Исследование и развитие поляризационного метода вертикального сейсмического профилирования на акваториях - Диссертация

Решение этих задач требует комплексирования наземных методов сейсморазведки на отраженных и преломленных волнах с методами скважинной сейсморазведки - вертикальным сейсмическим профилированием ВСП и методом обращенных годографов МОГ. В последующем метод ВСП развивался как разведочный метод, находящийся на стыке между наземной сейсморазведкой и геофизическими методами исследования скважин ГИС. Достигнутый прогресс метода ВСП в решении задач нефтепромысловой геологии привел к новому приложению сейсморазведки в комплексе геологоразведочных работ (ГРР), так называемому направлению «промысловая сейсмика» - сейсмике ПМ ВСП, ПМ ОГТ в сочетании с данными ГИС и бурения для изучения околоскважинного и межскважинного пространства. На решение ряда перечисленных задач ПМ ВСП и были ориентированы исследования соискателя за последние три десятилетия, выполненные в морских скважинах на шельфе Северного Ледовитого океана, Охотского, Черного и Азовского морей, а также в сухопутных скважинах в Краснодарском и Ставропольском краях, в Ростовской области и на островах Сахалин и Колгуев. Предметом исследований явились технико-методические средства и приемы изучения поляризационным методом вертикального сейсмического профилирования кинематических, динамических и поляризационных характеристик различных типов упругих волн, возбуждаемых и образующихся в разрезах нефтегазовых скважин и характеризующих геологическое строение околоскважинного и межскважинного пространства при решении задач нефтепромысловой геологии и геофизики.Примерно в 20-22% скважин выполнялись работы ВСП на Сахалинском и Магаданском шельфах, в Азово-Черноморском бассейне. На Арктическом шельфе из 4 скважин, пробуренных в 1987г., ВСП проведено в 2 скважинах, а из 10 скважин на о. Для сравнения укажем, что в норвежском секторе Баренцева моря в этот же период было пробурено 37 скважин и во всех проведены работы ВСП. Так, в трестах "ДАЛЬМОРНГФ" и "КАСПМОРНГФ" использовался односудовой вариант отработки скважины: исследовательское судно являлось одновременно пунктом взрыва и приемо-регистрирующим комплексом. В тресте «КАСПМОРНГФ» применялся одноканальный зонд с неуправляемым механическим прижимом рессорного типа, в котором была применена система уплотнения сигналов для работы с любым типом каротажного кабеля.Анализ достижений метода ВСП при решении геологических задач по состоянию на начало 90-х годов приведен в монографии [Гальперин, 1994], в подготовке которой принимали участие его ученики и последователи, среди которых находился и автор настоящей диссертации. Основными из них являлись: детальное изучение состава и структуры регистрируемого волнового поля в различных геологических средах; определение скоростей продольных и поперечных волн; стратиграфическая привязка продольных, поперечных и обменных волн и их отождествление с одноименными границами отражения - обмена; изучение поглощающих и отражающих свойств разреза; прогноз акустической жесткости и скоростей сейсмических волн ниже забоя скважины; детальное исследование структурных планов в окрестности наблюдаемой скважины, трассирование тектонических нарушений; корреляция отражающих границ при групповом и кустовом бурении, изучение и расчленение тонкослоистых разрезов; выделение зон повышенной трещинноватости и улучшенных коллекторских свойств; прогнозирование геологического разреза в околоскважинном пространстве и ниже забоя скважины с целью определения нефтегазонасыщенности пород, контуров нефтегазовых залежей, зон АВПД; контроль за разработкой месторождения в процессе эксплуатации [23, 65]. Специалистами в этот период было введено понятие «промысловая сейсмика», под которой понимались работы ВСП на площадях, где проводятся разведка и эксплуатация месторождений. Это позволяет, значительно расширяя геофизические исследования в скважинах (акустические, ультразвуковые, электрические, нейтронные и др.), и, в особенности, вертикальное сейсмическое профилирование, получать новую обширную информацию о прискважинном и околоскважинном пространстве. Промысловая сейсмика в настоящее время может решать широкий круг задач, которые по их назначению разделяются на три категории: а) разведка месторождения; б) эксплуатация месторождения; в) технология бурения скважин.Однако принципиальное преимущества ПМ ВСП реализуется далеко не полностью, что связано со специфическими особенностями волновых полей, наблюдаемых во внутренних точках среды и, в первую очередь, с изменением направления подхода волн вдоль линии вертикального профиля. При регистрации вертикальных составляющих колебаний меняется как относительная интенсивность записи, так и происходит смена знака вступления, причем для разных типов волн эти изменения могут быть различными.Одной из основных особенностей применения метода ОГТ при ВСП, в отличие от наземных сейсмических наблюдений, является то, что при изменении расстояния «ПВ - вертикальный профиль» меняется направление подхода волны и, соответственно, направления смещений частиц, которые во внутренних

Оглавление

Общая характеристика работы

1. Состояние отечественных исследований ВСП в морских скважинах на рубеже XXI века

1.1 Организация и технико-методическое обеспечение метода

1.2 Прогресс метода ВСП при решении геологических задач

2. Развитие методических основ метода ПМ ВСП

2.1 О выделении волн в ПМ ВСП и построении временных разрезов

2.1.1 Способ ПМ ВСП на уровенных профилях

2.1.2 Суммирование записей ПМ ВСП в общих точках приема и взрыв

2.1.3 Спрямление годографов волн разных типов

2.1.4 Способ построения отражающих границ по данным ВСП в сложнопостроенных средах

2.2 Определение скоростей VP и VS по наблюдениям ПМ ВСП и ПМ ОГТ

2.2.1 Определение скоростей VP и VS по вертикальным годографам отраженных и обменных волн

2.2.2 Определение VS по вертикальным годографам обменных отраженных и проходящих волн

2.2.3 Определение скоростей VS по продольным и обменным отраженным волнам с использованием параметров поляризации

2.3 Определение скоростей VP и VS при позиционных наблюдениях на море

2.3.1 Определение скоростей VS по наблюдениям ПМ ОГТ

2.3.2 Определение скоростей VP в сложнопостроенных средах

2.3.3 Определение скоростей VP по данным ОГТ и РНП

3. Разработка технологии работ поляризационным методом ВСП в морских скважинах

3.1 Методика и системы полевых наблюдений ПМ ВСП

3.2 Разработка цифровой скважинной аппаратуры ПМ ВСП

3.2.1 Цифровая аппаратура «Вектор»

3.2.2 Цифровая вертикальная коса с датчиками давления

3.3 Развитие методики цифровой обработки и интерпретации материалов ПМ ВСП

3.3.1 Граф обработки материалов ПМ ВСП

3.3.2. Обработка многоуровенных наблюдений ПМ СОГ

3.3.3 Методика интерпретации и определения параметров волнового поля и изучаемой геологической среды

4. Опыт применения поляризационного метода ВСП на акваториях

4.1 Наблюдения ПМ ВСП на шельфе Арктических морей

4.1.1 Исследования ПМ ВСП на Мурманской площади

4.1.2 Применение ПМ ВСП для повышения эффективности морской сейсморазведки на Северо-Кильденской площади

4.1.3 Прогноз параметров залежи на Штокмановском газоконденсатном месторождении

4.1.4 Влияние нефтяной залежи Варандей-море на параметры волнового поля

4.2 Результаты промысловой сейсмики на шельфе Охотского моря

4.3 Поляризационные наблюдения ВСП в Азово-Черноморском бассейне

4.3.1 Наблюдения на вертикальных профилях в Черном море

4.3.2 Скважинные и донные векторные наблюдения в Азовском море

Заключение