Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование технологии многоуровневой сейсморазведки с целью повышения эффективности нефтегазопоисковых работ
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологии многоуровневой сейсморазведки с целью повышения эффективности нефтегазопоисковых работ"
13046
0240
На правах рукописи
МИХЕЕВ АЛЕКСЕИ СЕРГЕЕВИЧ
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МНОГОУРОВНЕВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ С ЦЕЛЫО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕФТЕГАЗОПОИСКОВЫХ РАБОТ
Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
1 4 ОНТ 20Ю
Саратов 2010
004610240
Работа выполнена на кафедре геофизики геологического факультета Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры геофизики Саратовского государственного университета Конценебин Юрий Петрович (г. Саратов)
доктор геолого-минералогических наук, главный геолог ООО «Черноморнефтегаз» Самойленко Юрий Николаевич (г. Краснодар)
доктор физико-математических наук, профессор кафедры прикладной математики и теории навигационных приборов Саратовского государственного технического университета Губатенко Валерий Петрович (г. Саратов)
закрытое акционерное общество работников "Народное предприятие Запприкаспийгеофизика" (г. Волгоград)
Официальные оппоненты:
Ведущая организация:
Защита состоится 8 октября 2010 г. в 14 час. 00 мин. на заседании Диссертационного Совета Д 212.243.08 при Саратовском Государственном Университете им. Н.Г. Чернышевского в 53 аудитории 1-ого учебного корпуса по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ
Автореферат диссертации разослан « 6 » сентября 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор геол.-мин. наук, профессор
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
В комплексе геологоразведочных работ на нефть и газ (ГРР) особую роль, вследствие высокой точности и разрешенности получаемых данных, занимает сейсморазведка. Поэтому проблема повышения эффективности сейсмического метода при поисках месторождений углеводородов относится к наиболее актуальным.
Повышение эффективности сейсморазведки невозможно без постановки исследований по совершенствованию существующих и разработке новых технологий. Одним из перспективных направлений таких исследований является развитие и разработка технологии многоуровневой сейсморазведки (ТМС), обеспечивающей получение высококачественной информации обо всех целевых интервалах (уровнях) геологического разреза.
Актуальность темы диссертации определяется следующим:
- в задачи геофизических работ часто входит получение сведений о существенно различающихся по глубине залегания интервалах разреза;
- далее в случаях, когда изучение какого либо интервала разреза не представляет самостоятельного интереса, желательно иметь по нему данные, которые, как правило, несут косвенную информацию о целевых геологических объектах;
- альтернативные многоуровневому подходу решения значительно увеличивают стоимость работ, так как требуют применения нескольких индивидуальных систем наблюдений;
- повышение информативности волнового поля во всех интервалах глубин позволяет составлять наиболее достоверные и детальные геологические модели осадочного чехла и нефтегазоносных объектов.
Цель работы
Теоретическое и экспериментальное обоснование новой технологии многоуровневой сейсморазведки, повышающей геологическую эффективность сейсмического метода при нефтегазопоисковых работах, применение разработанной технологии на территориях саратовского сегмента солянокупольной части Прикаспийской впадины и в условиях Предкавказской платформы для уточнения строения и перспектив нефтегазоности осадочного разреза.
Основные задачи исследований:
- выявить и на количественном уровне проанализировать факторы, снижающие эффективность сейсморазведочных работ и определяющие первоочередные направления исследований по ее повышению;
- разработать, теоретически и экспериментально обосновать комплекс новых методических приемов ТМС, повышающих достоверность прогнозирования строения разреза нефтегазоперспективных территорий;
- применить разработанную технологию в различных сейсмогеологических условиях, для получения временных разрезов ОГТ с повышенной геологической информативностью;
- уточнить за счёт применения ТМС строение и перспективы нефтегазоносно-сти разреза территорий исследования.
Научная новизна
предложен, теоретически и экспериментально обоснован новый способ оптимизации направленных свойств полевой интерференционной системы (патент РФ № 2375725), основанный на учёте изменчивости кинематических и спектральных характеристик отражённых волн в зависимости от времени их регистрации и удаления источник-приёмник;
на количественном уровне изучены искажения формы сигнала отраженной волны, возникающие вследствие тонкой слоистости верхней части разреза, разработан способ уменьшения таких искажений (патент РФ № 2381529);
построены математические модели, количественно характеризующие тенденции изменения во времени характеристик подготовленных к глубокому бурению структур Саратовского Поволжья;
- разработана расширенная концепция многоуровневых геофизических наблюдений, теоретически и экспериментально обоснована новая технология многоуровневой сейсморазведки, повышающая геологическую эффективность сейсмического метода при нефтегазопоисковых работах.
Практическая ценность
Разработанная технология многоуровневой сейсморазведки позволяет повысить эффективность нефтегазопоисковых работ за счет увеличения отношения сигнал/помеха и разрешенное™ данных для всех целевых интервалов изучаемого разреза, что обеспечивает построение более достоверных и детальных геологических моделей строения осадочного чехла.
Разработанные методические приемы ТМС легко вписываются в современные технологии полевых работ, обработки и интерпретации, практически не увеличивают их стоимость.
В результате применения ТМС в пределах Саратовского сегмента внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины, а также участка сочленения Ставропольского свода и зоны Маныческих прогибов детализировано геологическое строение осадочного чехла указанных зон и выявлен ряд новых элементов их строения с которыми могут быть связаны ловушки углеводородов.
Апробация работы
Материалы и основные положения работы докладывались на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2004-2010); на международной конференции «Ломоносов» (Москва, 2006); на региональной конференции «Стратегия развития минерально-сырьевого комплекса Приволжского и Южного федеральных округов» (Саратов, 2004, 2006, 2007, 2008); на международной научной конференции «Геология, ресурсы, перспективы освоения нефтегазовых недр Прикаспийской впадины» (Москва, 2007); на международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья» (Воронеж, 2008); на международной конференции " Геология, ресурсы, перспективы освоения нефтегазовых недр Прикаспийской впадины" (Москва, 2007); на международной конференции «ГЕОМОДЕЛЬ» (Геленджик, 2008, 2009); на 6-ой международной конференции по проблеме неф-тегазоносности Чёрного, Азовского и Каспийского морей (Геленджик, 2009).
Публикации
По вопросам, рассмотренным в диссертации, автором единолично, либо в соавторстве опубликовано 13 печатных работ, из которых 3 входят в список изданий, рекомендованных ВАК. Кроме того, результаты исследований автора включены в 3 отчета ФГУП НВНИИГГ о результатах НИР, а также отчет Саратовского госуниверситета о реализации инновационно-образовательной программы в 2007-2008г.г.
Фактический материал и личный вклад
Наиболее значительная часть представленных в диссертации материалов получена лично автором в 2007-2008г.г. за время его участия в реализации инновационно-образовательной программы Саратовского госуниверситета. Другая часть материалов была собрана в ходе участия автора в трех объектах тематических работ ФГУП НВНИИ1Т по заказу Роснедра.
Автором диссертации лично обработано и проинтерпретировано около 200 пог. км сейсмических профилей МОГТ, собраны и проанализированы данные по 170 структурам Саратовского Поволжья.
Постановка большинства задач, выбор направлений и методов их решения осуществлялись лично автором диссертации. Выполненные расчеты производились с помощью разработашюго лично, либо при участии автора программно-алгоритмического комплекса.
Основные защищаемые положения:
1. Теоретически и экспериментально обоснован новый способ оптимизации направленных и статистических свойств полевых интерференционных систем на разные глубинные уровни (патент РФ № 2375725), основанный на учёте зависимости кинематических и спектральных характеристик отражённых волн от времени их регистрации и удаления источник-приёмник.
2. Возникающие вследствие тонкой слоистости верхней части разреза интерференционные явления определяют фильтрующее действие среды на сейсмические сигналы, приводящее к значительным искажениям их кинематических и динамических характеристик. Разработанный способ устранения указанных искажений при обработке и интерпретации сейсмических материалов (патент РФ № 2381529) повышает точность структурных построений и достоверность решения задач прогнозирования состава и свойств горных пород.
3. Разработана расширенная концепция и система взаимоувязанных технико-методических приемов многоуровневой сейсморазведки (ТМС), повышающие геологическую эффективность сейсмического метода за счет улучшения отношения сигнал/помеха и разрешенности данных. Достижение положительного результата в ТМС обеспечивается применением новой процедуры оптимизации свойств интерференционных систем на разные глубинные уровни, дифференцированным для разных глубинных уровней учете нелинейных волн и дисперсии скорости, а также более полного учёта искажающего влияния ВЧР.
4. Применение технологии ТМС на профилях, отработанных в пределах внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины и северного Предкавказья, повысило информативность временных разрезов ОГТ, что обеспечило получение новых геологических результатов, уточняющих строение и перспективы нефте-
газоносности Ставропольского свода и зоны Манычских прогибов, надсолевой и подсолевой частей разреза Новоузенской и Алтатинско-Никольской площадей Саратовской области.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, общим объемом 174 страниц машинописного текста, в том числе 7 таблиц, 69 рисунков и списка литературы из 103 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность за создание условий для творческой работы научному руководителю, профессору, д.г.-м.н. Конценебину Ю.П. и декану геологического факультета доценту, к.г.-м.н., Волковой E.H. Автор считает приятным долгом поблагодарить также доцентов кафедры геофизики Саратовского госуниверситета, кл\-м.н. Шестакова Э.С., Шигаева Ю.Г., профессора Рыс-кина М.И. за ценные советы и консультации при подготовке диссертационной работы. Автор благодарен за консультации сотрудникам ФГУП НВНИИГГ: зам. ген. директора д.г.-м.н. Орешкину И.В., зав. отделом д.г.-м.н. Писаренко Ю.А. зав. сектором к.г.-м.н. Меркулову О.И.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Концепция и анализ современного состояния технологий многоуровневых геофизических наблюдений. Обоснование направлений исследований
Термин «многоуровневые геофизические наблюдения» впервые применён в публикациях Бевзенко Ю.П., Долгих Ю.Н. и др. в 1999 г. применительно к проблеме учета искажающего влияния верхней части разреза.
Сформулированная автором расширенная концепция многоуровневого подхода при геофизических работах заключается в обеспечении технико-методических условий получения высококачественной информации о всех целевых интервалах геологического разреза на основе единого технологического цикла.
Выполненный анализ опубликованных данных привёл к заключению, что на настоящий момент известно довольно много отдельных технологических приёмов многоуровневого подхода. Это относится, в том числе, и к сейсморазведке. Известные примеры, как правило, связаны с применением приемов внут-риметодного комплексирования волн различного типа (Бевзенко Ю.П., Гамбур-цев Г.А., Спасский Б.А. и др.), либо комбинированных систем наблюдений (Ак-куратов О. С., Берзин Р. Г., Николаев И. В., Потапов О. А. и др.). Но системные исследования по разработке концепции и технологии многоуровневой сейсморазведки не проводились.
Выявленные в ходе обобщения опубликованных данных резервы достижения максимально высокой эффективности многоуровнего подхода при геофизических исследованиях были положеньг в основу выбора первоочередных направлений исследований при разработке ТМС. К ним относятся:
- использование в разрабатываемых технологиях новых подходов, базирующихся на применении малоизученных явлений и процессов;
- выявление и использование эмерджентных свойств разрабатываемых многоуровневых геофизических систем;
- формирование комплекса критериев достижения поставленных целей как средство повышения адекватности их описания /Страхов В.Н., 1975/.
Акцентированное внимание в предложенной технологии уделено вибрационному возбуждению сейсмических колебаний, что определяется его расширенными методическими возможностями /Жуков А.П., Шнеерсон М.Б., 2000; Коле-сов C.B. и др., 2002; Кострыгин Ю.П., 2002/.
Глава 2. Анализ геологического строения и сейсмогеологических условий территорий исследования
ТМС была применена для изучения надсолевых и подсолевых литолого-стратиграфических комплексов саратовского сегмента внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины, а также мезозойско-кайнозойского и палеозойского разреза Предкавказской платформы в пределах Ставропольского края.
Изучением Прикаспийской впадины занимались В.Я. Воробьев, A.B. Вос-тряков, С.П. Козленко, Ю.С. Кононов, Ю.П. Конценебин, К.А. Машкович, И.В. Орешкин, Ю.А. Писаренко, Я.А. Рихтер, Д.Л. Федоров, В.П. Шебалдин, Б.А. Шорников, C.B. Яцкевич и многие другие. Приводимые в диссертации сведения заимствованы, преимущественно, из публикаций перечисленных авторов.
Разрез осадочного чехла территории исследования содержит три структурно-вещественных комплекса: подсолевой, соленосный и надсолевой. Перспективы нефтегазоносности, прямо или косвенно, связываются со всеми тремя комплексами, но, особенно, с подсолевым.
По данным НВНИИГГ в Прикаспийской впадине сосредоточено около половины начальных суммарных ресурсов УВ сырья Саратовской области. Однако, освоение этих ресурсов реализуется крайне низкими темпами из-за сложностей сейсмогеологических условий и несовершенства геофизических технологий.
Трудности изучения подсолевого интервала разреза определяются:
- присутствием в толще осадочных пород соляных куполов;
- сложным строением подсолевых палеозойских отложений, их значительной глубиной залегания, структурной нарушенностью, непостоянством мощностей и литологического состава комплексов;
- высоким, особенно в пределах соляных куполов, уровнем волн-помех.
Проблемы возникают и с изучением надсолевых отложений. Это определяется гетерогенностью их строения, тонкой слоистостью разреза, наличием дизъюнктивных нарушений и др.
При описании геологического строения Предкавказья необходимые сведенья заимствовались, в основном, из работ Бурлакова И.А., Доценко В.В., Жгенти Т.Г., Крылова А.И., Куколенко О.В., Мирзоева Д.А., Лебедько Г.И., Летавши А.И., Мирчинка М.Ф., Петренко П. А., Самойловича В.Л.
В настоящее время на территории Предкавказья наблюдается снижение темпов прироста запасов углеводородного сырья в традиционных мезозойско-кайнозойских нефтегазоносных комплексах. Это требуют расширения объектов нефтегазопоисковых работ. Таким объектом является мощный комплекс пород палеозоя.
Трудности картирования палеозойских отражающих границ в значительной мере обусловлены наличием акустически жёстких границ в мезозойско-
кайнозойской части разреза, что приводит к рассеиванию энергии. Это, наряду с отсутствием значительного перепада акустической жёсткости на границах, объясняет слабую динамическую выразительность палеозойских отражений на разрезах ОГТ /Бурлаков И. А, 1990; Лебедько Г.И. и др., 2000/.
Проблемы картирования отражений, сформировавшихся на границах в кайнозое и мезозое, определяются, преимущественно, тонкослоистостью разреза, наличием интенсивных кратных и частично-кратных волн.
Применение ТМС актуально как для территории Прикаспийской впадины, так и для Предкавказья. В условиях Прикаспийской впадины её значение определяется возможностью эффективно решать задачи геологоразведочных работ одновременно для всех нефтегазоперспективных комплексов пород: надсолевых, соленосных и подсолевых. Для Предкавказья большое практическое значение имеет высокая эффективность технологии при изучении как мезозойско-кайнозойских, так и палеозойских отложений.
Глава 3. Разработка и обоснование новых технико-методических приемов многоуровневой сейсморазведки
Третья глава посвящена описанию и обоснованию ТМС. При её разработке автор ориентировался на применение системного подхода как наиболее эффективного средства обоснования решений сложных проблем.
Ключевыми элементами в системе методических приёмов ТМС являются:
1. Отработка сейсмических профилей ОГТ с системой наблюдения согласно патента РФ № 2375725.
2. Оптимизация свойств интерференционной системы наблюдений ОГТ для целевых интервалов разреза на лабораторном этапе с учетом зависимости кинематических и спектральных характеристик отраженных волн от времени их регистрации и удаления источник-приемник.
3. Индивидуальный для разных глубинных уровней разреза учет при вычислении коррелограмм искажений фазовых спектров опорных сигналов в среде, а также нелинейных волн.
4. Учет разработанными способами влияния верхней части разреза на кинематические и динамические характеристики отраженных волн /пат. РФ №2381529; заявка № 2008 133 896 от 18.08.08/.
Как известно, при обосновании полевых интерференционных систем исходят из необходимости достичь отношения сигнал/помеха, обеспечивающего надежное решение поставленных геологических задач. При этом основываются на формуле
^ иг ¿^й
где ß - ослабление помех интерференционной системой; апр -коэффициент, определяющий превышение сигнала над помехой: Ап- амплитуда помехи, Л™"1 - минимальная амплитуда целевой волны.
В разработанной технологии для повышения ß на лабораторном этапе производится суммирование записей по одной из схем: суммированием по общему пункту возбуждения, по общей точке приёма или суммирование сейсмограмм.
При этом параметры реальной полевой системы рассчитываются для целевой границы с наименьшей глубиной залегания. Новым элементом способа является учет при оптимизации зависимости кинематики и спектрального состава волн от удаления источник - приемник. Достигаемое ослабление помех вычисляется как произведение /Ганиев В.А., 1976; Беспятов Б.И., 1972/
Р = Рприб. * Рист. * Рпроц.'
где РцрцБ , Рцст ~ ослабление помех за счет группирования приборов и источников соответственно, 0ПРОц - ослабление помех за счет применения ТМС.
Повышение статистического эффекта при использовании дополнительного суммирования полевых записей в ТМС может быть оценено по формуле:
Л
¥ =
'.Ду41
П1
=1
где п - количество элементов в интерференционной системе; 8к - отклонение чувствительности элементов от среднего значения.
Направленный эффект интерференционной системы характеризуется коэффициентом направленности К или коэффициентом направленного действия (КНД). Например, для равномерной группы К вычисляется как
бш2 -пуАх
К(г)= * ;
пбш -гЛх 2
где Ах - расстояние между элементами интерференционной системы; / =
( V - кажущаяся скорость, 7-период сейсмических колебаний).
Увеличивая за счёт ТМС количество элементов интерференционной системы можно значительно повысить ослабление случайных и регулярных волн-помех для всех глубинных интервалов разреза. Более того, разработанный способ, благодаря возможности синтеза на лабораторном этапе знакопеременных групп, позволяет выделять не только высокоскоростные волны, но и волны с низкими V.
При применении разработанного способа необходимо выполнить условие:
гу с1"-1/
где ОПРщ - предельно допустимая база группирования элементов интерференционной системы; Я* = К* -Т - кажущаяся длина волны.
Ещё один из ключевых элементов ТМС - процедура корреляционного преобразования с учётом искажений фазовых спектров опорных сигналов в среде, а также наличия нелинейных волн.
Учет искажений фазовых спектров предложенным способом базируется на фильтрации свип-сигнала перед корреляционным преобразованием фильтром, имитирующим фильтрующее действие среды. Свойства такого фильтра в ТМС
апроксимируются аналитическим представлением комплексной частотной характеристики среды /Авербух А.Г., 1982/:
-sjl-lmjl l/K(/0)+4lnf
W,f) = e * °J
>
где / - путь пробега волны; 8 - декремент затухания; ц - показатель степени;/- частота; /0- фиксированная частота; v(/q) - скорость, соответствующая fQ.
В ТМС учитываются также нелинейные волны. Судя по публикациям А.П.Жукова, М.Б. Шнеерсона, В.М. Гурьянова и др. эти волны несут значительный объем информации о разрезе, но стандартная процедура корреляционного преобразования их подавляет. Для сохранения нелинейных волн в ТМС корреляция наблюденных сейсмозаписей осуществляется с синтетическими свипами с измененными, по сравнению с исходными, начальной и конечной частотами. При этом одновременно учитываются искажения в среде фазовых спектров.
Точность сейсморазведочных построений, в значительной мере, определяется достоверностью информации о верхней части разреза (ВЧР). Автором были разработаны два новых способа изучения и учета ВЧР. Один из них основан на учете тонкой слоистости ВЧР /патент РФ № 2381529/. Теоретические расчеты показывают, что максимум импульсной характеристики, образующегося вследствие тонкой слоистости ВЧР фильтра, смещен относительно времени, равного статической поправке. Это дает основания утверждать, что традиционные способы учета ВЧР путем ввода статических поправок не в полной мере компенсируют искажения времен регистрации волн.
Для реализации предложенного способа рассчитывают амплитуду прямой (Apr) и кратных волн (Ак) в зоне интерференции под зоной малых скоростей (ЗМС)
Apr ~ Ан Кп, Ak=AH-K{f™akKn (-1)\
где к -количество актов отражения от подошвы ЗМС; К0, Кп - коэффициенты
отражения и прохождения для подошвы ЗМС; Ан - интенсивность волны в источнике; а - коэффициент затухания упругих колебаний; Я - толщина ЗМС.
Затем, формируют импульсную характеристику фильтра Fft), описывающего фильтрующие свойства ВЧР, и являющуюся последовательностью единичных импульсов с амплитудами АргА¡, А2 .... Ап. Далее к сейсмической записи применяется фильтр, характеристика которого является обратной по отношению к характеристике среды функцией.
Эффективность способа подтверждена результатами сейсмогеологического моделирования, выполненного для типовых двухслойных и тонкослоистых моделей конкретных сейсмопрофилей. Анализ данных моделирования показал, что применение способа во всех случаях привело к уменьшению искажений характеристик отражённых волн более чем на порядок. Это отмечено даже в случае значительных (до 20%) ошибок при задании скоростей в ВЧР, используемых для
расчёта характеристик фильтра.
Другой способ, позволяющий эффективно учитывать искажающее влияние ВЧР, основан на определении дифференциальных статических поправок по годографам первых вступлений на сейсмограммах ОГТ. Известные способы определения таких поправок, как правило, базируются на моделях с горизонтальным залеганием подошвы ЗМС, что приводит к ошибкам вычисления. Предложенный способ свободен от этого недостатка. В его основу положена формула
-Г, Alt,-Alt, —+(—---•
г V.
-Т V 2 ' V2'
где Tj, Т2-разности времен прихода волн от различных источников к 1-ой и 2-ой точки приема; Alt,, Л/г^-альгитуды пикетов пунктов возбуждения; V{, V2-скорости над и под подошвой ЗМС.
Из описанных в диссертации данных сейсмогеологического моделирования ВЧР и результатов опробования способа на реальных профилях ОГТ следует, что он в разы уменьшает ошибки вычислений.
Для высокоточного определения статических поправок, с помощью получившего широкое распространение способа первых вступлений, необходимо надежно прокоррелировать первые волны (ПВ). Сделать это в вибросейсморазведке в ряде случаев оказывается сложно или вообще невозможно. Использование ТМС в значительно мере снимает указанную проблему. В этом можно убедиться, сравнив приведённые в качестве примера временные разрезы L = const профиля ОГТ, отработанного в условиях бортовой зоны Прикаспийской впадины до (рис.1 А) и после (рис.1 Б) применения ТМС.
OFFSET И
I
110
lit МО Мо-
I Ш
| »0-
"... V
V
Щ
«во ш
I i
> "•'»■¡J: "' r/'f VjfJ»?» m-
OFFSET SO 10»
Б
»SO
«50
I
>•,»*, ,■»•»'.> >.»'>-ж м
V У V
ii,". 1 j ,
* и*
.4 15
Г»
m
kl
11.V
г
is
X.JxrM
HtJf&m
¡SSS Ш
Рис. 1. Монтаж разрезов Ь=соп51. А, Б - разрез, полученный стандартным способом и с применением ТМС соответственно.
Обобщая вышеприведенные материалы можно заключить что, предложенный комплекс способов изучения и учета искажающего влияния ВЧР повышает эффективность снижения связанных с ней искажений.
Для высокотехнологичной реализации ТМС автором был создан комплекс алгоритмов и программ для анализа и обработки полевых данных сейсморазведки. Основными из них являются следующие программы:
• "SPEZCOR" - позволяет выполнить корреляционное преобразование с учётом искажений амплитудных и фазовых спектров сейсмических сигналов, а также возникающих при вибрационном возбуждении нелинейных волн;
• "INTERAN" - позволяет анализировать свойства интерференционных систем для импульсных и частотно-модулированных сигналов;
• "KINV" - вычисляет кинематические характеристики отраженных, кратно-отраженных, преломленных и обменных волн, а также предельные базы групп элементов интерференционных систем;
• "OPTIM" - оптимизирует свойства интерференционных систем на разные глубинные уровни за счет переменного по времени и удалению источник-приемник суммирования сейсмических записей;
С целью анализа эффективности ТМС автором было выполнено геосейсмическое моделирование разрезов территорий исследования. В диссертации приведены результаты, полученные для трёх моделей.
Модель «КУПОЛ ОБЪЕКТ» имитирует разрез Алтатинско-Никольской зоны поднятий с наличием крупной палеозойской карбонатной платформы.
К сожалению, буровая и сейсмическая изученность Алтатинско-Никольской зоны поднятий невелика. По этой причине построить сейсмогеологическую модель, с высокой степенью адекватности отражающую строение реального разреза, было невозможно. Но для того, чтобы выяснить характерные особенности геофизических полей на прогнозируемых сложнопостроенных карбонатных объектах, необходимо иметь представительную геолого-геофизическую модель таких объектов с надёжными данными о распределении физических свойств слагающих разрез горных пород. В этой связи автором была проанализирована детальная модель Карачаганакского месторождения. Разрез девонской и каменноугольной частей разреза данного месторождения является однотипным по составу литолого-стратиграфических комплексов Алтатинско-Никольской зоне поднятий. Модель «КАРАЧАГАНАК» была построена специалистами НВНИИГГ Ю.А.Писаренко, C.B. Яцкевичем и другими.
Модель «СТАВРОПОЛЬ» отражает условия зоны сочленения Ставропольского свода и Манычского прогиба. Она была сформирована в НВНИИГГ. Особенностью модели является задание в ней выступа палеозойского фундамента.
При расчётах, в том числе, рассматривался случай, когда отношение сигнал/помеха (S/N) на входе системы ОГТ составляло 0.5. При таком отношении S/N метод ОГТ становится малоэффективным /Беспятов Б.И., 1972/. Приведённые в диссертации материалы подтвердили такое заключение. Действительно, на синтетических разрезах ОГТ всех моделей при использовании стандартной технологии целевые отражающие границы прослеживаются на уровне шума. После оптимизации свойств системы все отражающие границы стали прослеживаться
уверенно. В среднем оценки S/N возросли при этом в 2 раза для всех интервалов разреза.
Сделанный вывод подтвердился при анализе качества временных разрезов ОГТ полевых профилей в пределах всех территорий исследования. В частности, после применения ТМС, для всех интервалов разреза, улучшилась прослеживае-мость и динамическая выразительность всех целевых отражающих горизонтов. Улучшилась и разрешённостъ сейсмической записи. Отношение S/N для всех профилей в среднем выросла на 40%, оценка разрешенное™ на 35,3%.
Таким образом, на моделях и экспериментальных материалах была доказана возможность решения, с помощью ТМС, основной задачи многоуровневого подхода, заключающегося в достижении высокого качества геофизических материалов в широком диапазоне глубин на основе единого технологического цикла.
Глава 4. Анализ геологической эффективности и результаты применения методических приемов ТМС в различных геолого-геофизических условиях
С применением ТМС автором было переобработано и переинтерпретировано около 200 пог. км профилей ОГТ, расположенных в пределах Алтатинско-Никольского и Новоузенского участков Саратовского сегмента Прикаспийской впадины, а также зоны сочленения Ставропольского свода и Маныческих прогибов на территории Ставропольского края.
Алтатинско-Никольский участок
На данной площади опробование технологии было выполнено на двух профилях ОГТ (030804-2 и 030804-6), отработанных СГЭ НВНИИГГ в 2008 г. Анализ временных разрезов ОГТ указанных профилей показал, что после применения ТМС качество сейсмического материала, по сравнению со «стандартным», значительно повысилось. Так, улучшилась прослеживаемость и динамическая выразительность всех отражающих горизонтов, лучше стала разрешённостъ сейсмической записи. Отношение S/N по надсолевым горизонтам выросло в среднем на 37,2%, оценка разрешенное™ - на 35,5%. По подсолевым горизонтам отношение S/N увеличилось на 37,9%, оценка разрешенности увеличилось на 40,9%.
Достигнутое повышение качества разрезов ОГТ после применения ТМС позволило выявить для каждого из профилей по четыре дизъюнктивных нарушения в надсолевом комплексе отложений, а также выделелить три зоны угловых несогласий в пределах мульд.
Визуальный анализ временных разрезов, в том числе, полученных с применением ТМС, не позволил сделать высокодостоверного заключения о наличии рифовой постройки визейско-башкирского, среднего франского и живетского возрастов, прогнозируемой по результатам предшествующих ГРР (Скорнякова Е.Г, Писаренко Ю.А., Соколова И.П. и др., 2005). В тоже время достигнутое повышение качества сейсмического материала позволило применить приемы динамического анализа данных, в частности, вычисление интегрального коэффициента отражения (Кинт)- Он рассчитывался по разработанной автором программе.
В качестве примера на рис. 2 показан разрез.Кинт ДОЯ профиля 030804-6.
Анализ разрезов Кинт в интервале предполагаемой карбонатной платформы позволил выделить здесь зону пониженных значений (выделена пунктиром). Исходя из известных данных о большей акустической однородности рифогенных толщ по сравнению с однородностью вмещающих фаций, отмеченная зона может рассматриваться как признак возможного наличия в разрезе рифовой постройки.
Рис. 2 Временной разрез интегрального коэффициента отражения для профиля 030804-6
Новоузенский участок
В 2005 году ЗАОр НП «Запприкаспийгеофизика» по заказу Роснедра отработало в пределах Новоузенского участка три региональных сейсмических профиля. При этом с поля, по предложению автора, на вычислительный центр были представлены виброграммы, что позволило реализовать новые способы корреляционного преобразования. В диссертации приводится результаты обработки по профилю 070501 (75,8 пог.км).
По результатам визуального анализа временных разрезов ОГТ до и после применения ТМС можно прийти к заключению, что после применения ТМС качество временного разреза ОГТ по сравнению со «стандартным» разрезом значительно повысилось. Отношение S/N по надсолевым горизонтам выросло на 25%, оценка разрешенное™ на 48%. По подсолевым горизонтам отношение S/N увеличилось с 39%, оценка разрешенности также выросла на 6%.
На временных разрезах ОГТ профиля 070501 после применения ТМС было выделено девять дизъюнктивных нарушений. Из них пять, зафиксированы в над-солевом интервале разреза, пять - в подсолевом. Само выделение новых дизъюнктивных нарушений с амплитудами до 150 м позволяет констатировать уточнение структурных планов как по надсолевому, так и по подсолевому осадоч-
ным комплексам. Анализ временных разрезов ОГТ ТМС позволяет также отметить более гетерогенное, по сравнению с прогнозировавшемся ранее, строение подсолевого разреза.
Ставропольский край
ТМС опробовалась на фрагменте профиля Ха протяжённостью 50 пог.км. Данный профиль был отработан в 2009 году СГЭ НВНИИГГ и пересекает: зону Манычских прогибов, Ставропольское поднятие и Восточно-Ставропольскую впадину.
Сравнение временных разрезов ОГТ до и после применения ТМС привело к заключению о том, что с её помощью удалось значительно повысить качество сейсмического материала. В этом можно убедиться на примере монтажа временных разрезов ОГТ для фрагментов профиля Ха, представленного на рис.3. В связи с целевым назначением ТМС подчеркнём, что качество прослеживания отражающих горизонтов и разрешённость сейсмической записи выросли как для ме-зозойско-кайнозойского, так и для палеозойского интервалов разреза. Для первого отношение S/N выросло в случае применения ТМС на 24%, оценка разрешенное™ на 26%. По палеозойскому интервалу разреза S/N увеличилось на 40%, оценка разрешенное™ на 31%. Примечательно появление на разрезе ТМС большого числа спорадически прослеживающихся регулярных волн на уровне палеозойского фундамента, что позволило выявить его блоковую структуру.
Анализ временного разреза ОГТ после применения ТМС позволил выявить на профиле Ха пять "сквозных" дизъюнктивных нарушений, прослеживающихся и в палеозойском и мезозойско-кайнозойском интервалах разреза. Шесть выявленных дизъюнктивных нарушений были зафиксированы только в палеозойских отложениях. Одно дизъюнктивное нарушение проявилось на уровне палеоген-неогеновых отложений. Благодаря ТМС были также выявлены клиноформные образования в палеоген-неогеновых отложениях.
Обсуждая волновую картину на уровне палеозойских отложений, следует указать, что ранее работами НВНИИГГ здесь было спрогнозировано три куполовидных выступа с амплитудами порядка 2500 м. Выполненные нами исследования подтвердили существование указанных объектов, но, с почти в 2 раза меньшими амплитудами и другой конфигурацией границ. Кроме того, после применения ТМС удалось установить, что эти выступы разбиты на блоки дизъюнктивными нарушениями.
Таким образом, применение ТМС позволило уточнить геологическое строение всех участков исследования, причём, для всех целевых интервалов глубин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В "Заключении" перечисляются основные результаты диссертационной работы. Кратко они сводятся к следующему:
- сформулирована новая концепция многоуровневых геофизических наблюдений;
- разработана система новых методических приемов ТМС (патенты РФ № 2375725 и №2381529);
Рис.3. Монтаж фрагментов временного разреза ОГТ профиля Ха (ПК-152000-1780°"). Л. Б - обработка до и после применения ТМС, соответственно.
- создан комплекс алгоритмов и программ, обеспечивающий высокотехнологичную реализацию ТМС при производстве геологоразведочных работ;
- на основе анализа результатов сейсмогеологического моделирования разрезов территорий исследования, а также данных обработки (около 200 пог. км) материалов ОГТ доказана возможность повышения геологической эффективности сейсмического метода за счет применения методических приемов ТМС в сложных сейсмогеологических условиях;
- за счет реализации ТМС на территориях Саратовского сектора внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины и Ставропольского края в Предкавказье получены временные разрезы ОГТ повышенной информативности. В результате интерпретации этих разрезов уточнено геологическое строение осадочного чехла территорий исследования. Выявлено, в частности, 40 элементов строения разреза (дизъюнктивных нарушений и поверхности угловых стратиграфических несогласий). Подтверждены с уточнением положения и характеристик объекты, выделенные в результате предшествовавших ГРР (выступы фундамента, предположительно рифогенная карбонатная платформа). С указанными элементами геологического разреза могут быть связаны ловушки углеводородов различного типа: тектонически и стратиграфически экранированные, массивные, комбниро-ванные и др.
Доказанная эффективность технико-методических приемов ТМС по единичным сейсмическим профилям даёт основание заключить, что их использование при проведение поисковых и детальных геофизических работ позволяет более успешно решать задачи по прогнозированию ловушек углеводородов.
По итогам выполненных исследований рекомендуется:
- продолжить исследования с целью повышения технологичности и расширения комплекса методических приемов ТМС;
- провести дополнительные опытно-методические работы по оценке эффективности ТМС в различных сейсмогеологических условиях. При получении положительных результатов рекомендовать широкое внедрение разработанной технологии в практику ГРР;
- выполнить, с применением ТМС, дополнительные площадные (2D, 3D) сейсморазведочные работы, а также переобработку и переинтерпретацию всех имеющихся архивных сейсмических материалов на выделенных и подтвержденных в пределах изученных площадей элементах геологического разреза для уточнения структурных особенностей строения осадочного чехла, прогнозирования литологического состава выделяемых сейсмокомплексов, коллекторских свойств, а также нефтегазонасьнценности пород.
Основные публикации по теме диссертации
1. Некоторые проблемы оценки точности структурных построений и надежности подготавливаемых к глубокому бурению структур в сейсморазведке / A.C. Михеев // Научно-технический журнал "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море". М., 2010 № 6. С. 38-41.
2. Пат. 2375725 Российская Федерация, МПК G01V1/00, G01V1/36. Способ сейсморазведки / Михеев А. С., Михеев С. И. // заявитель и патентообладатель ГОУ "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского". — №2008125315/28 ; заявл. 25.06.08; опубл. 10.12.09. Бюл. № 34.
3. Пат. 2381529 Российская Федерация, МПК G01V1/36, G01V1/28. Способ устранения искажающего влияния верхней части разреза в сейсморазведке / Михеев А. С. // заявитель и патентообладатель ГОУ "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского". — №2008135495/28; заявл. 01.09.2008; опубл. 10.02.10. Бюл. №4.
4. Теоретико-экспериментальное обоснование новых геофизических технологий геологоразведочных работ // Тезисы докладов научной конференции «Геологические и технологические предпосылки расширения ресурсов углеводородного сырья в европейской части России». - Москва, 2005. -с. -75-77. (Совместно с Ку-коленко О.В., Резеповой О.П., Соколовой И.П.)
5. Реализация идей нелинейной геофизики в вибросейсморазведке // Материалы XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», Том II. — Москва: Изд-во МГУ, 2006. - с. 34-35.
6. Концепция и технологические аспекты многоуровневой сейсморазведки // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 47. - Саратов, 2006.- с. 75-85. (Совместно с Михеевым С.И.)
7. К феноменологической базе разработки новых технологий вибросейсморазведки II Приборы и системы разьедочной геофизики. Вып. 2. -Саратов: Изд-во ЕАГО, 2007,- с. 14-18. (Совместно с Лепешкиным В.П., Михайловым В.А., Михеевым С.И., Харазом И.И.).
8. О современных тенденциях изменения эффективности и условий производства нефтегазопоисковых работ // Недра Поволжья и Прикаспия, выпуск 52, 2007,- с. 41-49.(Совместно с Артемьевым С.А., Михеевым С.И., Постновой Е.В.)
9. Анализ причины снижения эффективности сейсморазведочных работ на нефть и газ на территории Саратовской области // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья». -Воронеж: Изд-во ВГУ, 2008. -с. 454-455.
10. Анализ данных опытно-методических работ в вибросейсморазведке // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 56. - Саратов, 2008.-С.57-65 (Совместно с Михеевым С.И.)
11. Развитие технико-методических приемов многоуровневой сейсморазведки // Тезисы докладов XI -й международной научно практической конференции "Геомодель-2009".Теленджик. Изд-во EAGE,2009.
12. Новые программно-алгоритмическое обеспечение для оптимизации сейсмических систем наблюдения // Тезисы 1-й Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти А.П. Карпинского. - Санкт-Петербург, 2009. -с. 58-60
13. Технологические аспекты качества подготовки нефтегазоперспективных структур к глубокому бурению // Тезисы докладов 6-й Международной к конференции по проблеме нефтегазоносности Чёрного, Азовского и Каспийского морей-2009. -Геленджик, 2009. -с. 112-114.
МИХЕЕВ АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МНОГОУРОВНЕВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕФТЕГАЗОПОИСКОВЫХ РАБОТ
Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Подписано к печати 30.08.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. -печ. л. 1.25. Тираж 100 экз. Заказ №
Отпечатано в типографии ФГУП НВНИИГГ. 410710, Саратов, ул. Московская, 70
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Михеев, Алексей Сергеевич
ВВЕДЕНИЕ.
1. КОНЦЕПЦИЯ И АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ МНОГОУРОВНЕВЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1. Концепция многоуровневых геофизических наблюдений.:.
1.2. Обзор и критический анализ существующих подходов к реализации концепции многоуровневой сейсморазведки.
2. АНАЛИЗ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Прикаспийская впадина (Саратовский сегмент).
2.1.1. Геологическое строение осадочного чехла.
2.1.2. Сейсмогеологические условия.
2.1.3. Анализ тенденций изменения условий производства и эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.
2.1.4. Задачи исследования в связи с перспективами нефтегазаностности.
2.2. Предкавказская платформа (зона сочленения Ставропольского свода и системы Манычских прогибов).
2.2.1. Геологическое строение.
2.2.2. Сейсмогеологические условия.
2.2.3. Задачи исследования в связи с перспективами нефтегазоностности.
3. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНИКО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ МНОГОУРОВНЕВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ.
3.1. Технологическая схема многоуровневой сейсморазведки.
3.2. Основные технико-методические приёмы многоуровневой сейсморазведки.
3.2.1. Оптимизация свойств интерференционных систем на различные глубинные уровни.
3.2.2. Особенности обоснования оптимальных характеристик интерференционных систем в многоуровневой вибросейсморазведке на основе опытно-методических работ.
3.2.3. Корреляционное преобразование с учётом искажений фазовых спектров опорных сигналов в среде.
3.2.4. Технологическая корреляционного преобразования с учётом наличия нелинейных волн.
3.2.5. Новые способы учета искажающего влияния верхней части разреза.
3.3. Программное обеспечение.
3.4. Обоснование технологии многоуровневой сейсморазведки на основе физико-геологического моделировании объектов исследования.
4. АНАЛИЗ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИКО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ МНОГОУРОВНЕВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
4.1. Саратовский сегмент Прикаспийской впадины.
4.1.1. Алтатинско-Никольский участок.
4.1.2. Новоузенский участок.'.
4.2. Зона сочленения Ставропольского свода и системы Манычских прогибов.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование технологии многоуровневой сейсморазведки с целью повышения эффективности нефтегазопоисковых работ"
Актуальность работы
В комплексе геологоразведочных работ на нефть и газ (ГРР) особую роль, вследствие высокой точности и разрешенности получаемых данных, занимает сейсморазведка. Поэтому проблема повышения эффективности сейсмического метода при поисках месторождений углеводородов относится к наиболее актуальным.
Повышение эффективности сейсморазведки невозможно без постановки исследований по совершенствованию существующих и разработке новых технологий. Одним из перспективных направлений таких исследований является развитие и разработка технологии многоуровневой сейсморазведки (ТМС), обеспечивающей получение высококачественной информации обо всех целевых интервалах (уровнях) геологического разреза.
Актуальность темы диссертации определяется следующим:
- в задачи геофизических работ часто входит получение сведений о существенно различающихся по глубине залегания интервалах разреза;
- даже в случаях, когда изучение какого либо интервала разреза не представляет самостоятельного интереса, желательно иметь по нему данные, которые, как правило, несут косвенную информацию о целевых геологических объектах;
- альтернативные многоуровневому подходу решения значительно увеличивают стоимость работ, так как требуют применения нескольких индивидуальных систем наблюдений;
- повышение информативности волнового поля во всех интервалах глубин позволяет составлять наиболее достоверные и детальные геологические модели осадочного чехла и нефтегазоносных объектов.
Цель работы
Теоретическое и экспериментальное обоснование новой технологии многоуровневой сейсморазведки, повышающей геологическую эффективность сейсмического метода при нефтегазопоисковых работах, применение разработанной технологии на территориях саратовского сегмента солянокупольной части Прикаспийской впадины и в условиях Предкавказской платформы для уточнения строения и перспектив нефтегазоности осадочного разреза.
Основные задачи исследований:
- выявить и на количественном уровне проанализировать факторы, снижающие эффективность сейсморазведочных работ и определяющие первоочередные направления исследований по ее повышению;
- разработать, теоретически и экспериментально обосновать комплекс новых методических приемов ТМС, повышающих достоверность прогнозирования строения разреза нефтегазоперспективных территорий;
- применить разработанную технологию в различных сейсмогеологических условиях, для получения временных разрезов ОГТ с повышенной геологической информативностью;
- уточнить за счёт применения ТМС строение и перспективы нефтегазонос-ности разреза территорий исследования.
Научная новизна предложен, теоретически и экспериментально обоснован новый способ оптимизации направленных свойств полевой интерференционной системы (патент РФ № 2375725), основанный на учёте изменчивости кинематических и спектральных характеристик отражённых волн в зависимости от времени их регистрации и удаления источник-приёмник; на количественном уровне изучены искажения формы сигнала отраженной волны, возникающие вследствие тонкой слоистости верхней части разреза, разработан способ уменьшения таких искажений (патент РФ № 2381529); построены математические модели, количественно характеризующие тенденции изменения во времени характеристик подготовленных к глубокому бурению структур Саратовского Поволжья; разработана расширенная концепция многоуровневых геофизических наблюдений, теоретически и экспериментально обоснована новая технология многоуровневой сейсморазведки, повышающая геологическую эффективность сейсмического метода при нефтегазопоисковых работах.
Практическая ценность
Разработанная технология многоуровневой сейсморазведки позволяет повысить эффективность нефтегазопоисковых работ за счет увеличения отношения сигнал/помеха и разрешенности данных для всех целевых интервалов изучаемого разреза, что обеспечивает построение более достоверных и детальных геологических моделей строения осадочного чехла.
Разработанные методические приемы ТМС легко вписываются в современные технологии полевых работ, обработки и интерпретации, практически не увеличивают их стоимость.
В результате применения ТМС в пределах Саратовского сегмента внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины, а также участка сочленения Ставропольского свода и зоны Маныческих прогибов детализировано геологическое строение осадочного чехла указанных зон и выявлен ряд новых элементов их строения, с которыми могут быть связаны ловушки углеводородов.
Апробация работы
Материалы и основные положения работы докладывались на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2004-2010); на международной конференции «Ломоносов» (Москва, 2006); на региональной конференции «Стратегия .развития минерально-сырьевого комплекса Приволжского и Южного федеральных округов» (Саратов, 2004, 2006, 2007, 2008); на международной научной конференции «Геология, ресурсы, перспективы освоения нефтегазовых недр Прикаспийской впадины» (Москва, 2007); на международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья» (Воронеж, 2008); на международной конференции "Геология, ресурсы, перспективы освоения нефтегазовых недр Прикаспийской впадины" (Москва, 2007); на международной конференции «ГЕОМОДЕЛЬ» (Геленджик, 2008, 2009); на 6-ой международной конференции по проблеме нефтегазоносности Чёрного, Азовского и Каспийского морей (Геленджик, 2009).
Публикации
По вопросам, рассмотренным в диссертации, автором единолично, либо в соавторстве опубликовано 13 печатных работ, из которых 3 входят в список изданий, рекомендованных ВАК. Кроме того, результаты исследований автора включены в 3 отчета ФГУП НВНИИГТ о результатах НИР, а также отчет Саратовского госуниверситета о реализации инновационно-образовательной программы в 2007-2008г.г.
Фактический материал и личный вклад
Наиболее значительная часть представленных в диссертации материалов получена лично автором в 2007-2008г.г. за время его участия в реализации инновационно-образовательной программы Саратовского госуниверситета. Другая часть материалов была собрана в ходе участия автора в трех объектах тематических работ ФГУП НВНИИГТ по заказу Роснедра.
Автором диссертации лично обработано и проинтерпретировано около 200 пог. км сейсмических профилей МОГТ, собраны и проанализированы данные по 170 структурам Саратовского Поволжья.
Постановка большинства задач, выбор направлений и методов их решения осуществлялись лично автором диссертации. Выполненные расчеты производились с помощью разработанного лично, либо при участии автора программно-алгоритмического комплекса.
Основные защищаемые положения;
1. Теоретически и экспериментально обоснован новый способ оптимизации направленных и статистических свойств полевых интерференционных систем на разные глубинные уровни (патент РФ № 2375725), основанный на учёте зависимости кинематических и спектральных характеристик отражённых волн от времени их регистрации и удаления источник-приёмник.
2. Возникающие вследствие тонкой слоистости верхней части разреза интерференционные явления определяют фильтрующее действие среды на сейсмические сигналы, приводящее к значительным искажениям их кинематических и динамических характеристик. Разработанный способ устранения указанных искажений при обработке и интерпретации сейсмических материалов патент РФ № 2381529) повышает точность структурных построений и достоверность решения задач прогнозирования состава и свойств горных пород.
3. Разработана расширенная концепция и система взаимоувязанных технико-методических приемов многоуровневой сейсморазведки (ТМС), повышающие геологическую эффективность сейсмического метода за счет улучшения отношения сигнал/помеха и разрешенности данных. Достижение положительного результата в ТМС обеспечивается применением новой процедуры оптимизации свойств интерференционных систем на разные глубинные уровни, дифференцированным для разных глубинных уровней учете нелинейных волн и дисперсии скорости, а также более полного учёта искажающего влияния ВЧР.
4. Применение технологии ТМС на профилях, отработанных в пределах внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины и северного Предкавказья, повысило информативность временных разрезов ОГТ, что обеспечило получение новых геологических результатов, уточняющих строение и перспективы нефтегазоносности Ставропольского свода и зоны Манычских прогибов, над-солевой и подсолевой частей разреза Новоузенской и Алтатинско-Никольской площадей Саратовской области.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, общим объемом 174 страниц машинописного текста, в том числе 7 таблиц, 69 рисунков и списка литературы из 103 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Михеев, Алексей Сергеевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В "Заключении" перечисляются основные результаты диссертационной работы. Кратко они сводятся к следующему:
- сформулирована новая концепция многоуровневых геофизических наблюдений;
- разработана система новых методических приемов ТМС (патенты РФ № 2375725 и №2381529);
- создан комплекс алгоритмов и программ, обеспечивающий высокотехнологичную реализацию ТМС при производстве геологоразведочных работ;
- на основе анализа результатов сейсмогеологического моделирования разрезов территорий исследования, а также данных обработки (около 200 пог. км) материалов ОГТ доказана возможность повышения геологической эффективности сейсмического метода за счет применения методических приемов ТМС в сложных сейсмогеологических условиях;
- за счет реализации ТМС на территориях Саратовского сектора внутренней-бортовой зоны Прикаспийской впадины и Ставропольского края в Предкавказье получены временные разрезы ОГТ повышенной информативности. В результате интерпретации этих разрезов уточнено геологическое строение осадочного чехла территорий исследования. Выявлено, в частности, 40 элементов строения разреза (дизъюнктивных нарушений и поверхности угловых стратиграфических несогласий). Подтверждены с уточнением положения и характеристик объекты, выделенные в результате предшествовавших ГРР (выступы фундамента, предположительно рифогенная карбонатная платформа). С указанными элементами геологического разреза могут быть связаны ловушки углеводородов различного типа: тектонически и стратиграфически экранированные, массивные, комбнированные и др.
Доказанная эффективность технико-методических приемов ТМС по единичным сейсмическим профилям даёт основание заключить, что их использование при проведение поисковых и детальных геофизических работ позволяет более успешно решать задачи по прогнозированию ловушек углеводородов.
По итогам выполненных исследований рекомендуется:
- продолжить исследования с целью повышения технологичности и расширения комплекса методических приемов ТМС;
- провести дополнительные опытно-методические работы по оценке эффективности ТМС в различных сейсмогеологических условиях". 'При получении положительных результатов рекомендовать широкое внедрение разработанной технологии в практику ГРР;
- выполнить, с применением ТМС, дополнительные площадные (2D, 3D) сейсморазведочные работы, а также переобработку и переинтерпретацию всех имеющихся архивных сейсмических материалов на выделенных и подтвержденных в пределах изученных площадей элементах геологического разреза для уточнения структурных особенностей строения осадочного чехла, прогнозирования литологического состава выделяемых сейсмокомплексов, коллекторских свойств, а также нефтегазонасыщенности пород.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Михеев, Алексей Сергеевич, Саратов
1. А. с. 1065797 СССР №, МКИ. G 01 V 1/00. Способ сейсмической разведки / Комский B.C. (СССР). — № 4643587/25; заявл. 17.08.82; опубл. 07.01.84, Бюл.№ 1.
2. А. с. 1895242 СССР, МКИ G 01 V 1/00. Способ сейсмической разведки / Андреев В.Н., Карпов В.Д., Яковлев Н. М., Сивков Н. Р., Фуркалкж Ю. В., Яковлев В.Н. (СССР). — № 4649687/25; заявл. 13.02.89 ; опубл. 30.11.91, Бюл. № 44.
3. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при — сейсморазведке //М.,Недра, 1982. —232с.
4. Барулин Г.И. Геофизическая характеристика отложений палеозоя Нижнего Поволжья. Саратов: Изд-во СГУ, 1980, 320 с.
5. Бевзенко Ю.П., Брехунцов A.M., Долгих Ю.Н. Результаты производственного применения технологии многоуровневой высокоточной сейсморазведки // Журнал"Нефть и газ", № 1, 2002.
6. Бевзенко Ю.П., Долгих Ю.Н., Трандин С.М. Многоуровневая сейсморазведка, повышение точности сейсморазведочных работ на основе изучения ВЧР и учета волн-спутников с малой задержкой. Журнал "Горные ведомости", № 2,2004.
7. Беспятов Б.И. Методические основы повышения эффективности сейсморазведки методом отраженных волн ( на примере Нижнего Поволжья ). В кн.: Труды НВ НИИГГ,вып.16, 1972,с.263.
8. Беспятов Б. И., Юрченко В. Г. Методика оценки ослабления кратно отраженных волн различными интерференционными системами. В сб. Региональная, разведочная и промысловая геофизика, ОНТИ ВИЭМС, вып. 21, 1968.
9. Бондаренко Б.В., Емельянов А.П. Некоторые аспекты системногоисследования геофизических полей / В кн. Припятская впадина. Изучение сложнопостроенных структур геофизическими методами. Минск, БелНИГРИ, 1977.
10. Булгаков И.А., Данилов В. И., Коленков Э. В., Орлович М. Т. Опыт применения способа замещения слоя для учета искажающего влияния скоростных неоднородностей / Разведочная геофизика. Вып. 102, 1986.
11. Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочной геофизике. -М.: Недра, 1987. -192 с.
12. Вельков А. М., Бородина Р. П., Рожкова Т. С. Геолого-геофизические исследования в Нижнем Поволжье. ЧII., Изд-во СГУ, 1973.
13. Волож Ю.А., Милетенко Н.В., Куантаев Н.Е., Липатова В.В. Перспективы развития нефтегазопоисковых работ в надсолевом комплексе Прикаспийской впадины. // Недра Поволжья и Прикаспия. Саратов. - 1997. -Вып. 14.-С. 7-11.
14. Востряков А.В., Ковальский Ф.И. Геология и полезные ископаемые Саратовской области. Саратов: Изд-во СГУ, 1986, 126 с.
15. Вялков В.Н. Новые геологические методические результаты применения сейсморазведки MOB в тресте "Запприкаспийгеофизика" // Волгоград, 1991. с. 86 103.
16. Гамбурцев Г. А., Ризниченко Ю. В., Берзон И. С., Епинатьева А. М. Комбинированный метод сейсмической разведки // ДАН СССР. М.—Д., 1946, нов. сер., т. LI, № 6, с. 429—432.
17. Ганиев В. А. Применение одновременного группирования источников и приёмников упругих колебаний в сейсморазведке // Разведочная геофизика, №72, 1976 г.
18. Гертнер X., Климмер Г. Об определении рациональной плотности сейсмических наблюдений по величине зоны Френеля // Докл. II научного семинара стран членов СЭВ по нефтяной геофизике. Сейсморазведка. — 1982. Т. 1.С. 339-353.I
19. Гольцман Ф. М. Основы теории интерференционного приема регулярных волн// -М. «Наука». -1964.
20. Графов Б.М., Арутюнов C.JL, Казаринов В.Е, Кузнецов O.JL, Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е. Анализ геоакустического излучения нефтегазовой залежи при использовании технологии Анчар.// Геофизика. -1998.- №5.- С. 24.
21. Гурьянов В.В., Гурьянов В.М., Левянт В.Б. Особенности распространения сейсмических волн в коллекторах, влияющие на их выявление и дифференциацию. // Геофизика. — Москва, №6, 2001.
22. Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки. // М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 100 е.: ил. ISBN 5-8365-0038-Х
23. Замаренов А.К., Писаренко Ю.А. Основные черты эволюции палеозойского осадконакопления на юго-восточной периконтинентальной окраине Восточно-Европейской платформы //Недра Поволжья и Прикаспия. -1998. Вып. 15.
24. Интерпретация данных сейсморазведки // Справочник. Под ред. О.А.Потапова, М., Недра, 1990г.
25. Колесов С.В., Потапов О.А. Комплекс программ для расчета реальных параметров нелинейных свипов. ЕАГО, Геофизический вестник №2,2001г.,с.18 21.
26. Кононков А.В., Шарапова О.Ю. Влияние зоны Френеля на геолого-экономическую эффективность . МОГТ при поисках малоразмерных нефтегазоперспективных поднятий Зональный и локальный прогноз нефтегазоносности пород осадочного чехла. // М., 1990. с. 65-72.
27. Кострыгин Ю.П. Сейсморазведка на сложных зондирующих сигналах // Тверь, изд. «ГЕРС», 2002 г.
28. Костюченко С.Л., Солидолов Л.Н., Федоров Д.Л. Глубинная структура Прикаспия и её влияние на перспективы нефтегазоностности// Недра Поволжья и Прикаспия. -1998.-Вып.16.
29. Летавин А.И., Орел В.Е., Чернышев С.М. и др. Тектоника и нефтегазоносность Северного Кавказа. М.: Наука, 1987. С. 93.
30. Летавин А.И., Петренко П.А., Лопатин А.Ф. и др. К проблеме прогнозной оценки углеводородов в палеозойских отложениях Передового хребта Северного Кавказа и Предкавказья // Геология нефти и газа. М.: Недра, 1994. № 12. С. 10-14.
31. Макаркин А.А. Комплекс программ двумерного моделирования геофизических полей для сложно построенных геологических объектов на персональных компьютерах, совместимых с IBM PC. Краткое описание алгоритмов и инструкции пользователю. Саратов, НВНИИГГ, 1997.
32. Малышев А.В., Никитин Ю.И. Геологические предпосылки развития нефтегазодобычи в Саратовской области// Недра Поволжья и Прикаспия. -1991 г. с. 43-45.
33. Методическое руководство на способ ОГТ МПВ // ЗапСибНИИГеофизика Ознобихин Ю.В., Голошубин Г.М., Куников В.Н., 1990г.
34. Мирчинк М.Ф., Крылов Н.А., Летавин А.И., Маловицкая Я.П. Тектоника Предкавказья /М.: Гостоптехиздат, 1963. 238 с.
35. Михальцев А.В., Мушин И.А., Погожев В.М. Обработка динамических параметров в сейсморазведке // М.: Недра, 1990, 189 с.
36. Михеев А. С. Реализация идей нелинейной геофизики ввибросейсморазведке // Материалы XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Том И. М.: Изд-во МГУ, 2006г., с. 34-35.
37. Михеев С.И., Артемьев С.А., Постнова Е.В., Михеев А. • С. О современных тенденциях изменения эффективности и условий производства нефтегазопоисковых работ // Недра Поволжья и Прикаспия, выпуск 52, 2007 г. с. 41-49.
38. Михеев С.И., Михеев А. С. Концепция и технологические аспекты многоуровневой сейсморазведки / Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 47., Саратов, 2006г., с. 75-85.
39. Михеев С.И., Михеев А. С. Анализ данных опытно-методических работ в вибросейсморазведке // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 56. -Саратов, 2008.-С.57-65.
40. Михеев С.И., Хараз И.И., Михайлов В.А., Михеев А. С., Лепешкин В.П. К феноменологической базе разработки новых технологий вибросейсморазведки // Приборы и системы разведочной геофизики. Вып. 2., Саратов: Изд-во ЕАГО, 2007., с. 14-18.
41. Мушин И.А., Бродов Л.Ю., Козлов Е.А. и др. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных // М.: Недра, 1990, 229 с. (стр.185).
42. Напалков В. Ю., Сердобольский Л. А. Основы теории интерференционных систем в сейсморазведке. // М., 1981 г.
43. Обоснование и разработка новых методико-технических приемов сейсморазведки отраженными волнами // Саратов, 1976 г., с. 255.
44. Пат. 2136018 Российская Федерация, МПК G01V1/00. Способ сейсмической разведки/ Шубик Б.М., Ермаков А.Б., Николаев А.В.; заявитель и патентообладатель ИФЗ РАН.— №97119994/25; заявл. 02.12.97; опубл. 27.08.99.
45. Пат. 2252436 Российская Федерация, МПК G01V1/00. Способ сейсмической разведки/ Живодров В.А., Хараз И.И., Резепова О.П.; заявитель и патентообладатель В.А. Живодров.— №2003120046/28; заявл. 08.07.03; опубл. 10.01.05.
46. Пат. 5051960 США, НЕСИ 367/24. Метод подавления многократных отражений / Levin Stewart А.; заявитель и патентообладатель Mobil Oil Corporation — № 553061; заявл. 16.07.90 ; опубл. 24.09.91.
47. Пилифосов В.М. Сейсмостратиграфические модели подсолевых отложений Прикаспийской впадины. Алма-Ата: Изд-во Наука. - 1986. - С. 415.
48. Писаренко Ю.А., Кривонос В.Н. Критический анализ депрессионной и инверсионной моделей Прикаспийской впадины. Недра Поволжья и Прикаспия. 1995, вып. 9. С. 3-10
49. Проблемы нелинейной сейсмики // под редакцией Николаева А. В.: -М., Наука. -1987г.
50. Раевский В.Ю. Системный подход к изучению сложных геологических объектов (на примере проблемы нефти и газа). Обзорная информация ВИЭМС. М., 1983. С.39.
51. Рихтер Я. А. Очерки региональной геодинамики Прикаспийской впадины и ее обрамления //Труды /НИИ геологии Саратовского госуниверситета. Новая серия. T.XIV. - Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2003.
52. Сейсморазведка. Справочник геофизика // под ред. Номоконова В.П. 2-е изд., т. 1,2 М.,Недра, 1990 г.
53. Спасский Б.А. Учет верхней части разреза в сейсморазведке // Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990 г., 184с.
54. Спасский Б.А., Митюнина И.Ю. О возможности расчета статических поправок по первым вступлениям на сейсмограммах МОГТ //Геофизические методы поисков и разведки нефти и газа. Пермь, 1981. С. 16-24.
55. Старобинец М.Е. Современное состояние определения статических поправок по годографам первых вступлений данных МОГТ // ВИЭМС. М., 1987. С.50.
56. Страхов В.Н. О системном подходе к интерпретации сейсмических данных. Известия ВУЗОВ. Геология и разведка №8,1975.
57. Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки (Под редакцией М.Б.Шнеерсона)//Москва, ОАО "Издательство "Недра" 1998,
58. Уотерс К. Отражательная сейсмология//-М., 1981. . ,.
59. Физические свойства осадочного чехла Восточноевропейской платформы // М., «Недра», 1975.
60. Хатьянов Ф.И. Сейсмофрмационное прогнозирование // Обзор. Вып. 11. -М.:ВНИИОЭНТ, -1985. -45с.
61. Цветаев А.А. Методы группирования в сейсморазведке. Гостоптехиздат, 1953.
62. Шагинян А.С., Циммерман В.В., Гинзбург B.C. Нелинейные эффекты процесса возбуждения сейсмических волн электрогидравлическим вибратором //Нефтегазовая геология и геофизика. 1983. № 12. С. 14-16.
63. Шапиро Г.С. Продольные колебания стержней. ПММ, 1986, т. 10, вып. 5-6, с. 73-81.
64. Шнеерсон М.Б., Иноземцев А.Н., Потапов О.А. и др. Вибрационная сейсморазведка // М. Недра, 1990 г.
65. Шустер В.П. Кристаллические породы фундамента перспективный объект для прироста запасов нефти и газа в России. Геология нефти и газа, № 9, 1994, с. 35-37.
66. Ярошенко А.А., Писцова Л.В., Серов А.В. Геолого-геохимические условия нефтегазоносности палеозойских отложений Центрального и Восточного Предкавказья. В кн. Современные проблемы геологии нефти и газа, М., Научный мир, 2001, с. 253-259.
67. Denham L.R. Extending the resolution of seismic reflection exploration: J. Canadian Soc. Exp. Geophysicists, 1981.86. "Dispersive Body Waves An experimental Study". Geophysics. Vol. XXX. No. 4. pp. 539-551. August 1995.
68. Neidell. "Ambiquity Functions and the Concept of Geological correlation" Preprint, Computer Application Symposium. April 1969.1. Фондовые источники
69. Бельков A.M., Рекомендации по прогнозированию геометрии подсолевых границ. -Саратов. Фонды НВНИИГТ. -1979г.
70. Габсатарова И.П., Воробьев В.Я., Смирнова В.А., Рогожина В.Н., Денисов В.Н. Методика прогнозирования геометрии подсолевых поверхностей на временных и глубинных сейсмических разрезах. -Саратов, Фонды НВНИИГТ. -1980г.
71. Захаров П.Ю., Иванов А.В., Комский B.C. Совершенствование методики математического моделирования волновых полей. Трест "Саратовнефтегеофизика". -Саратов, 1985.-198 с. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».
72. Меркулов О.И. и др. Отчёт по объекту 1423636-088. «Разработка стратегии поисков крупных и гигантских скоплений УВ в подсолевом комплексе Прикаспийской впадины и Предкавказья». Саратов 2004. Фонды НВНИИГГ.
73. Самойлович В. Л., Трофименко Е. А. и др. Обоснование нового (палеозойского) нефтегазового направления поисково-разведочных работ в Предкавказье// ТФИ по Южному федеральному округу. Ессентуки. - 2007г.
74. Шебалдин В. П., Никитин Ю. И, Яцкевич С. В., Шебалдина М.Г. и др. Тектоника и перспективы нефтегазоносности Саратовской области. Саратов, фонды ОАО "Саратовнефтегеофи-зика", 1993.
- Михеев, Алексей Сергеевич
- кандидата геолого-минералогических наук
- Саратов, 2010
- ВАК 25.00.10
- Многоуровневая высокоточная сейсморазведка в районах развития многолетней мерзлоты
- Повышение точности сейсмических наблюдений на основе изучения ЗМС и учета волн-спутников в рамках технологии многоуровневой сейсморазведки
- Совершенствование способов определения и интерпретации характеристик рассеянных волн с задачами нефтегазопоисковых работ
- Повышение эффективности вибросейсморазведки при нефтегазопоисковых работах за счет учета искажений опорного сигнала в средах с неупругим поглощением
- Повышение геологической эффективности нефтегазопоисковых работ на основе новых способов обработки и комплексной интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки