Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ

Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

Кафедра геофизики

Курсовой проект

«Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ»

Вариант №1

Выполнили: Акимов А.А

РФ-10-2

Проверил: доцент Романов В.В

Москва, 2013 г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Методы сейсморазведки

Глава 2. Проектирование методики

.1 Анализ эффективности сейсморазведки МОВ

.2 Расчёт и построение скоростного закона

.3 Проектирование сети наблюдений

.4 Выбор параметров источника

.5 Проектирование системы наблюдений

.6 Выбор параметров регистрации

.7 Выбор группы приёмников

.8 Проектирование методики изучения верхней части разреза

Заключение

Введение

В сейсморазведке на стадии детализации подробно изучают особенности геологического строения выявленной ранее структуры с целью ее подготовки к поисково-разведочному бурению. Это - наиболее дорогостоящий вид геофизических работ, требующий серьезного обоснования.

После проведения детальных работ можно будет судить о более точном геологическом строении антиклинали и выявить перспективные поднятия. Результаты детализационной сейсморазведки могут быть использованы для оптимизации сети добывающих скважин. Они дают возможность получить модель сложнопостроенной нефтяной залежи, что позволит подсчитать запасы нефти.

По условиям формирования и залегания нефтяные месторождения располагаются на глубинах 1,5 - 4 км, а газовые - на глубинах 3 - 6 км. Главное назначение сейсморазведки - поиск структур, благоприятных нефтегазонакоплению.

В данной работе будет детально изучена нефтегазовая ловушка, находящаяся в чехле древней платформы. Нижний структурный комплекс платформы сложен архейско-раннепротерозойскими породами - гнейсами и кристаллическими сланцами, верхний - платформенный чехол, сложенный пологозалегающими осадочными или вулканогенными породами. Сейсмические границы чехла в большинстве случаев залегают горизонтально. Ловушки - такие зоны осадочных (реже изверженных) пород, в которых имеются пористые породы (коллекторы), например, пески, трещиноватые скальные породы, перекрытые непроницаемыми породами (экранами), например, глинами.

Глава 1. Методы сейсморазведки

Ведущими сейсморазведочными методами являются методы отраженных и преломленных волн (МОВ и МПВ).

МОВ решает разнообразные задачи структурной и нефтегазовой геологии. Этот метод обладает высокой разрешающей способностью, позволяя с большой детальностью изучать строение близко расположенных геологических неоднородностей. Его можно использовать практически при любых углах падения отражающих границ. В методе отраженных волн возбужденная сейсмическая волна, распространяясь во все стороны от источника возбуждения, последовательно достигает нескольких отражающих границ раздела в земной коре с различными акустическими жесткостями. На каждой из них возникает отраженная волна, которая возвращается к поверхности земли, где регистрируется приборами. МОВ позволяет изучать геологическое строение на глубинах от 0,1-0,2 до 7-10 км и определять глубины сейсмических границ с точностью до 1-2%.

Метод общей средней точки является основным вариантом реализации метода отраженных волн. При проведении исследований способом ОСТ пункты приёма и возбуждения сейсмических волн располагаются симметрично относительно каждого данного пункта профиля. Основная идея метода ОСТ состоит в том, что годографы полезных волн и волн-помех различаются по кривизне. Используя это обстоятельство можно ослабить волны-помехи и усилить полезные волны.

При наблюдениях вдали от источника на дневной поверхности регистрируют преломленные и преломленно-рефрагированные волны, которые большую часть своего пути прошли внутри высокоскоростных пластов разреза. Их изучением занимается метод преломленных волн. С помощью МПВ исследуют как очень мелкие границы на глубине нескольких метров, так и самые глубокие границы - вплоть до подошвы земной коры. Преломленные волны образуются в том случае если скорость в подстилающем слое больше, чем в вышележащем. В этом случае волна будет скользить по подстилающему слою, возбуждая колебания в приграничной области верхней низкоскоростной среды. Это и порождает преломленные волны.

Отраженные волны возникают практически на всех литологических границах, на которых скачок акустических жесткостей () превышает 10% (при возрастании или убывании скоростей с глубиной). Для образования головных преломленных волн необходимо возрастание скорости с глубиной. Отраженные волны интенсивны вблизи пункта возбуждения. Головные преломленные волны наблюдаются вдалеке от пункта возбуждения и распространяются вдоль преломляющей границы. Это предопределяет систему наблюдений: в МОВ сейсмоприемники располагают вблизи пункта возбуждения, а в МПВ - вдалеке от него (на расстояниях, превышающих проектируемые глубины разведки). По детальности и точности построения сейсмических границ МПВ метод уступает МОВ, поэтому применяется в значительно меньших объемах, чем последний.

Глава 2. Проектирование методики

.1 Анализ эффективности сейсморазведки МОВ

Для того чтобы определить эффективность метода отраженных волн требуется оценить отражающие способности границ. (таблица 2.1.1)

Таблица 2.1.1 Значения глубины и контрастности для всех границ модели осадочного чехла

Рис. 2.1.1 График зависимости контрастности от глубины

В изучаемом разрезе присутствует семь отражающих границ. По графику видно, что сильно отражающие границы в разрезе отсутствуют полностью. Преобладают границы промежуточного типа - их 86%. Единственная слабая граница (14%) залегает на глубину 1530 метров и имеет коэффициент контрастности 22,3. (Рис. 2.1.1)

В связи с тем, что разрез практически полностью (86%) сложен из границ промежуточного типа, то можно уверенно использовать метод отраженных волн, так как эффективность метода превышает 50%.

2.2 Расчёт и построение скоростного закона

Таблица 2.2.1 Значения глубины и эффективной скорости для всех границ модели осадочного чехла

Рис. 2.2.1 График зависимости эффективной скорости границ от глубины

В целом характер зависимости эффективной скорости Vэm от времени нормального отражения t0m прямо пропорциональный и гиперболический за исключением локального максимума на глубине 1360 м. (таблица 2.2.1) Это связано со скачкообразным изменением эффективной скорости при t0m=0,9. Крутизна годографов однократно-отраженных волн с увеличением номера границы уменьшается, годографы становятся более пологими. Годограф пятой границы будет резко отличаться от предыдущей по крутизне в меньшую сторону. (рис. 2.2.1)

.3 Проектирование сети наблюдений

В данном пункте требовалось определить шаг пунктов приема ΔХПП, расстояние между профилями ΔLПРФ и азимут простирания профилей φ. Обязательным условием было то, что профили должны пересекать ось исследуемого объекта минимум три раза. Профили должны пересекать ось исследуемого объекта под таким углом, чтобы видимая длина меньшей стороны L ловушки не отличалась от своего истинного значения.

Рис. 2.3.1 Моделирование профилей

Так как детальность изучения границ Δ = 80 точек / км, то Xост= 1000м/80 = 12,5м.

ΔХПП = Xост *2=25 м

ΔLПРФ = 280 м

φ = 900

.4 Выбор параметров источника

Для вычисления оптимальной частоты записи нужно составить модель структурной антиклинальной ловушки. Она аппроксимируется равнобедренным треугольником. (рис 2.4.1)

Рис 2.4.1 Схема к выбору оптимальной частоты записи

Главное условие, чтобы объект был больше четверти длинны волны. В нашем случае этим объектом является отрезок DE=h’л. FОПТ = 51 Гц.

На основе оптимальной частоты записи выбираются параметры взрывного источника: масса заряда Q и глубина взрывной скважины hВ.( таблица 2.4.1)

Таблица 2.4.1 Таблица проектирования

Рис. 2.4.3 График зависимости Amax от Q

сейсморазведка разрез наблюдение сеть

Рис. 2.4.4 График зависимости hВ от Q

Рис. 2.4.5 График зависимости FП от Q

Оптимальные значения выделены в таблице серым цветом, а на графиках - оранжевым прямоугольником. (рис. 2.4.3, рис. 2.4.4, рис. 2.4.5) При значениях Q=800 г, hв = 15 м, fmax=205 - FП ≈ Fопт.

2.5 Проектирование системы наблюдений

Система наблюдений формируется исходя из требования прослеживания целевой отражающей границы (рис. 2.5.2). Целевая граница залегает в кровле шестого слоя. В этом разделе будут выбраны K - число каналов расстановки и N - кратность перекрытия.

Число каналов расстановки выбирается таким образом, чтобы, чтобы обеспечить прослеживание целевой отраженной волны без интерференции с волнами со сходными параметрами. Kопт=144 (рис. 2.5.1)

Далее подберем длину записи LЗ. Подбирается таким образом, чтобы она обеспечивала одновременное прослеживание годографов всех вол и имела минимальное значение. L=1240 мс.

Кратность перекрытия N= Kопт/2=77 из соображений что шаг возбуждения имеет минимальное значение.

Длинна расстановки вычисляется на основе количества числа каналов Lp=3575 м. А максимальное удаление lmax=1788 м.

Рис. 2.5.1 Выбор оптимального числа каналов

Рассчитанные значения максимальных удалений для всех надцелевых границ предвидены ниже:

Таблица 2.5.1 Значения максимальных удалений для надцелевых границ

Рис. 2.5.2 Система наблюдений

2.6 Выбор параметров регистрации

К параметрам регистрации относится - длина записи LЗ, шаг дискретизации Δt и частота среза антиалиасинг фильтра FA.

Шаг дискретизации должен быть меньше 3/(8*fmax)=1,76 мс. Округлим Δt до ближайшего меньшего значения. Δt=1 мс

Для того чтобы вычислить частоту среза антифальсинг фильтра fa, была рассчитана          частота Найквиста:

н> 1/(2* Δt); fн=510 Гц

=383 Гц

Длинна записи была выбрана в пункте 5. Lз=1240 мс.

.7 Выбор группы приёмников

Группирование приемников применяется для того, чтобы подавить низкоскоростные волны-помехи. Для подбора оптимальной группы была составлена таблица параметров группирования. (таблица 2.7.1)

Таблица 2.7.1 Таблица выбора параметров группирования

Рис. 2.7.1 График зависимости величины сигнал/помеха от скоростей вол Рэлея

Из графика (рис. 2.7.1) видно, что чтобы подавить помеху и получить соотношение сигнал/помеха больше 2 на всем диапазоне скоростей от 100 до 300 м/c потребуется Kгр=9.

Длинна группы: Lгр=(Kгр-1) ΔХгр=16 м

2.8 Проектирование методики изучения верхней части разреза

Для изучения верней части разреза был выбран метод преломленных волн. Применялся легкий ударный источник с пяти различных позиций. Две расстановки отрабатываются по выносной системе наблюдений, две - по встречной, одна - по центрально-симметричной. (рис. 2.8.1)

Для начала было определено удаление точки выхода в первые вступления: Хв = 23,9 м

Необходимая длинна расстановки: Lвчр=43,9 м

Так как ЗМС находится на небольшой глубине, то шаг приема составил 2м. Следовательно число каналов: Kвчр= 24(после округления до целого числа в большую сторону). Из этого значения был произведен пересчет длинны расстановки: Lвчр=46 м. От сюда R = 24 м.

Длина записи LЗВЧР была определена временем вступления преломлённой волны на максимальном удалении от источника: LЗВЧР= 107 мс.

Рис. 2.8.1 Система наблюдений на обобщенной плоскости по изучению ВЧР

Заключение

Сводная таблица методики

На основе априорных данных была детально изучена нефтегазовая ловушка, находящаяся в чехле древней платформы. Для уточнения ее геологического строения был выбран МОВ. Результаты, полученные в 2.1, показали, что эффективность метода составила 86%. Для выделения всех отражающих границ данной геологической модели были подобраны оптимальные параметры центрально-симметричной системы, параметры регистрации и группирования приемников. Для изучения верхней части разреза целесообразно использовать МПВ с легким ударным источником.

Все оптимальные параметры для проведения работ приведены в сводной таблице. Используя полученные данные можно успешно выполнить детализационные сейсморазведочные работы.