Способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам

Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений со сложно построенными трещинно-кавернозными коллекторами. Сущность: с помощью методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). При этом куб дифракторов получают посредством вычитания и последующей фокусировки рассеянных волн. По кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля. По интегральным амплитудным характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды (куб индекса акустической неоднородности). Посредством совместной интерпретации мигрированного куба рефлекторов и куба индекса акустической неоднородности получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по сечению куба в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Распределение амплитуд рассеянных волн классифицируют по их величине в соответствии с промыслово-геофизической информацией. Выделяют объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности, которые соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов. Оценивают по выделенным объектам перспективность заложения разведочных и добывающих скважин. Технический результат: повышение точности поисков. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений со сложно построенными трещинно-кавернозными коллекторами.

Известен способ сейсмической разведки горных пород [1], в котором производят размещение источников и приемников за пределами исследуемого массива со стороны двух прилегающих граней этого массива. Выполняют просвечивание выделенного объема горных пород в двух ортогональных направлениях. В центр каждого выделенного блока фокусируют излучаемые волны и определяют энергии волн от каждого выделенного блока. Получают объемное изображение локального дифрагирующего объекта от каждого центра выделенного блока. Для наиболее достоверного совмещения изображения объекта, получаемого с двух направлений, делают перебор значений скорости распространения упругих колебаний. При полном совмещении получают истинное изображение дифрагирующего объекта в пространстве.

Основной недостаток способа заключается в том, что применяемая система наблюдений существенно отличается от стандартных сейсморазведочных работ методом общей глубинной точки (МОГТ), то есть для осуществления способа необходимо использовать специальные схемы размещения источников и приемников, что технически усложняет способ и требует значительных экономических затрат.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности (прототип) является способ сейсмической разведки массивных геологических пород [2], в котором сейсмический сигнал возбуждают и регистрируют стандартными способами. Сейсмические данные обрабатывают с максимальным ослаблением помех и обеспечением сохранения первичного сейсмического поля. Выделяют рассеянную компоненту путем дополнительного подавления регулярных отраженных и многократных волн. Определяют энергетические и спектральные характеристики, а также степени нерегулярности сейсмических сигналов рассеянной компоненты. По аномальным значениям указанных параметров выделяют трещинно-кавернозные зоны.

Данный способ базируется на использовании материалов стандартных данных 2D и 3D сейсморазведки, полученных МОГТ. Однако используемые в прототипе стандартные способы не позволяют с высокой точностью определить местоположение и формы дифрагирующего объекта в пространстве. Невозможность определения с достаточной точностью искомых характеристик является недостатком прототипа.

В предлагаемом изобретении решается задача увеличения точности определения местоположения и формы дифрагирующего объекта, получения рекомендаций по заложению добывающих скважин.

Для ее решения применяют специальные методы престековой миграции по Френелю и комплексный анализ геологической и промыслово-геофизической информации по выделенным объектам.

Техническим результатом настоящего изобретения является способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, позволяющий с помощью методов престековой миграции по Френелю более точно рассчитывать по кубу дифракторов амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического рассеянного поля, строить объемные сейсмогеологические модели трещинно-кавернозных резервуаров, то есть более точно определять местоположение и форму дифрагирующих объектов и строить достоверные карты нефтегазоносности по целевым горизонтам с рекомендациями по заложению разведочных и добывающих скважин, снижая расходы на разработку месторождений.

Технический результат достигается тем, что в способе поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, заключающемся в том, что, аналогично прототипу, осуществляют специальную обработку стандартных данных сейсморазведки МОГТ (2D и 3D) с получением полного волнового поля, содержащего отраженные и дифрагированные волны, согласно изобретению с помощью специальных методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). Куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля. В соответствии с тем, что интегральные амплитудные характеристики рассеянного поля в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки, получают по интегральным амплитудным характеристикам трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды (куб индекса акустической неоднородности). Далее посредством совместной интерпретации мигрированного куба рефлекторов и куба индекса акустической неоднородности получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по сечению куба в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Это распределение в последующем классифицируют по величинам амплитуд в соответствии с промыслово-геофизической информацией. Так как объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов, то по выделенным на картах объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.

Суть способа

Затухание волн в среде связано обычно с двумя факторами: неупругим поглощением за счет преобразования энергии упругих колебаний в тепловую энергию из-за трения колеблющихся частиц среды и рассеяния волн в результате дифракции волн на акустических неоднородностях среды, в частности каверн и трещин. Рассеянная волна обычно образуется на неоднородностях среды с размерами, меньшими падающей длины волны. Суперпозиция всех рассеянных волн образует рассеянную сейсмическую волну. Рассеянные волны отличаются от зеркально-отраженных волн по кинематическим и динамическим параметрам (сейсмическим атрибутам). Кинематика рассеянных волн соответствует точечному излучателю, а динамика определяется амплитудами на 1-2 порядка меньшими, чем амплитуды отраженных волн. Энергия и амплитуды рассеянных волн определяются параметрами трещиноватости среды. Соотношение амплитуд рассеянных и отраженных волн является основной проблемой выделения слабых по амплитуде рассеянных волн на фоне отраженных.

Существующие методы расчета сейсмических полей в сложно построенных средах можно условно разделить на два класса. Это асимптотические, основанные на лучевом представлении волнового поля и его различных модификациях, и последовательно численные методы решения динамических уравнений распространения сейсмических возмущений. Асимптотические подходы к изучению волновых полей вплоть до настоящего времени весьма широко применяются и незаменимы для предварительного анализа и понимания основных особенностей процессов формирования и распространения волновых полей. Однако их применение для существенно неоднородных сред не позволяет получить с нужной точностью динамическое описание полного волнового поля.

В способе моделируют сейсмические среды в акустическом приближении в двухмерной и трехмерной постановке с целью обнаружения в среде характерных включений - дифракторов. При этом характерный размер включений - порядка десятков метров, а разница в акустических свойствах - порядка процентов. Такие условия предъявляют особые требования к точности и производительности (скорости расчета) способа расчета дифракторов.

Применение способа поиска залежей углеводородов, связанных с коллекторами нетрадиционного (трещинно-кавернозного) типа, обеспечивает выявление и оценку качества трещинно-кавернозных коллекторов на основе специализированной и углубленной обработки 2D и 3D данных сейсморазведки, комплексного анализа геологической и промыслово-геофизической информации, с использованием специализированного вычислительного комплекса. Наиболее информативной составляющей разведочной геофизики является специализированная обработка 3D сейсморазведочных данных, которая в отличие от 2D данных основывается на более адекватных трехмерных моделях среды.

Способ выявления и оценки качества трещинно-кавернозных коллекторов включает следующие основные процессы: ввод и стандартную обработку сейсмической информации 2D и 3D МОГТ; специализированную обработку и построение двух независимых кубов - куба отражателей (рефлекторов) и куба индекса акустической неоднородности геологической среды - куба рассеивателей или дифракторов. Далее производят математическое моделирование синтетического волнового поля, рассеянного на точечных единичных рассеивателях, расположенных в узлах равномерной сетки внутри исследуемого куба, и соответствующего геометрии отстрела этой площади и скоростной модели, полученной на предварительном этапе обработки и специализированной обработки синтетических 3D данных. Осуществляют расчет куба корректирующих коэффициентов и восстановление истинных амплитуд синтетического куба, восстановление истинных амплитуд куба рефлекторов и куба дифракторов, подбор динамических параметров для куба рефлекторов и куба дифракторов. Производят корреляцию отражающих горизонтов и создают трехмерную разломно-блоковую модель по кубу рефлекторов, которую затем переносят на куб дифракторов и строят объемную сейсмогеологическую модель трещинно-кавернозных резервуаров. На основе объемной сейсмогеологической модели трещинно-кавернозных резервуаров осуществляют построение карт прогноза зон распространения трещинно-кавернозных коллекторов и сейсмогеологических разрезов рефлекторов и дифракторов, характеризующих строение резервуаров с трещинно-кавернозными коллекторами. На последнем этапе строят карты перспектив нефтегазоносности по целевым горизонтам с рекомендациями по заложению разведочных и добывающих скважин.

Одной из основных процедур преобразования сейсмических записей в изображении геологической среды являются временная и глубинная престековые миграции. При стандартной обработке используют миграционные процедуры до суммирования на основе построения временной и глубинно-скоростной модели - классическая миграция Кирхгофа - продолжение волнового поля по глубине на основе одностороннего волнового уравнения. Основным недостатком такой миграции является то, что она дает изображение среды с искажениями геологической структуры, амплитуд и спектрального состава. Это обусловлено неравномерностью «освещения» отражающих и рассеивающих объектов, связанной с неравномерностью системы наблюдений.

В предлагаемом способе, в отличие от стандартной обработки, с помощью применения методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). При этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн из полного волнового поля и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля. Применение престековой миграции по Френелю повышает соотношение сигнал/помеха для дифракторов и рассеивателей, что позволяет увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта в пространстве.

Амплитудные характеристики рассеянного поля (функция мгновенной амплитуды) в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки. По этим характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды - куб индекса акустической неоднородности. Далее производят совместную интерпретацию мигрированного куба рефлекторов, определяющих основные горизонты, и куба индекса акустической неоднородности и получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по площади в интервалах соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн классифицируют по величине амплитуд в соответствии с промыслово-геофизической информацией. Выделяют объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности, которые соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов. По выделенным объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.

Способ осуществляют следующим образом.

На первом этапе для определенного лицензионного участка, где проведена сейсморазведка МОГТ (2D и 3D) осуществляют ввод и стандартную обработку сейсмической информации. При этом обеспечивают максимальную сохранность первичного волнового поля. Затем по полному волновому полю, содержащему отраженные и дифрагированные волны, посредством применения специальных методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов). При этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн из полного волнового поля и последующей фокусировки рассеянных волн. Далее по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля.

Применение престековой миграции по Френелю позволяет повысить соотношение сигнал/помеха для дифракторов и рассеивателей и увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта.

Амплитудные характеристики рассеянного поля (функция мгновенной амплитуды) в каждой точке куба пропорциональны индексу акустической неоднородности в окрестности этой точки. По амплитудным характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды - куб индекса акустической неоднородности. Далее производят совместную интерпретацию мигрированного куба рефлекторов, определяющих основные горизонты, и куба индекса акустической неоднородности и получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по площади в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза. Распределение амплитуд рассеянных волн классифицируют по их величине в соответствии с промыслово-геофизической информацией. При этом объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов. По выделенным объектам оценивают перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.

Пример.

Способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, апробирован на большом количестве лицензионных участков месторождений Ханты-Мансийского Автономного округа (ХМАО). В качестве примера представлены данные, полученные на одном из месторождений ХМАО. Основной целью работ являлось выделение зоны развития трещинно-кавернозных коллекторов в отложениях нижнетутлеймской подсвиты (пласт Ю₀), для чего был выполнен анализ полей отраженных и рассеянных волн по отражающим горизонтам Б и Б1 в интервале Б-Б1.

Перечень графических иллюстраций применения предлагаемого способа.

Фиг.1. Сечение временного куба отраженных волн по линии 493 (сечение показано в левом нижнем углу) одного из месторождений ХМАО.

Фиг.2. Сечение временного куба мгновенных амплитуд рассеянных волн по линии 493 (сечение показано в левом нижнем углу) одного из месторождений ХМАО.

Фиг.3. Карта индекса акустических неоднородностей интервала баженовской свиты (пласт Ю₀) одного из месторождений ХМАО.

На фиг.1 представлен временной разрез отраженных волн по линии 493 (проходящему через скважины 3000 и 3002) с выделенными горизонтами Б иБ1.

На фиг.2 приведено сечение временного куба мгновенных амплитуд рассеянных волн по линии 493, где коричневым цветом выделены зоны максимальных мгновенных амплитуд рассеянных волн.

На фиг.3 представлена карта индекса акустических неоднородностей интервала баженовской свиты (пласт Ю₀). На карте в соответствии со шкалой индекса выделены зоны развития трещинно-кавернозных коллекторов с повышенными значениями мгновенных амплитуд рассеянных волн и повышенными значениями индекса акустической неоднородности (коллектор выделен оттенками от красного до синего цветов, зоны возможного развития коллекторов оконтурены в соответствии с условными обозначениями на карте). На основе полученных данных возможна выдача рекомендаций по заложению добывающих скважин.

Сравнение выделенных зон развития трещинно-кавернозных коллекторов с данными притока нефти в пробуренных на исследуемой площади скважинах показывает, что в скважинах 401, 3001, 3003, 3007Ю, пробуренных в зоне развития трещинно-кавернозных коллекторов, из пласта Ю₀ получен приток нефти. Скважина 3002z, без признаков нефти, расположена в зоне отсутствия коллекторов.

Таким образом, предлагаемый способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, позволяет выделить зоны трещинно-кавернозных коллекторов в пространстве, увеличить точность определения местоположения и формы дифрагирующего объекта в пространстве и выдать обоснованные рекомендации по заложению добывающих скважин.

Литература

1. Патент РФ №2251717, кл. 7 G01V 1/00, опубл. 2005.05.10. Способ сейсмической разведки горных пород.

2. Патент РФ №2168187, кл. 7 G01V 1/00, опубл. 2001.05.27. Способ сейсмической разведки массивных геологических пород.

Способ поиска залежей углеводородов, приуроченных к трещинно-кавернозным коллекторам, заключающийся в специальной обработке стандартных данных сейсморазведки МОГТ (2D и 3D) с получением полного волнового поля, содержащего отраженные и дифрагированные волны, отличающийся тем, что с помощью специальных методов престековой миграции по Френелю получают два куба сейсмических данных: мигрированный куб отраженных волн (рефлекторов) и куб дифрагированных волн (дифракторов), при этом куб дифракторов получают посредством вычитания отраженных волн и последующей фокусировки рассеянных волн, по кубу дифракторов рассчитывают амплитудные и спектральные атрибуты сейсмического поля, далее по интегральным амплитудным характеристикам получают трехмерную модель рассеивающих объектов геологической среды (куб индекса акустической неоднородности), а посредством совместной интерпретации мигрированного куба рефлекторов и куба индекса акустической неоднородности получают распределение мгновенных амплитуд рассеянных волн по сечению куба в интервалах, соответствующих исследуемым продуктивным уровням геологического разреза, которое в последующем классифицируют по величинам амплитуд в соответствии с промыслово-геофизической информацией, выделяют объекты с максимальными значениями индекса акустической неоднородности, которые соответствуют зонам развития трещинно-кавернозных коллекторов, оценивают по выделенным объектам перспективность заложения разведочных и добывающих скважин.