Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ

Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

Кафедра геофизики

Курсовой проект

«Проектирование полевых детализационных работ 2D сейсморазведки МОВ-ОСТ»

Вариант №1

Выполнили: Акимов А.А

РФ-10-2

Проверил: доцент Романов В.В

Москва, 2013 г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Методы сейсморазведки

Глава 2. Проектирование методики

.1 Анализ эффективности сейсморазведки МОВ

.2 Расчёт и построение скоростного закона

.3 Проектирование сети наблюдений

.4 Выбор параметров источника

.5 Проектирование системы наблюдений

.6 Выбор параметров регистрации

.7 Выбор группы приёмников

.8 Проектирование методики изучения верхней части разреза

Заключение

Введение

В сейсморазведке на стадии детализации подробно изучают особенности геологического строения выявленной ранее структуры с целью ее подготовки к поисково-разведочному бурению. Это наиболее дорогостоящий вид геофизических работ, требующий серьезного обоснования.

После проведения детальных работ можно будет судить о более точном геологическом строении антиклинали и выявить перспективные поднятия.

Результаты детализационной сейсморазведки могут быть использованы для оптимизации сети добывающих скважин. Они дают возможность получить модель сложнопостроенной нефтяной залежи, что позволит подсчитать запасы нефти.

Нефтяные месторождения чаще всего располагаются на глубинах от полутора до четырех километров в осадочных породах, и главная задача сейсморазведки - выявить места скопления нефти.

В данной работе будет детально изучена нефтегазовая ловушка, находящаяся в чехле древней платформы. Ловушки - такие зоны осадочных (реже изверженных) пород, в которых имеются пористые породы (коллекторы), например, пески, трещиноватые скальные породы, перекрытые непроницаемыми породами (экранами), например, глинами. Нижний структурный комплекс платформы сложен архейско-раннепротерозойскими породами - гнейсами и кристаллическими сланцами, верхний - платформенный чехол, сложенный пологозалегающими осадочными или вулканогенными породами. Сейсмические границы чехла в большинстве случаев залегают горизонтально.

Глава 1. Методы сейсморазведки

Ведущими сейсморазведочными методами являются методы отраженных и преломленных волн (МОВ и МПВ).

МОВ решает разнообразные задачи структурной и нефтегазовой геологии. Этот метод обладает высокой разрешающей способностью, позволяя с большой детальностью изучать строение близко расположенных геологических неоднородностей. Его можно использовать практически при любых углах падения отражающих границ.

При работе с методом отраженных волн на поверхности земли регистрируются сейсмические волны, отраженные от нескольких отражающих границ. Эти волны позволяют изучить каждую границу в отдельности. Точность работ при этом достаточно велика и диапазон глубин достигает 10 км.

Метод общей средней точки является основным вариантом реализации метода отраженных волн. При проведении исследований способом ОСТ пункты приёма и возбуждения сейсмических волн располагаются симметрично относительно каждого данного пункта профиля. Основная идея метода ОСТ состоит в том, что годографы полезных волн и волн-помех различаются по кривизне. Используя это обстоятельство можно ослабить волны-помехи и усилить полезные волны.

При наблюдениях вдали от источника на дневной поверхности регистрируют преломленные и преломленно-рефрагированные волны, которые большую часть своего пути прошли внутри высокоскоростных пластов разреза. Их изучением занимается метод преломленных волн. С помощью МПВ исследуют как очень мелкие границы на глубине нескольких метров, так и самые глубокие границы - вплоть до подошвы земной коры.

Преломленные волны образуются в том случае, если скорость в подстилающем слое больше чем в вышележащем. В этом случае волна будет скользить по подстилающему слою, возбуждая колебания в приграничной области верхней низкоскоростной среды. Это и порождает преломленные волны.

Отраженные волны могут возникать только в случае, если акустические жесткости соседних слоев отличаются более чем на десять процентов. Отраженные волны интенсивны вблизи пункта возбуждения. Преломленные волны хорошо фиксируются на расстоянии от пункта возбуждения. Их распространение происходит вдоль преломляющей границы.

По этой причине в методе отраженных волн база приема находится вблизи пункта возбуждения, а в методе преломленных волн - вдали от него. Расстояние от пункта возбуждения до базы приема в МПВ должно превышать проектируемые глубины разведки.

МОВ является более точным и детальным методом построения сейсмических границ, поэтому МПВ применяется значительно реже.

Глава 2. Проектирование методики

.1 Анализ эффективности сейсморазведки МОВ

Для того чтобы определить эффективность метода отраженных волн требуется оценить отражающие способности границ. (таблица 2.1.1)

Таблица 2.1.1 Значения глубины и контрастности для всех границ модели осадочного чехла

Рис. 2.1.1 График зависимости контрастности от глубины

В изучаемом разрезе присутствует семь отражающих границ. По графику видно, что сильно отражающие границы в разрезе отсутствуют полностью. Преобладают границы промежуточного типа - их 86%. Единственная слабая граница (14%) залегает на глубине 1530 метров и имеет коэффициент контрастности 22,3 дБ. (рис. 2.1.1)

В связи с тем, что разрез практически полностью (86%) сложен из границ промежуточного типа, то можно уверенно использовать метод отраженных волн, так как эффективность метода превышает 50%.

сейсморазведка приемник разрез регистрация

2.2 Расчёт и построение скоростного закона

Таблица 2.2.1 Значения времени нормального отражения и эффективной скорости для всех границ модели осадочного чехла

Рис. 2.2.1 График зависимости эффективной скорости границ от времени нормального отражения.

В целом характер зависимости эффективной скорости Vэm от времени нормального отражения t0m прямо пропорциональный и гиперболический за исключением локального максимума на глубине 1360 м. (таблица 2.2.1) Это связано со скачкообразным изменением эффективной скорости при t0m=0,9 с. Крутизна годографов однократно-отраженных волн с увеличением номера границы уменьшается, годографы становятся более пологими. Годограф пятой границы будет резко отличаться от предыдущей по крутизне в меньшую сторону. (рис. 2.2.1)

2.3 Проектирование сети наблюдений

В данном пункте требовалось определить шаг пунктов приема ΔХПП, расстояние между профилями ΔLПРФ и азимут простирания профилей φ. Обязательным условием было то, что профили должны пересекать ось исследуемого объекта минимум три раза и должны проходить вкрест простирания ловушки. А видимая длинна двух малых полуосей эллипса ловушки должны совпадать с ее заданным значением длинны.

Рис. 2.3.1 Моделирование профилей

При детальности работ Δ = 80 точек/км получаем, что шаг общих средних точек: Xост= 1000м/80 = 12,5м. Шаг пунктов приема должен быть вдвое больше чем шаг общих средних точек: ΔХПП = Xост *2=25 м. Зная шаг приема и следуя условиям, описанным выше, было подобранно расстояние между профилями. ΔLПРФ = 280 м. В связи с тем что азимут простирания ловушке равен 00, а профиля проходят ей вкрест: φ = 900.

2.4 Выбор параметров источника

Для вычисления оптимальной частоты записи нужно составить модель структурной антиклинальной ловушки. Она аппроксимируется равнобедренным треугольником. (рис 2.4.1)

Рис 2.4.1 Схема к выбору оптимальной частоты записи

Для уверенного выделения ловушки, ее мощность на расстоянии в две глубинные точки(DE=h’л) от свода должна быть равна четверти длинны волны. FОПТ = 51 Гц.

На основе оптимальной частоты записи выбираются параметры взрывного источника: масса заряда Q и глубина взрывной скважины hВ.( таблица 2.4.1)

Таблица 2.4.1 Таблица проектирования

Рис. 2.4.3 График зависимости Amax от Q

Рис. 2.4.4 График зависимости hВ от Q

Рис. 2.4.5 График зависимости FП от Q

Оптимальные значения выделены в таблице серым цветом, а на графиках - оранжевым прямоугольником. (рис. 2.4.3, рис. 2.4.4, рис. 2.4.5) При значениях Q=800 г, hв = 15 м, fmax=205 - FП ≈ Fопт.

2.5 Проектирование системы наблюдений

Система наблюдений формируется исходя из требования прослеживания целевой отражающей границы (рис. 2.5.2). Целевая граница залегает в кровле шестого слоя. В этом разделе будут выбраны K - число каналов расстановки и N - кратность перекрытия.

Число каналов расстановки выбирается таким образом, чтобы, чтобы обеспечить прослеживание целевой отраженной волны без интерференции с волнами со сходными параметрами. Kопт=144 (рис. 2.5.1)

Далее подберем длину записи LЗ. Подбирается таким образом, чтобы она обеспечивала одновременное прослеживание годографов всех волн и имела минимальное значение. L=1240 мс.

Кратность перекрытия N=Kопт/2=77 из соображений, что шаг возбуждения имеет минимальное значение.

Длина расстановки вычисляется на основе количества числа каналов Lp=3575 м, а максимальное удаление равно половине Lp: lmax=1788 м.

Рис. 2.5.1 Выбор оптимального числа каналов

Рассчитанные значения максимальных удалений для всех надцелевых границ предвидены ниже:

Таблица 2.5.1 Значения максимальных удалений для надцелевых границ

Рис. 2.5.2 Система наблюдений

2.6 Выбор параметров регистрации

К параметрам регистрации относится - длина записи LЗ, шаг дискретизации Δt и частота среза антиалиасинг фильтра FA.

Шаг дискретизации должен быть меньше 3/(8*fmax)=1,76 мс. Округлим Δt до ближайшего меньшего значения. Δt=1 мс

Для того чтобы вычислить частоту среза антифальсинг фильтра fa, была рассчитана          частота Найквиста:

н> 1/(2* Δt); fн=510 Гц

=383 Гц

Длина записи была выбрана в пункте 5. Lз=1240 мс.

.7 Выбор группы приёмников

Группирование приемников применяется для того, чтобы подавить низкоскоростные волны-помехи. Для подбора оптимальной группы была составлена таблица параметров группирования. (таблица 2.7.1)

Таблица 2.7.1 Таблица выбора параметров группирования

Рис. 2.7.1 График зависимости величины сигнал/помеха от скоростей вол Рэлея

Из графика (рис. 2.7.1) видно, что чтобы подавить помеху и получить соотношение сигнал/помеха больше 2 на всем диапазоне скоростей от 100 до 300 м/c потребуется Kгр=9.

Длина группы: Lгр=(Kгр-1) ΔХгр=16 м

2.8 Проектирование методики изучения верхней части разреза

Для изучения верней части разреза был выбран метод преломленных волн. Применялся легкий ударный источник с пяти различных позиций. Две расстановки отрабатываются по выносной системе наблюдений, две - по встречной, одна - по центрально-симметричной. (рис. 2.8.1)

Для начала было определено удаление точки выхода в первые вступления: Хв = 23,9 м

Необходимая длинна расстановки: Lвчр=43,9 м

Так как ЗМС находится на небольшой глубине, то шаг приема составил 2м. Следовательно, число каналов: Kвчр= 24(после округления до целого числа в большую сторону). Из этого значения был произведен пересчет длинны расстановки: Lвчр=46 м. От сюда R = 24 м.

Длина записи LЗВЧР была определена временем вступления преломлённой волны на максимальном удалении от источника: LЗВЧР= 107 мс.

Рис. 2.8.1 Система наблюдений на обобщенной плоскости по изучению ВЧР

Заключение

Сводная таблица методики

На основе полученных данных можно будет успешно выполнить детализационные сейсморазведочные работы. Для уточнения ее геологического строения был выбран МОВ. Результаты, полученные в 2.1, показали, что эффективность метода составила 86%. Для выделения всех отражающих границ данной геологической модели были подобраны оптимальные параметры центрально-симметричной системы, параметры регистрации и группирования приемников. Для изучения верхней части разреза целесообразно использовать МПВ с легким ударным источником.

Все оптимальные параметры для проведения работ приведены в сводной таблице.

Список литературы

1.      Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка Учебник для вузов. - Тверь: Изд-во АИС, 2006.

2.      Геофизические методы исследования земной коры -URL:<http://www.astronet.ru/db/msg/1173309/page41.html>

.        Геофизические методы исследования земной коры -URL: <http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1161636&uri=page46.html>

.        Метод отраженных волн -URL: <http://history-matching.ru/seismic/metod-otrazhennyh-voln/>

5.      Основные методы сейсморазведки -URL:<http://history-matching.ru/seismic/osnovnye-metody-sejsmorazvedki/>

6.      Романов В.В. Лабораторный практикум - Методика и технические средства сейсморазведки: РИО РГГРУ, 2011.

8.      Геофизические методы исследования земной коры -URL:<http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1161636&uri=page46.html>