Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Совершенствование методов изучения верхней части разреза с целью повышения эффективности сейсморазведки на нефть и газ

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

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов изучения верхней части разреза с целью повышения эффективности сейсморазведки на нефть и газ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

РГб од

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Митюнина Ирина Юрьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ НА НЕФТЬ И ГАЗ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки уесторожденнй полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Пермь - 1995

Работа выполнена на кафедре геофизических методов поисков и разведки Пермского государственного университета

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Спасский Б.А.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Шихов С.А. (г. Пермь, государственный

технический университет)

заведующий лабораторией сейсморазведки, доктор технических наук Силаев В.А. (г. Пермь, КамНИМКИГС)

Ведущее предприятие: Горний институт

Уральского отделения Российской Академии наук

Защита состоится 21 декабря 1995 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д.063.59.02 при Пермском государственном университете по адресу: 614600, г.Пермь, ул. Букирева, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета

Автореферат разослан МХг-^г^- 1995 г.

Учений секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук, доцент

В.А.Герщанок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Сейсморазведка занимает ведущее место в комплексе поисково-разведочных работ на нефть и газ. Использование систем многократных перекрытий или метода общей глубинной точки (ИОГТ), освоение и внедрение невзрывных источников колебаний, цифровых способов регистрации информации и автоматизированной обработки данных позволяют решать сложные геологические задачи. В основных нефтегазоносных провинциях России прирост запасов углеводородов промышленных категорий на подготовленных сейсморазведкой объектах составляет 80-902 от общего количества.

Анализ геологической эффективности сейсморазведки при поисках объектов, перспективных на залежи углеводородов, показывает, что одним из основных факторов, снижащих точность структурных построений, является недоучет особенностей скоростного строения верхней части разреза (ВЧР), т.е. погрешности определения статических поправок. В частности на территории Пермского Прикамья из 28 структур, выведенных из глубокого бурения в 1986-1993 гт. как неподтвердившиеся, на семи объектах (252) отмечены, по данным АО "Пермнефтегеофизика", погрешности в структурных построениях, обусловленные ошибочным прогнозом скоростей до уровня приведения.

Современные алгоритмы коррекции статических поправок, ком-пенсирущия влияние верхней части разреза, достаточно надежно выявляют высокочастотные составляющие погрешностей поправок. Для определения длиннояернсдных компонент требуется постановка вспомогательных полевых исследований по изучению ВЧР, увеличение объема которых связано с серьезными трудностями экономического, производственного и экологического характера. Поэтому весьма актуальным з сейсморазведке МОГТ является решение задачи повышения детальности и точности учета скоростных неоднородностей верхней части разреза без увеличения объема полевых работ.

Целы» настоящей работы является совершенствование методов определения скоростных свойств верхней части разреза, направленное на повышение эффективности сейсморазведки МОГТ при поисках и разведке месторождений нефти и газа.

Теоретические и методические разработки основаны на результатах обработки и интерпретации геолого-геофизических материалов, полученных на территории Пермского Прикамья, являющейся типичной для европейской части России нефтегазоносной областью.

- 4 -

В диссертации решаются следующие задачи:

1. Анализ особенностей скоростных моделей верхней части разреза Пермского Прикамья и оценка эффективности изучения упругих свойств ВЧР различными геофизическими методами.

2. Разработка способов детального изучения скоростного строения ВЧР на основе комплексного использования данных сейсмокаро-тала, сейсморазведки МОГТ и наземной гравиметрической съемки.

3. Обоснование и разработка методических приемов обработки и интерпретации времен первых волн, регистрирующихся в начальной части сейсмограмм ШГГ, с целые определения упругих свойств верхней части разреза и расчета статических поправок.

4. Оценка точности расчета параметров разреза по временным полям первы.7 волн для различных моделей сред.

5. Создание алгоритмов автоматизированной системы обработки и интерпретации временных полей первых волн на персональных компьютерах.

6. Опробование предложенных способов и анализ эффективности учета скоростных неоднородностей ВЧР в различных сейсмогеолсги-ческих условиях Пермского Прикамья.

Научная новизна решаемых задач заключается в следующем.

1. Проведен анализ материалов сейсмокаротаяных наблюдений (СК, кЗСК) и районирование территории Пермской области по степени изученности верхней части разреза_______

2. На основе комплексной статистической обработки данных СК и ИСК на территории Пермского Прикамья выявлены основные закономерности распределения упругих свойств и предложены способы построения вероятностных скоростных моделей ВЧР.

3. Разработан и опробован в различных сейсмогеологияееких условиях итерационный способ построения согласованной сейсмогрови-метрической модели ВЧР на основе комплексного анализа сейсмораз-ведочных, гравиметрических данных к материалов СК (Ш0-

4. Предложен ряд методических приемов обработки и интерпретации временных полей первых волн, таких как исключение высокочастотной составляющей на основе пространственно-временной фильтрации, трансформации годографов первых волн в гсевдовертикальные годографы №СК, определение латеральной анизотропии скоростных свойств ВЧР и т.д.

5. Теоретически обоснована и разработана методика трансформации временных полей первых волн в поля вертикальных времен на

основе корреляционных зависимостей между параметрами полей для горизонталько-слоистой и градиентной моделей средн.

6. Для различии моделей ВЧР проведен анализ факторов, влияющих на точность решения обратной задачи КЛВ, выполнена оценка возможных погрешностей.

Основные защищаемые положения диссертации:

1. ¡ "ото дня а построения и особенности прогнозных скоростных моделей верхней части разреза Пермского Прикамья.

2. Итерационный способ определения скоростного и плотпостного строения ВЧР на основании анализа сейсморазведочных, грави-разведочных и сейсмокаротажных данных.

3. Приемы обработки и способа интерпретации временных полей первых воля с целые определения упругих свойств верхней части разреза и расчета статических поправок.

4. Методика определения и использования корреляционных зависимостей для тракс{>ормацки временных полей первых волн в поля вертикальных времен.

5. Геологические результата применения предлагаемых методик изучения ВЧР и расчета статических поправок в различных по сейс-могеологическому строении районах Пермского Прикамья.

Реализация результатов исследований и практическая ценность. Освоений положения диссертации опубликованы в 65 печатных работах и изложены в написанных при соавторстве диссертанта вести научно-нсследозательских отчетах, выполненных в рамках хоздоговорных работ с АО "Пермне$тегео$гвкка". За период с 1979 по 1933 гг. по предлагаемой методике нами были обработана сейсморазве-дочкые материала (более 500 км профилей), полученные практически во Есех тектонических регионал Пермского Прикамья. Результаты обработки и интерпретации частично подтЕер!Гдени актами внедре!!кя с суммарным экономическим эффектом более ТОО тыс. руб (в ценах 1990 г.). В ряде партий АО "Пермнефтегоо*к?.ккз" кзжм разработки наояи применение в проуваленном масптабе.

Апробация работы. Основные результата диссертационной работы и отдельные ее положения докладнвались в период с 1530 по 1935 гг. на научных конференциях различного ранга, на организованных йсннефтепромом Всесоюзном отраслевом совегданим (Пермь, 1362), рабочем совещании Центральной геофизической экспедиции (Москва, 1963) и раск»чгенксм заседании секции нефтепромысловой и полевой геофизики НТС (Косква, 1905), а также на Всесоюзных кои-

ференциях "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР" (Москва, 1986, 1990), "Нефть и газ Западной Сибири" (Тюмень, 1989), на Международном конгрессе "Пермская система земного шара" (Пермь, 1991).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений, изложена на 269 стр., включая 185 стр. текста, 63 иллюстрации, 5 таблиц и список литературы из 236 наименований.

В основу диссертации положены теоретические и методические разработки автора, выполненные на кафедре геофизических методов поисков и разведки месторопадений полезных ископаемых Пермского университета. Работа подготовлена под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Б.А.Спасского, которому автор выражает глубокую благодарность. Автор искренне признательна доктору технических наук А.К.Каловичко, докторам геолого-минералогических наук Б.К.Матвееву и Р.П.Савелову, доктору технических наук В.И.Костицыну, кандидатам геолого-минералогических наук Л.К.Орлову, К.С.Цероневу, С.Н.Калабину, И.М.Скумби-ну, С.И.Лапину за консультации и полезные советы. Автор благодарит также сотрудаиков кафедры геофизики ПГУ и работников АО "Пермнефтегеофизина", оказавших содействие в практической реализации результатов исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе на основании работ И.Х.Абрикосова, Е.С.Ки-лейко, В.М.Новоселицкого, В.И.Пахомова, И.В.Пахомова, В.М.Прово-рова, П.А.Софроницкого, В.В.Шаронова, К.С.Иершева, А.А.Шиловой, С.А.Кихова, О.А.Щербакова и др. изложены особенности сейсмогео-логического строения территории Периского Прикамья. Особое внимание уделено приповерхностной части сейсмогеологического разреза, находящейся в области интенсивного воздействия экзогенных геологических процессов, которая в практике сейсморазведочных работ получила название верхней части разреза. Под ВЧР понимается толща пород от поверхности наблюдений до уровня приведения, который, как правило, не только не совпадает с геологическими границами, но и сечет различные по возрасту, литологии и физическим свойствам породы верхнего терригенного и, частично, карбонатного комплексов.

Больвое разнообразие поверхностных сейсхогеологических условий на территории Пермского Прикамья обуславливает чрезвычайно слокиыД характер распределения упругих параметров ВЧР, которие находятся в тесной связи с денудационными процессами недавнего прошлого, литологической характеристикой пород, а также гидрогеологически« и неотектоническим режимом территории. Это создает серьезниэ трудности для построения пространственных скоростник моделей ВЧР, Использование для прогнозной оценки скоростного строения верхней части разреза корреляционных зависимостей меязду упругими свойствами пород и геологическго«, геомор|ологичесюйш и другими характеристиками разреза (А.К.15аловичко, И.А.Печеркин, В.К.Серов, Д.И.Сгтиркн, Л.А.ШиманозсгасЧ, [1, 53 и др.) показало, что эта связи косят сяожииЯ, опосредованный, в основном, доиаяь-нцД характер.

Учитквая случайность реализация в геофизических полях скоростных параметров ВЧР, автором [16, 19, 273 проведен комплексный статистический анализ сейсмонароташых данииж: детальное изучение плотности распределения как интегральных (вертикальН1«э времена), так и дк$£ерекциальтгх (пластовке скорости) параметров в отдельная интерзалах разреза, определен«» стахисткческнх оценок виборочкиз совокупностей, сравнение генеральных совокупностей дакнкх, отаосянзсся к ргзянчнш глубктцг* интервалам, по эмпирическим внборкпм с учетом критериев Колхогороза-Смирнова, Пирсона, ¡¿ша-Унтки и т.д. В результате построена [343 статистические модели ВЧР для отделышх участкоз территории в виде прогнозных скоростей моделей УплОО и регрессионных кривья зависимости вертенакькмх времен от глубкни Т(Н). Они позволяет выявить наиболее обг^э, устойчиво проязляедкеся в полях вертккал&киз времен особенности скоростного строения ВЧР раз.лчниз плоздаей и могут рассматриваться как сяоростныэ модели первого приближения при интерпретация сейсморазведочних данних. Сопоставление статистических моделей отдельных участков дает возможность установить и количественно оценить закономерности распределения упругих свойств верхней часта разреза на территории Прикамья в целом.

Во второй главе проведена оценка эффективности различии методов изучения скоростного строения ВЧГ иа территории йри-какья.

Выполненный автором анализ фондовых материалов АО "Пермнеф-тегеофизина" показывает, что наблюдения методом преломленных волн, как правило, не обеспечивают необходимую точность определения параметров верхней части разреза для подготовки кондиционных статических поправок.

На основе обобщения данных СК, полученных на территории Пермского Прикамья (более 15000 точек), была построена схема детальности изучения скоростных свойств ВЧР [7, 211, свидетельствующая о крайней неравномерности и в целом малой на большинстве участков территории плотности сети сейсмокзротажнвх наблюдений. В то же время дальнейшее увеличение их объемов связано с трудностями экономического, экологического и производственного характера.

Изучение верхней части разреза возможно путем использования материалов других геофизических методов. Разработанное методики обработки (А.К.Маловичко, Б.К.Матвеев, В.П.Колесников, ¡О.И.Степанов, Л.А.гершанок ид».) основаны на. выявлении в соответствующих геофизических полях аномалий, обусловленных неоднородности»! геологического строения верхней части разреза, и последующем пересчете их в аномалии скоростей ВЧР с использованием корреляционных связей меоду физическими параметрам».

Нами С33] предлагается методика построения детальной модели ВЧР на осиосе комплексной -интерпретации _данных сейсморазведки НОГТ, высокоточной гравиразведки и сейсмокаротажиих наблюдений. Она основана на итерационном процессе одновременного подбора плотностей пород и скоростей распространения в них сейсмических волн, которая продолжается до тех пор, пока не будет построена согласованная сейсмо-гравиметрическая модель ВЧР, удовлетворяющая данным обоих методов. При опробовании методики на ряде профилей Пермского Прикамья выявлены аномальныэ участки, пропущенные ранее при интерпретации сейсмических материалов [331.

Наибольшие перспективы повешения эффективности изучения скоростного строения ВЧР связываются нами с использованием времен прихода первых волн Е1, 13, 26], регистрирующихся в начальной части сейсмограмм при проведении сейсмических работ ШГТ. Они распространяются преимуществе«.'«) в верхних слоях геологического разреза, их кинематические и динамические параметры определяются особенностями скоростного строения этой тавди и регистрируются в тех же точках наблюдения, что и отраженный от глубинных

целевых горизонтов, при тех же условиях возбуждения и приема, идентичном спектральном составе колебаний.

В большинстве предложенных ранее способов обработки первых вступлений в МОГТ (Б.Я.Гуревич, И.А.Елыкова, Р.Н.Невема, Н.И.Павленкова, Н.Е.Старобинец, Р.С.Фяррел, L.W.Gardner, D.Pal-raer и др.) расчет статических поправок сводится к решению обратной кинематической задачи по одиночным или паре встречных годографов. Однако искажение одиночных годографов первых вступлений за счет кривизны поверхности наблюдений и сложного рельефа пре-ломлякяцих границ, а также наличия в разрезе неоднороднсстей различной природы нередко приводит С5Л к значительным погрешностям в определении параметров среды. В связи с этим, нами сделан переход от интерпретация одномерных массивов к многомерным, сформированным в виде временных полей Ш.

В третьей главе дано теоретическое обоснование возможности использования временных полей первых воли для изучения верхней части разреза.

Опираясь на фундаментальное исследования Н.Н.Пузырева, а также работы Ф.М.Ляховицкого, А.М.Потапова, В.А.Спасского, С.В.Суворова, и др., автором разработана [14, 15, 27, 32] методика обработки и интерпретации временных полей первых волн для изучения скоростного строения верхней части разреза и расчета статических поправок, включающая прединтерпретационную регуляризацию, количественную м качественную интерпретацию.

На основании теоретических исследований и результатов численного моделирования £2-133 предложены приемы обработки временных полей, сформированных по ОПП, ОПВ и ОГТ, которые позволяют упростить волновую картину: устранить аномалии времен, обусловленные конфигурацией рельефа поверхности наблюдений, выявить участки кривизны (наклона) прелоклягащиз границ [101, исключить высокочастотную компоненту изменения времен [5, 203. При этом выбор параметров цифровой обработки: вида сглаживающей функции, размера базы осреднения, величины параметра регуляризации, весовых множителей сплайн-интерполирования и т.д., как показали исследования [32], находится в тесной зависимости от частотного состава наблюденных данных.

В ходе качественной интерпретация [27] на основе визуального анализа структуры полей t(x,y,l), а такие разрезов

<1Ь/(Зх(х,у,1) и У*(к,у,1), осуществляется оперативное районирование территории по сложности строения ВЧР. Это позволяет наметить оптимальную сеть вспомогательны: наблюдений по изучению верхней части разреза, определить природу первых волн и тип скоростной модели среды в первом приближении, контролировать устойчивость прослеживания отдельных воля, а также решить ряд частных задач, таких как, определение анизотропии и латеральной неоднородности упругих свойств отложений [17, 203 в пределах изучаемой площади.

В зависимости от сложности скоростного строения верхней части разреза, устойчивости ее параметров н объема вспомогательной информации на профиле (площади) наблщений реализованы [273 различные подходы к количественной интерпретации: временных полей первых волн.

В общза случае, когда особенности строения ВЧР изучены слабо или характеризуются значительной изменчивостью, целесообразно использовать "формальней" подход к решению обратной задачи сейсморазведки [4, 5, 273, при котором интерпретация полей 1(х,у,1) не связывается с прослеживанием какой-либо одной (или нескольких) преломляющих границ и не предполагает (хотя и не исключает) корреляции от точки к точке отдельных параметров разреза. В ряде декретных точек (х^у^) восстанавливаются синтезирование годографы у(1), которые представляют собой некоторое сечение частного совмещенного поля времен первого порядка вдоль прямой, параллельной оси времен. В отличие от годографов ОПВ, которые при малом интервале «ежду источниками нельзя считать независимыми, отсутствие на годографе ОГТ единой жестко закрепленной точки возбуцде:шя позволяет при использовании данных прямых и обратных наблюдений получать системы времен первых волн, увязанные во взаимных точках. Синтезированные годографы у(1) в рамках определенного типа моделей сред пересчитцзаются в зависимость 1В(Н) времени пробега упругих колебаний по вертикали до глубины И, названную нами 143 "псевдовертинальным годогргфом ИСК". Соад-купность зависимостей {:а(Н), рассчитанных в дискретных точках (¡4 .У:'). дает возможность построить карты 1в(х,у,Н) или разрезы 1:в(х,Н), отражающие детальные особенности скоростного разреза изучаемой территории, а величина 1в(Нк), где Нк - мгадность учитываемой в точке (Xj,yJ) толшн ВЧР может рассматриваться кал значение регулярной (низко- и среднечастотной) составляющей статической поправки Д1СТ на пикете (х.ьу^).

При налички в разрезе изучаемой территории преломляющих горизонтов, залегающих вблизи подошвы ВЧР и устойчиво прослеживающихся в первых вступлениях, можно использовать "классический" подход к интерпретации временных полей первых волн с расчетом глубин преломляющих горизонтов и граничных скоростей Vr(x) [18, 273.

В некоторых районах, характеризующихся однородным строением ВЧР, возникает возможность использования различных упрощенных экспресс-методов расчета статических поправок, основанных на интерполяции данных СК или других "опорных" значений tB согласно конфигурации линий времен равных удалений 15]. Установлено [18, 273, что применительно к условиям Пермского Прикаиья величина оптимального удаления составляет 100-300 м.

В целом, процесс изучения ВЧР по временным полям первых волн может иметь итеративный характер и должен составлять отдельна предварительный этап обработки данных 120ГТ, включающий анализ и обобщение всей геолого-геофизической информации о строении разреза, имеющейся на площади работ, формирование, обработку и интерпретацию временных полей, из моделирование для реальных сред с составлением банка даннна и архивов результативной информации. В настоящее время при непосредственном участии автора [28] создается и уке реализована в виде отдельных блоков и программ автоматизированная система изучения скоростного строения верхней части разреза для IBS! PC/AT, в основу которой положена обработка и интерпретация временных полей первых волн, регистрирующихся в НОГГ.

В четвертой главе рассмотрены особенности пересчета годографов первых волн в псевдовертикальн не годографы (ЖК при различных моделях среды.

В случае однородно-слоистого разреза ВЧР проведена оценка погрешности трансформации годографов при использовании способа средних скоростей. Установлено [12, 253, что ошибки вычисления скорости в покрывающей среде оказывают значительно меньшее влияние на точность расчета вертикальных времен, чем глубин залегания преломляющего горизонта. В качестве критерия правильности выбора скорости в покрывающей толще введено [123 понятие об эталонной скорости V3t, использование которой приводит к правильному определению значений tB в случае произвольно сложных реальных

сред:

Уэт = Vr-/l " К2 ,

где Vr - скорость в преломляющей среде, а К - коэффициент неоднородности среды, который представляет собой интегральную характеристику покрывающей толщи и определяет характер преломления в ней упругих волн С12 J.

Сопоставление значений Уэт, так называемой расчетной средней скорости Yp (Парийская, 1956) и вычисляемой по координатам точки пересечения практических годографов эффективной скорости Vnep позволило теоретически обосновать E2S, 31] критерии применимости способа средних скоростей для трансформации годографов первых волн в случае трехслойной (наиболее типичной) модели скоростного строения ВЧР.

Результаты численного моделирования, выполненного для трехслойных 125, 311 и многослойных [9, 10] однородно-слоистых моделей, составленных с учетом реальных соотношений параметров среды в различных районах Пермского Прикамья, а также анализ погрешностей интерпретации годографов первых волн на ряде площадей, свидетельствуют, что при отсутствии явления выпадения (пропуска) слоез погрешность вычисления времен незначительна и в целом не превышает 10% или ±0.004 с.

При-наличии в покрывающей толще юикоскоростиого слоя (волновода) наблюдается [10] неадекватное распределение по разрезу погрешностей определения псевдовертикального годографа, что при расчете статических поправок приводит к появлению значительных по амплитуде и протяженности ложных аномалий Atcr. В этом случае представляется целесообразным 1251 вносить поправки в значения Vnep, определяемые по практическим годографам. Для их вычисления предлагается использовать данные параметрических наблюдений, на основе которых рассчитываются теоретические значения эталонных и расчетных скоростей. В результате сопоставления их со значениями Ynep, вычисляется зависимости V3r = fСпер) и Vp = f(Vnep). которые могут применяться для введения поправок в значения УПер в любой точке дайной площади.

Для градиентных моделей ВЧР изучена возможность пересчета годографов первых воли в псевдовертикальныэ годографы ИСК на основе точного решения интеграла С.В.Чябисова (1934) и эмпирического способа (Кондратьев O.K., Гамбурцев А.Г., 1963). Теорети-

ческне расчеты, проведенные для типичных моделей верхней части разреза с постоянными значениями вертикальных градиентов скорости (0.01-0.03 1/с), а также статистический анализ результатов интерпретации временных полей на отдельных участках территории Прикамья показывают £6, 8, 11], что при трансформации годографов первых волн t(l) с использованием интеграла Чибисова и выборе оптимальных параметров вычислительных формул, искажения значений вертикальных времен на псевдовертикальных годографах КСК не пре-вшагат ±(0.003-0.004) с. При этом оптимальный шаг дифференцирования и интегрирования кратен шагу наблюдения в сейсморазведке МОП н составляет 50 м.

Погрешность трансформации отдельных годографов первых волн в псевдовертккальные годографа МСК во многом зависит от способа интерпретации годографов и степени соответствия реального и модельного строения среды [16, 19]. Однако в условиях низкой плотности вспомогательных исследований по изучению ВЧР затруднено создание достаточно простых и эффективных детерминированных моделей верхней части разреза, даже при значительном уровне регуляризации полей на этапе обработки. В связи с этим, была разработана [19, 24, 27, 29] методика трансформации временных полей первых волн t(x,y,l) в поля вертикальных Еремеи Т(х,у,Н) с использованием статистических связей.

Иатенагаческм эта задача решается довольно просто иа основе регрессионного анализа. Однако из-за различий аргументов временных функций t(l) и Т(Н) расчет сзязей медду значениями Т и t требует предварительного выявления зависимости между аргументами временных функций в пределах области их определения. В работе реализованы два подхода £16, 19Э к пересчету годографов первкх волн в псевдовертккал&нке годографы 1ЖК: использование эмпирических соотношений между координатами характерных точек годографов в случае горизонтально-слоистых моделей сред и установление корреляционных связей между произвольными значениями функций с предварительным масштабированием аргументов при градиентном строении ВЧР.

Для ряда регионов Прикамья нами бил проведен анализ связей параметров полей t(l) н Т(Н) в пределах относительно ноболыгиз (300-900 км2) плозщдей исследования. Полученннэ в предполоиеюа! о горизонталько-слокстой модели ВЧР корреляционные зависимости lET(lst), lgH(lgl), lEto'(lgto') мсгут быть довольно успеано

аппроксимированы уравнениями линейной регрессии и характеризуются высокой теснотой связи параметров. Коэффициент корреляции имеют значения не ниже 0.9, а среднеквадратический разброс значений времен находится в пределах 1.1 - 1.4 мс и глубин 1.2 -1.5 м [18, 19, 223.

Наличие связен между параметрами временных полей в значительной степени упрощает процесс трансформации годографов первых волн и расчета статических поправок [19. 23, 241. Применение методами в различных, сейсмогеологических условиях показало ее высокую эффективность и технологичность.

В пятой главе обобщены основные результаты апробации предложенных автором способов изучения скоростных неоднородностей верхней части разреза и даны рекомендации по их применению в различных сейсмогеологических условиях.

На северном борту Башкирского свода, где основные изменения скоростей продольных волн отмечаются в самом верхнем слое мощностью порядка 40 м при относительной стабилизации физических свойств разреза в нижележащей толще пород и имеется достаточно густая сеть (Ж, эффективно [5, 183 применение экспресс-метода определения статических поправок. При более сложном строении верхней части разреза целесообразно проводить построение "псевдокри-внх — Ш?" [15] путем трансформации годографов первых волн в рак-ках горизонтально-слоистых моделей сред по способу средни скоростей или использовать корреляционно зависимости между параметрами временных полей первых воли и полей вертикальных времен ШС. Последние могут, как показшает опыт расчета статических поправок на Еуковскол площади [19], успешно применяться и для прогнозных оценок скоростных свойств ВЧР на вновь исследуемых площадях. Использование временных полей первых волн позволило уточнить структурные построения на Чернушинскои, Восточно-Павловской и Жуковской площадях.

В районах с низкой параметрической изученностью ВЧР по данным СК (Камский свод, север Соликамской впадины, Передовые складни Урала и т.д.) рекомендуется формальный подход и интерпретации временных полей при условии тщательного анализа типа скоростной модели среды на разрезах V*(x,l). На участках территории, покрытых детальной гравиметрической съемкой, хорошие результаты были получена такие при использовании статистических

зависимостей между параметрами первых волн и CK с последукидим уточнением скоростного строения разреза на основе построения согласованной сейсмо-гравкметрической модели ВЧР [343.

В кго-восточной части Пермского Прикамья (Бымско-Кунгурская и Юрюзано-Сылвенская впадины), характеризующейся преимущественно карбонатным составом ВЧР с широким развитием поверхностного и погребенного карста, наиболее эффективен классический подход [15, 27] к интерпретации первых волн с построением суммарного временного разреза to(x) преломляющей границы, его коррекцией (например, по программам PAKS) и вводом поправок за несовпадение положения преломляющего горизонта и линии приведения. Для повышения точности расчета параметров ВЧР предложено [30] использовать при обработке как продольные (Р), так и обменные головные волны (PSP), которые образуются на тех не преломляющих границах и часто по интенсивности в значительной степени превосходят продольные.

Широкое промышленное применение надел разработанный автором способ трансформации временных полей первых волн с использованием статистических зависимостей при проведении сейсморазведсчных работ МОГТ с вибрационными источниками [24] на территории Верхнекамской впадины. В сочетании с двумя этапами автоматической коррекции поправок и последукяцим приведением времен То к верхнему отражающему горизонту (S или К), которые контролируются по данным структурно-параметрического бурения, методика позволяет решить задачу учета локальных неоднородностей ВЧР. Это дало возможность полностью отказаться от проведения в регионе' полевых наблюдений методом преломленных волн для изучения ВЧР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следу вдему.

1. На основе обобщения геолого-геофизической информации оценена эффективность изучения скоростных неоднородностей верхней части разреза различными геофизическими методами. Построена схема изученности территории Пермского Прикамья методом сейсмо-каротажа углубленных скважин, являкхцегося основным при изучении ВЧР на производстве.

2. Разработана методика построения скоростных моделей верх-

ней части разреза, основанная на комплексном статистическом анализе данных сейсмокаротажных наблюдений.

3. Предложен итерационный способ построения на ПЭВМ согласованной сейсмо-гравиметрической модели верхней части разреза на основе комплексной интерпретации результатов сейсмической и гравиметрической съемок с учетом данных бурения, сейсмокаротажа и других геофизических методов.

4. Для учета влияния неоднородностей верхней части разреза предложено использовать времена прихода первых волн, регистрирующихся в начальной части сейсмограмм МОГГ, в виде временных полей.

5. Разработана методика обработки временных полей, включающая приведение времен первых волн к поверхности наблюдений, исключения высокочастотной составляющей измерения времен первых волн, учет кривизны профиля и т.д., что позволяет эффективно решить задачу регуляризации наблюденных полай на этапе, предшествующем интерпретации.

Для оценки общих закономерностей распределения скоростных свойств ВЧР, в том числе горизонтальной анизотропии скоростей, латеральной скоростной изменчивости разреза, определения природы волн, регистрирующихся в первых вступлениях, предложено проводить трансформации временных полей в поля первой горизонтальной производной и поля кажущихся скоростей—На основе анализа карт (разрезов) трансформант определяется тип скоростной модели среды и выбирается методика количественной интерпретации.

6. В соответствии со степенью сложности скоростного строения ВЧР, устойчивости ее параметров и объемов информации (Ж (ШО реализованы два подхода к интерпретации волновых полей: формальный, не учитывающий принадлежность времен тому или иному преломляющему горизонту, и классический с построением суммарных временных разрезов преломленных волн, расчетом глубин залегания преломлянщих горизонтов и граничных скоростей.

При формальном подходе времеинкз поля первых волн пэресчи-тываются в псевдоверткнальныг кривьжэ КЖ. По результатам модельных и экспериментальных исследоваккй проведена сценка погрешностей трансформации в горизоиталько-слоистих и градиентных средах.

7. Для участков, отличающихся общностью скоростного строения ВЧР, теоретически обоснована и разработана методика пересчета годографов перши воли в псевдогодографы МСК на основе корре-

ляцнонно-регрессионного анализа для горизонтально-слоистых и градиентных сред.

8. Теоретические исследования и их промшдленное опробование легли в основу разрабатываемой системы обработки и интерпретации комплекса геолого-геофизической информации о ВЧР на персонал&иих компьютерах, которая позволяет выбирать оптимальную методику проведения полевых работ и обработки данных, использовать максимум информации для изучения особенностей строения ВЧР и расчета статических поправок.

9. Геологические результаты применения предлагаемых методик изучения верхней части разреза и расчета статических поправок в различных сейсмогеологических районах Пермского Прикамья показало их высокую экономичность и технологичность. Применение разработанных автором методик позволило уточнить геологическое строение йуковского, Кмнделинского, Засекинского, Орламовского и многих нефтеперспективных структур.

Вьадрение разработок в АО "Пермнефтегеофизика" позволило получить ряд новых геологических результатов при поисках и разведке месторождений нефти и газа и существенно повысить эффективность сейсморазведочных работ !,!0ГТ на территории Пермского Прикамья.

Содержания диссертации отражено в следующих основных работах:

1. О возможностн расчета статических поправок по первым вступлении на сейсмограммах МОП 'I Геофизические методы поисков и разведки нефти н газа / Перм. ун-т. - Пермь, 1981, - С. 16-24 (соавтор Спасский Б.А.).

2. Возможности временник полей первых вступлений ря расчета статических поправок в МОГТ в Пермском Прикамье II Методика прогнозирования геологического разреза геофизическими методами / Перм. ун-т. - Пермь, 1981. - С. 2-12. - Деп. в ВИНИТИ 19.12.81, N 5917-81 (соавтор Спасский Б А.).

3. Особенности расчета статических поправок по временам первых вступлений на постоянных базах в МОГТ '/ Геофизический методы поисков и разаедки месторождений нефти и газа I Перм. ун-т. - Пермь, 1982. - С. 29-36 (соавтор Спасский Б.А.)

4. Опыт применения временных полей первых вступлений в МОГТ при расчете статических поправок II Геофизический методы поисков и разведки нефти и газа / Перм. ун-т. - Пермь, 1983. - С. 28-37 (соавтор Спасский Б.А.).

5. Изучение БЧР в сейсморазведке МОГТ и возможности временных полей первых вступлений //Изучение ВЧР 1 сейсморазведке МОГТ / Перм. ун-т. - Перм^ 1983. - С. 2-88. - Деп.в ВИНИТИ 10.03.83, N1245-83 (соавторы Спасский Б.А, Нурс^ин М.А, Алексаядров Ю.М. и др.).

6. 06 учете скоростных неоднородности верхней части разреза II Геофизические методы поисков и разведки вефти и газа / Перм. ун-т. - Пермь, 1984. - С. 103-106,

- Ii -

7. Некоторые вопросы изучены ВЧР по данным сейсмокаротажа II Методы геологических исследований: Тез. дога, научн.-техн. совет. - Перм^ 1984. - С. 96-97.

8. О точности расчета статических поправок по временным ислам первых вступлений II Вопросы совершенствования методов поисков, разведи и разработн нефтяных месторождении Пермского Приамы: Тез. докл. ниучн.-техн. конф. - Пермь, 1934. - С. 41-42.

9. Некоторые аспекты применения временных полей первых вступлений в МОП //Геология и разведка горючи полезных ископаемых /Перм. политеха, ив-т. - Пермь, 1985. - С. 90-96 (соавтор Спасский БА).

10. О связи особенностей волнового поля области первых вступлении с параметрами ВЧР II Геофизические методы поисков и разведки месторождении нефти и газа / Перм. ун-т. - Пермь, 1985. - С. 29-38 (соавторы Спасский БА., Скумбин ИД).

11. К интерпретации годографов первых волн в градиентных средах //Геология месторождений горючих полезных ископаема!, ш поиска и разведка I П«рм. вомпехн. ю-т. - Пермц 1986. - С.95-Ш (соавторы Скумбин И.М., Спасский БА).

12. О природе ошибок при интерпретации годографов головных волн Ц Геофизические методы поисков и разведки месторождений нефти и газа / Перм. ун-т. - Перм^ 1986. - С. 83-88.

13. О возможности использования параметрических полей первых волн для учета неоднородностей ВЧР //Геофизические метода поисков и разведки месторождений нефти и газа /Перм. ун-т. - Пермь, 1987. - С ¿6-41 (соавтор Спасский БА).

14. Возможности временных полей первых волн для исключения влияния ВЧР //Современное состояние и перспективы развития математического обеспечения обработки н интерпретации сейсмической информации. - М., 1987. - С. 77-8-4 (соавтора Спасский Б.А., Орлов ЛХ я др.^

15. Об оптимизации прцесса учета верхней части разреза в сейсморазведке ЫОГТ II Геология, поиски и разкдка нефтяных и газовых месторождений / Перм. политехн. ин-т. - Пермь, 1987. - С. 95-101 (соавторы Спасский БА, Шутов ПА).

16. Изучение особенностей распределения упругих свойств пород ВЧР на примере Пермской области II Геофизические методы поисков и разведки месторождений нефти и газа I Перм. ун-т,- Пермь, 1988. -С. 18-24 (соавтор Спасский БА).

17. Изучение анизотропии пород верхней части разреза в условиях Пермского Прикамы II Геология нефтяных и газовых месторождений, их поиск и разведка / Перм. политехн. ин-т. - Пермь, 1988. - С. 6267. (соавтор Спасский ЕА).

18.- 0 прогнозе скоростных моделей верхней части разреза в условиях Пермского Приуралы II Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений / Перм. политехн. ин-т. - Пермь, 1989. - С. 92-99 (соавтор Спасский БА).

19. О трансформации годографов первых вола в псевдохривые МСК с использованием статистичесиих зависимостей / Перм. ун-т. - Пермц 1989. - Деп. в ВИНИТИ 13.02.89 N 907-В89. -28 С (соавторы Спасский БА, Шутовэ О.Б.).

20. Разделение временных полей с учетом индикатрисы изменения кажущихся скоростей // Геофизические методы поисков и разведи месторождений нефти и газа / Пермь, Перм. ун-т, 1959. С. 31-35 (соавторы Спасский БА, Дергачев C.H.J.

21. Особенности использования временных полей первых волн для расчета статически поправок в условиях Пермского Приками II Нефть и газ Западной Сибири: Тездокл. на II Всесоюзной конф. - Тюмень, 1989. - С. 73-74 (соиторы Спасский БА, Орлов ЛХ).

22. Некоторые закономерности распределения эмпирических зависимостей между временами первых волн МОГТ и сейсмомротажа на территории Зрикамш II Охрана геологической среды в сиза с народнохозяйственным освоением Прикамы: Тез. докл. научн.-техн. совещ,- Пермь, 1990,- С.84-85.

23. О пошиеш возможности морской сейсморазведки путем исключения влияния ЕЧ? по параметрическим погям серей волн II Комплексной освоение нефтегазоносных Тез. докл. Второй Всесоюзной конф.

- М., МКНГ, 1990. - С, 156-197 (соавторы Сигаий Б.а!, Орлов Д.К.).

24. Особенности расчета статически поправок го первым волнам в сейсморазведке МОП г.ри использовании вибраторов // Геология и разведка иефянни и гмовга месторождений / Перм. политехн.ич-т. -Пермь> 1990..- С. 125-133 (соавторы Спасский б.а., Семчеико М.И.).

25. Анализ погрешностей определения параметров верши части разреза по временным полям первк» воин I Перм, ун-т. - Пермь, 1991. - Леи. в ВИНИТИ К 1806-591. - 17 с, (соавтор Спасскнк Б.А.}.

26. Использование сейсмически* полей для изучения особенностей строения пермских отложений на территории Прикамья II Пермская'-иотема земного пара: Тез. докл. междунав. х^-тресса. - Пермь, 19'1

- С. 253 (соавтор Спасский Б.А.).

27. Использование первых волн в сейсморазведке методом отраженных волн для изучения - дней части разреза Ц Разведочная геофизика /МГЯ Теоинформмарх". - N,¡991 - с, (соавтор Спасский Е.АЛ

28. Особенности системы способов обработки геолого-геофизи.ческой информации при изучении БЧР " Геофизические методы поисков и разведки месторождений нефти и газа / Перм. ун-т. - Пермь, 1992. -С. 24-28 (созвтор Спасский 5.А.).

29. 05 учете релуфа поверхности наблюдения при трансформации временны» по.ч'й первых воли а Геология и минеральные ресурсы Западного Урала: Тез. докл. научн,- техн. конф. - Пермь, 1993. - С. 91.

30. Особенности учета поверхностны* неодяорсдностей в условиях »го-востока Пермского Прикамья " Построение физико-геологической модели и системный подход при истолковании результатов геофизических ияждований: Тез, дом. Всероссийский нэучн.-техя. конф. - Пермь, 1993. - С. 16-19 (соавторы Нурсу-бин М.А, Спасский Е.А.).

31. К оценке точности учета скоростям яеодноводностей ВЧР в сейсморазведке МОИ // Геофизические методы поисков к разведки месторождений нефти и газа / П»рм. уя-т. - Пермь, 1994. - С. 17-22 ¡соавтор Спасский Б.А.).

32. Особенности исполъзовз"ия временных полей волн, регистрирующихся в начальной части -ейсмог-рамм МОГТ, для изучения ВЧР//Применение геофизически! методов при решевии геологических, инженерно-геологических и экологических задач: Тез. докл. Всероссийские научн.-техн. совет. - HepMb.19-4.-C 33-34.

33. Построена -.»тальке й физико-геологической модели верхней части разреза на основе комплексно го анализа сейсмических и гравиметрических данных Н Прогнозирование и методика геолого-геофизических исследований месторождений полезных ископаемых на Западном Урале: Тез. докл. научн. конф. - Пермь, 1994. - С. 57 (соавтор Вычков С.Г.).

34. Ос "»мостя скоростных моделей верхней части разреза // Современные проблемы геологии Западного Урала: Тез. докл. научн. ксгф. - Пермь, 1995. С. 162 (соавтор Спасский Б А.).

Подписано в печать 25.Ю.95. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл.печ.л. Тираж $00 экз. Заказ 2 5Ь

Типография Пермского университета. 614600. Пермь, ул.Букирева, 15