Способ скважинной сейсморазведки

 

Использование: при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, а конкретнее - в сейсморазведке тонкослоистых и трещиноватых анизотропных горных пород. Сущность изобретения: источник колебаний размещают в скважине в пределах пачки анизотропных слоев. Группу сейсмоприемников с размещением центрального у устья скважины устанавливают на расстояниях не более половины длины волны друг от друга. Определяют скорость прямой волны в направлении истсчник-центральный сейсмоприемник. Перемещают группу в противоположных по отношению к исходному положению направлениях до достижения экстремальных значений скорости . Преимущественную ориентацию трещиноватости определяют по анизотропии скорости в различных направлениях. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ ССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ж 3 ! (ь (21) 4867583/25 (22) 18.09,90 (46) 30,11.92. Бюл. N. 44 (71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) Ю.А.Васильев, Ю.В,Тимошин, Н.Я.Мармалевский, С.А.Бирдус и В.В.Мерщий (56) Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование.М.; Недра, 1982, с,98, Тимошин Ю.В., Бирдус А.С., Мерщий

В.В. Сейсмическая голография сложнопостроенных сред, M. Недра. 1989, с. 255.

Авторское свидетельство СССР

N 363951, кл. G 01 V 1/40, 1971. (54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, а конкретнее к сейсморазведке тонкослоистых и трещиноватых анизотропных горных пород.

Известен способ сейсморазведки, при котором источник колебаний располагают на поверхности земли, а сейсмоприемники размещают вдоль ствола наблюдательной скважины на расстояниях порядка полудлины волны друг от друга, причем регистрируют волны в первых и последующих вступлениях. Недостатком способа состоит в том, что при его осуществлении невозможно изучать анизотропные свойства геологической среды в широком секторе углов выхода сейсмической энергии.

„„5U „„1778726 А1 (57) Использование: при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, а конкретнее — в сейсморазведке тонкослоистых и трещиноватых анизотропных горных пород. Сущность изобрегения; источник колебаний размещают в скважине в пределах пачки аниэотропных слоев. Группу сейсмоприемников с размещением центрального у устья скважины устанавливают на расстояниях не более половины длины волны друг от друга. Определяют скорость прямой волны в направлении источник-центральный сейсмоприемник, Перемещают группу в противоположных по отношению к исходному положению направлениях до достижения экстремальных значений скорости. Преимущественную ориентацию трещиноватости определяют по анизотропии скорости в различных направлениях, 2 ил.

Известен способ послойного сейсмоголографического преобразования наземных сейсмоэаписей, при котором в процессе об-ращенного продолжения поля отраженных волн получают оценку. скорости волны и коэффициентов анизотропии, дисперсии и поглощения геологических сред. Недостатком способа следует считать необходимость совместного использования продольных P u поперечных S отраженных волн при изучении неоднородных, анизотропных и поглощающих сред, что затрудняет истолкование и снижает дсстоверность полученной геологической информации иэ-эа наличия процедур отождествления отражений различной поляризации на временных разрезах.

Наиболее близким техническим решением задачи изучения строения, состава и свойств геологических сред, что в целом по1778726

10 вышает геологическую эффективность сейсмической разведки, следует, считать способ, при котором размещают скважин ный источник колебаний и наземные сейсмоприемники по разные стороны от резких границ и суммируют сейсмазаписи после введения временных поправок за разную глубину погружения источника. Недостаток способа состоит в том, что измерение кинематических и упругих параметров регистрируемых волн осуществляют в узком секторе. лучей, прилегающих к центральному лучу.

С целью устранения указанных недостатком и повышения информативности скважинной сейсморазведки путем определения анизотрапнай характеристики геологической среды, связанной с трещиноватостью, микрослаистостью и т.п., в предло>кенном способе, основанном на возбуждении колебаний в скважине, приеме колебаний сейсмаприемниками наземного профиля, проходящего через устье скважины, суммировании сейсмазаписей после введения временных поправок, размещают источник в скважине в пределах целевой анизотропной пачки слоев; устанавливают группу сейсмоприемникав на выбранном участке профиля при расстояниях друг от друга, не превышающих половины преобладающей длины волны, причем центральный сейсмаприемник в исходной позиции группы располагают вблизи устья скважины, осуществляют прием и регистрацию прямой (прохадящей) волны в первых и последующих вступлениях, определяют величину скорости прямой волны в направлении источник-центральный сейсмаприемник путем перебора значений этой скорости в процессе послойного сейсмоголаграфическаго преобразования сейсмазаписей при обращенном продолжении и фокусировании прямой волны в источнике, последовательно перемещают с полуволновым шагом группу сейсмоприемником в противоположных по отношению к исходной позиции направлениях до достижения экстремальных значений скорости для заданных направлений источник — центральный сейсмоприемник, и определяют преимущественную ориентацию трещинаватости и микраслоистасти горных пород по найденной зависимости скорости от направления ее измерения.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа от известных способов скважинной сейсморазведки являются;

1) размещение источника колебаний внутри анизатрапной пачки слоев;

2) прием и регистрация наземными сейсмаприемниками волны в первых и последующих вступлениях в широком секторе углов выхода сейсмической энергии;

3) определение величины скорости прямой волны в направлении источник-центральный сейсмоприемник путем перебора значений этой скорости в процессе послойного сейсмаголографического преобразования сейсмозаписей при обращенном продолжении и фокусировании прямой волны в источнике;

4) определение преимущественной ориентации трещиноватости и микрослоистости по найденной в процессе наблюдений зависимости скорости прямой волны ат направления ее измерения, включая экстремальные значения, в широком секторе углов выхода волны, На фиг. 1 приведена схема реализации предложенного способа, на фиг. 2 — график анизатропии скорости. На фиг. 1 показаны: источник 1 колебаний, группа сейсмоприемников 2, наблюдательная скважина 3, вмещающая эффективно однородная среда 4, целевая анизотропная пачка 5 слоев; а на фиг. 2 — угол 6 выхода прямой волны, соответствующий заданному направлению источник-центральный сейсмоприемник в выбранной позиции группы, направление 7 распространения волны поперек напластования и направление 8 распространения волны вдоль напластования, соответствую- . щие экстремальным значениям скорости прямой волны.

Способ осуществляется с использованием серийной аппаратуры и оборудования следующим образом.

Размещают источник 1 колебаний в наблюдательной скважине 3 в пределах целевой трещиноватой (микрослоистай) пачки 5 слоев.

Устанавливают группу сейсмоприемников 2 в исходной позиции в пределах участка наземного профиля, примыкающего к скважине 3 с обеих сторон, с шагом, не превышающим половины преобладающей длины волны (для максимально интенсивной частоты колебаний), причем центральный сейсмоприемник группы устанавливают в непосредственной близости от устья наблюдательной скважины.

Возбуждение колебания и регистрируют прямую (праходящую) волну в первых и последующих вступлениях.

Определяют величину скорости распространения прямой (проходящей) волны в направлении источник-центральный сейсмоприемник путем перебора заданных значений этой скорости в процессе паслай1778726 ного сейсмоголографического преобразования наблюденных сейсмозаписей при обращенном продолжении и фокусировании прямой волны в источнике 1, Последовательно перемещают с полуволновым шагом группу сейсмоприемников 2 в противоположных по отношению к исходной позиции направлениях до достижения экстремальных значений скорости для ряда заданных направлений источникцентральный сейсмоприемник в процессе его перемещения. При этом получают данные об анизотропных свойствах среды.

Определяют преимущественную ориентацию трещиноватости (микрослоистости) целевой пачки слоев по характеру зависимости скорости прямой волны от направления ее распространения в широком секторе углов 6 выхода сейсмической радиации.

Пример конкретного выполнения способа, Опробование осуществлялось на двухслойной модели с горизонтальной границей раздела иэотропного и анизотропного пластов. В изотропном покрывающем пласте мощностью 550 м пластовая скорость была равна ЧУ=2500 м/с. В анизотропной подстилающем пласте мощностью 400 м скорость Чм в зависимости от направления распространения прямой волны изменялась в пределах от 2850 м/с до 3150 м/с.

B эксперименте источник колебаний помещался в скважине внутри анизотропного (косослоистого) пласта на глубине 760 м. Семейство сейсмоприемников включало в себя 24 прибора, расставленных на дневной поверхности через 20 м. В исходной позиции центральный сейсмоприемник семейства был расположен возле устья скважины (начало координат). В дальнейшем центральный сейсмоприемник в процессе перемещения семейства последовательно располагался в выбранных точках наземного профиля с интервалом, равным 350 м.

Скорость распространения прямой (проходящей) волны во втором пласте определялась для заданной скорости волны в первом слое путем перебора ее значений в процессе обращенного продолжения и фокусирования волны в источнике на основе послойного сейсмоголографического преобразования сейсмозаписей в широком секторе углов выхода сейсмической энергии (=" 50О). Критерием правильности принятого при волновом продолжении значения скорости служила интенсивность суммарного сигнала. Для соответствующих положений центрального сейсмоприемника измеренные значения скорости равнялись

50 тивоположных по отношению к исходной позиции направлениях до достижения экс55 ственную ориентацию трещиноватости и

2,96 м/с (2,92 м/с), 2,88 м/с (2,85 м/с}, 2,94 м/с (2,92 м/с), 3,00 м/с (3,00 м/с), 3,08 м/с (3,08 м/с), 3,18 м/с (3,15 м/c}, 3,10 r /ñ (3,08 м/с). В скобках указаны истинные значения скорости. Измеренное значение коэффициента анизотропии составило величину

А=0,9057 (истинное значение — 0,9047).

Таким образом, в предлагаемом способе обеспечивается надежное определение анизотропной характеристики геологической среды, чем существенно повышается полнота извлечения информации о ее тонкой структуре (микрослоистость) и физикомеханических свойствах (трещиноватость, зона дробления) и достигается повышение геологической эффективности сейсморазведки в сложнопостроенных и неоднородных средах.

Формула изобретения

Способ скважинной сейсморазведки, основанный на возбуждении колебаний в скважине, приеме колебаний группой сейсмоприемников наземного профиля, проходящего через устье скважины, суммировании сейсмоэаписей после введения временных поправок, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения информативности способа за счет определения анизотропной характеристики геологической среды, источник в скважине размещают в пределах целевой анизотропной пачки слоев, группу сейсмоприемников на выбранном участке профиля устанавливают на расстояниях друг от друга, не превышающих половины преобладающей длины волны, причем центральный сейсмоприемник в исходной позиции групп располагают вблизи устья скважины, осуществляют прием и регистрацию прямой волны в первых и последующих вступлениях, определяют величину скорости прямой волны в направлении источник-центральный сейсмоприемник путем перебора значений этой скорости в процессе послойного сейсмоголографического преобразования сейсмозаписей при обращенном продолжении и фокусировании прямой волны в источнике, последовательно перемещают с полуволновым шагом группусейсмоприемников в протремальных значений скорости для заданных направлений источник-центральный сейсмоприемник и определяют преимущемикрослоистости пород по найденной зависимости скорости от направления ее измерения, 1778726

ИЗ.

Составитель Ю. Васильев

Редактор Т, Полионова Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 4192 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101