Современные подходы к проектированию съемки 3D на примере площади в Пермском крае

Курсовая работа

Современные подходы к проектированию съемки 3D на примере площади в Пермском крае

Оглавление

1. Введение

. Краткий теоретический обзор сейсморазведочных работ 3D

.1 История возникновения и отличительные характеристики

.2 Основные понятия теории проектирования систем наблюдений 3D

. Описание методов проектирования

.1 Размеры съемки

.2 Ориентация съемки

.3 Плотность сети профилей, пунктов возбуждения, размер бина и кратность прослеживания целевых горизонтов

.4 Расчёт длины расстановки

.5 Оценка кратности прослеживания целевых горизонтов при проектировании съемки с элементами нерегулярности

.6 Оценка размеров бина и прогноз пространственной разрешенности сейсмической записи

. Проектирование съемки 3D на примере исследуемой площади в Пермском крае

.1 Определение размеров съёмки

.2 Определение ориентации съемки

.3 Выбор расстояний между профилями приема и возбуждения

.4 Определение размеров бина и шага по пунктам приема и возбуждения

.5 Определение параметров расстановки пунктов приёма

.6 Оценка пространственной разрешенности

.7 Общая оценка проектирования съемки 3D на данной площади

Выводы

Библиографический список

Приложения

1. Введение

В Пермской области открыто более 200 месторождений и выявлено около 1500 структур. Нефтяные залежи промышленного значения имеются во всех структурных этажах палеозойских отложений и приурочены к ловушкам различного типа. Геоморфологические и сейсмогеологические условия для проведения сейсморазведочных работ 3D в Пермской области крайне неблагоприятные (залесенность, заболоченность, резко пересеченный рельеф, выходы жестких карбонатных пород на поверхность и прочее). Естественно, что такие условия и тонкие задачи, которые ставит заказчик при последующих камеральных работах, требуют от проектировщиков тщательной проработки всех имеющихся материалов, как ситуационных, так и геолого-геофизических.

Перед тем как принять решение о возможности проведения съемки 3D на предложенной заказчиком площади, требуется тщательно и весьма короткие сроки изучить геоморфологические особенности данной местности, используя топокарты, аэроснимки, схемы лесоустройств и схемы расположения сельхозугодий, найти сведения об имеющихся препятствиях для отработки и свести все эти сведения в один послойный проект. В исключительных случаях приходится отказываться от предлагаемых работ, если не удается найти такое решение, при котором обработка площади возможна без допустимого числа локальных пропусков пунктов возбуждения. Но в большинстве случаев решение для постановки таких работ находится, и тогда наступает второй, не менее важный этап, когда должны оценить, достаточны ли размеры съемки, которые предлагаются заказчиком, для изучения целевого геологического объекта. Существует уже много примеров того, как в результате неоптимальных размеров съемки геологические задачи были решены не в полной мере или рекомендации были не очень точными. [3, с. 99]

Данная работа посвящена рассмотрению вопросов о современных подходах к проектированию съемок 3D на территории Пермского края. Для написания работы использованы материалы ОАО «Пермнефтегеофизика».

2. Краткий теоретический обзор сейсморазведочных работ 3D

2.1 История возникновения и отличительные характеристики

В районах со сложными глубинными условиями при профильном варианте изучения среды (2D сейсморазведка - продольное профилирование) нередко трудно однозначно опознать волны, у которых направление распространения не лежит в вертикальных плоскостях, содержащих линии профилей. Указанное обстоятельство не позволяет не только правильно оконтуривать, но иногда даже и просто обнаруживать сложно построенные объекты. В сейсморазведке 3D, в отличие от работ по технологии 2D, плотность точек ОСТ на единицу площади исследований резко возрастает, что дает возможность формировать сейсмическую информацию, на основе которой в последующем открываются возможности получения непрерывных сечений волнового поля во всех направлениях. Это обеспечивается тем, что в сейсморазведке 3D сейсмические колебания регистрируются во множестве точек, расположенных на определенной площади в окрестности источника упругих волн. При этом всегда имеется возможность производить регистрацию сейсмических волн, как на продольных, так и на непродольных профилях. Появляется возможность охватить большую часть возможных азимутов подхода сейсмических волн к точкам регистрации. Сочетание высокой плотности точек ОСТ и продольно-непродольного профилирования по совокупности позволяет определять и, в дальнейшем, учитывать направление прихода сейсмических волн. Это делает результаты наблюдений по технологии 3D существенно более качественными по сравнению с данными съемки 2D. В силу этого трехмерная регистрация данных позволяет достаточно надежно прослеживать относительно протяженные, но сравнительно малоразмерные в плане объекты.

Другой отличительной особенностью работ 3D является возможность использования на этапе обработки информации о пространственных годографах отраженных волн, что позволяет на стадии суммирования данных поднять на порядок выше качество ослабления (подавления) как кратных волн-помех, так и случайных помех. Операция миграции трехмерных волновых полей, по сравнению с миграцией двумерных данных, также открывает новые возможности в получении существенно большей пространственной разрешенности сейсмических записей в плане. В конечном счете, все это и приводит к более качественному восстановлению пространственного положения отражающих границ, повышению динамической выразительности сейсмических записей. Все выше сказанное объясняет, почему для изучения районов со сложным геологическим строением в настоящее время все более широко используется сейсморазведка с применением площадных систем наблюдений волнового поля.

Сейсморазведочные работы по пространственной методике 3D на Западе были начаты в середине 70-х годов прошлого века. Однако следует заметить, что методика массовых пространственных зондирований методом отраженных волн была предложена и реализована в СССР еще в 1957 г Завьяловым В. Д. По этой методике относительно короткие базы наблюдений располагались на площади исследований произвольно с учетом возможностей местности. По результатам этих исследований получали структурные карты отражающих горизонтов, которые имели более высокую пространственную разрешенность. Однако по целому раду объективных причин (малая канальность аналоговых сейсморазведочных станций того времени, низкая кратность наблюдений, несовершенные "ручные" приемы обработки и др.) предложенная технология работ в те годы в СССР не получила широкого распространения на практике. Интерес к сейсморазведочным работам с использованием площадных систем наблюдений в СССР вновь возник лишь в конце семидесятых годов, когда такие работы начали достаточно активно пропагандироваться на Западе. В СССР технология 3D начала применяться в начале 80-х годов в Предкавказье (район г. Грозного), в Западном Казахстане (месторождение Тенгиз) и в Западной Сибири.

В последующее десятилетие» как у нас, так и за рубежом, были предложены и широко опробованы различные пространственные системы наблюдений. Однако широкое применение на практике такие системы наблюдений получили лишь тогда, когда появились надежные многоканальные телеметрические системы регистрации. В России это время пришлось на последнее десятилетие прошлого века, когда у российских геофизиков появились современные телеметрические системы сбора информации и средства ее обработки. С этого времени применение технологии 3D по заказам нефтяных компаний приобретает достаточно систематический характер.

2.2 Основные понятия теории проектирования систем наблюдений 3D

Современные сейсморазведочные работы по технологии 3D, как правило, выполняются по методике многократных перекрытий. Поэтому такие системы наблюдений следует проектировать таким образом, чтобы они по возможности обеспечивали достаточно равномерное покрытие всей площади работ регулярной сетью общих средних (глубинных) точек.

Все возможные площадные системы наблюдений можно условно разделить на две категории:

·        Регулярные площадные системы наблюдений;

·        Нерегулярные площадные системы наблюдений.

Регулярные площадные системы наблюдений применяются в сравнительно благоприятных поверхностных условиях. В этих условиях равномерное распределение общих средних точек по участку исследований можно легко достигнуть, если имеется возможность равномерного размещения по площади работ линий источников и приемников. Регулярные площадные системы наблюдений в зависимости от характера исполнений полевых работ подразделяются на два типа:

·        Равномерные регулярные площадные;

·        Упрощенные регулярные площадные.

Нерегулярные площадные системы наблюдений применяют в трудных физико-географических условиях проведения наземных полевых работ: горные условия, транзитные зоны суша - море, высокая урбанизация территории и т.п. [2, c. 261-263].

На данный момент в России, да и в большинстве случаев за рубежом используются ортогональные системы типа «крест», в которых профили приема и возбуждения перпендикулярны друг к другу. В непростых условиях Пермского края часто используются системы с элементами нерегулярности профилей возбуждения, когда при отработке приходится разносить пункты возбуждения, а иногда и пункты приема, от линии проектного профиля.

3. Описание методов проектирования

3.1 Размеры съемки

Для квалифицированного заключения по поводу размеров проектируемой съемки необходимо выполнить структурное моделирование геологической ситуации с использованием всех имеющихся результатов сейсморазведочных работ прошлых лет, данных по скважинам и универсальных программ моделирования и проектирования, ориентированных на трехмерную сейсморазведку. Можно использовать комплекс программ проектирования и моделирования американской компании (GX Technology, an Input/ Output, Inc. company) - Mesa Expert. Этот комплекс позволяет проектировать различные типы съемок 3D, создавать или импортировать многослойную модель среды, трассировать лучи продольных (РР), обменных (PS) и поперечных (SS) волн, рассчитывать разнообразные диагностики по результатам лучевого моделирования, создавать массивы синтетических данных в формате SEG-Y и получать синтетические временные разрезы.

Чтобы оценить оптимальные размеры съемки, необходимо определить дополнительную зону полной кратности по всему контуру изучаемого объекта (объектов), необходимую для корректного выполнения процедур трехмерной миграции. Поверхность объекта как отражающая граница представлена совокупностью дифрагирующих точек, поэтому ширину дополнительной зоны кратности можно трактовать как зону регистрации дифрагированных волн от объектов, залегающих на глубине целевого горизонта. Создав трехмерную многослойную модель среды, можно протрассировать лучи дифрагированных волн, распространяемых в заданном диапазоне по отношению к центровым лучам (лучам, восходящим на поверхность по нормали от исследуемого объекта), и определить зону миграции (апертуру миграции). Известно, что если система наблюдений позволяет зарегистрировать дифрагированные волны, рассеянные под углами до 30° от нормали, то при обработке можно отмигрировать до 95% общей энергии назад, к точкам дифракции. При решении тонких геологических задач рекомендуется значение в 45° как обоснованное, позволяющее записать подавляющую часть энергии, излученной источником. В пакете программ Mesa Expert апертура миграции оценивается как произведение -

Н * tg(α), (1)

где Н - глубина основного горизонта; α - кажущийся угол дифрагированных волн, восходящих от горизонта. Например, при Н = 2000 м апертура миграции (в зависимости от поставленных задач) составляет - 2000*(tg30°... tg45°) = 1160 м ... 2000 м от контура объекта.

Предварительно оценивая размеры съемки без программных средств, нужно иметь в виду, что зона вокруг контура структуры, рассчитанная по приведенной выше формуле, должна находиться в поле, как минимум, 0.5 от полной кратности общих средних точек отражения, а в лучшем случае в поле полной кратности.

3.2 Ориентация съемки

Важный момент при проектировании съемки - это ее ориентация. Здесь главным фактором в условиях Пермской области, наряду со структурными особенностями детализируемого объекта, являются поверхностные условия. При высокой залесенности и (или) заболоченности проектной площади и планируемой отработке с возбуждением сигналов вибраторами необходимо иметь в виду подготовку 4-метровых трасс профилей возбуждения для проезда группы вибраторов, а также выборочных профилей приема для проезда смоток и сейсмостанции. При этом, чтобы избежать явного экологического ущерба, необходимы большие затраты времени на подготовку профилей (рубка леса или многократное намораживание трасс профилей), что существенно отражается на стоимости работ. Поэтому, имея планы лесоустройства, проектировщики ориентируют съемку так, чтобы профили возбуждения хотя бы частично совпадали с квартальными просеками Гослесфонда, которые чаще всего существуют не только официально на картах, но и имеют вид 4-метровых безлесных или заросших мелколесьем трасс. Точно установить это можно по аэроснимкам или в результате рекогносцировки на местности.

3.3 Плотность сети профилей, пунктов возбуждения, размер бина и кратность прослеживания целевых горизонтов

Следующим, одним из важных факторов при проектировании является плотность наблюдений, необходимая для достижения оптимальной кратности прослеживания основного (целевого) горизонта и верхней отражающей границы (ВОГ). Плотность наблюдений и условия отработки определяют стоимость работ 3D. По поводу оптимальной кратности существуют разные мнения, которые сводятся к простому выводу: чем больше кратность, тем больше информации содержит сейсмический материал. Кратность прослеживания при работах 3D, например, в Саудовской Аравии, достигает 200 и более. Следует сказать, что там другие условия отработки (открытая местность), и, следовательно, можно сколько угодно сгущать сеть профилей и пунктов возбуждения и приема, кроме того, там другие экономические возможности. Нам приходится исходить из реально возможных вариантов съемок и из тех средств, которые готов выделить заказчик.

Чтобы определиться с априорной проектной кратностью, сначала необходимо проанализировать сейсмические материалы предыдущих работ 2D, на основании которых можно сделать вывод об оптимальной кратности 3D для данной площади работ. В первые годы внедрения технологии трехмерной сейсморазведки величина оптимальной кратности 3D была сопоставима с кратностью 2D и определялась с использованием простейшей формулы:

3D-кратность=1÷2D-кратности (2)

Но на сегодняшний день такая зависимость имеет чисто теоретический оценочный подход при проектировании. Сейчас тенденции к увеличению плотности исследования, а, следовательно, и величины кратности наблюдений таковы, что ориентиры меняются каждый год. За рубежом (США, Ближний Восток) кратность наблюдений 3D достигает величины 200 и более. В Прикамье в связи с неблагоприятными ситуационными условиями такие величины пока недостижимы, но все-таки плотность исследований увеличивается и на данный момент в большинстве случаев составляет более 60: 64, 72 и более в зависимости от сложности поставленных геологических задач, характера сейсмогеологической зоны и ситационных особенностей площади исследований. Такая величина кратности реально возможна в наших условиях по технологическим и экономическим причинам, и она позволяет решать довольно тонкие геологические задачи.

Повышение кратности прослеживания достигается:

·        уплотнением сети профилей;

·        уменьшением расстояний между пунктами приема и возбуждения;

·        перекрытием линий приема и (или) пунктов возбуждения.

При выборе расстояний между линиями приема и возбуждения определяющую роль в наших условиях играет глубина залегания верхней отражающей границы (ВОГ) - отражения от жестких границ в кунгурском, артинском, сакмарском и ассельском ярусах, которые находятся на абсолютных отметках от -800 м и до выхода на земную поверхность. Как правило, она неплохо, хотя и неравномерно, изучена структурным бурением (плотность изученности ВОГ на юге области достигает 1 скв/км²). Построение структурных карт от верхнего отражающего горизонта через ΔТ и Т₀ ВОГ, привязанного к конкретной геологической границе с помощью скважинных данных, позволяет исключить влияние верхней части разреза, т. е. избежать грубых ошибок в расчете статических поправок.

Плотность сети профилей выбирается такой, чтобы обеспечить достаточную или хотя бы непрерывную кратность прослеживания ВОГ (т. е. без пропусков информации). Максимальное ближнее удаление пункта приема от пункта возбуждения (Х_min) для непрерывной прослеживаемости должно быть меньше глубины верхней отражающей границы, чтобы отражение от ВОГ было прослежено:

Х_min = ÐH_ВОГ, (3)

где a и b - расстояния между линиями приема и возбуждения.

Если же ВОГ находится слишком близко к поверхности и невозможно обеспечить ее прослеживаемость реально доступной во всех отношениях съемкой, проектировщики консультируются с геологами по поводу другой отражающей границы, которая залегает глубже, но достаточно изучена бурением. В качестве исключения иногда привлекаются другие методы построения глубоких отражающих горизонтов, например от условного уровня (100, 200 м и др.). Такой метод построений структурных карт весьма неточен, так как не исключает локальные неоднородности верхней части разреза.

Расстояния между пунктами прима и возбуждения выбираются в соответствии с размерами бина, которые позволяют решить поставленные задачи в данной геологической ситуации. Размер бина равен половине расстояний между пунктами приема и возбуждения. Оптимальные размеры бина вычисляются по формуле:

Размер бина <  (4)

где V_i = интервальная скорость на уровне целевого объекта,  - максимальная частота сигнала на глубине целевого объекта, - кажущийся угол дифрагированных волн, восходящих от горизонта.

При производстве работ 3D в Пермском крае ОАО «Пермнефтегеофизика» используются в основном следующие параметры системы наблюдения: расстояние между профилями приема и возбуждения 250 м, 300 м, расстояния между пунктами возбуждения и приема 25 м, 50 м. Получаемая при этом плотность профилей считается оптимальной для отработки в весьма трудных поверхностных условиях и позволяет достичь необходимую кратность прослеживания наблюдений по ВОГ и основному горизонту. В некоторых случаях все же отрабатываются съемки и с другими расстояниями между профилями и пунктами приема и возбуждения в зависимости от глубины залегания ВОГ и основного горизонта. Например, при изучении артинских рифов, залегающих на абсолютных глубинах - 500 м, приходилось сгущать сеть профилей с расстояниями между ними до 100 м и сокращать расстояния между пунктами приема, а иногда и пунктами возбуждения до 25 м.

3.4 Расчёт длины расстановки

В Пермском Прикамье целевые отражающие горизонты залегают в основном на глубинах до 2,2 км. При проектировании методики наблюдения съемки следует ориентироваться на глубину продуктивного горизонта, то есть рассматривать такую длину расстановки сейсмоприемников, при которой максимальное удаление (X_max) источник - приемник будет достаточным для изучения данного горизонта. Диапазон максимальных удалений, необходимых для изучения объекта, рассчитывается по формуле :

(0.75÷0.85)×Н ≤ Xmax ≤ (1.0÷1.2) ×Н,(5)

где Н - глубина залегания объекта. [2, с. 272]

Зная ориентировочно самое большое максимальное удаление, можно подобрать несколько вариантов расстановок, размеры которых предполагают наличие нужных максимальных удалений.

L_x = 2,(6)

где L_maxP - максимальное удаление в поперечном направлении.

При выборе параметров расстановки следует так же учитывать азимутальность системы наблюдений. Расстановку приемников и соответствующую им группу источников предпочтительнее проектировать так, чтобы обеспечить широкоазимутальные съемки, то есть равномерное распределение направлений и расстояний источник - приемник, для корректного выполнения при последующих камеральных работах процедур анализа скоростей, AVO и миграции. Если выполняется условие L_y/L_x>0.6, то съёмку можно считать широкоазимутальной.

Учитывая всё это, можно сделать вывод о том, что параметры расстановки подбираются исходя из необходимого X_max, зависящего от глубины геологического объекта, а так же с учетом коэффициента широкоазимутальности.

3.5 Оценка кратности прослеживания целевых горизонтов при проектировании съемки с элементами нерегулярности

Как уже было изложено, поверхностные условия Пермского Прикамья исключительно сложны для проведения сейсморазведочных работ 3D. Территория залесена приблизительно на 80%, изрезана сетью многочисленных рек, ручьев и оврагов, в северных районах заболочена, характеризуется резко пересеченным рельефом. Имеются охраняемые природные территории (заказники) и памятники природы, кварталы Гослесфонда, водоохранные зоны и тому подобное, где геологоразведочные работы или проезд автотранспорта вне дорог запрещены (Федеральный закон "Об особо охраняемых природных территориях"). Пермский край - это довольно плотно заселенная территория (за исключением северных районов): помимо районных центров и небольших городов, здесь имеется множество сел и деревень, а также сопровождающих их объектов жизнедеятельности (водозаборы, сельскохозяйственные угодья, огороды). Кроме того, это промышленно развитый район, где существуют объекты, связанные с добывающей отраслью (нефтегазопроводы, шахты, рудники и тому подобное), а также железные дороги и автомагистрали. И это не полный перечень всех условий, которые необходимо учитывать при проектировании съемок 3D. Естественно, что при таких условиях отработать регулярную съемку удается очень редко.

При проектировании съемок 3D в связи с неблагоприятными поверхностными условиями отталкиваться приходится от ситуационного плана местности, на которой предполагается проведение работ по технологии пространственной сейсморазведки. Наиболее доступными (в технологическом отношении) в нашем регионе являются ортогональные съемки с элементами нерегулярности профилей возбуждения. Чаще всего приходится обходить объекты, геологоразведочные работы в которых невозможны или запрещены, и разносить пункты возбуждения вблизи этих объектов. При этом отклонение пунктов возбуждения от линии профиля допускается не более половины расстояния между профилями возбуждения. С использованием цифровых подложек ситуации местности и с помощью программы проектирования Mesa создается вариант проектной съемки с элементами нерегулярности профилей возбуждения, наиболее приближенный к реальному. Затем рассчитывается карта кратности общих средних точек в бинах по этому варианту съемки. Кратность в проблемных зонах анализируется на предмет достаточности. В соответствии с требованиями к информации 3D (Временное руководство по содержанию, оформлению и порядку представления материалов сейсморазведки 3D, 2002 г.) свыше 90% общих средних точек должны иметь кратность более 0,9 от проектной кратности на целевом горизонте. В этом случае съемка оценивается как корректная для решения поставленных геологических задач.

3.6 Оценка размеров бина и прогноз пространственной разрешенности сейсмической записи

После того как определены размеры съемки, ее ориентировка, плотность сети профилей и физических наблюдений, параметры расстановки необходимо проанализировать на предмет того, насколько тонкие задачи могут быть решены по полученным в результате сейсмическим материалам. Имея данные о глубине залегания целевого объекта, средней скорости и времени регистрации сигнала от основного горизонта, мощности продуктивных пластов, а так же частотном диапазоне (F₁ - F₂), который обеспечивает регистрирующая система, можно оценить необходимый размер бина и разрешающую способность сейсмического материала, полученного в результате отработки площади конкретной съемки 3D.

В программном комплексе Mesa пространственная разрешенность вычисляется с помощью формул:

Вертикальная разрешенность ,(7)

где V - средняя скорость до целевого объекта, F - доминирующая частота сигнала от целевого объекта;

Горизонтальная разрешенность = ,(8)

где α - кажущийся угол дифрагирораванных волн, восходящих от горизонта.

Коэффициент 3 в формуле горизонтальной разрешенности обусловлен тем, что требуется, как минимум 3 сейсмические трассы, чтобы идентифицировать геологические особенности объекта.

4. Проектирование съемки 3D на примере исследуемой площади в Пермском крае

Для практического анализа своей работы я воспользовался данными съёмки месторождения, которое находится в Пермском крае. (Прил. 1.)

Территория данного месторождения представляет собой сильно всхолмленную равнину, изрезанную сетью оврагов и речных долин. Абсолютные отметки рельефа колеблются от плюс 120 м в поймах рек, до плюс 260 м на водораздельных участках. Крутизна склонов холмов и берегов рек, в основном, 5-15°, по берегам рек до 25-28°. Берега рек, в основном, правые, обрывисты. На площади протекают реки с многочисленными притоками. В контуре съемки расположены населенные пункты. Дорожная сеть слабо развита и представлена, в основном, грунтовыми, полевыми и лесными дорогами, на юге площадь съемки пересекает дорога с твердым покрытием. Залесенность площади - до 70%.

Основные трудности при отработке съемки 3D на этом месторождении - реки, резкопересеченный рельеф и большая залесенность площади.

Данное месторождение полностью расположено в малоблагоприятной сейсмогеологической зоне III. Сейсмогеологическая зона III характеризуется малоблагоприятными сейсмогеологическими условиями, средней и большой степенью искажения волновых полей.

Продуктивность исследуемого месторождения связана с девонскими терригенными отложениями (ОГ III).

На данном месторождении определяющим фактором в пользу высокой кратности для методики отработки можно считать расположение проектной съемки в малоблагоприятной сейсмогеологической зоне III. Кроме того, высокая кратность прослеживания необходима для решения сложных геологических задач: поиска эрозионно-аккумулятивных ловушек нефти в терригенных отложениях девона с толщиной коллекторов в продуктивных пластах до 10 м. Общий принцип проектирования системы наблюдений - обеспечение достаточной информативности полевых записей при минимальных затратах на их получение. [1. с 315]

4.1 Определение размеров съёмки

Размеры съемки данного участка определялись с учетом апертуры миграции. Для расчета апертуры я воспользовался формулой (1) -

*0,58=1253 м.

Глубина основного горизонта составляет 2160 м, угол дифрагированных волн выбран величиной 30⁰, т.к. большой угол, например 45⁰, применяется для решения более тонких геологических задач.

Площадь съемки (75 км²) запроектирована так, чтобы зона апертуры миграции - 1253 м вокруг контура месторождения и приподнятого участка находилась в поле кратности исследований 60÷84 (Прил. 2.).

4.2 Определение ориентации съемки

сейсморазведочный бин съемка горизонт

Ориентация съемки была выбрана с учетом квартальных просек Гослесфонда, по планам лесоустройства так, чтобы проектные профили хотя бы частично совпадали с просеками. Это намного сократит время и затраты при проведении сейсморазведочных работ, т.к. уменьшатся объемы вырубки и расчистки леса для трасс профилей. Расстояния между квартальными просеками = 1-2 км, что кратно расстояниям между профилями (250 м), которые выбраны в последующих расчетах. Просеки, разделяющие кварталы, показаны в приложении (Прил. 1.).

4.3 Выбор расстояний между профилями приема и возбуждения

Шаг между профилями выбирался исходя из достаточной кратности прослеживания верхней отражающей границы, залегающей на глубинах 370 ÷ 470 м, с учетом расстояний между квартальными просеками (1-2 км), а также с учетом производственных возможностей выполнения полевых работ в сложной ситуационной обстановке. Самой доступной для отработки на данный момент считается сеть профилей с расстояниями не менее 250 м. Рассмотрим, достаточна ли такая сеть для получения непрерывной кратности верхней границы. Минимальное ближнее удаление пункта приема от пункта возбуждения (X_min) для непрерывной прослеживаемости верхней границы должно быть меньше ее глубины. Величина X_min вычисляется по формуле (3)

<H_370м

Исходя из этого, величина расстояний между профилями была принята 250 м, профили возбуждения и приема частично совмещены с квартальными просеками.

4.4 Определение размеров бина и шага по пунктам приема и возбуждения

Чтобы определиться с кратностью 3D, размером бина и, как следствие, с расстояниями между пунктами, использовались формулы, заложенные в программе Меsа, с помощью которой проектировалась съемка.

При скорости 4500 м/с, максимальных частотах 90÷100 Гц и кажущихся углах дифрагированных волн 30°, размеры бина, по формуле (4), составят -

≈22.5÷25 м

Следовательно, учитывая, что размер бина равен половине расстояний между пунктами, шаг по пунктам приема и возбуждения необходимо выбирать в пределах от 25 м до 50 м. Чтобы методика отработки съемки не была слишком «тяжелой» в производственном отношении, выбран шаг по пунктам приема 25 м, по пунктам возбуждения 50 м. Теоретические размеры бина 12.5 м х 25 м. Для обработки выбран квадратный бин 25х25 м.

4.5 Определение параметров расстановки пунктов приёма

Следующим важным параметром методики отработки является размер расстановки пунктов приема. Это параметр выбирался так, чтобы обеспечить равномерную кратность прослеживания, а также длину годографа, достаточную для освещения целевого горизонта (до 2270 м).

По формуле (5) находим максимальное удаление -

X_max=2270*1.2=2724 м.

По формуле (6) находим длину центральной расстановки с ориентировкой на максимальное удаление -

* (2724²-2125²)^1/2 =3408 м

Далее делим полученную длину на величину шага в линии приема (3408 м /25 м) и получаем в итоге 136 каналов. Округляем до 140 каналов для того, чтобы количество каналов было кратно 10 - количеству каналов, находящимся между линиями возбуждения, что позволит получить ровную кратность прослеживания. Длина расстановки при шаге между пунктами приема 25 м составит - 139*25=3475 м. Чтобы система была широкоазимутальной, конфигурация расстановки должна характеризоваться отношением сторон от 0.6 до 1. Чем выше это отношение, тем более ровное распределение удалений и азимутов предполагает система. Выбран один из вариантов широкоазимутальной расстановки, позволяющей достаточно осветить целевой горизонт при расстояниях между профилями 250 м: 12 линий по 140 каналов в каждой. Ширина расстановки составит 250 м*11=2750 м, коэффициент азимутальности - К_аз = 2750 м/3475 м = 0.79, что позволяет отнести данную съемку к широкоазимутальным (Прил.3).

Такая система наблюдения позволяет получить набор удалений до 2724 м и полностью осветить целевой горизонт на глубинах до 2270 м, а также зарегистрировать дифрагированные волны.

Выбранная система наблюдений: расстояния между профилями приема и возбуждения 250 м, шаг по пунктам приема 25 м, по пунктам возбуждения 50 м, расстановка из 12 линий по 140 каналов в каждой позволит получить сейсмические материалы с полной кратностью прослеживания 84 (Прил. 2).

.6 Оценка пространственной разрешенности

Оценка пространственной разрешенности выбранной системы наблюдений выполнялась по формулам 7 и 8 с учетом заданных параметров (для V - 4500 м, F - 90-100 Гц и α =30°) и составила:

Вертикальная разрешенность =  ≈13

Прогнозная вертикальная разрешенность позволит «увидеть» на временных разрезах объекты, мощностью 13 м и более. Поскольку в пределах изучаемой площади нефтенасыщенные толщины продуктивных пластов колеблются от 1 до 10 м, в условиях тонкослоистого разреза предполагается изучение эффектов от нескольких пластов-коллекторов.

Горизонтальная разрешенность =  ≈ 78

Максимальная горизонтальная разрешенность для целевого горизонта (ОГ III) ~ 78 м, этого вполне достаточно для самого малого структурного - приподнятого участка на юге площади с размерами примерно 1,7 ´ 2,4 км.

На основании анализа параметров пространственной разрешенности выбранную методику наблюдения можно считать эффективной для решения поставленных геологических задач.

4.7 Общая оценка проектирования съемки 3D на данной площади

После проведённых мною вычислений, я получил конкретные результаты проектирования съемки 3D на выбранной площади, которая находится в Пермском крае. Все полученные данные обобщены и занесены в таблицу.

Таблица 1 Параметры выбранной системы наблюдений

Выбранная система наблюдений позволит получить непрерывное отражение от верхней отражающей границы. В пределах съемки на рассматриваемом месторождении кровля кунгурского яруса находится на глубинах 370 ÷ 470 м, кратность прослеживания при отработке предлагаемыми методиками составит 2÷8 (Прил. 4.) .

Целевой горизонт - ОГ III, отождествленный с кровлей тиманской терригенной толщи, с которой связана нефтеносность изучаемой площади, находится на глубинах 2160 м÷2270 м. При отработке по регулярной сети профилей кратность прослеживания ОГ III составит 68-84 (Прил. 5.).

Все остальные отражающие горизонты также будут прослежены с достаточной кратностью, параметры пространственной разрешенности позволяют считать выбранную методику наблюдения эффективной для решения поставленных геологических задач.

В производственном отношении съемка достаточно рентабельна, т.к. выбранные расстояния между профилями 250 м и шаг по пунктам возбуждения 50 м, а также частичное совмещение профилей с квартальными просеками позволят отработать площадь с хорошей производительностью.

Выводы

В результате написания работы я ознакомился с основными этапами проектирования систем 3D при проведении сейсморазведки:

·        Анализ ситуации на местности с целью определения возможности проведения работ по методике пространственной сейсморазведки.

·        Определение размеров съемки.

·        Выбор оптимального варианта ориентировки съемки с учетом ситуации на местности.

·        Определение расстояний между профилями приема и возбуждения

·        Определение размеров бина и шага по пунктам приема и возбуждения.

·        Определение параметров расстановки пунктов приёма.

·        Оценка пространственной разрешенности.

Действуя в соответствии с приведенным планом и поэтапно выполняя его, можно качественно спроектировать оптимальную съемку 3D на исследуемой площади для решения поставленных геологических задач с учетом достаточной производительности работ.

В заключение можно сказать, что чем тщательнее проектировщик анализирует все факторы и параметры, определяющие оптимальные размеры съемки, плотность и методику наблюдений, тем увереннее, точнее и дешевле могут быть решены поставленные геологические задачи.

Библиографический список

1. Боганик Г. Н., Гурвич И. И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. Тверь: Издательство АИС, 2008, 744с, 204 ил.

. Бондарев В.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. В трех книгах. Книга 2, 105 - 322с. Екатеринбург: Издательство УГГУ, 2008

. Столбова Т. А., Ланцев В. Ф. Современные подходы к проецированию съёмок 3D на примере Пермского Прикамья.// Технологии сейсморазведки - Тверь, 2006. - № 1. - С. 99-108

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Карта распределения полной кратности

Приложение 3

Расстановка пунктов приема и возбуждения

Приложение 4

Фрагмент распределения кратности для верхней отражающей границы (ОГ К), Н=370 м

Кратность: 2-8

Приложение 5

Фрагмент карты распределения кратности по ОГ III (Н=2160)

Кратность 68-84