Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Повышение геологической эффективности нефтегазопоисковых работ на основе новых способов обработки и комплексной интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Артемьев, Александр Евгеньевич

Введение

Глава 1. Анализ геолого-геофизических условий территории исследований

1.1 Геолого-геофизическая характеристика разреза

1.2 Задачи исследований в связи с перспективами нефтегазоносности

Глава 2. Современное состояние и совершенствование методик геологической интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки при поисках залежей углеводородов

2.1 Сейсморазведка методом общей глубинной точки

2.1.1 Совершенствование методики полевых работ

2.1.2 Аномалии полей отраженных волн, обусловленные рифовыми постройками

2.1.3 Методика и результаты динамического анализа сейсмозаписей

2.1.3.1 История развития, роль и задачи динамической интерпретации сейсмических данных

2.1.3.2 Погоризонтный динамический анализ

2.1.3.3 Динамический анализ на основе преобразования Гильберта

2.1.3.4 Анализ интегральной энергии

2.1.3.5 Использование метода полного градиента

2.1.3.6 АУО анализ

2.1.3.7 Псевдоакустический каротаж и стратиграфическая инверсия

2.2 Электроразведка

2.3 Методы прогнозирования нефтегазоносности разреза, основанные на активных моделях среды

2.4 Комплексирование сейсморазведки и электроразведки

Глава 3. Методика, результаты обработки и комплексной интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки на основе метода главных компонент

3.1 Обзор методов многомерного анализа, использующихся при обработке и интерпретации геолого-геофизических данных

3.2 Методика и результаты обработки данных сейсморазведки

3.3 Методика и результаты обработки данных электроразведки

3.4 Методика и результаты комплексной интерпретации данных с применением интегральных сейсмоэлектрических разрезов

Введение Диссертация по геологии, на тему "Повышение геологической эффективности нефтегазопоисковых работ на основе новых способов обработки и комплексной интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки"

Актуальность темы

Все возрастающая потребность в энергетических ресурсах и повышение мировых цен на нефть настоятельно диктует необходимость постоянного и интенсивного поиска новых месторождений нефти и газа. В связи с этим актуальной является задача совершенствования имеющихся и разработка новых технологий обработки и интерпретации данных геофизических методов, играющих ведущую роль в комплексе геологоразведочных работ на нефть и газ. Проблема прироста запасов углеводородного сырья на территории Саратовского Поволжья в настоящее время связывается, прежде всего, с поисками рифогенных ловушек углеводородов. Потому акцентированное внимание в диссертации уделяется совершенствованию методики обработки и интерпретации данных геофизических методов, направленному на повышение эффективности поисков рифогенных структур. Трудности выявления ископаемых рифов связаны с особенностями их распространения, условиями залегания, соотношениями с вмещающими породами и характером строения. В результате эффективность геофизических методов при поисках рифовых построек зачастую не удовлетворяет требованиям практики. Исходя из опыта нефтегазопоисковых работ, особенно большое значение в плане повышения их эффективности имеет совершенствование технологий сейсморазведки и электроразведки, а также их рационального комплексирования. Соответственно, проблема повышения эффективности прогнозирования нефтегазоперспективных рифовых построек на основе использования новых способов обработки материалов сейсморазведки и электроразведки, а также их комплексного анализа весьма актуальна. Цель работы

Целью работы является совершенствование и обоснование новых способов обработки, а также комплексирования данных сейсморазведки и электроразведки, направленное на повышение эффективности этих методов при поисках и разведке месторождений нефти и газа в сложных геологических условиях. Основные задачи исследований

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие основные задачи:

• Разработать новый алгоритм динамического анализа сейсмических временных разрезов на основе вычисления средней интегральной энергии, с целью повышения надежности прогнозирования рифогенных образований по данным сейсморазведки.

• Создать алгоритмы и программы анализа и обработки сейсмических данных методом главных компонент, позволяющие разделять поля сигналов полезных волн и волн помех.

• Разработать новый способ фильтрации электроразведочных данных, основанный на методе главных компонент, повышающий эффективность выделения аномалий типа риф по данным электроразведки.

• Теоретически обосновать и применить на практике методику обработки данных сейсморазведки, основанную на методе полного градиента, позволяющую повысить информативность сейсмических разрезов.

• Разработать новую технологию анализа сигналов электромагнитной эмиссии, позволяющую повысить надежность выделения аномалий от залежей углеводородов.

• Разработать новую программно-обеспеченную технологию комплексирования данных сейсморазведки МОГТ и электроразведки ЗСБ, базирующуюся на методе главных компонент.

• На основе применения разработанной технологии комплексирования сейсморазведки и электроразведки повысить достоверность локализации рифогенных образований.

Научная новизна

Научную новизну составляют:

• Новые способы динамического анализа сейсмозаписей на основе использования метода полного градиента и вычисления средней интегральной энергии в целевом интервале разреза.

• Методика обработки и анализа данных сейсморазведки методом главных компонент.

• Методика обработки данных электроразведки с использованием фильтрации, основанной на методе главных компонент.

• Возможность выделения низкочастотных аномалий, связанных с залежью, из записей сигналов случайного электромагнитного излучения.

• Новый способ комплексирования данных сейсморазведки МОГТ и электроразведки ЗСБ, основанный на методе главных компонент и позволяющий получать интегральные сейсмоэлектрические разрезы.

Защищаемые положения

1. Предложены новые критерии наличия в разрезе неоднородностей типа риф и типа залежь, основанные на регистрации и анализе поля случайного электромагнитного излучения, а также анализе средней интегральной энергии в целевом интервале сейсмического временного разреза.

2. Разработаны новые методы обработки сейсмических и электроразведочных данных, базирующиеся на методе полного градиента и методе главных компонент, которые дают возможность разделить поля сигналов полезных волн и волн помех, повысить качество получаемой информации, а также надежность выделения локальных неоднородностей разреза. 3. Разработана новая технология комплексной интерпретации данных сейсморазведки МОГТ и электроразведки ЗСБ , основанная на методе главных компонент, которая расширяет возможности этих методов при поисках рифогенных ловушек в сложных геологических условиях. Практическое значение работы

Предложенные автором способы обработки данных сейсморазведки и электроразведки, а также их комплексного анализа позволяют повысить геологическую эффективность этих методов, играющих ведущую роль при нефтегазопоисковых работах. Технология комплексной интерпретации данных сейсморазведки и электроразведки, соответствующие алгоритмы и программы, основанные на методе главных компонент, могут быть использованы при поисках рифогенных ловушек и других нефтегазоперспективных объектов как в Саратовской области, так и в других регионах РФ. Реализация результатов исследований

Результаты обработки и геологической интерпретации сейсмических данных, полученные с применением предложенных геофизических технологий, изложены в нескольких научно-исследовательских отчетах ОАО «Саратовнефтегеофизика» [82,83].

С целью изучения случайной электромагнитной эмиссии отработано более сорока километров профилей.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс на геологическом факультете Саратовского Госуниверситета, используются при обработке и интерпретации данных в ОАО

Саратовнефтегеофизика», а также в Нижне-Волжском НИИ Геологии и

Геофизики.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на научной студенческой конференции геологического факультета СГУ «Геологические науки - 96» (Саратов, 1996). На научно-практической конференции «Современные технологии регистрации геолого-геофизических данных при проведении поисково-разведочных работ на нефть и газ» (Саратов, 1999). На научно-практическом семинаре «Новые методы и технологии обработки и интерпретации геолого-геофизических данных при проведении поисково-разведочных работ на нефть и газ» (Саратов, 1999). На межведомственной научной конференции «Геологические науки - 99» (Саратов, 1999). На всероссийской научной конференции «Геология Русской плиты и сопредельных территорий на рубеже веков», посвященной памяти профессора В.В. Тикшаева (Саратов, 2000). На международной научной конференции «Неклассическая геофизика» (Саратов, 2000). На региональном совещании «Основные направления геологоразведочных работ в Поволжско-Прикаспийском регионе на 2001 и последующие годы» (Саратов, 2000). На региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2001). Публикации

По теме диссертации автором опубликованы восемь печатных работ.

Фактический материал и личный вклад

Диссертация обобщает результаты теоретических, методических и экспериментальных исследований автора за период обучения в аспирантуре. Научно-исследовательские работы выполнялись автором на кафедре геофизики геологического факультета Саратовского Госуниверситета и в ГЭЦОИ ОАО «Саратовнефтегеофизика». При подготовке диссертации привлекались фондовые материалы ОАО «Саратовнефтегеофизика» и Нижне-Волжского НИИ Геологии и Геофизики. В ходе исследований использованы материалы сейсморазведки МОГТ и электроразведки ЗСБ ОАО «Саратовнефтегеофизика». Регистрация данных электроразведки производилась при личном участии автора. Разработка программного обеспечения и обработка материалов сейсморазведки и электроразведки осуществлялась непосредственно автором. Им же получены основные результаты.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю Михееву С.И. и всему коллективу кафедры геофизики Саратовского Госуниверситета за постоянное внимание и помощь в разработке темы.

Автор выражает благодарность руководству и сотрудникам ОАО «Саратовнефтегеофизика» В.Н. Селенкову, К.Н. Соснову, В.А. Кузину, Л.П. Бессоновой за предоставленный материал для проведения исследований по теме диссертационной работы.

Заключение Диссертация по теме "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых", Артемьев, Александр Евгеньевич

Заключение

В результате исследований, выполненных в соответствии с целью диссертационной работы, решены следующие задачи:

• Разработан новый алгоритм и программа динамического анализа сейсмических временных разрезов на основе вычисления средней интегральной энергии в целевом интервале разреза.

• Созданы алгоритмы и программы анализа и обработки сейсмических данных методом главных компонент.

• Разработана новая технология регистрации, обработки и интерпретации сигналов поля случайного электромагнитного излучения.

• Разработан способ фильтрации, основанной на методе главных компонент применительно к электроразведочным данным.

• Дано теоретическое обоснование и осуществлено применение на практике метода полного градиента для обработки данных сейсморазведки.

• Реализована новая программно-обеспеченная технология комплексирования данных сейсморазведки МОГТ и электроразведки ЗСБ, а также их обработка на основе метода главных компонент.

Разработанные способы обработки и анализа комплекса данных сейсморазведки и электроразведки повышают достоверность локализации рифогенных образований по данным этих геофизических методов. Даны конкретные рекомендации по продолжению геологоразведочных работ, в том числе на постановку глубокого бурения. Положительные результаты опробования разработанных геофизических технологий дали основания рекомендовать их для широкого внедрения в практику геологоразведочных работ на территории Саратовской области и в других регионах Российской Федерации.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Артемьев, Александр Евгеньевич, Саратов

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

2. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология. М.: Мир, 1980.

3. Андреев В.Н., Блюменцвайг В.И. и др. Временные указания по методике поисков залежей нефти в ловушках неантиклинального типа. -М: Миннефтепром, 1985.

4. Артемьев А.Е. Анализ сейсмических данных методом главных компонент. //Неклассическая геофизика. Саратов, 2000.

5. Артемьев А.Е. Использование метода полного градиента при обработке сейсмических данных.//Недра Поволжья и Прикаспия. -2000. -Вып.22.

6. Артемьев А.Е. Опыт применения метода главных компонент для обработки и комплексного анализа сейсмических и электроразведочных данных.//Геологи XXI века. Саратов, 2001.

7. Артемьев А.Е. Опыт применения метода полного градиента для анализа сейсмических разрезов на примере Белокаменного месторождения. //Геология Русской плиты и сопредельных территорий на рубеже веков. Саратов, 2000.

8. Артемьев А.Е. Проблемы решения прямых динамических задач сейсморазведки.//Геологические науки 96. Саратов, 1996.

9. Артемьев А.Е. Регистрация и анализ поля случайного электромагнитного излучения на Пионерском месторождении.//Современные технологии регистрации геолого-геофизических данных при проведении поисково-разведочных работ на нефть и газ. Саратов, 1999.

10. П.Арутюнов C.JL, Кирсанов М.В. Анчар эффективная геофизическая технология поисков и разведки нефти и газа. //Геология и минеральные ресурсы юго-востока Русской платформы. Саратов, 1998.

11. Балабанов В.Г., Демахин С.А. Исключение влияния верхней части разреза на динамические характеристики отраженных волн. Саратов, 2000.

12. И.Балабанов В.Г., Демахин С.А. О современном состоянии и развитии способов учета ВЧР при динамической интерпретации сейсмозаписей. //Недра Поволжья и Прикаспия. -1999. -Вып. 18.

13. Барулин Г.И. Геофизическая характеристика отложений палеозоя Нижнего Поволжья. Саратов, 1080.

14. Барулин Г.И. Геофизические основы регионального прогноза нефтегазоносности. -М.: Недра, 1983.

15. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. -М.: Недра, 1980.

16. П.Березкин В.М. Применение гравиразведки для поисковместорождений нефти и газа. -М.:Недра, 1973.

17. Березкин В.М., Киричек М.А., Кунарев A.A. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа. -М.:Недра, 1986.

18. Беспятов Б.И., Конценебин Ю.П., Сидоров В.А. и др. Комплекс геофизических методов поиска локальных структур в Нижнем Поволжье. Саратов: НВНИИГГ, 1970.

19. Бутенко Г.А., Михайлов В.А., Серебряков В.Ю. и др. Прямой прогноз нефтегазоносности способом инфразвуковой сейсморазведки. //Геология и минеральные ресурсы юго-востока Русской платформы. Саратов, 1998.

20. Бучарский Б.В., Бессонов А.Д., Горячев В.В. и др. Экзотические задачи неклассической геофизики. //Неклассическая геофизика. Саратов, 2000.

21. Высоцкий И.В. Основы геологии горючих ископаемых. -М.: Недра, 1987.

22. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике: Справочник геофизика. /Под ред. В.И. Дмитриева. -М.: Недра, 1990.

23. Гейман Б.И. Комплексирование геофизических методов при поисках рифов. Труды ВНИГНИ, вып. 202.

24. Гравиразведка: Справочник геофизика. /Под ред. Е.А. Мудрецовой, К.Е. Веселова. -М.: Недра, 1990.

25. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка. М.: Недра, 1980.

26. Демахин С.А., Скляров В.П. Моделирование сейсмических волновых полей с помощью программы "МОООЕО" -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999.

27. Дэвис Дж. Статистика и анализ геологических данных. -М.: Мир, 1977.

28. Ким Дж. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. -М.: Финансы и статистика, 1989.

29. Козлов Е.А., Гогоненков Г.Н., Лернер Б.Л. и др. Цифровая обработка сейсмических данных. -М.: Недра, 1973.

30. Комплексирование геофизических методов при решении геологических задач. Под ред. В.Е. Никитского, В.В. Бродового. -М.: Недра, 1987.

31. Комский B.C. Математическое моделирование сейсмических волновых полей в двумерных моделях сложных геологических сред: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.,1987.

32. Кондрат В.Ф., Лизун С.А., Лящук Д.Н. и др. Сейсмоэлектрическое взаимодействие полей в пористых насыщенных средах.//Прикладная геофизика. -М.: Недра, 1990. -Вып. 122.

33. Кондратьев И.К. Линейные обрабатывающие системы в сейсморазведке. -М.: Недра, 1976.

34. Конценебин Ю.П. Геологическая интерпретация гравитационных аномалий Нижнего Поволжья. Саратов, 1988.

35. Королюк И.К., Михайлова М.В. и др. Ископаемые органогенные постройки, рифы, методы их изучения и нефтегазоносность. М. Наука, 1975.

36. Кунин Н.Я. Комплексирование геофизических методов при геологических исследованиях. -М.: Недра, 1972.

37. Лозовская И.Ф., Березкин В.М. Анализ линейных процедур в методе полного нормированного градиента. //Прикладная геофизика. -М.: Недра, 1985. -Вып. 112.

38. Масляницкий В.А., Артемьев А.Е. Возможности расширения частотного диапазона регистрируемого волнового пакета при работах с виброисточником.// Геологи XXI века. Саратов, 2001.

39. Машкович К.А., Ваваева JI.A. Среднедевонские рифовые массивы на территории Саратовского Поволжья. В кн.: Геология нефти и газа. №11. М., 1962.

40. Мешбей В.И. Методика многократных перекрытий в сейсморазведке. -М.: Недра, 1985.

41. Мирчинк М.Ф., Мкртчан О.М., Хатьянов Ф.И. и др. Рифы Урало-Поволжья, их роль в размещении залежей нефти и газа и методика поисков. -М.: Недра, 1974.

42. Михальцев A.B., Мушин И.А. Обработка динамических параметров в сейсморазведке. -М.: Недра, 1990.

43. Михеев С.И. Методика комплексирования геолого-геофизических данных R-методом факторного анализа.// Вопросы геологии и геофизики Прикаспия. Саратов, 1985.

44. Мушин И.А., Бродов Л.Ю., Козлов Е.А. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных. -М.: Недра, 1990.

45. Никитин A.A. Теоретические основы обработки геофизической информации. -М.: Недра, 1986.

46. Никитин Ю.И., Лихой Н.Д. Проблемы поддержания пластового давления при разработке Белокаменного месторождения.//Недра Поволжья и Прикаспия. -1999. -Вып.20.

47. Окунь Я. Факторный анализ. М.: Статистика, 1974.

48. Особенности формирования и размещения залежей нефти и газа в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины. Под. ред. Кирюхина Л.Г. и Федорова Д.Л. -М.: Недра, 1984.

49. Потапов O.A., Лизун С.А., Кондрат В.Ф. и др. Основы сейсмоэлектроразведки. -М.: Недра, 1995.

50. Птецов С.Н. Анализ волновых полей для ПГР. -М.: Недра, 1989.

51. Родионов Д.А., Коган Р.И., Голубева В.А. и др. Справочник по математическим методам в геологии. -М.: Недра, 1987.

52. Рябинкин Л.А. Теория упругих волн. -М.: Недра, 1987.

53. Сейсмическая стратиграфия. /Под ред. Ч. Пейтона. М.: Мир, 1983.

54. Сейсморазведка: Справочник геофизика. /Под ред. И.И. Гурвича, В.П. Намоконова. -М.: Недра, 1981.

55. Сидоров В.А., Ведринцев Г.А., Фролов П.П интерпретация точечных зондирований становлением (ЗСТ) над горизонтально-слоистыми разрезами. Саратов, 1972.

56. Сидоров В.А., Тикшаев В.В. Электроразведка зондированиями становлением поля в ближней зоне. -Саратов: НВНИИГГ, 1969.

57. Смилевец Н.П. Новый подход к комплексной интерпретации геофизических данных // Геофизика, №6, 1997

58. Телепин М.А. О трансформации поля Ag в полный градиент. //Прикладная геофизика. -М.: Недра, 1975. -Вып.80

59. Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки. Под ред. М.Б. Шнеерсона. -M.: Недра, 1998.

60. Трайнин П.Н., Березкин В.М., Филатов В.Г. Применение регуляризирующего оператора в способе полного нормированного градиента. //Прикладная геофизика. -М.: Недра, 1990. -Вып. 122.

61. Уилсон Дж. Карбонатные фации в геологической истории. -M.: Недра, 1980 г.

62. Федоров Д.Л., Бабадаглы В.А., Яцкевич C.B. и др. Литология подсолевого палеозоя Прикаспийской синеклизы. Саратов, 1977.

63. Федынский В.В. Поиски неантиклинальных ловушек геофизическими методами. В кн.: Геология нефти и газа. №11. М., 1997 .

64. Хатьянов Ф.И. Поиски рифовых комплексов геофизическими методами. Труды ВНИГНИ, 1976.

65. Хейген Д.К. Анализ сейсмических данных методом главных компонент.//Анализ и выделение сейсмических сигналов. М.: Мир, 1986.

66. Шебалдин В. П., Бабадаглы В. А., Яцкевич С. В. и др. Зональность геофизических полей северо-западной части Прикаспийской впадины и её геологическая интерпретация. Тр. ВНИГНИ, вып. 160, 1974 г.

67. Шебалдин В.П., Селенков В.Н., Кангас Г.В. Закономерности размещения франских рифов на северо-западе Прикаспийского палеобассейна.// Геологические науки 99. Саратов, 1999.

68. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. М.: Мир, 1987.

69. Щеглов В.Б., Шипулин С.В. Особенности коллекторских свойств карбонатных пород Белокаменного месторождения.//Недра Поволжья и Прикаспия. -1999. -Вып. 19.

70. Яцкевич С.В., Никитин Ю.И., Шебалдин В.П. и др. Фациально-палеогеографические критерии перспектив нефтегазоносности юга Золотовско-Каменской зоны.//Недра Поволжья и Прикаспия. -2000. -Вып.21.

71. Cambois G. Can P-wave AVO be quantitative? //The Leading Edge, 2000.

72. Castagna J.P. and Swan H.W. Principles of AVO Crossplotting. //The Leading Edge, 1997.

73. Hilterman F., Schuyver C., Sbar M. AVO examples of long-offset 2D data in the Gulf of Mexico. //The Leading Edge, 2000.

74. Lanfranchi P. How Good is Good Pre-processing, SEG/EAGE, 1992.

75. Rutherford S.R. and Williams R.H. Amplitude-versus-Offset Variations in Gas Sands. //Geophysics, 1989.

76. Shuey R.T. A simplification of the Zoeppritz equations. //Geophysics, 1985.1. Фондовая

77. Акимова А.Б., Гах В.Н. Отчет о работах сейсморазведочной партии № 0900 «Проведение поисковых и детальных сейсморазведочныхработ МОГТ на Карпенском лицензионном участке». Саратов, 2001. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».

78. Аниканов А.Ф., Ряховский В.В. и др. Отчет о работах по доразведке Белокаменного месторождения. Саратов, 1994. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».

79. Григорьев Н.С., Ряховский В.В. Отчет о работах Васнецовской сейсморазведочной партии № 0586. Саратов, 1989. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».

80. Слонов Д.Н., Коган Я.Ш. Отчет о работах островной сейсморазведочной партии № 0396. Саратов, 1994. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».

81. Старовойтов B.C., Яковлев Р.П., Шильникова В.И. Отчет о работах волжской сейсморазведочной партии. Саратов, 1992. Фонды ОАО Саратовнефтегеофизика.

82. Тектоника и перспективы нефтегазоносности Саратовской области. Под ред. Шебалдина В. П., Саратов, фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика», 1993 г.

83. Шебалдин В. П., Кангас Г. В., Ряховский В. В. Перспективы нефтегазоносности рифов Ровенского участка. Саратов, фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика», 1997 г.

84. Шерман Г.Х., Кангас Г.В. Геологическая модель и обоснование подсчетных параметров Белокаменного месторождения нефти. Саратов, 1994. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».

85. Яцкевич C.B., Шебалдина М.Г., Замаренов А.К. Выбор первоочередного объекта для постановки геофизических работ в пределах Золотовско-Каменской зоны. Саратов, 1980. Фонды ОАО «Саратовнефтегеофизика».