levitra bitcoin

+7(495) 725-8986  г. Москва

Журналы

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

С.А.Барышев,  (Геоинформцентр ФГУНПГП “Иркутскгеофизика”)

Л.А.Барышев,  (ОАО “Верхнечонскнефтегаз”)

Журнал «Геология Нефти и Газа» # 2008-2
 

 

Ковыктинское газоконденсатное месторождение является объектом пристального внимания многих отечественных и международных проектов по добыче и транспортировке газа. Активные запасы газа на месторождении связаны с парфеновским горизонтом, залегающим в кровле подсолевого терригенного комплекса кембрийского возраста.

На этапе доразведки и эксплуатации месторождения задача определения емкостных свойств этого горизонта является приоритетной и результаты ее решения во многом влияют на процесс проектирования и размещения скважин. Практический опыт освоения Ковыктинского месторождения показывает, что прогнозирование коллекторских свойств парфеновского горизонта по данным сейсморазведки МОГТ и ГИС оказывается недостаточно эффективным. При многообразии геологических условий, когда пласт-коллектор и вмещающие его породы в пределах месторождения могут существенно различаться по морфологии, литологии и степени изменчивости упругих и фильтрационно-емкостных характеристик, единственным способом перехода от получаемых полевых экспериментальных данных к оценкам реальных свойств горизонтов-коллекторов является моделирование.

Естественное стремление сейсморазведчиков к детальному прогнозированию емкостных свойств горизонтов-коллекторов часто мешает объективному и всестороннему анализу волнового поля. При этом упускается из виду то, что достоверность интерпретации сейсмических данных во многом зависит от того, насколько точно при регистрации и обработке выделены и сохранены полезные отраженные сигналы и насколько эффективно подавлены волны-помехи различной природы. По мнению авторов статьи, объективная оценка степени влияния помех на волны, отраженные от границ газоносного горизонта, в рамках традиционного комплекса МОГТ-ГИС (геофизические исследования скважин) вряд ли возможна, так как наблюдения в скважинах (сейсмокаротаж, акустический каротаж, петрофизические исследования керна) характеризуют только узколокальный объем околоскважинного пространства.

В сложных сейсмогеологических условиях Ковыктинского месторождения наиболее перспективным представляется путь комплексного изучения волновых полей наземной (МОГТ) и скважинной многоволновой (МВСП) сейсморазведкой на основе методов математического моделирования волновых полей.

Однако, прежде чем перейти к комплексному анализу волнового поля МОГТ-МВСП, следует кратко рассмотреть сейсмогеологическую характеристику подсолевого комплекса осадочного чехла и оценить возможности сейсморазведки МОГТ в прогнозировании коллекторских свойств газоперспективного интервала разреза.

Сейсмогеологическая характеристика разреза и возможности МОГТ-ГИС

На юге Сибирской платформы в осадочном чехле традиционно выделяются три структурно-тектонических комплекса: нижний – подсолевой, средний – солевой и верхний – надсолевой. С точки зрения перспектив нефтегазоносности наибольший интерес представляет подсолевой комплекс. Именно в нем находятся газоперспективные песчаные горизонты: парфеновский, боханский и безымянный. Мощность подсолевого комплекса достаточно стабильна и изменяется от 750 до 800 м. Для всех структурных поверхностей этого комплекса характерно моноклинальное погружение в северо-западном направлении с градиентом 2,5 м/км.

Среди песчаных горизонтов емкостными характеристиками выделяется парфеновский горизонт, по которому производится подсчет запасов. Этот горизонт залегает в верхней части терригенного комплекса на абсолютной глубине 2160 - 2200 м. В пределах месторождения коллекторские и физические свойства парфеновского горизонта (V, Нэф, Кпор, Кгн) изменяются в широких пределах.

В совокупности этих параметров установлена связь между средней скоростью (от кровли до подошвы) и линейной удельной емкостью парфеновского горизонта (Емк = Нэф Кпор Кгн) (Барышев Л.А., 2003). Хотя теснота этой связи невелика (коэффициент корреляции 0,68), не вызывает сомнения сам факт понижения скорости (от 5400 до 4600 м/с) при увеличении емкости коллектора от 0 до 300 усл. ед. Этот эффект понижения скорости можно рассматривать как общее физическое обоснование для поиска в волновом поле аномалий, связанных с газонасыщенностью пород.

Волновое поле на временных разрезах МОГТ представляет собой неравномерное чередование многочисленных отражений, имеющих различную форму и интенсивность (рис.1). Среди этих отражений (осей синфазности) на модельной сейсмограмме и временном разрезе выделяются опорные сейсмические горизонты, соответствующие реальным геологическим границам, на которых происходит смена литологического состава пород и перепад скорости достигает 2000 м/с. На временных разрезах опорные горизонты прослеживаются по высокоамплитудным отражениям, соответствующим регионально выдержанным геологическим границам, на которых стабильно сохраняется высокий перепад скорости и три понятия термина “граница” (стратиграфическая, литологическая, сейсмическая) могут считаться тождественными.

 

Рис. 1. ОПОРНЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ГОРИЗОНТЫ И ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ГРАНИЦЫ НА ВРЕМЕННОМ РАЗРЕЗЕ МОГТ (профиль 18rp203)
А – кровля подсолевого комплекса, Б – кровля мотской свиты, М2 – кровля терригенного комплекса (нижнемотская подсвита),
Мп – подошва парфеновского горизонта, Ф – поверхность фундамента

 

Что касается парфеновского горизонта, то, несмотря на то, что по своим скоростным свойствам он не обладает высокой контрастностью (перепад скорости не более 700 м/с) относительно покрывающих и подстилающих пород, его отображение на временном разрезе может быть определено достаточно точно.

По данным глубокого бурения известно, что в пределах Ковыктинского месторождения толщина осадочных пород между кровлей нижнемотской подсвиты (горизонт М2) и кровлей парфеновского горизонта составляет в среднем 10-17 м. При скорости 5000 м/с такая толщина на временном разрезе будет определяться интервалом Dt ~ 4-5 мс. С точки зрения сейсморазведки при таком малом расстоянии от кровли нижнемотской подсвиты до кровли парфеновского горизонта с некоторым допущением можно считать эти строгие геологические понятия тождественными. На модельной сейсмограмме и временном разрезе этим границам соответствует высокоамплитудное отражение отрицательного знака, которое формируется при резком уменьшении скорости на границе карбонатных и терригенных пород (см. рис.1).

Отражение положительного знака от подошвы парфеновского горизонта Мп на модельной сейсмограмме практически идеально совпадает с геологической (литологической) границей, на которой происходит увеличение скорости в подстилающих парфеновский горизонт аргиллитах. Однако здесь следует заметить, что с физико-математической точки зрения модельная сейсмограмма представляет собой “идеально бесшумное” волновое поле, рассчитанное в предположении, что плоский волновой фронт при вертикальном падении на пути своего распространения реагирует только на акустическую жесткость на границах слоев и пластов, поэтому на модели все выглядит хорошо.

Реальный временной разрез МОГТ представляет собой результат многочисленных физико-математических преобразований зарегистрированного волнового поля в отражающие границы геологической среды. При этом в обработке МОГТ приведение сейсмических записей, наблюденных от точечных источников к плоскому, вертикально падающему волновому фронту, осуществляется путем многократного суммирования этих записей для симметричных источников и приемников в одной и той же точке отражающей границы (ОГТ). Естественно, что в процессе такого преобразования неизбежно происходит искажение динамических характеристик сейсмических волн (в частности, амплитуды). Помимо этого в реальной среде вместе с отраженными волнами распространяется множество волн других типов (кратные, дифрагированные, обменные и др.), которые не всегда могут быть успешно подавлены самыми совершенными процедурами обработки, поэтому волновая картина на временном разрезе МОГТ существенно отличается от ее модельного изображения.

На временном разрезе профиля 18rp203 (см. рис.1), который проходит через скв. 53 в северо-восточной части месторождения, отражения в интервале М2п имеют неустойчивую форму и по уровню амплитуд могут различаться в 2-3 раза. Динамический анализ этих отражений показал, что существующий эффект понижения скорости в газонасыщенном парфеновском горизонте проявляется в интегральных амплитудных параметрах на временных разрезах МОГТ. На Ковыктинском месторождении выявлена амплитудная аномалия, которая в региональном плане имеет достаточно хорошее совпадение с контуром повышенной емкости парфеновского горизонта (Барышев Л.А., 2003).

Установление каких-либо прямых связей между динамическими параметрами отражений и коллекторскими свойствами (эффективная толщина, пористость, газонасыщенность) парфеновского горизонта представляется проблематичным, так как эти свойства в реальной геологической среде изменяются одновременно и зависят от многих геологических факторов, которые не всегда могут быть описаны количественно (гранулометрический состав, окатанность и сцементированность зерен песчаников и др.).

Не следует также забывать о том, что временные разрезы МОГТ имеют ограниченный частотный диапазон. На амплитудном спектре отраженных волн в терригенном комплексе осадочного чехла (интервал М2-Ф) видно, что 75-80 % энергии этих волн сосредоточено в диапазоне 15-50 Гц (см. рис.1). Соотношение между толщиной (h) отдельных газонасыщенных слоев в парфеновском горизонте и длиной волны (l) для такого диапазона частот составляет примерно 1/20. Естественно, что при таком соотношении h/l рассматривать песчаные слои парфеновского горизонта в качестве отдельных, “невидимых” в волновом поле элементов разреза не имеет смысла, и возможности сейсморазведки МОГТ в определении его емкостных свойств можно считать исчерпанными.

Для более глубокого исследования геологических свойств терригенного комплекса осадочного чехла следует обратиться к результатам обработки данных МВСП.

Многоволновое ВСП и моделирование волновых полей

В настоящее время объем работ многоволнового ВСП (МВСП), выполненных на Ковыктинском месторождении, сравнительно невелик (8 скважин). В данной статье представлены данные МВСП, полученные в скв. 53, которая находится в северо-восточной части месторождения в типичных для него сейсмогеологических условиях.

Анализ волновых полей ВСП показывает, что в интервале регистрации целевых отражений (900-1500 мс) одновременно с полезными волнами наблюдается большое число кратных и обменных волн-помех (рис.2), причем интенсивность и структура последних существенно меняются в зависимости от удаления источник – приемник.

 

Рис. 2. СЕЙСМОГРАММЫ ВСП (Z-компонента), ПОЛУЧЕННЫЕ В скв. 53 ИЗ НЕПРОДОЛЬНЫХ ПУНКТОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Удаление, м: А – 822, Б – 1800

 

Причиной образования интенсивных обменных волн является сложное, неоднородное строение верхней части разреза. Основными кратнообразующими границами в районе исследований являются: подошва зоны малых скоростей, залегающая на глубине от 50 до 250 м, с перепадом скорости относительно подстилающих пород до 1500 м/с, а также отражающие границы в галогенно-карбонатном комплексе с перепадом скорости до 2500 м/с. Однократные, многократные и обменные падающие и восходящие волны находятся во взаимной интерференции. Это является причиной того, что сигнал может претерпеть существенные изменения по мере продвижения от места образования до поверхности. Поскольку указанные волны-помехи присутствуют на сейсмограммах, их следы будут неизбежно присутствовать на суммарных временных разрезах в виде фона дополнительных осей синфазности. Как показывает практика, использование самых современных специализированных программ обработки не позволяет избавиться от таких помех полностью.

Для более ясного понимания процесса формирования сейсмических волн и выяснения их физической природы лучшим средством является моделирование волновых полей на основе физико-геологических моделей. Построение этих моделей подразумевает максимально полное использование самой разнообразной геолого-геофизической информации. Для построения модели авторы статьи использовали данные ГИС, МВСП и наземной сейсморазведки МОГТ. Глубинно-скоростная модель верхней части разреза до отметки 700 м была получена по данным томографической обработки первых вступлений волн (Fathom Tomography, GMG) сейсмического профиля МОГТ.

Получены три физико-геологические модели, каждая из которых включает собственно геологическую (пластовую) модель и глубинный сейсмический (волновой) разрез, рассчитанный на основе пластовой модели (рис.3).

 

Рис. 3. МОДЕЛЬНЫЕ ГЛУБИННЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ
Модели: А – 1, Б – 2, В – 3

 

Модель 1 представляет собой упрощенный вариант изучаемой геологической среды, содержащей криволинейные границы раздела в верхней галогенно-карбонатной части осадочного чехла. Поверхность наблюдений при этом является горизонтальной, а строение верхней части разреза выдержано по латерали.
Модель 2 учитывает рельеф местности, а также особенности глубинно-скоростного строения верхней части разреза.
Модель 3 включает все элементы геологического строения среды, представленные в моделях 1 и 2, и наиболее точно отражает геологическую реальность.

Следует особо подчеркнуть, что во всех трех моделях ниже отметки 1250 м мощность пластов и скорость в них не изменяются по латерали.

По классификации Г.С.Вахромеева и А.Ю.Давыденко* все эти модели относятся к классу двуальтернативных и предназначены для решения одной конкретной геологической задачи – определения степени влияния структурно-вещественных комплексов верхней части осадочного чехла на волны, отраженные на границах газоперспективного интервала разреза.

*  Вахромеев Г.С. Моделирование в разведочной геофизике / Г.С.Вахромеев, А.Ю.Давыденко. – М.: Недра, 1987.

Глубинные сейсмические (волновые) разрезы для каждой пластовой модели рассчитывались на основе упругого волнового уравнения (пакет TESSERAL – Tesseral Technology Inc.), которое является самым полным инструментом исследования и создает наиболее близкую аппроксимацию к реальным условиям твердой среды, включая эффекты обмена и поперечные волны. Источники возбуждения сейсмических волн совпадали с поверхностью модели, что позволило моделировать распространение плоского волнового фронта и получить в конечном итоге волновой разрез для сопоставления с реальным разрезом МОГТ.

Проанализировав последовательно модельные сейсмические разрезы, легко увидеть, что по мере усложнения пластовых моделей усложняется и волновая картина. Наиболее сильно влияние помех, связанных со структурно-вещественными неоднородностями, проявляется в нижнем интервале осадочного чехла (1600-3200 м).

На модели 1 оси синфазности в ее левой части (под куполообразным поднятием) размыты и имеют слабую динамическую выразительность. В правой части этой модели, где все геологические границы плоскопараллельны, оси синфазности имеют четкое изображение.

На сейсмическом разрезе, соответствующем модели 2, отражения в газоперспективном интервале вблизи парфеновского горизонта имеют сложную “раздвоенную” форму и более низкий уровень амплитуд.

Модельный сейсмический разрез 3 представляет собой еще более сложную волновую картину и его удобнее рассматривать в сопоставлении с реальным временным разрезом МОГТ (рис.4). Во временном интервале 800-1000 мс, захватывающем солевой комплекс осадочного чехла, многочисленные, прерывистые и хаотично ориентированные отражения создают иллюзию раздробленности геологических границ, хотя в самой пластовой модели они непрерывны и горизонтальны.

 

Рис. 4. СОПОСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛЬНОГО (А) И РЕАЛЬНОГО (Б) ВРЕМЕННЫХ РАЗРЕЗОВ
Кровля: М2 – терригенного комплекса, Мп – парфеновского горизонта

 

Парфеновский горизонт (Мп) на обоих разрезах (см. рис.4) представляет собой набор субгоризонтально ориентированных прерывистых отражений, которые резко меняют свою форму и амплитуду по латерали. Зона наихудшей прослеживаемости парфеновского горизонта (ПК 8000-12000) в вертикальной проекции совпадает с выше расположенной складкой в галогенно-карбонатном комплексе осадочного чехла.

Подводя итог описанию модельных исследований, можно с полной уверенностью утверждать, что временные разрезы МОГТ, полученные на Ковыктинском месторождении, содержат в себе интерференционные волны различной природы и не могут рассматриваться как совокупность однократных отражений от реальных геологических границ. Результаты проведенных модельных исследований показывают, что “эффект насыщения” является лишь одним из многих, влияющих на формирование отраженных волн и может быть замаскирован другими эффектами различной природы. Поэтому методология интерпретации сейсмических разрезов требует комплексного подхода к исследованию динамических характеристик отраженных волн, на основе которых возможен прогноз коллекторских свойств парфеновского горизонта. Важную роль в этих исследованиях играет физико-геологическая модель, которая является универсальным инструментом для решения прямой и обратной задач сейсмики.

ВЫВОДЫ
    Рассмотренные физико-геологические модели осадочного чехла, учитывающие неоднородное строение верхней части разреза, тонкослоистость разреза, структурно-тектонические неоднородности надсолевой и солевой толщ, являются надежной теоретической основой для изучения волн-помех различной природы и их влияния на отраженные волны, которые содержат в себе информацию о газонасыщенности среды.
    Дальнейшее повышение геологической эффективности сейсмических исследований на Ковыктинском месторождении может быть достигнуто на основе комплексного изучения характеристик волн-сигналов и волн-помех с использованием данных наземной сейсморазведки (МОГТ), многоволновой сейсморазведки и результатов многовариантного математического моделирования волновых полей.

©  С.А.Барышев, Л.А.Барышев, Журнал "Геология Нефти и Газа" - 2008-2.
 

 

 

SCROLL TO TOP
viagra bitcoin buy

������ ����������� Rambler's Top100 �������@Mail.ru