Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Поиск и разведка месторождений УВ, контролируемых геосолитонной дегазацией Земли, на базе сейсмовидения
В.М. Мегеря
Аннотация
Каналы дегазации Земли ( «геосолитонные трубки»), удается обнаружить с помощью высокоразрешающей объемной сейсморазведки (ВОС). По мнению авторов именно «геосолитоны» формируют богатые (хотя и небольшие по площади), углеводородные залежи, не обнаруживаемые традиционными технологиями сейсморазведки и шаблонной компьютерной обработкой. В работе приводятся примеры геосолитонной интерпретации результатов ВОС по материалам Западной Сибири.
Геосолитонная концепция призвана внести принципиально новое понимание теоретических основ геологии нефти и газа, механизмов образования углеводородов, формирования и эволюции активных очагов нефтегазогенерации, образования первичных и вторичных коллекторов. По-новому теперь понимается пространственное распределение залежей в геологическом разрезе, когда ключевым геологическим элементом для поисков, разведки и разработки становится не столько одиночный субгоризонтальный пласт, сколько субвертикальная геосолитонная трубка и связанные с ней многочисленные ловушки, образующие целую гирлянду залежей. Поэтому принципиально изменяются и основные требования к методике поиска и разведки месторождений УВ на базе геосолитонной концепции [ В.М.Мегеря -2009 ].
Во многих нефтегазоносных провинциях мира традиционная концепция нефтяной геологии и основанные на ней технологии разведки и разработки ориентированы на крупные и средние по размерам структурные и неструктурные типы ловушек. При этом предполагается, что генезис этих ловушек связан с органической теорией происхождения нефти. Предпочтение крупноразмерным по площади ловушкам вытекает из основного тезиса биоорганический теории: чем больше площадь и объем горных пород, в которых происходит биоорганическая нефтегазогенерация, тем больше следует ожидать запасов. На самом деле практика разведки и разработки нефтегазовых месторождений показала, что это не так. Еще в работе И.И. Нестерова, В.П. Потеряевой, Ф.К. Салманова [1975] было убедительно доказано, что между площадью месторождения и запасами в нем углеводородов не существует корреляционной взаимосвязи. Оказалось, что богатые по запасам месторождения могут быть связаны как с большими, так и с малыми по площади ловушками. Фактически это открытие полностью переворачивает основы традиционной стратегии и тактики поисков и разведки месторождений углеводородов. Поэтому следует считать, что традиционная нефтегазовая парадигма исчерпала себя по мере освоения фонда крупных по площади объектов и по мере эволюции представлений о геологических процессах. Дальнейшее применение традиционных концепций и технологий приводит сегодня к лавинному росту себестоимости и снижению геологической эффективности разведки, поисков и разработки нефтегазовых месторождений.
Передовые компании, такие как Shell, Exon, Mobil, сегодня широко применяют новейшие концептуальные подходы и новейшие геолого-геофизические технологии с целью повышения эффективности разведки и разработки месторождений. Благодаря этому величина прибыли в этих компаниях значительно выше той, которая связана с повышением цен на мировом рынке. По мнению большинства геологов-нефтяников, величина запасов углеводородного сырья, содержащегося в малоразмерных в плане структурных, неструктурных и других нетрадиционных, малоизученных типах ловушек, не уступает величине запасов в крупных ловушках, имеющих большие площади. Освоение малоразмерных и сложнопостроенных залежей углеводородов представляет собой один из основных резервов устойчивого и долговременного обеспечения энергетическими и химическими ресурсами многих регионов, в том числе и в Западной Сибири.
Основные пути решения этой проблемы лежат в области использования достижений научно-технического прогресса во всех областях теоретической геологии, технологий геологоразведочных работ и систем добывающей индустрии. Возросший уровень сложности геологического строения осваиваемых территорий выдвигает на передний план потребность в пересмотре теоретических основ геологических процессов, формирующих целевые геологические объекты. Потребность в высокодетальной информации, получаемой, главным образом, высокоразрешающей геофизикой, приобретает ведущую роль на современном этапе нефтегазовой индустрии. Именно высокодетальная информация способна обеспечить высокую геолого-экономическую эффективность поисков, разведки и освоения богатых по запасам, но малоразмерных по площади залежей углеводородов.
Одним из достижений сейсморазведки в последней четверти ХХ столетия явилось расширение ее возможностей от измерения отдельных параметров, или атрибутов (время пробега, скорость, частота и многие другие сейсмические параметры и их различные комбинации), к сейсмовидению трехмерных элементов исследуемого геологического пространства. Сейсмовидение в режиме высокоразрешающей объемной сейсморазведки отраженными волнами позволяет с высокой детальностью изучать целевые геологические объекты, проводить высокоинтеллектуальную геологическую интерпретацию этих материалов на основе новейших достижений в области теоретической геологии (Бембель Р.М. -1991). Сейсмовидение открывает широкие возможности для существенного расширения класса экономически рентабельных ловушек углеводородов сложного строения, включая малоразмерные структурные и неструктурные типы. Поиск и разведка подобных залежей, контролируемых геосолитонной дегазацией, не требует увеличения глубинности и объемов бурения, а ориентирована на более интенсивную технологию полевых геофизических работ, компьютерной обработки и высоко интеллектуальную геологическую интерпретацию получаемых материалов.
Следует подчеркнуть принципиальную важность отделения трех фаз геофизических работ: первая фаза – полевые работы, вторая – компьютерная обработка, третья – геологическая интерпретация полученных на компьютере материалов. К сожалению, сложилась порочная практика перевода на компьютер многих задач третьей фазы – геологической интерпретации. Это привело к тому, что новейшие теоретические достижения в области геологии, новые представления, в частности, новое видение с позиции геосолитонной дегазации Земли, не могут быть непосредственно внедрены в практику работ: в компьютерную систему уже включены программы, специализированные на компьютерную интерпретацию в рамках устаревших, зачастую ошибочных, моделей. Это объясняется еще и тем, что компании, занимающиеся распространением компьютеров и программного обеспечения, заинтересованы, чтобы заказчики приобретали не только стандартные программы, но и новые программы компьютерной геологической интерпретации, независимо от уровня их геологической эффективности. Принципиально иной подход - сейсмовидение - предлагается нами уже в течение 20 лет. Сейсмовидение как третья фаза геологической интерпретации более свободна от устаревших догматических геологических концепций. В этом случае детальные, чрезвычайно высокоразрешенные сейсмические материалы могут быть использованы как материалы для новейших геологических интерпретаций.
Снижение экономических показателей в нефтегазовой отрасли в мире и в России обусловлено не столько уменьшением инвестиций, сколько устаревшими и во многом ошибочными концепциями о структуре нефтяных и газовых полей в геологическом разрезе. Можно указать несколько негативных последствий в экономике топливно-энергетического комплекса (ТЭК), вызванных устаревшими и зачастую ошибочными представлениями.
Во-первых, неоправданно огромные объемы бурения скважин на тех участках месторождений, где либо полностью отсутствуют залежи, либо присутствуют очень бедные залежи, разработка которых является заведомо убыточной.
Во-вторых, при ошибочных представлениях о генезисе и пространственном строении залежей, различные методы воздействия на пласт с целью «повышения нефтеотдачи» на тех участках, где нефти практически нет, только ухудшают экономические показатели. Сегодня известно, что объемы закачиваемой жидкости в пласты растут в несколько раз быстрее, чем объемы прироста добычи нефти, и достигла эта величина уже 7 тонн воды на каждую тонну добытой нефти на месторождениях Западной Сибири.
В-третьих, неоправданно высокие затраты на бурение и закачку воды не только снижают общую рентабельность добычи углеводородов, но и значительно увеличивают уровень экологического загрязнения, на ликвидацию которого требуются дополнительные расходы. Кроме того, излишняя закачка воды ускоряет обводненность залежей и значительно снижает товарную стоимость добываемой нефти в Западной Сибири.
В-четвертых, ошибочные концепции происхождения, эволюции и структуры углеводородных залежей привели к таким технологиям поисков, разведки и добычи, при которых пропускаются самые высокодебитные локализованные участки, происходит очень быстрое истощение залежей и значительно ослабляется возобновляемость ресурсов. Все это неоправданно быстро снижает экономические и геологические показатели и требует незамедлительного пересмотра концептуальных основ.
Геосолитонная концепция позволила увидеть очень важное свойство: независимость запасов залежей углеводородов от площади этих месторождений [Р.М.Бембель, В.М. Мегеря, С.Р. Бембель – 2003]. Стало ясно, что малоразмерные в плане геологические объекты, поперечные размеры которых могут оказаться соразмерными с шагом точек геофизических измерений на площади, требуют новых технологий поисков, разведки и геологической интерпретации. Возрастают требования к полевым технологиям, и прежде всего становятся научно обоснованными и экономически выгодными высокоразрешающие геофизические методы поисков и разведки. Традиционная геологическая концепция, предполагавшая поиски только очень крупных и достаточно крупных по площади месторождений, допускала всевозможные методы полевых работ, обработки и интерпретации, не ориентированных на высокую пространственную разрешенность окончательных результатов. В этом и заключается главное отличие требований ко всему технологическому циклу при геосолитонной концепции от традиционных требований - получение максимальной пространственной разрешенности.
Главными причинами долговременного заблуждения в области теоретических основ нефтяной геологии и ошибочных технологий были слишком высокие показатели добычи углеводородов, а также повышенные цены на них на мировом рынке. Оба эти фактора замаскировали обвальный рост себестоимости и традиционные показатели в затратной экономике всего топливно-энергетического комплекса. Приоритеты показателя подсчетной величины запасов нефти привели к таким методам подсчета, которые зачастую значительно завышали величину утверждаемых запасов на вводимых месторождениях на чрезвычайно бедных участках. Усугублялось положение еще и тем, что на месторождениях работали локальные очаги возобновляемых высокодебитных источников (эти элементы модели стали понятны только после разработки новой геосолитонной концепции геологии нефти, но отсутствовали в старых концепциях), а вся добытая нефть в отчетных документах распределялась на всю площадь месторождения, большая часть которого была с относительно бедными и фактически не извлекаемыми запасами. В результате создавалась иллюзия безошибочности старых подходов, а локальные очаги высокодебитной добычи скрывались, так как они компрометировали не только ошибочные концепции, но и вскрывали порочность старых теорий и технологий поисков, разведки и разработки месторождений углеводородов. Экономика ТЭК в России может быть принципиально и в значительной степени улучшена только в результате смены естественнонаучной основы нефтегазовой геологии и вытекающих из нее технологий поисков, разведки и разработки месторождений.
Главным элементом новой парадигмы нефтяной геологии является поиск, разведка и технология разработки малоразмерных по площади, но чрезвычайно богатых по запасам очагов активной нефтегазогенерации, связанной с геосолитонной дегазацией Земли. Ключевым геолого-экономическим параметром в новой парадигме является снижение себестоимости единицы продукции, а не общая сумма добытых объемов нефти и газа. Подтверждением высоких экономических показателей при смене концептуальных основ нефтегазовой геологии являются многочисленные примеры экономики нефтедобывающих отраслей в других нефтедобывающих странах, успешно разрабатывающих свои месторождения. Например, главной отличительной особенностью нефтяных месторождений в Брунее являются чрезвычайно малые поперечные размеры узких, вытянутых с юго-запада на северо-восток, антиклинальных ловушек. Эта особенность потребовала перенести основной акцент в разведке на геофизические работы с высокой пространственной разрешенностью. Эти работы проводились фирмой Shell методом высокоразрешающей объемной сейсморазведки, по результатам которой уже не требуется бурить большого числа скважин, так как общая площадь месторождения оказывается очень небольшой и чрезвычайно мозаично локализованной. В результате такой стратегии разведки в Брунее исключается затратный механизм на бурение нерентабельных скважин, на «повышение нефтеотдачи» там, где практически нефти нет, и на бессмысленную закачку воды в нефтяные пласты, так как от увеличения внутрипластового давления возобновляемость запасов за счет геосолитонного механизма только снижается. Опережающая 3D-сейсморазведка в Тюменском регионе и в России предлагалась еще в 1985 году, но, к сожалению, не нашла поддержки со стороны руководителей ТЭК.
Геосолитонная концепция образования углеводородов и формирования малоразмерных по площади, но богатых по запасам залежей, является главной концептуальной основой новой парадигмы. Такое перевооружение теоретических основ Российской экономики требует более глубокого образования для экономистов и руководителей ТЭК. Приоритеты в экономическом образовании необходимо перенести на более фундаментальную естественнонаучную систему знаний. Смена концептуальных основ в нефтяной геологии приводит к принципиально новым технологиям, которые способны так повысить экономические показатели, что от продажи 1 миллиона тонн нефти станет возможным получить прибыли больше, чем от продажи 2 миллионов тонн, добытых по старым технологиям. Такое возможно только при многократном снижении затрат на поиски, разведку и разработку месторождений нефти и газа на основе более совершенных концепций и технологий. В этом, более наукоемком направлении развития экономики энергетических основ ТЭК, а не в росте суммарных объемов добычи, заключается главный резерв экономического развития всей России.
Основной целью инноваций в технологии сейсморазведки, ориентируемой на эффективное решение геологических задач в рамках концепции геосолитонной дегазации Земли, является получение такой высокой пространственной разрешенности окончательных результатов геологической интерпретации, которая может обеспечить необходимую точность и надежность пространственного строения ловушек нефти и газа, контролируемых геосолитонными процессами. Для этого полная технологическая цепь, состоящая из трех блоков (полевые работы, компьютерная обработка и геологическая интерпретация), должна удовлетворять принципу получения, сохранения и практического использования пространственных высокочастотных компонент на всех этапах в сохраненном и неискаженном виде. При этом возникает необходимость выявления наиболее слабых звеньев в полной технологической цепи, снижающих эффективность окончательных геолого-экономических результатов.
В сейсморазведке МОВ отражения происходят не от абстрактной общей глубинной точки, а от некоторого реального объема горных пород, имеющего свое физико-геологическое строение [Петрошень Г.И., Рудаков А.Г. -2008]. Такой реальный объем горных пород традиционно принято называть диском Френеля, а повышение пространственной разрешенности сводятся к минимизации толщины и диаметра диска Френеля. Новейшая технология в рамках геосолитонной концепции имеет своей целью сейсмовидение (а не сейсмоизмерение с помощью искусственных атрибутов). Исследования спектров отраженных волн и анализ стандартных технологий сейсморазведки МОВ показали, что пространственная разрешенность окончательных результатов зависит не только от поглощения высокочастотных компонент поля геологической средой, но и от использования «грязных» технологических элементов во всех трех блоках цепи. Для перехода на новую технологию необходимо, прежде всего, выявить «грязные» технологические звенья и заменить их на «чистые».
Одним из самых первых участков технологической цепи, в котором необходимо проведение исследований, являются проектирование и проведение полевых работ. При проектировании производится выбор систем наблюдений, технических средств, режимов регистрации и возбуждения колебаний. Параметры полевой технологии оптимально определяются исходя из пакета поставленных геологических задач, типа сейсмогеологической модели в районе исследований, конкретными сейсмогеологическими условиями (поверхностными и глубинными), имеющимся набором технических средств и экологическими требованиями к проведению работ. Поиск и разведка геологических объектов в геосолитонной концепции имеют свои дополнительные особенности, которые влияют на выбор параметров систем полевых работ: учет априорной информации о местоположении, строении и размерах геосолитонных трубок, учет влияния геосолитонных трубок на отраженные волны. Совместный учет всех исходных данных с целью оптимального проведения полевых работ, как правило, приводит к составлению индивидуальных проектов, существенно отличающихся от общепринятых стандартных технологий. Расположение источников возбуждения и приемников при этом должно быть таким, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для возбуждения волн, прохождения и регистрации сейсмических колебаний. Например, в Западной Сибири неблагоприятными участками для возбуждения высокочастотных компонент являются зоны моховых и торфяных болот. Поэтому при составлении индивидуальных проектов следует избегать этих участков. В Восточной Сибири такими же неблагоприятными участками являются зоны повышенной акустической мутности в районах активной трапповой тектоники. Вероятно, неблагоприятные участки в Западной и Восточной Сибири расположены в области осевых частей геосолитонных трубок, для надежного картирования которых и проводятся полевые работы. Все это диктует строгие требования к тщательной разработке индивидуальных проектов, в которых максимально учитывается местоположение и конфигурация очагов активной геосолитонной дегазации.
Теоретические и полевые исследования показали, что отказ от группирования источников и приемников позволяет не только снизить искажение минимальнофазовости сигналов при взрывной сейсморазведке, но и существенно улучшает сохранение высокочастотных компонент в спектре полезных сигналов. Об искажениях фазовых и амплитудных спектров отраженных волн, возникающих при группировании сейсмографов еще в 1957 году писал академик Н.Н. Пузырев [Пузырев Н.Н. - 1957]. В 1970-х годах на всесоюзной геофизической конференции в городе Новосибирске Н.Н. Пузырев впервые поставил проблему, суть которой заключается в том, что новая технология МОВ ОГТ значительно потеряла разрешающую способность окончательных результатов за счет потери высокочастотных компонент в спектре полезных волн. За прошедшие с тех пор почти полвека этой проблеме не уделялось должного внимания. Поэтому высокоразрешающая технология сейсмовидения является одной из немногих современных попыток разрешения проблемы, поставленной академиком Н.Н. Пузыревым.
Традиционные функции группирования приемников и источников лучше выполнять не при полевых работах, а при компьютерной обработке, что и позволяет сохранить высокочастотные компоненты волнового поля. За последние 50 лет массовое применение группирования в сейсморазведке привело к существенному снижению разрешающей способности в большинстве технологий. Сейсморазведка, ориентируемая на высокоразрешающее сейсмовидение, не только отказывается от полевого группирования, но и значительно повышает пространственную разрешенность результатов за счет перехода к технологиям высокоразрешающей объемной сейсморазведки (ВОС) с существенно большим числом каналов регистрации, чем раньше, и меньшим расстоянием между каналами. Применение любых интерференционных систем в технологиях ВОС требует обязательного применения предварительной компьютерной коррекции частотных, амплитудных и временных параметров на каждой полевой сейсмотрассе при обработке.
К числу традиционных элементов технологий, приносивших ущерб качеству и разрешенности геологических результатов, кроме группирования, следует отнести еще и цифровую запись сейсмических колебаний в поле на открытом канале. В действительности оказалось, что регистрация в поле открытыми фильтратами значительно снижает частотный диапазон полезных сейсмических сигналов в области высоких частот. Такое снижение вызвано чрезвычайно неравномерным амплитудным спектром отраженных волн, в котором, как правило, уровень низкочастотных компонент (чаще – волн-помех) превышает уровень высокочастотных (чаще – полезных сигналов) на 40-60 децибелл. Поэтому высокочастотная составляющая полезных сигналов при регистрации на открытом канале оказывалась за пределами реального динамического диапазона записи или попадала в область аппаратурных шумов. Для устранения этого технологического недостатка в Западной Сибири успешно применяется включение компенсирующих высокочастотных фильтров при полевой регистрации. Это позволяет сблизить уровни низко- и высокочастотных компонент, компенсировав естественные поглощения высоких частот при прохождении полезных сигналов через геологический разрез, до цифровой регистрации в поле. Расширение диапазона в сторону высоких частот при регистрации, кроме прочих технических приемов, достигается еще и за счет использования более высокочастотных сейсмоприемников и уменьшения крутизны антиэйлиасных фильтров. Многочисленными исследованиями установлена закономерность: обогащение спектра высокочастотных компонент происходит при уменьшении общей величины зарядов. В частности, на Ханты-Мансийской площади при опытных работах удавалось получать спектры с преобладающей частотой до 100 герц для отраженных волн от меловых отложений при взрывах 1-2 электродетонаторов. Очень часто пласт пород, благоприятный по своим физическим свойствам для наиболее высокочастотных спектров не превышает по толщине одного метра. Это приводит к необходимости проведения полевых работ с размещением малых зарядов с достаточно большой точностью в центральных частях таких тонких пластов. Опытные работы показали, что при возбуждении вблизи границы такого тонкого пласта (на Ханты-Мансийской площади) получается резкое смещение спектров в область низких частот.
Переход к малым зарядам и смещение спектров отраженных волн в высокочастотную область значительно понижает уровень низкочастотных поверхностных волн, что, естественно, снижает необходимость полевого группирования для их подавления, но при этом обостряется борьба с высокочастотными волнами-помехами, которые можно объединить в три крупные группы: ветровые, промышленные и электромагнитные.
Для борьбы с ветровыми микросейсмами хорошо известны два основных приема:
- во время высокого уровня ветровых микросейсм на профиле производятся только подготовительные работы, а регистрации колебаний - только при снижении уровня ветровых микросейсм;
- сейсмоприемники погружаются в грунт или под снег. По результатам опытных работ в западной Сибири установлено, что при погружении сейсмоприемников под метровый слой снега уровень ветровых микросейсм ослабевает на 20 децибел.
При высоком уровне промышленных микросейсм, порождаемых локализованными источниками шума, рекомендуется устанавливать все системы регистрации на достаточно большом удалении от источника шума, компенсируя недостающие точки приема дополнительными точками возбуждения. Для ослабления промышленных микросейсм, вызванных работающим транспортом сейсмопартии, рекомендуются специальные системы наблюдений, в которых либо разделены транспортные магистрали и пункты приема, либо в схеме наблюдений предусмотрено организационное разделение во времени регистрации колебаний и работы транспорта.
Микросейсмы электромагнитного и электрического происхождения особенно велики при работе в зимнее время в полярных широтах. Природа этого типа микросейсм пока изучена слабо, поэтому можно лишь высказать некоторые предположения об их свойствах и путях борьбы с ними. Из практики сейсморазведочных работ накоплена следующая статистическая информация:
- высокий уровень электрических и электромагнитных микросейсм не позволяет проводить качественную регистрацию сейсмических колебаний в отдельные годы и сезоны, достигая иногда 30% времени полевого сезона;
- в сухом морозном климате на сейсмическом кабеле и даже на отдельных снежинках накапливаются значительные заряды статического электричества, интенсивная разрядка которых, создающая электромагнитные микросейсмы, происходит при порывах ветра, взрывах сейсмических зарядов, а так же в периоды активных вспышек полярных сияний;
- отмечена определенная связь между интенсивностью электромагнитных микросейсм и силой ветра, что долгое время маскировало этот самостоятельный тип помех под ветровые микросейсмы;
Перспективным направлением в борьбе с электромагнитными микросейсмами представляется переход на телеметрические системы регистрации, более помехозашитные от электрических наводок и электромагнитных полей. В современных компьютеризованных регистрирующих системах имеется целый ряд программных средств самообучения, позволяющих производить адаптивную подстройку на различные типы сейсмических помех как на каждом отдельном канале, так и в целом для всей системы приема колебаний.
В геосолитонной концепции нами уже отмечалась взаимосвязь между очагами повышенной геосолитонной активности Земли и местоположением месторождений углеводородов. На практике эта взаимосвязь проявляет себя в форме повышенного уровня микросейсм над месторождениями полезных ископаемых. Существует даже точка зрения о том, что микросейсмы над месторождениями нефти и газа обусловлены шумами самой залежи. В геосолитонной концепции такую точку зрения можно принять с учетом того, что сами месторождения и есть участки повышенной геосолитонной активности. Следовательно, сами повышенные уровни микросейсм, имеющих глубинное происхождение, указывают на местоположение геосолитонных очагов и месторождения полезных ископаемых .
Рекомендуется в каждом отдельном районе производить опытные работы по изучению микросейсм и путей минимизации их влияния всеми перечисленными способами, а также использовать микросейсмы как поисковые признаки для поиска активных трубок и месторождений полезных ископаемых. Вынужденные задержки полевых работ, вызванные изучением микросейсм и борьбой с их влиянием, следует компенсировать лучшей организацией, а не снижением требований к чистоте полевого звена технологий.
Компьютерная обработка содержит в себе целый ряд технологических элементов, поглощающих высокочастотные компоненты в спектре отраженных волн. Большинство современных обрабатывающих комплексов состоят из компьютерных программ, содержащих элементы «грязных» (большей или меньшей степени) технологий в отношении сохранения и /или неискажения высокочастотных компонент спектра. Эта негативная ситуация в мировой технологии компьютерной обработки во многом сложилась из-за ошибочного, но широко распространенного мнения о практическом отсутствии значимых высокочастотных компонент в полевых записях. Это заблуждение привело не только к снижению требований к технологической чистоте обрабатывающих программ, но и к созданию новых программ, которые рассчитывают новые искусственные атрибуты, с помощью интегральных (во времени и в пространстве) процедур, существенно снижающих или полностью уничтожающих полезные высокочастотные компоненты сигналов. Восстановление принципа повышения разрешенности в технологиях сейсмовидения фактически является альтернативой большинству современных компьютерных технологий с оценками искусственных атрибутов, часто имеющих сомнительный или вообще не имеющих физико-геологического смысла.
Оказалось, что величина поглощения высокочастотных компонент за счет компьютерных «шумов» соизмерима с естественным поглощением их в геологической среде. В системах современной цифровой обработки сейсмическая информация подвергается сотням преобразований, многие из которых вносят своеобразные «вычислительные микросейсмы», порождаемые ошибками округления.
Разработка систем контроля за чистотой технологии компьютерной обработки сейсморазведочных материалов представляется сегодня одной из актуальных задач в области технологий. Важнейшим требованием чистой технологии при обработке является повышение точности всех процедур, то есть переход к своеобразной «нанотехнологии» обработки. Но общее количество процедур сегодня настолько велико, что возникает вопрос: с чего начать и как организовать этот процесс. Для практического эффективного решения поставленной задачи вполне очевидным является проведение тест-контроля всех стандартных процедур с целью выявления среди них наиболее «грязных». А «нанотехнологию» обработки целесообразно начать именно с этих выявленных, наиболее «грязных», процедур.
Одним из наиболее «грязных» элементов технологии является ввод и коррекция статических и кинематических поправок, которые традиционно осуществляются с точностью до шага дискретизации. В новой «чистой» технологии точность ввода должна быть существенно выше, что достигается применением фильтрационных фильтров с шагом дискретности на порядок меньше. На этапе полевых работ тоже можно повысить «чистоту» за счет перехода на более частый шаг цифрового квантования, но этот «полевой» вариант намного дороже и уступает по эффективности варианту интерполяционных фильтров. Обычные интерполяционные фильтры работают с шагом дискретизации 1/16 мс, что обеспечивает смещение спектра ошибок округления в область выше частоты Найквиста.
Важным требованием «чистых» технологий является согласование характеристик сигналов и процедур их преобразования. Так при обработке материалов взрывной, импульсной и ударной сейсморазведки обязательным является сохранение минимальнофазовости сигналов во всех процедурах их обработки, предшествующих корректному их преобразованию в нольфазовую форму. Основной вклад в «грязную» технологию, разрушающую минимальнофазовость сигналов вносят:
- группирование источников и приемников,
- фильтрация нульфазовыми операторами,
- накапливание или суммирование минимальнофазовых сигналов без предварительной их редакции и коррекции,
- дисперсия волн при прохождении их через геологическую среду.
Первые три из четырех процедур управляемы и легко контролируются, а действия четвертого природного фактора искажает результаты только при очень больших интервалах исследуемых глубин геологической среды.
При обработке материалов вибрационной сейсморазведки коррелограмм недопустимо применение «грязных» для них процедур, которые созданы для минимальнофазовых сигналов. Поэтому для них «грязным» является применение минимальнофазовой деконволюции на нульфазовых коррелограммах, так как это приводит к появлению ложных сигналов в интервалах времени, предшествующих истинным отражениям.
Итак, одним из самых мощных источников шумов, снижающих геологическую эффективность работ на всех частотах, являются высокоамплитудные случайные микросейсмы, интенсивные поверхностные и звуковые волны, аппаратурные шумы, электрические наводки, промышленные и другие помехи. Подавление всех этих помех с помощью статистических методов накапливания и повышенной кратности наблюдений, как правило, является малоэффективным. Более эффективной и более экологически чистой является процедура редактирования в полуавтоматическом режиме на мониторе под контролем опытного геофизика.
Традиционная технология обработки материалов сейсморазведки МОВ в основном рассчитана на модель устойчивой формы полезного отраженного сигнала, то есть на субгоризонтально слоистые мегатекстуры отложений. Устойчивость формы отраженного импульса в традиционной технологии является одним из важнейших постулатов. Наиболее устойчивые формы суммируемых отложений получаются от мегатекстур горизонтально-слоистого интервала разреза с постоянными по латерали акустическими параметрами. В теории систем под неустойчивыми системами понимают такие, в которых малым вариациям на входе отвечают большие вариации на выходе. В механизме формирования отражений от сложных мегатекстур этими малыми вариациями на входе могут быть как небольшие (меньше радиуса зоны Френеля) смещения по профилю или по площади, так и изменения угла падения сейсмической волны (в пределах набора сейсмотрасс, соответствующих одной сейсмограмме ОГТ).
Высокоразрешающее сейсмовидение, ориентированное на изучение геосолитонных трубок в геологическом разрезе, может успешно использовать свойства неустойчивости систем отражения для повышения латеральной разрешенности и детального картирования новых геологических объектов.
На рисунке 1 приведен пример сейсморазведочного разреза МОВ ОГТ, полученный по технологии высокоразрешающей объемной сейсморазведки на Приобском месторождении Западной Сибири. На основе технологии сейсмовидения (геологической интерпретации высокоразрешающих результатов сейсморазведки) на этом разрезе выделены следы геосолитонных процессов (обозначены красным цветом), которые являются важными признаками зон улучшенных фильтрационно-емкостных свойств коллекторов за счет геосолитонного трещинообразования и вертикальной миграции глубинных флюидов. На разрез вынесены местоположения некоторых высокодебитных скважин в районе профиля, в которых добываются нефть и газ из клиноформных ачимовских отложений неокома. Эти местоположения (как видно из рисунка) в основном совпадают с очагами повышенной геосолитонной активности. Из опыта работ Западной Сибири известно [Бородкин В.Н., Курчиков А.Р. – 2010], что повышенные дебиты УВ из неокомских отложений связаны в большей степени с трещинной, а не с поровой проницаемостью. Поэтому применение технологий высокоразрешающего сейсмовидения на базе геосолитонной интерпретации позволяют (в несколько раз) повысить экономические показатели в системе разработки месторождений УВ в Западной Сибири.
На рисунке 2 показан пример временного сейсморазреза на одном из участков в районе Колтогорского грабен-рифта. Технология сейсмовидения и геологическая интерпретация этих результатов позволяют увидеть и понять пространственную структуру и строение сложной геосолитонной трубки. Дизъюнктивная тектоника верхней части разреза (временной интервал до 1200 мс, что соответствует третичным и верхнемеловым отложениям), вызванная взрывной геосолитонной дегазацией Земли, имеет существенно более разрушенный характер со значительными вертикальными смещениями отдельных локальных участков. Вместе с тем, в нижней части (временной интервал – глубже 2000 мс, который соответствует юрским и доюрским отложениям), наоборот, имеет существенно более слабые дизъюнктивные нарушения почти безамплитудные дизъюнктивы. Общий диаметр геосолитонной трубки в нижней части разреза в несколько десятков раз оказывается меньше, чем в верхней части. Такой «веерообразный» тип тектонических процессов удается увидеть только по результатам высокоразрешающего и надежного сейсмовидения. Это новое понимание геолого-тектонических структурных форм в осадочном чехле требует значительных изменений в технологиях освоения месторождений УВ. Учет этих новых особенностей только повышает геолого-экономическую эффективность разведки и разработки месторождений, контролируемых геосолитонной дегазацией Земли
Главным результатом применения технологии высокоразрешающей сейсморазведки явилась возможность увидеть новые геологические объекты, которые мы называем геосолитонными трубками. Эти объекты стали основой новой концепции геосолитонной дегазации Земли.
Выводы:
Литература:
PAGE \* MERGEFORMAT 1