5.5.3. Определение границ залежей нефти и газа с помощью сейсморазведки

Методы ускоренной разведки месторождений нефти и газа. /А. А. Епифанов, Н.И. Марухняк, Б.Г. Парахин, И.А. Капканщикова. М.: Наука, 1982.108с.

Применение сейсмических методов для поисков и оконтуривания залежей нефти и газа основано на разных способах анализа изменения энергии волнового поля, обусловленных различиями в плотности пород, скорости сейсмических волн, величине коэффициентов отражения и поглощения в области залежи и за ее пределами. Изменения значений физических пара­метров сопровождаются изменениями амплитуды отраженных волн, фиксируемыми на сейсмограммах.

Плотность продуктивного пласта и скорость распространения в нем сейсмических волн зависят от пористости и нефтегазонасыщенности коллектора. Она всегда ниже, чем в водонасыщенной части пласта. Экспе­риментально показано, что при переходе от водонасыщенной к нефтегазонасыщенной части пласта скорость распространения отраженных волн снижается на 10—30%, а величина коэффициента отражения умень­шается на 7—20%. Вследствие этого на записях в районе залежи должны фиксироваться аномальные значения амплитуд сейсмических сиг­налов, а также отражения от водонефтяного (водогазового) контакта и волны, дифрагированные на краях залежи. В области залежи наблюдается также повышенное поглощение энергии сейсмических сигналов, что при­водит к уменьшению амплитуд сейсмических сигналов на записях. В связи с этим для выделения аномалий, указывающих на наличие зале­жей, применяют различные способы анализа, обнаруживающие измене­ния амплитуд (энергии) волнового поля за счет различия коэффициен­тов отражения и поглощения в области залежи и за ее пределами и прояв­ления отражений от контактов нефть — вода, газ — вода.

В практике сейсморазведочных работ волновое поле на сейсмограммах в районе залежи осложнено множеством различных помех, в том числе отражениями от пластов, залегающих выше. Сложность волнового поля и наличие помех в большинстве случаев не дают возможности надежно выделить аномалии, соответствующие залежам, с помощью визуального анализа сейсморазведки MOB и обработки специальными методами запи­сей многократного профилирования МОГТ. Невысокая эффективность указанных методов снижается еще больше с увеличением глубины зале­гания продуктивных горизонтов и уменьшением их мощности.

Значительно более широкие возможности для поисков и оконтуривания залежей нефти и газа представляет импульсная сейсмическая голография — принципиально новый метод сейсморазведки. В основу метода положено дифракционное (голографическое) преобра­зование сейсмических записей в изображении среды. Сейсмическая модель (рис. 5.5.4) показывает, что возможность обнаружения на сейсмическом изображении залежей объясняется уменьшением скорости распростране­ния сейсмических волн в самой залежи и в области над ней. За счет этого изображение контактов нефть — вода, газ — вода и других отражающих границ, расположенных под залежью, сдвигается вниз по разрезу на вели­чину аномального запаздывания. Граница, связанная с кровлей залежи, смещается вверх за счет проникновения углеводородов в покрывающую толщу. За пределами залежи отражающие границы сохраняют свое истинное положение. В районе контура залежи на изображениях могут наблюдаться разрывы волнового поля. К краям залежи величина ано­мального запаздывания уменьшается, в результате чего сама аномалия приобретает линзовидную форму.

Обработка исходных материалов проводится многократно в различ­ных вариантах по различным программам дифракционного преобразо­вания. Сейсмические изображения после визуального анализа и выделе­ния аномалий типа залежей подвергаются дополнительной обработке по специальным программам, формализующим выделение аномалий и дающим дополнительные параметры. Для преобразования изображений в сейсмические разрезы применяется программная система "Прогноз". На сейсмических разрезах изменения амплитуд, обращение фазы сигнала, водонефтяные (водогазовые) контакты, запаздывание волн для ниже­лежащих границ выделяются более четко, чем на изображениях. На осно­ве дифракционного преобразования достигается более эффективное, чем при МОГТ, ослабление помех, свертываются дифрагированные волны, повышаются точность и детальность результативных материалов. Изображения геологических границ и других объектов, полученные голографическим методом, совпадают по форме с реальными объектами в среде, а динамические параметры изображений границ достаточно тесно связаны со свойствами самих границ в среде. Все это позволяет выделять на сейс­мических изображениях аномалии, соответствующие залежам нефти и газа.

Рис.5.5.4. Сейсмическая модель залежи углеводородов

Положение ВНК (ГВК): М — М — в среде. М' — М¹ — с учетом аномального запаз­дывания волн в покрывающей толще. М — M¹ — М — на сейсмическом изображении с учетом аномального запаздывания волн в залежи; скорость распространения сей­смических волн: V₁ — в покрывающей толще;V₁₊₃ - в области диффузии углеводо­родов в покрывающей толще; V₂ и V₂₊₃ - соответственно в водо- и нефтегазонасыщенном коллекторе; Δt₀ — аномальное запаздывание отраженных волн в области над залежью; ΔZ — высота проникновения углеводородов в покрывающую толщу; штриховкой показана залежь углеводородов

По экспериментальным данным на сейсмическом изображении выде­ляются следующие характерные признаки, указывающие на присутствие залежей:

1) наличие непрерывно или прерывисто прослеживаю­щихся, практически горизонтальных границ среди основных наклонных границ; они могут соответствовать ВНК или ГВК, а в некоторых слу­чаях — ГНК;

2) изменение формы сигналов отраженной волны над гори­зонтальной границей;

3) изменение амплитуды волны, отраженной от кровли пласта-коллектора в области над горизонтальной границей, соот­ветствующей контакту продуктивности;

4) ослабление амплитуд сигна­лов ниже границы водонефтяного (газоводяного) контакта;

5) изме­нение амплитуд сигналов в области диффузии углеводородов из залежи. Признаки, характеризующие наличие залежи на сейсмических изображе­ниях, не зависят от глубины залегания залежей и одинаково применимы к терригенным и карбонатным коллекторам. Выявление всех или части признаков с высокой вероятностью свидетельствует о наличии залежи нефти и газа в соответствующей области среды.

В качестве примера приведены графики распределения энергии сейсмических сигналов над залежью Монастырищенского нефтя­ного месторождения (рис. 5.5.5).

Рис. 5.5.5. Графики распределения энергии сейсмических сигналов над залежью Монастырищенского месторождения

1 — водонефтяной контакт; 2 — графики суммарной энергии (SU²); 3— энерге­тические аномалии; 4 — область диффузии углеводородов из залежи; 5 — скважины и их номера