроструктуры открытой трещиноватости i еосреды, отражающие влияние литологического, горногравитационного, дилатационного, тектонического факторов.

2. По результатам экспериментальных исследований мониторинга поля трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн изучено изменение макроструктуры открытой трещиноватости пород осадочного чехла и фундамента под влиянием лунно-солнечных приливов. Показана необходимость динамического согласования техногенных воздействий на пласт с естественным режимом изменения трещиноватости (фазами уплотнения и разуплотнения).

Практическая значимость.

Основные защищаемые положения. 1. Пространственные закономерности распределения 3-х мерного поля открытой трещиноватости геосреды, изученные по сейсмическим рассеянным волнам, проявляются: - в линейно-зональном и очаговом повышении трещиноватости преимущественно в более хрупких породах; -увеличении трещиноватости с глубиной в осадочном чехле; -сопряженности относительно интенсивных зон трещиноватости (дилатансия) с зонами уплотнения; - генерации различных систем трещиноватости от очагов напряжения тектонической природы в соответствии с характером деформации осадочной толщи.

- максимумы интенсивности трещиноватости (по рассеянным волнам) соответствуют положениям Луны в надире относительно объекта наблюдения, при переходе Луны из зенита в надир изменение поля трещиноватости (по волнам СЭ) максимально;

- периодическое изменение доминирующего направления локальных зон трещиноватости скачкообразно изменяет вектор движения потока воды от нагнетательных скважин на разрабатываемом месторождении УВ;

Внедрение результатов работы.

Результаты работ внедрены в практику исследований нефтедобывающих и геологических организаций ООО «Оренбурггазпром», ОАО «Оренбургнефть».

Фактический материал и личный вклад автора.

Работа выполнялась в ГНЦ РФ ВНИИгеосистем. Полевые исследования велись на объектах «Оренбурггазпром», «Оренбургнефть» и «Тюмен-нефтегеофизика» с участием специалистов НПВ Геоакустик при ГНЦ РФ ВНИИгеосистем. Комплексные исследования проводились при участии Института новых нефтегазовых технологий РАЕН, «Тюменнефтегеофизика» и «Севергеофизика». Все основные результаты исследований получены лично автором или при его непосредственном участии и руководстве работами. Апробация работы.

По теме диссертации опубликовано 9 тезисов докладов, из них 8 - на Международных конференциях (EAGE/SEG) и 1 - на Российской Научно-практической конференции «Ядерная геофизика -2004», 2 статьи в журналах «Геология нефти и газа» и «Геоинформатика», раздел главы монографии «Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред» (4.2.4, с.124-155).

Объем и структура работы.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.т.н профессору Кузнецову О.Л. за внимание и постоянную поддержку в процессе работы над диссертацией. Автор искренне благодарит научного консультанта к.г.-м.н. Чиркина И.А. за консультации и помощь в работе; заведующего лабораторией-5 д.ф.м.н. профессора Файзуллина И.С., д.т.н. Дьконова Б.П., к.т.н. Мельчука Б.Ю., д.ф.м.н. Рока В.Е. за конструктивное обсуждение результатов исследований; специалистов НПВ Геоакустик - Воробьёва А.С., Волкова А.В., Богацкого И.И. за помощь во время полевых и промысловых исследований; Гамзатову З.А., Чиркину Л.Н., Белову Г.А. за внимание и помощь на разных этапах работы.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Жуков, Андрей Сергеевич

Выводы по изучению пространственного (3D) и пространственно-временного (4D) распределения трещиноватости в геологической среде на основе использования сейсмических волн рассеяния и эмиссии (СЭ).

Формирование поля открытой трещиноватости в геосреде происходит под влиянием многих факторов, которые взаимодействуя между собой образуют поле "детерминированного хаоса". В общей картине пространственного (3D) изменения поля трещиноватости отмечается, с одной стороны, случайный характер распределения аномальных зон трещиноватости, а с другой стороны - определенная упорядоченность их развития, простирания и т.д. Главными факторами, определяющими эту картину, являются:

- различия прочностных свойств пород (литологический фактор),

- сопряженность зон уплотнения и разуплотнения (дилатационный фактор),

- возрастание горного давления с глубиной (горно-гравитационный фактор),

- горизонтальные и вертикальные усилия от очагов тектонического напряжения (тектонический фактор).

Трёхмерное поле трещиноватости включат детерминированную и случайную составляющие. Первая определяется физико-механическими свойствами пород и постоянно действующими планетарными и региональными напряжениями, горно-гравитационным фактором. Вторая -генерацией различных систем трещиноватости от источников напряжения разной геодинамической природы.

В реальных условиях, учитывая литологическую неоднородность горных пород в разрезе осадочного чехла, а также многообразие источников и очагов напряжения как геологического генезиса (литостатическое и пластовое давление, вертикальные и горизонтальные тектонические усилия, лунно-солнечные твердотельные приливы, колебания полюсов Земли и др.), так и техногенного происхождения (добыча флюида, закачка воды в пласт, открытые горные выработки, промышленная вибрация и др.), распределение трещиноватости имеет достаточно сложную картину. Зная закономерности этого распределения под влиянием различных компонент, можно расчленить общее поле на составляющие, образованные отдельными компонентами. Проведённый в данной работе анализ позволяет отметить следующие важные моменты.

1. Оценки возможной ориентации открытой трещиноватости в вертикальных разрезах объектов исследования, находящихся в относительно спокойных тектонических условиях, показывают, что основным направлением полостей открытых трещин в сухих породах является субвертикальное в пределах углов падения от -85° до -60°. В насыщенных флюидом коллекторах трещиноватость, в основном, должна быть вертикальной. Азимутальную ориентировку трещин определяют две системы - региональная и локальная. Региональные системы напряжений отмечаются повсеместно и определяют системы трещиноватости с достаточно четкой ориентацией. Локальные системы напряжения формируются существующей геодинамической обстановкой в районе исследования и наличием локальных очагов концентрации напряженного состояния геосреды.

2. Литологическая расчлененность разреза является общим фоном или детерминированной составляющей поля трещиноватости. Изучение влияния физико-механических свойств горных пород на распределение трещиноватости показывает, что в разрезе осадочного чехла более хрупкие породы будут выделяться как интервалы или зоны повышенной трещиноватости, имеющие латеральное распространение, соответствующее залеганию этих пород. Приведён пример выявления линейной транзитной зоны трещиноватости в интервале карбонатных отложений на Песчаной площади.

3. Изучение влияния горного давления и гравитации по анализу изменения открытой трещиноватости с глубиной показывает, что повсеместно в осадочном чехле наблюдается увеличение трещиноватости с глубиной, и это увеличение происходит с разными градиентами, смена которых, как правило, приурочена к границам стратиграфических систем. Данная особенность продемонстрирована в работе на проведённом нами анализе материалов обработки, полученных в различных регионах России. Приведены также результаты исследований по возможности определения трещиноватости глубокозалегающих резервуаров в условиях соляно-купольной тектоники на трёх площадях: Восточно-Песчаной, Вершиновской и Чиликсайской. Сопоставление информации о распределении трещиноватости с глубиной с данными бурения и испытания нескольких скважин для этих площадей показало успешность прогноза относительно условий бурения скважин и аварийных ситуаций по диаграммам трещиноватости.

4. В геосреде благодаря влиянию дилатансии относительно интенсивные зоны трещиноватости сопряжены с относительно интенсивными зонами уплотнения. При этом эффект дилатансии отмечается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Эффект вертикальной дилатансии был изучен на графиках изменения трещиноватости, а также распределении значений коэффициента Пуассона по глубине.

5. Основные закономерности распределения трещиноватости в напряженно-деформированной геосреде показаны на тектонофизических моделях. В рамках первой модели было изучено влияние тектонических вертикальных движений на распределение трещиноватости на антиклинальной складке. Приведены также результаты использования данной закономерности для оценки типа деформации и рекомендаций по целенаправленному заложению поисковой скважины в условиях соляно-купольной тектоники на Вершиновской площади. В рамках второй модели изучено влияние тектонических горизонтальных сжимающих усилий на антиклинальной складке типа надвига на распределение трещиноватости на Макарихинском месторождении Тимано-Печорской провинции. Распределение трещиноватости при сбросовой деформации по результатам работ СЛБО в Предуральском прогибе исследовано в сопоставлении с третьей моделью. Данные модели помогают оценивать степень достоверности соответствия наблюдаемого распределения трещиноватости в исследуемом объеме [еосреды с имеющейся информацией о литологической характеристике разреза и о существующей деформации в осадочном чехле, а также источниках и очагах напряжения, сформировавших эту деформацию.

6. Временное изменение открытой трещиноватости пород является одним из важных динамических свойств геосреды. Индикатором этого изменения в геосреде является сейсмоакустическая эмиссия, которая постоянно существует во времени. Этот процесс обусловлен изменением напряженного состояния пород. Максимум активности СЭ соответствует максимальному градиенту напряжения. Изменение НДС внутренних точек геосреды за счёт периодических колебаний гравитационного потенциала под влиянием Луны и Солнца также создает градиент напряжения. В процессе длительного сейсмического мониторинга на Росташинском месторождении по технологии СЛОЭ установлена периодичность изменения интенсивности открытой трещиноватости, согласно которой максимумы изменения трещиноватости приходятся на максимумы производной по времени изменения силы тяжести на площади месторождения. При этом наблюдается увеличение активности СЭ в несколько раз. Изменения трещиноватости происходят преимущественно в субвертикальном направлении. Прикладное значение эффекта влияния твердотельных приливов на изменение трещиноватости заключается в его учете и использовании при выполнении мероприятий типа ГРП, перфорации, которые целесообразно проводить в периоды максимальной активности естественного раскрытия трещин.

7. Обнаружено существование «триггерного эффекта» скачкообразного изменения вектора движения потока воды из нагнетательных скважин, вследствие изменения доминирующего направления локальных зон трещиноватости, обусловленного различными фазами твёрдотельных лунно-солнечных приливов. Этот эффект необходимо учитывать при текущей разработке месторождений.

8. В общем случае изменения 4D поля трещиноватости во время приливов и отливов обусловлены взаимодействием основных векторов напряжения на изучаемой площади - вертикального, включающего усилия горного давления и гравитационного притяжения, и субгоризонтального -тектонической природы. Результаты экспериментальных исследований по мониторингу трещиноватости 1еосреды на

Рогожниковском месторождении (Западная Сибирь) выявили, что при отсутствии на площади исследования заметных горизонтальных усилий трещиноватость увеличивается при положении Луны в надире. Заметное увеличение субвертикальной трещиноватости наблюдалось во всем глубинном интервале исследования (до 5 км) за счет увеличения вертикального вектора напряжения. Временные изменения макроструктуры трещиноватости проявляются в виде изменения интенсивности и размеров отдельных зон аномальной трещиноватости и их пространственном смещении. Наблюдается явление «перетока трещиноватости» из одной локальной зоны в другую. Изменение трещиноватости во времени имеет общий колебательный характер.

9. В результатах экспериментальных исследований по мониторингу трещиноватости геосреды на Ново-Елховском месторождении в скв. 20009 (Татарстан) наблюдалось увеличение трещиноватости во время прилива (Луна в зените) до глубины ~ - 3,6 км из-за горизонтальных усилий близко расположенного Алтунино-Шунакского разлома меридионального направления. Показано соответствие общего характера изменения трещиноватости во времени результатам независимых исследований по статистике землетрясений и регистрации ГАШ трехкомпонентным акустическим прибором. Важным фактором достоверности полученных данных СЛБО, по нашему мнению, является высокая сходимость картин трещиноватости (по вертикальным разрезам и горизонтальным срезам), полученных в разное время при идентичных условиях наблюдения и обработки.

10.Результаты исследований техногенного изменения трещиноватости показаны в эксперименте по изучению азимутального направления ГРП в реальном времени по технологии СЛОЭ на месторождениях в Оренбургской области. На основе регистрации СЭ и позиционирования их очагов реализована возможность оперативного контроля возникновения техногенной трещиноватости в реальном (или квазиреальном - обработка 30-секундного интервала 120-канальной записи занимает 16 секунд) времени, определения направления и удаления развития трещинообразования в процессе ГРП. Достоверность полученных результатов подтверждена данными других независимых исследований (по технологии СЛБО) и анализа работы соседних добывающих скважин. По нашему мнению, это новое направление исследований является весьма перспективным с точки зрения повышения эффективности разработки нефтяных месторождений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты.

На основе обобщения геологической интерпретации пространственно-временного изменения трещиноватости в геологической среде на различных нефтегазовых месторождениях в РФ

• изучены факторы, определяющие общий характер пространственного (3D) распределения поля трещиноватости геологической среды;

• изучена динамика естественных изменений открытой трещиноватости пород нефтегазовых резервуаров под влиянием лунно-солнечных приливов в режиме мониторинга (4D) в экспериментальных исследованиях с использованием сейсмических волн рассеяния и эмиссии;

Показаны результаты практического использования найденных закономерностей для решения геологических задач поисковой стадии и увеличения эффективности ГТМ на промысле.

150

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Жуков, Андрей Сергеевич, Москва

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

2. Ампилов Ю.П., Облогина Т.И. Метод определения полощения по рефрагированным волнам // Изв. АН СССР, Сер. Физика Земли, 1982, №10, с.31-41.

3. Галаган Е. А., Кузнецов О. JI., Тальвирский Д. Б. / Особенности динамических характеристик отраженных волн в тонкослоистых средах // Геология и геофизика 1987. № 9 - С. 109-117.

4. Галаган Е.А., Соколов Е.П., Хренов М.Б. / Количественная оценка факторов, определяющих динамику отраженных волн в тонкослоистых средах// Прикладная геофизика М.: Недра, 1992 - Вып. 126 - С. 12-22.

5. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М. Наука. 1976.

6. Гладков А.Е., Политыкина М.А, Кузнецов O.JI., Чиркин И.А., Чахмахчев

7. B.Г. Изучение латеральной неоднородности продуктивных карбонатных массивов по данным сейсморазведки. Ж. Геология нефти и газа, 1983, №11.

8. Джоэль Г. Ле-Кливе, Ле-Бенне, Кевин В. Таннер и др. Микросейсмический мониторинг развития трещин ГРП для оптимизации мероприятий по повышению нефтеотдачи месторождений на поздних стадиях эксплуатации// Ж. Технологии ТЭК, 2005, №4.

9. Дорофеева Т.В. Тектоническая трещиноватость горных пород в условиях формирования трещинных коллекторов нефти и газа. Ленинградское отд. Недра. 1986.

10. Дьяконов Б.П., Троянов А.К. Электромагнитное излучение горных пород в скажинах. УДК 550.348, ВНИИгеоситем, 1991

11. Ю.Дьяконов Б.П., Кузнецов О.Л., Файзуллин И.С., Чиркин И.А., Шленкин

12. Желтов Ю.П. Деформация горных пород. М. Недра. 1966.

13. Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности твёрдых тел. Вестн. АН СССР, №3

14. Н.Жуков А.С.*, Чиркин И.А., Волков А.В., Гатиятуллин Н.С. Пространственно-временные изменения трещиноватости в кристаллическом фундаменте по данным СЛБО. Тезисы докладов. EAGE-SEG-EArO Москва, международная геофизическая конференция и выставка, 2003.

15. Жуков А.С., Чиркин И.А., Волков А.В Псевдокаротаж по трещиноватости по данным сейсмолокации бокового обзора. Тезисы докладов. Санкт-Петербург, Научно-практическая конференция «Ядерная геофизика-2004»

16. Жуков А.С. , Чиркин И.А., Муслимов Р.Х., Хисамов Р.С., Гатиятуллин Н.С. Изучение трещиноватости в кристаллическом фундаменте для поиска залежей углеводородного сырья. Геология нефти и газа, (Специальный выпуск), М., 2005

17. Жуков А.С.,. Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Волков А.В. Влияние лунно-солнечных приливов на изменение открытой трещиноватости нефтегазовых резервуаров и прикладное значение этого эффекта. «Геоинформатика», №10, М., 2006г.

18. Исакович М.А. Общая акустика. М. Недра. 1966.

19. Каракин А.В., Курьянов Ю.А., Павленкова Н.И. Разломы, трещиноватые зоны и волноводы в верхних слоях земной оболочки./ Научный редактор проф. Кузнецов О.Л. М., ВНИИгеосистем, 2003, 228с.

20. Карпенко И.В., Карпенко С.Г., Мельман А.Г. О возможности изучения неупругих свойств и особенности неоднородности среды по спектрам рассеянных волн// Геофизический журнал. 1984, №1, с.61-79.

21. Коваленко Ю.Ф., Салганик Р.Л. Трещиновидные неоднородности и их влияние на эффективные механические характеристики// Механика тв.тела, 1977, №5, С 76-86.

22. Кугаенко Ю.А. О возможности обнаружения источника сейсмической эмиссии в условиях интенсивных помех при использовании эмиссионной томографии. Геология и геофизика, 2005, т.46,№7,с.763-775

23. Кузнецов В.И. Элементы объёмной (3D) сейсморазведки. Тюмень, Тюменнефтегеофизика, 2004, 272 стр.

24. Кузнецов O.JI., Чиркин И.А., Чахмахчев В.Г, Рогоцкий Г.В. и др. Явление парагенезиса субвертикальных зонально-кольцеобразных геофизических, геохимических и биохимических полей в осадочном чехле земной коры. Еж. БСЭ, 1981.

25. Кузнецов O.JI., Чиркин И.А., Курьянов Ю.А., Рогоцкий Г.В., Дыбленко В.П. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред. Экспериментальные исследования. М., ВНИИгеосистем, 361 е., 2004

26. Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Арутюнов С.Л., Жуков А.С., Волков А.В. Новые эффекты в геофизике. Тезисы докладов. РГГРУ, Международная геологическая конференция, 2006.

27. Кузнецов О.Л.(Гл. ред.) Новые геоакустические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых: Сб. научных трудов /.- М.: ВНИНЯГГ, 1982.

28. Курьянов Ю.А., Кухаренко Ю.А., Рок В.Е. Теоретические модели в сейсмоакустика поротрещиноватых сред: Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред. Т.1/ Научный редактор Кузнецов О.Л. -М.,2002.

29. Курьянов Ю.А., Рок В.Е. Акустика трещиноватых геологических сред. Обзор теоретических работ. М. ВНИИгеосистем. 2001.

30. Лопатников С.Л., Гуревич Б.Я. Затухание упругих волн в случайнонеоднородной насыщенной пористой среде// Докл. АН СССР, 1986, т.291, №3, С.576-579.

31. Мирзоев К.М., Степанов В.П. и др. Трассирование зон активных разломов в верхней части кристаллического фундамента Ромашкинского месторождения нефти по групповым землетрясениям. Труды научно-практической конференции. Казань, 18-19 декабря 1997.

32. Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин. М.: Наука, 1984, 255с.

33. Новацкий В.Теория упругости. М.: Мир, 1975, 872 с.

34. Нестеров В.Н., Соколов Е.П., Шленкин С.И. Новые данные о геологическом строении Куюмбинского месторождения Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления // Геология нефти и газа. 2000. - № 5. -С. 12-21.

35. Нестеров В.Н., Шленкин С.И., Каширин Г.В., Масюков А.В., Харахинов

36. B.В. Новые сейсмические технологии изучения сложнопостроенных резервуаров нефти и газа //Тр. Международной геофизической конференции, посвященной 300-летию горно-геологической службы России. -С.-Пб., 2000.1. C. 493-494.

37. Нуссенцвейг Х.М. Причинность и дисперсионные соотношения. М.: Мир, 1976, 461 с.

38. Паркс П., Си Дж. Анализ напряженного состояния около трещин. Прикладные вопросы вязкого разрушения. М., 1968.

39. Понасюк В.В., Саврук М.П., Дацишин А.П. Распределение напряжений около трещин в пластинах и оболочках. Киев: Наукова думка, 1976,443 с.

40. Реутов А.П. Радиолокационные станции бокового обзора М. 1970.

41. Садовничая А.П., Гуревич Б.Я., Лопатников С.Л., Шапиро С.А. Интегральные представления волновых полей в кусочно-однородных пористых средах// Физика Земли, 1990, №7, С.38-46.

42. Садовничая А.П., Гуревич Б.Я., Лопатников С.Л., Шапиро С.А. Рассеяние упругих волн изолированным включением в насыщенной пористой среде//

43. Физика Земли, 1993, №8, С.70-78.

44. Смехов Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа. Ленинградское отд. Недра. 1974.

45. Троянов А.К., Астраханцев Ю.Г. и др. Выделение динамически активных зон в Ново-Елховской скважине 20009 по данным трехкомпонентного геоакустического каротажа. Труды научно-практической конференции. Казань, 18-19 декабря 1997.

46. Файзуллин И.С. Затухание упругих волн в горных породах. Ж. Нефтегазовая геология и геофизика. Вып. 2. М., 1981.

47. Файзуллин И.С. О механизме поглощения поперечных волн в горных породах. Ж. Нефтегазовая геология и геофизика. Вып. 9. М., 1980.

48. Файзуллин И.С., Чиркин И.А. Сейсмоакустические методы изучения трещиноватости горных пород-Ж. «Геоинформатика», №3, 1998.

49. Файзуллин И.С., Хисамов Р.С., Чиркин И.А Пространственно-временное изменение трещиноватости в геосреде по результатам наблюдений методом 4-D СЛБО. "Геоинформатика". 2000. № 3.

50. Файзуллин И.С., Шапиро С.А. О затухании упругих волн в горных породах, связанном с рассеянием на дискретных неоднородностях. ДАН СССР, т.295, №2, 1987.

51. Файзуллин И.С., Шапиро С.А. Особенности затухания сейсмических волн в случайно-неоднородных средах// ДАН СССР, 1988, т.302, №5, С. 1073-1077.

52. Файзуллин И.С., Шапиро С.А. Рассеянные сейсмические волны и фрактальный характер неоднородности литосферы. // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1989. № 10.

53. Файзуллин И.С., Курьянов Ю.А, Чиркин И.А., Жуков А.С. Возможность контроля процесса трещинообразования в реальном времени (на примере ГРП). Тезисы докладов. EAGE-SEG-EArO Москва, международная геофизическая конференция и выставка. 2003

54. Филиппов И.Г., Егорычев О.А. Нестационарные колебания и дифракция волн в акустических и упругих средах. М.: Машиностроение, 1977, 304с.

55. Хазиев Ф.Ф., Трофимов B.J1. Количественный прогноз вещественного состава и нефтегазоносности пористых фаций методами высокоразрешающей сейсмики: Геофизика, Технологии сейсморазведки-1 (Специальный выпуск), 2002, 130-141

56. Хазиев Ф.Ф., Трофимов B.J1. Модельные исследования результатов решения обратной динамической задачи сейсмики: Геофизика, Технологии сейсморазведки-2 (Специальный выпуск), 2003, 27-37

57. Христофорова Н.Н., Христофоров А.В. и др. Выделение разуплотненных зон в кристаллическом фундаменте на основе геотермических исследований. Труды научно-практической конференции. Казань, 18-19 декабря 1997.

58. Шапиро С.А, Файзуллин И.С. О затухании сейсмических волн в горных породах как в дискретных рассеивающих средах. // Известия АН СССР, Физика Земли. 1986. № 9.

59. Шерифф Р.Е. Англо-русский энциклопедический словарь разведочной геофизики. М. Недра. 1984.

60. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977,400 с.

61. Шленкин С.И., Бусыгин И.Н и др. Построение сейсмического изображения на основе фокусирующих преобразований исходных сейсмозаписей //Международный геофизический симпозиум. Резюме и тезисы технической программы. Киев.Т.З, с.53-58. 1991.

62. Ameen, M.S. (1990), Macrofaulting in the Parbeck-Isle of Wight monocline. Proceeding of the Geologist's Association, 101, 31-46.

63. Ашееп, M.S. Cosgrove, Т.Н., 2000. A comparison of the geometry, spatial organization and fracture patterns associated with forced folds and buckle folds. Forced Folds and Fractures. Geological Society Special Publication, 169, 7-21.

64. Angerer, E., Home, S., Gaiser, J. et al., (2002). Characterization of dipping fractures using PS mode-converted data. SEG Annual Conference, 2002, Expanded Abstracts, Session MCI2.

65. Agangi, A., Ikelle, L., Anisotropy 2000: Fractures, Converted Waves

66. Barkved, 0., Gaucher, E., Hoenby, B. et al., (2002), Analysis of seismic recording during injection using in-well permanent sensors. 64-th EAGE Annual Conference, Florence, Expanded Abstracts, Session H02.

67. Berumen, S., Gachuz, H., Rodriguez, J.M. et al. (2004), Hydraulic fracture mapping in treated well channelised reservoir development optimization in Mexico. 66-th EAGE Annual Conference, Paris, Expanded Abstracts, Session H027.

68. Bredehoeft, J.D. (1967), Response of well-aquifer systems to earth tides, Journal of Geophysical Research, Vol. 72, No. 12, pp.3075 3087.

69. Brown, A.R. (2004), Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data, AAPG Memoir 42, SEG Investigations in Geophysics, No.9, AAPG & SEG,

70. Tulsa, Oklahoma, USA. Sixth edition.70.CGG World, 2001, Vol.32.

71. Chesnokov E.M., Kukharenko Yu.A., Kukharenko P.Yu. Diagram method for calculation of effective physical parameters of media with inclusions// Proceedings of Mathematical Method in Geophysical Imaging III. SPIE, California, USA, 1995, V.2571, p.2-12.

72. Chopra, S., Pickford, S. (2001), Integrating coherence cube imaging and seismic inversion, The Leading Edge, vol.20, №4, 2001, pp.354-362.

73. Chopra S., Coherence cube and beyond, First Break, Vol.20, №1, 2002, pp.2733.74.de Vault, T.L.Davis, I.Tsvankin, R.Verm, F.Hilterman (2002). Multicomponent AVO analysis, Vacuum field, New Mexico, Geophysics, Vol.67, №3, 2002, pp.701-710.

74. Dolberg, D.M., J.Helgesen, T.H.Hanssen, et al., Porosity prediction from seismic inversion, Lavrans Field, Halten Terrace, Norway, The Leading Edge, V.19, No.4, 2000, pp.392-399.

75. Dong Zhengxin, McMechan George A. 3-D viscoelastic anisotropic modeling of data from a multicomponent, multiazimuth seismic experiment in northeast Texas. Geophysics. 1995. 60, No.4, pp.1 128-1 138.

76. Doodson, A.T. & Warburg, H.D. (1941), Admiralty Manual of Tides, Her Majesty's Stationery Office, 270 pp.

77. Gaiser, J. and R. Van Dok (2002), PS-Wave azimuthal Anisotropy Seismic Properties for Fractured Reservoir Management. EAGE 64-th Annual Conference, Florence, Expanded Abstracts, Session F24.

78. Garotta, R„ P.-Y.Grauder, H.Darin. 2002, Combined interpretation of PP and PS data provides direct access to elastic rock properties. The Leading Edge, vol.21, №6, 2002, pp.532-535.

79. Gray, F.D., Head, K.J., Chamberlain, C.K., Olson, G., Sinclair, J. and Besler, C. (1999). Using 3D Seismic to Identify Spatially Variant Fracture Orientation in the Manderson Field, SPE Paper 55636.

80. Grechka, M. Lawton, D.C., Gray, H., 2002, A multioffset vertical seismic profiling experiment for anisotropy analysis and depth imaging. Geophysics, Vol.67(2), 348-354.

81. Gurevich В., Lopatnikov S.L. Velocity and attenuation of elastic waves in finely layered porous rocks// Geophysical J.Int. 1995, V.12I, p.933-947.

82. Gurevich В., Marshall R.,Shapiro S.A. Effect of fluid flow on seismic reflections from a thin layer in porous medium// J.Seismic Exploration, 1994, V.3, p. 125-140.

83. Hall, S., Kendall, J.M., Barkved, O. and Mueller, M. (2000). Fracture characterization using P-wave AVOA in 3-D OBS data. 70th Ann. Intern. Meeting. SEG: 11409-11412.

84. Hall, S.A., Barkved, O.I., Mueller, M.C., and Kendall, J.-M. 2000. An approach for P-wave AVOA in 3D-OBC data. EAGE 2000 (C09).

85. Harris P.E., Kerner C., White R.E. Multichannel estimation of frequencydependent Q from VSP data// Geophysical Prospecting, 1997, V.45, p.87-109.

86. Helgesen, J., I.Magnus, S.Prosser, et al., 2000, Comparison of constrained sparse spike and stochastic inversion for porosity prediction at Kristin Field, The Leading Edge №4, V.19, 2000. pp.400-407.

87. Hershey A.V. The elasticity of an isotropic aggregate of anisotropic cubic crystals//J.Appl.Mech., 1954, V.21,p.236.

88. Hudson J.A. A higher order approximation to the wave propagation constants for a cracked solid// Geophys.J.R.Astr.Soc., 1986, V.87, p.265-274.

89. Hudson J.A. Attenuation due to second-order scattering in materials containing cracks//Geophys.J.R.Astr.Soc., 1990, V.102, p.485^90.

90. Hudson J.A. Wave speeds and attenuation of elastic waves in material containing cracks//Geophys.J.R.Astr.Soc., 1981, V.64, p. 133-150.

91. Jaques, P.S., Ong, H., Jupe, A.J. et al. (2003), Permanent downhole seismic sensors in flowing wells. 1 -st North Africa/Medit. Petroleum & Geosciences Conf. And Exhibition, Tunis, Expanded Abstracts, TO 16.

92. Jenner, E. (2001); Azimuthal anisotropy of 3-D Compressional wave seismic data. Weyburn field, Sasketchawan, Canada, Ph.D. Thesis, Colorado School of Mines.

93. Jones, I.F., Bertitsas, N., Farmer, P. et al., (2002). Anisotropic Ambiguities. EAGE 64-th Annual Conference, Florence, Expanded Abstracts. Session PI37.

94. Jones, R.H. and Wason, W., (2004), PS3- Making the most of microseismic monitoring. Offshore Engineer 29, 7, pp.39-41.

95. Lerche 1. Statistical filter theory and the O'Doherty-Astey effect: dependence on offset// Journal of Mathematical Physics, 1986, V.27, p.996-1014.

96. Luchford, J. 2001. A view of amplitude fit to structure as a hydrocarbon-indicating attribute, First Break, Vol.19, No.7, 2001, pp.411-417.

97. Majer E.L., Peterson J.E., Daley Т., et al., 1997, Fracture detection using crosswell and single well surveys. Geophysics. 1997. 62, No.2, pp.495-504.

98. Marine, l.W. (1975), Water level fluctuations due to Earth tides in a well pumping from slightly fractured crystalline rock, Water Resources Research, Vol.1., No. 1, pp. 165 -173.

99. McGillivray, P.R. (2004), Microseismic and Time-lapse Monitoring of a Heavy Oil Extraction Process at Peace River. 73-rd SEG Annual Conference, Denver, USA.

100. Melchior, P. (1983), The Tides of the Planet Earth (2nd edition), 641 pp. (Pergamon Press, Oxford).

101. Munk, W.H. & Cartwright, D.E. (1966), Tidal spectroscopy and prediction. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, Vol. 259, pp. 533 -581.

102. O'Doherty R.F., Anstey N.A. Reflections on amplitudes// Geophysical Prospecting, 1971, V.19, p.430-458.

103. Pelham, A. (2000). Processing wide azimuth P-wave seismic data for fracture detection. Glasgow, EAGE 2000 (C07).

104. Qu, S.; Ji, Y.; Xin, W., (2002). Fracture detection by using full azimuth P-wave attributes. 72-nd Annual Intern. Meet. SEG, 2002, Expanded Abstracts, Session ANI3.

105. Richard, P., (1990), Champs de Failles Audessus d'un Decrochement de Socle: Modelisation Experementale/ Ph.D. Thesis. University of Rennes, France.

106. Roberts, G., Wombell, R., Gray, D., Al-Shamsi, A., Suwaina, O., Ajlani, G., Ebed, A. and Al-Kaabi, M. (2001). Estimation of fracture orientation offshore Abu Dhabi: 71-st Annual Intern. Meet. SEG 2001.

107. I. Rojstaczer, S. & Agnew, D.C. (1989), The influence of formation material properties on the response of water levels in wells to earth tides and atmospheric loading, Journal of Geophysical Research, Vol. 94, No. B9, pp. 12403 12411.

108. Ruger, A., (1996). Reflection Coefficicents and Azimuthal AVO Analysis in Anisotropic Media, Doctorate Thesis, Center for wave Phenomena, Colorado1. School of Mines.

109. Shen,, J.Sierra, D.R.Burns, M.N.Torkoz. 2002. Azimuthal offset-dependent attributes applied to fracture detection in a carbonate reservoir, Geophysics, V.67, No.2, 2002, pp.355-364.

110. Smith, R.L., McGarrity, I.P. (2001), Cracking the fractures seismic anisotropy in an offshore reservoir, The Leading Edge, Vol.20, No. 1, pp. 18-26.

111. Talebi, S., Nechtschein, S., and Boone, T.J. (1998), Seismicity and Casing Failures Due to Steam Stimulation in Oil Sands. Pure and Applied Geophysics. 153, No. 1. pp.219-233.

112. Toksoz M.N.&.Johnston. D.H Eds. Seismic Wave Attenuation. 1981.

113. Urbancic T.I. and Maxwell S.C. (2003), Passive Microseismic Monitoring to Optimize Well Stimulation Designs. SPE Technical Symposium of Saudi Arabia section , Dhahran, Saudi Arabia, 7-9 June, 2003.

114. Wang Z and Nur A Eds. Seismic and acoustic velocities in reservoir rocks. Vol. I: Experimental studies. 1989.

115. Warpinski, N.R., Sullivan, R.B., Uhl, J.E. et al., (2003), Improved Microseismic Fracture Mapping Using Perforation-Timing Measurements for Velocity Calibration. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, USA, SPE Paper 84488.

116. Wilson, S., Jones, R., Wason, W. et al., (2004). Passive Seismic Makes Sense for 4D Reservoir Monitoring, First Break, Vol.22, October 2004, pp.59-65.

117. Zoback, M.D. and Zinke, J.C. (2002), Production induced normal faulting in the Valhall and Ekofisk oilfields. Page Geoph., 159, pp.403-420.

118. Zhukov A.S., Kouznetsov O.L., Rogotskiy G.V., Tchirkine I.A., (2006) Seismo-acoustic control system for adaptive drilling. EAGE-SEG-EArO Saint Pterburg, International geophysical conference & Exhibition

119. Zhukov A.S., Kouznetsov O.L., Tchirkine I.A., Meltchouk B.Y., (2006) Seismic location of emissionj centers a new technology for monitoring the production of hydrocarbons. EAGE-SEG-EArO Saint Pterburg , International geophysical conference & Exhibition

120. Zhukov A.S.*, Kouznetsov O.L., Tchirkine I.A., Faizulline I.S., Regularities of time-spatial variation of fracturing in petroleum basins from svsl data (2004) 66-th EAGE Annual Conference, Paris , Expanded Abstracts

121. Zhukov A.S.*, Ivanov S.I., Karnaukhov S.M., Chirkin I.A., Meltchouk B.Y.,2005) Study of fracturing of deep subsalt reservoirs (margin of Caspian basin) by svsl method) 67-th EAGE Annual Conference, Madrid, Expanded Abstracts

122. Zhukov A.S.*, Kuznetsov O.L., Chirkin I.A., Kuryanov Y.A., Volkov A.V.2006) Seismic monitoring the variations of open fracturing of reservoir rocks due to lunisolar tides 68-th EAGE Annual Conference, Vienna , Expanded Abstracts

Информация о работе

Жуков, Андрей Сергеевич
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.16

Диссертация

Изучение закономерностей пространственно-временного изменения трещиноватости геосреды на основе использования рассеянных и эмиссионных сейсмических волн на месторождениях УВ-сырья - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы