Метод отраженных волн Лекция 4. 4. 1

Метод отраженных волн Лекция 4.

4. 1 Принципы МОВ

Сейсмический разрез

Чем сейсмический разрез отличается от геологического? o o o По вертикальной оси отложено двойное время пробега волны, которое неоднозначно связано с глубиной Отражения могут приходить не строго вертикально Присутствуют кратные отражения

Годограф отраженной волны Уравнение годографа:

Разложение корня по малому параметру При малых y

Годограф отраженной волны Нормальное приращение времени (Кинематический сдвиг)

Кинематическая поправка V 1 - велика t tx Dt t 0 x x -x v t-Dt(x) 0 +x Правильная V 1 z V 1 - мала

Многослойная среда RMS – root mean square – среднеквадратическая

Многослойная среда: определение скоростей …

Многослойная среда: интервальная скорость Скоростной анализ - последовательное вычисление интервальной скорости слоев

t Как получают годограф МОВ? Кинематический сдвиг Отраженные волны Прямая волна x

Суммирование трасс (вспомним о кинематической поправке) V 1 - велика t tx Dt t 0 x x -x v t-Dt(x) 0 +x Правильная V 1 z V 1 - мала

Суммирование трасс – способ выделения слабых волн t 0 Dt Время отражения Расстояние от источника t 0 Амплитуда суммарного сигнала v 1 v 2 v 3 Скорость Оптимальное значение скорости Расстояние от источника Время отражения Расстояние от источника t 0 Завышенная скорость

Наклонные и складчатые границы раздела: отражение смещено от ПВ Полагаем, что приемники находятся вблизи источника На сейсмическом разрезе наклонная граница кажется ближе к поверхности и имеет менее крутое падение, чем на самом деле

Наклонные и складчатые границы раздела: как распознать наклонную границу

Синклинальная складка

Антиклинальная складка

Коррекция искажений глубины и формы негоризонтальных рефлекторов (наклонных и складчатых, а также рефлекторов, смещенных разломами, о которых пойдет речь ниже) называется миграцией.

Простейшая процедура миграции Построение огибающей окружностей (однако в реальности все - сложнее).

Границы, смещенные разломами. Дифракция

4. 2 Общая глубинная точка Волна, возбужденная в пункте S, отражается от разных точек границы раздела и каждый сейсмоприемник R 1, R 2 … регистрирует волну, отраженную от своей точки Можно получить, а затем суммировать многие отражения от одной и той же точки границы раздела, если использовать пары источников и приемников, расположенных симметрично относительно этой точки – траектории лучей S 1 R 3, S 2 R 2, S 3 R 1. Колебания в точках S 1, S 2 … возбуждаются последовательно, после чего соответствующие трассы выбираются из множества сейсмограмм, полученных для данного положения ПВ.

4. 3 Морская сейсморазведка Технологичнее наземной и, поэтому многократно дешевле

Vзмс<

4. 5 Изображение сейсмотрасс и сейсмический разрез

Разрез после введения кинематической поправки

Петля на месте синклинальной структуры Исправленное положение синклинальной структуры Сейсмический разрез до миграции Сейсмический разрез после миграции

4. 6 Какая граница является отражающей (рефлектором)? Коэффициенты отражения и преломления: Акустическая жесткость:

Пример для границы известняков и песчаников Породы Скорость Vp, км/с Верхний 2– 6 слой (песчаники) Нижний слой 2 – 6 (известняки) Плотность σ, г/см 3 2. 05 – 2. 55 2. 60 – 2. 80

Пример для границы известняков и песчаников: o o o V и s – минимальны для песчаников и максимальны для известняков V и s – максимальны для песчаников и минимальны для известняков V=3. 3 s=2. 4 для песчаников и V=3. 0 s=2. 64 для известняков Не все литологические границы являются рефлекторами!

Яркое пятно: нет литологической границы – сильное отражение в залежи от границы газа и воды “bright spot” Сейсмический разрез в истинных амплитудах И не все рефлекторы отвечают литологическим границам!

Вертикальное разрешение: (1) суммирование эффекта границ R 1>0, R 2>0 Границы разрешены Границы не разрешены но отраженные сигналы складываются - усиливаются

Вертикальное разрешение (2) вычитание эффекта границ R 1>0, R 2<0, В частности, R 1=-R 2 Границы разрешены Границы не разрешены и отраженные сигналы вычитаются - ослабляются

Вертикальное разрешение o На практике, две волны трудноразличимы, если расстояние между ними меньше половины длины волны любой из них. Соответственно, поскольку волна, отраженная от подошвы тонкого слоя, дважды проходит через него, кровля и подошва такого слоя перестают быть различимы, когда расстояние между ними меньше, чем четверть длины волны, то есть h

Компромиссная ситуация в сейсморазведке (и не только) o Чтобы выявить в разрезе очень тонкие слои, надо уменьшить длину волны. Но чем меньше длина волны (выше её частота), тем на меньшую глубину она будет проникать в Землю.

Синтетические сейсмограммы (динамическая интерпретация)

4. 7 Трехмерная сейсморазведка ОГТ o o o Недостаток 2 D сейсморазведки – невозможность учесть влияние боковых отражений Достоинство – относительно невысокая стоимость Однако, на этапе разведки нефтяных залежей важнее правильность и детальность построения разреза, даже несмотря на рост затрат

Идея 3 D ОГТ

Результаты: куб (блок) данных

Куб данных

4. 8 Сейсморазведка МОВ при поисках нефти и газа Три необходимых условия формирования нефтяного и/или газового месторождения: o o o (1) материнские породы (богатые углеродом черные сланцы, угли), из которых образуются нефть и газ; (2) коллекторы, в которых они скапливаются; (3) флюидоупоры (покрышки), препятствующие их рассеянию. Наличие условий (2) и (3) успешно устанавливается сейсморазведкой.

Коллекторы и флюидоупоры, что это? o o o Пористость – способность содержать нефть и газ; Проницаемость – способность “отдавать” нефть и газ; Пористость и проницаемость в чем различие?

Ловушки углеводородов Выклинивание Антиклиналь Покрышка р кто ле Кол П Структурно-стратиграфическое несогласие К Сброс Соляной купол к

Антиклинали и соляные купола на сейсмических разрезах

Тактика использования сейсморазведки o o Региональная (2 D) МОВ-ОГТ на начальном этапе поисков нефти и газа в неосвоенном осадочном бассейне – бурение на антиклинальных складках (редкие открытия залежей); Детализация МОВ, 3 D сейсморазведка (бурение - наибольшее число залежей); 3 D сейсморазведка для разведки и подсчета запасов; Сейсморазведка при эксплуатации: 3 D + время – 4 D

Пример сейсмических данных (Северное море) Флюидоупор (покрышка) Продуктивный пласт

Тот же пример: негоризонтальный срез коллектора Русла древних рек

4. 9 Сейсмостратиграфия o o Цель: изучение последовательности, возрастных соотношений, литологического состава и условий образования слоев осадочных пород путем анализа данных высокоразрешающей сейсморазведки МОВ Объект: глубокие осадочные бассейны, где нет обнажений горных пород, а имеются лишь одиночные скважины; датирование слоев осадочного чехла в сейсмостратиграфии опирается на факт синхронных глобальных изменений уровня моря, которые приводят к изменению обстановок осадконакопления основой сейсмостратиграфического метода является последовательность накопления разнотипных осадков

Условия осадконакопления и характер сейсмических границ: 1 постоянный уровень моря, вынос осадков реками молодая древняя Продвижение (проградация) континентального склона в сторону моря за счет образования клиноформ

Условия осадконакопления и характер сейсмических границ: 2. Повышение уровня моря медленное и быстрое

Отложения перекрывающие погребенную дельту Погребенная дельта

Сейсмостратиграфия позволяет выявить в разрезе осадочных пород несогласия, отвечающие перерывам или сменам обстановок осадконакопления. Эти события могут быть связаны как с изменениями уровня моря, так и с вертикальными движениями земной коры

МОВ: основные тезисы o o o o o Кинематическая поправка – “спрямление гипербол”; Сейсмический разрез и его отличия от геологического; Скоростной анализ; Суммирование трасс – выделение слабых волн; Общая глубинная точка – повышение разрешения; Компромисс между глубиной исследования и разрешением – длина волны; Миграция – исправление сейсмических разрезов включающих складчатые и наклонные границ, а также разломы; Границы: рефлекторы и не рефлекторы; МОВ в нефтяной геологии: 2 D, 3 D, 4 D; Сейсмостратиграфия – анализ сейсмического изображения рефлекторов.