2.3. Полевое моделирование трехуровневой вибрационной сейсморазведки.

Моделирование трехуровневой сейсморазведки было осуществлено в полевом сезоне 1996-1997 г.г. на одном из участков Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения.

Целью моделирования являлось изучение волнового поля, исследование влияния неоднородностей на эффективность группирования приемников и источников, выяснение возможности изучения строения мерзлых толщ.

Моделирование было осуществлено размещением на профиле приемной системы: 100 каналов с шагом 5 м, общая протяженность 500 м.

Для оценки эффективности и технических возможностей трехуровневой сейсморазведки путем использования системы приема с малым шагом в совмещении с основным производственным процессом был выполнен зонд продольного профилирования при шаге приемных каналов 5 м. с шагом пунктов возбуждения 25 м. Получено 21 ф.н. одиночным вибратором и 21 ф.н.

продольной группой из 3-х вибраторов. Общая длина линии приема составила 500 м.

На монтаже встречных сейсмограмм ОПВ (рис.2.8) доминирующей по амплитуде колебаний является волна Релея, создающая конус с вершиной в пункте возбуждения. Прямая волна, т.е. волна распространяющаяся по дневной поверхности либо по подошве ЗМС прослеживается весьма неуверенно, что по нашему мнению, обусловлено совместным действием нескольких факторов:

- корреляционный шум от волны Релея;

- неоднородность верхней части, сложенной чередованием мерзлых и талых пород.

Первая, наиболее четкая отраженная волна, относится к верхней границе реликтовой мерзлоты. Она прослеживается в интервале 0.15 - 0.25с.

Последняя четко выраженная волна на времени 0.4 с относится к нижней границе реликтовой мерзлоты.

Отражения от верхней и нижней границ мерзлоты прослеживаются лишь вне конуса помех, образованных волной Релея. Практически надежное прослеживание отражений от границ реликтовой мерзлоты наблюдается на удалениях, превышающих 100 м.

Оси синфазности отражений от границ реликтовой мерзлоты сильно искажены. Синхронность искажений по двум отражениям свидетельствует о резкой изменчивости скорости у дневной поверхности, что может быть обусловлено наличием верхнего слоя мерзлоты.

Отклонения осей синфазности от осредняющих линий достигают +/- 0.015 с.

Сейсмограммы одиночных вибраторов и группы из 3-х вибраторов визуально отличаются незначительно.

На встречных годографах кроме отражений от границ реликтовой мерзлоты удается проследить и волну, распространяющуюся в горизонтальном направлении со скоростью 1720 м/с., что соответствует скорости в рыхлых влажных породах.

На встречных годографах удается выделить аномалии на пунктах приема, соответствующие чередованию талых и мерзлых пород.

Граф обработки материалов:

1. Чтение данных формата SEGY с магнитной ленты с переводом в формат I2 системы SDS-PC.

2. Присвоение геометрии.

3. Редактирование.

4. Уточнение скоростного закона путем сканирования скоростей .

5. Вычитание низкоскоростных волн-помех (REFIL).

6. Получение суммарного разреза с уточненным законом Vэф. и вычитанием низкоскоростных помех (REFIL).

7. Автокоррекция статических и кинематических поправок по 2-м горизонтам, связанных с отражениями от верхней и нижней границы реликтовой мерзлоты (PAKS). (Рис.2.9)

8. Получение результативного суммарного разреза. (Рис.2.10)

2. Суммирование по головным волнам с перебором скоростей, получение вариантов суммарных разрезов с использованием статики PAKS и нижнего мьютинга. (Рис.2.11, 2.12, 2.13)

Скоростная модель верхней части разреза оценена путем перебора эффективных скоростей для отраженных волн и кажущихся скоростей для прямых и головных волн .

Для отражения от верхней границы ММП эффективная скорость близка к 2000 м/с, to = 0.15-0.22 с. по положительному экстремуму, для нижней границы Vэф. = 2500 м/с, to = 0.34 - 0.415 с. по отрицательному экстремуму. По этим данным пластовая скорость в мерзлом слое оценивается в 2700 - 2800 м/с.

При использовании всех трасс сейсмограмм (удаления от 0 до 500 м.) имеет место следующее распределение кратности по пикетам ОГТ:

ПК = 0 м. - N = 1; ПК = 125 - N = 11; ПК = 250 м. - N = 21;

ПК = 375 м. - N = 11; ПК = 500 м. - N = 1. Между указанными пикетами значение кратности (N) линейно интерполируется. Следует однако учесть, что вследствие редактирования из обработки в дальнейшем исключалась значительная (примерно 30 %) доля трасс, соответствующих зоне доминирования волны Релея, поэтому фактическая кратность имеет более низкое (примерно на 30 %) значение.

Суммарный предварительный разрез с использованием всех трасс низкого качества, однако после редактирования (исключения трасс с преобладанием волны Релея) качество разреза заметно улучшается. Некоторое повышение качества происходит и при использовании программы REFIL, настроенной на подавление волны Релея.

После выполнения процедуры коррекции статики и кинематики получен временной разрез высокого качества с четким прослеживанием отражений от верхней и нижней границ реликтовой мерзлоты за исключением начальных и конечных пикетов ОГТ профиля, представленных набором удалений 0 - 100 м, где из-за высокого уровня волны Релея отраженные волны не прослеживаются.

Можно отметить, что процедурой автокоррекции статики и кинематики снято влияние локальной составляющей изменений ВЧР, обусловленной аномалиями вблизи дневной поверхности.

Далее проведены выборки трасс по различным удалениям с общей длиной линии приема 200 м, при этом установлено следующее:

- на временных разрезах в интервале удалений 0 м. - 200 м. Целевые отражения практически не обнаруживаются; (Рис.2.14)

- варианты разрезов с интервалами удалений 100 м.-300 м. и 150 м. -350 м. вполне удовлетворительны для решения задачи изучения реликтовой мерзлоты;

- далее, для интервала удалений 150 м. - 350 м. было проведено увеличение шага между пунктами возбуждения до 50 м. и до 100 м. Качество временных разрезов при этом ухудшилось, однако сохранилась практическая возможность изучения модели реликтовой мерзлоты; (Рис.2.15).

Временные разрезы прямых и преломленных волн построены с целью изучения приповерхностной части разреза и с целью однозначного определения верхней границы реликтовой мерзлоты.

Подбор скоростей для суммирования осуществлен в диапазоне от 1500 до 3200 м/с.

При скорости 1720 м/с и применении статических поправок, выработанных программой PAKS на временном разрезе выделяется волна, имеющая to на уровне 0.05 с. (рис.2.12)

При скорости 2250 - 2500 м/с выделяется волна на временах от 0.08 до 0 с. (Рис.2.13)

При скорости 3000 м/с в интервале пикетов 150 м.-380 м. времена прихода изменяются от 0.17 с. на ПК 150 м. до 0.148 с. на ПК 250 м. и до 0.108 с. на ПК 380 м. (Рис.2.11)

На соответствующих пикетах по отраженным волнам (Рис.2.10) времена составляют 0.222 с.; 0.190 с.; 0.145 с. В среднем времена по преломленной волне составляют 0.75 от времен по отраженной.

Согласно теории годографов преломленных волн - to=2h/v*cos(i), где i - угол полного внутреннего отражения. При скорости в верхнем талом слое V(1)=1850 м/с и скорости в нижнем слое V(2)=3000 м/с sin(i)=sin(V(1)/V(2))=0.65, что соответствует углу i=41 град., а cos(41 град.)=0.75, что соответствует фактически полученным данным.

Таким образом принадлежность отраженной волны верхней границе реликтовой мерзлоты доказана однозначно.

Следует заметить, что при скорости суммирования 3000 м/с хорошая волна на времени 0 с. зафиксирована на участке профиля ПК 380 м. - ПК 500 м., а при скорости суммирования 2500 м/с - наблюдается плавный переход волны от 0.08 с. до 0 с.

Столь сложное волновое поле может быть истолковано следующим образом. В районе ПК 380 м. - 500 м. мерзлая толща выходит на поверхность, а на участке - 0 м. - 380 м. имеет место чередование мерзлых и талых пород. В результате волновая энергия расщепляется на две части. Одна часть распространяется со скоростью 1720 м/с, в основном, по талой породе, а другая - по решетчатой структуре самой верхней мерзлой толщи со скоростью 2250 - 2500 м/с.

Выводы:

- дополнение стандартной системы приема сигналов, ориентированной на целевой глубинный объект, системой с малым шагом приема обеспечивает возможность изучения аномалий ВЧР и построения модели ВЧР.

- применение дополнительной системы приема благодаря оптимальному набору каналов при малых удалениях обеспечивает получение надежных отражений от нижней границы ММП, что позволяет повысить точность работ.