Способ вертикального сейсмического профилирования

 

Изобретение относится к скваж1тным сейсмическим исследованиям. Цель изобретения - расширение области применения способа за счет использовзния в условиях азимутального несогласия наклонно залегающих границ Для этого задается линия отражений, ортогональная контуру разведываемой аномалии. Точка возбуждения расс итьтается из условия трассирования луча через точку лриема в скважине и заданную точку на линии отражения Одним из возможных вариантов выбора конкретного положения точки отражения является расположение ее в месте пересечения с контуром разведываемой аномалии 2 злф-лы, 1 ип

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОПИАЛИСТИЧ ЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГосудАРствет! Иое пАтентное

ВГДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф.

К ПАТЕНТУ >Э

Ci (М

ОО

Ь О (21) 39691 10/25 (22) 25.10.85 (4B) 15.11.9Э Бютт Мв 41-42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) Шехтман ГА; Зернов АЕ (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизики (54} СПОСОБ ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к скважинным сейсмическим исследованиям Цепь изобретения — рас(19) Я (И) 1345849 АЗ (51) 1 1 40 ширение области применения слособа за счет использования в условиях азимутального несогласия наклонно залегающих границ Для этого задается пиния отражений, ортогональная контуру разведываемой аномалии. Точка возбуждения рассчитывается из условия трассирования луча через точку приема в скважине и заданную точку на линии отражения. Одним из возможных вариантов выбора конкретного положения точки отражения является расположение ее в месте пересечения с контуром разведываемой аномалии 2 уф-ль 1 ип

1345849

И обретс ниг отно< итса t скважинным (;t .èt. ìtl PГYèì иcoëPä0ваHиам и может быть и-.ппльзовано для изучения геологического разр зэ в оков"тнпсти искривленных скважин, ппрегекающих Hpf:îãëpoíî залегающие пласты горных пород, имеющие различное направление простирания. Основное назначение способа состоит е уточнении местоположения контуров нефтегазоносности, однако он может быть иcïoëьзован и для уточнения положения границ любых аномальных участков в пределах отражэюших сейсмичегких границ.

Целью изобретения аеляегса расширение области применения способа за счет использования е условиях азимутального несогласия наклонно залегающих границ.

Способ поясняетга чертежом, на котором приняты следующие обозначения; буровая вышка 1, ствол скважины 2, точка приема 3 в верхн м конце интервала глубин, точка приема 4 в нижнем конце интервала лубин, соседняа с очкой приема 4 точка приема 5 середина 6 интервала глубин, земная поверхность 7. граница 8 раздела пластов, отражающая граница 9, линия

10 предполагаемого контура нефтегазоносности, линия 11 точек отражения с точками отражения 12-15, пункты возбуждения 16—

19. нормаль 20 к границе 9 в каждои из точек отражения 12-15, лучи 21-24 волн, распространяющихся из расположенных на профиле 25 пунктов возбуждения (ПВ) 16-19 к точкам отражения 12-15 и составляющих угол (I в каждой иэ этих точек с нормалью

20 к границе 9.

Сущность способа состоит в следующем.

При фиксированном положении интервала глубин приема. заключенного между концевыми точками 3 и 4 (e частном случае этот интервал глубин может совпадать с интервалом, ограниченным устьем скважины и ее забоем), положение линии 11 точек отражения, расположенных на исследуемой границе 9, будет определяться траекторией профиля 25 ПВ, расположенного на земной поверхности 7.

При несовпадении структурных планов различных сейсмических горизонтов, расположенных в покрывающей толще, азимуты профиля ПВ и линии 11 точек отражения могут существенно различаться, Если профиль ПВ 25 расположить в крест простирания исследуемой границы 9. то вследствие аэимутального несогласия простирания границ

8 и 9, линия 11 не будет ортогональна простиранию l раницы 9 а вместе с тем линия

11 t t удэт прогон,зпьна линии 10 контура н1 .1 1 I t ч.но: н1эс и, t Ãзи инна 10 как это

55 часто бывает, параллельна линии простирания I раницы 9. В общем случае, оргогональность линий 25 и 10 не обеспечивает орто ональности линий 11 и 10. в результате чего надежность локализации местоположения контура 10 снижается. В соответствии со способом. положение профиля 25 ПВ определают исходя из задаваемого местоположения линии 11, которую задают ортогональной линии 10 предполагаемого контура е точке 15 их пересечения. Заданная таким образом траектория (25) позволяет изучать границу 9 вдоль направления максимального изменения ее свойств, т,е. в крест предполагаемой линии 10 контура нефтегазоносности.

Перемещение в способе зонда из точки приема 4 в соседнюю точку 5 сопровождается перемещением источника колебаний вдоль профиля 25 иэ ПВ 16 в ПВ 17, при этом точка отражения смещается из точки 12 в точку 13 затем процесс происходит аналогично до тех пор, пока зонд не переместится е верхнюю концевую точку 3, источник колебаний -- в ПВ 18, а точка отражения в точку

14, Такая техника о работки скважины обеспечивает надежность корреляции отражений на сейсмограмме ВСП и вместе с тем максимальную длину участка освещенности границы 9 вдоль пинии 11, пересекающей границу (10) аномального участка в наиболее интересном для разведки направлении, вдоль которого динамические характеристики отраженныx волн (интенсивность. форма и спектр импульса, затухание) изменяются наиболее резко при переходе через границу (10) аномального участка, и позволяет локализовать границу (10) наиболее точно.

Геометрия сейсмических границ и сейсмические скорости в пластах покрывающей тол.ци в способе полагаются известными.

Эти данные берут из результатов наземной сейсморазведки, акустического каротажа после их тщательного уточнения и увязки с результатами кинематической обработки данных скважинной сейсморазведки. Наиболее предпочтительно способ испольэовать на разведочном этапе геологоразведочного процесса. на котором требуемая априорная информация наиболее полна и достоверна.

К наиболее надежному выделению аномальных участков на отражающей границе и определению их контуров приводит обеспечение таких условий отражения, при которых на изменение коэффициентов отражения наибольшее влияние оказывает лишь изменение вещественного состава отражателя при переходе точек отрамения через границу аномального участка. В спогобе

1345849

10

sIn гк/Чр = з1п /3бЧя (2) 15

30

Р R =сов(а.+P);

R N =cosP это достигается за счет того, что углы падения, образованные лучами 21 — 24 волн, распространяющихся иэ ПВ 16-19, с нормалью

20 к границе 9 в точках отражения 12 — 15 равны между собой. Равенство углов падения (соответственно — отражения) в различных точках отражения приводит к тому, что спектры коэффициентов отражения претерпевают скачкообразное изменение лишь при пересечении границы (10) аномального участка. в пределах же однородных участков существенных изменений спектров отражения не происходит, Таким образом, в предлагаемом способе не имеют места искажения спектров отраженных волн, обусловленные изменением угла падения прямой волны в различные точки отражающей границы.

Способ осуществляется в следующей последовательности операций.

Используя априорные данные о геометрии границ, расположенных между земной поверхностью 7 и отражающей границей 9. а также данные о сейсмических скоростях. трассируют сейсмический луч, соединяющий середину 6 интервала глубин приема, расположенного между точками 3 и 4, и точку 15, расположенную на линии предполагаемого контура нефтегэзоносности (10). уточнение положения которого является целью разведки. Используя закон отражения в точке 15, луч 24 трассируют до пересечения его с земной поверхностью в точке 19, Точка 19 определяет середину профиля 25 пунктов возбуждения. Преимущество данной, хотя и не единственно возможной, методики выбора положения центра (19) профиля ПВ 25 состоит в том, что с каждой стороны от линии предполагаемого контура (10) на линии 11 будет намечено одинаковое число точек отражения, при этом вероятность определения местоположения контура 10 становится максимальной.

Трассирование луча между точками 6 и

15 выполняется при помощи ЭВМ путем использования известных алгоритмов поиска местоположения пространственных лучей с закрепленными концевыми точками.

Для луча 24 отраженной волны, соединяющего точку 6. расположенную в скважине, точку отражения 15 и пункт возбуждения

19, в точке отражения имеют место следующие соотношения: где R и Р— единичные векторы лучей отраженной и падающей волн соответственно;

N — вектор нормали к отражающей границе в точке отражения;

a — угол падения волны в точку огрэжения; — угол отражения.

Углы а и /3 связаны со скоростями распространения падающей волны Чя u oT раженной волны Vp известным соотношением

Для конкретного угла падения (отражения) соотношения (1) определяют траекторию луча 24 между точками 15 и 19 после того, как луч был протрассирован из точки 6 в точку 15 (путем решения задачи численными методами).

Линию 11 точек отражения в соответствии с предлагаемым способом, в точке ее пересечения 15 с линией предполагаемого контура 10 задают ортогональной последней, Для этого направление линии 11 задают параллельным вектору L, который определяют из условия

L=K N, (3) где N — вектор нормали к отражающей границе в точке 15:

К вЂ” вектор касательной к линии контура в этой же точке.

После определения местоположения точек 15 и 19. расположенных на луче 24. трассируют луч отраженной волны. одна концевая точка которого совпадает с точкой приема, ближайшей к точке 6. а точка отражения расположена на линии 11, пересекающей е точке 15 линию контура 10 ортогонально к последней. При заданном угле положение этой точки отражения будет определено вполне однозначно по крайней мере для одной из частей линии 11, разделенных контуром 10. Положение остальных точек отражения на линии 1 t и соответствующих им пунктов возбуждения на линии 25 находят аналогичным образом, т,е. путем трассирования лучей, каждый из которых имеет одну концевую фиксированную точку, соответствующую каждой из точек приема. Величину угла а между лучом, соединяющим точки 6 и 15. и нормалью к границе 9 можно определить при трассировке этого луча.

Техника отработки скважины способом состоит в следующем.

1345849

20

Зонд обычно перемещают вдоль ствола скважины 2 снизу вверх, при этом источник колебаний перемещают вдоль профиля ÏÂ

25 от одного конца к другому, Так, если зонд перемещается из точки 4 в соседнюю точку приема 5, источник перемещается иэ IlB 16 в соседний ПВ 17, при перемещении зонда в верхнюю точку приема 3 источник перемещают в концевую точку 18 профиля ПВ 25, Шаг между соседними точками приема

4 и 5 обычно составляет, как и при проведении ВСП известными способами, величину

10 — 30 м. Наблюдения целесообразно проводить многоточечными зондами (с числом приборов не меньше трех, шаг между которыми совпадает с расстоянием между соседними точками приема).

Регистрацию сейсмических колебаний в способе проводят цифровой аппаратурой, Формула изобретения

СПОСОБ ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ, заключающийся в возбуждении упругих колебаний источником колебаний, устанавливаемым в приповерхностной зоне в пункте возбуждения, регистрации колебаний зондом в точках приема, расположенных в скважине в пределах интервала глубин приема, одновременном перемещении источника колебаний вдоль профиля пунктов возбуждения в соседний пункт возбуждения, а зонда - в соседнюю точку приема, выделении и прослеживании волн, отраженных от отражающей границы, представляющей разведочный интерес. и локализации положения контура аномального участка по изменению динамических характеристик отраженных волн, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа, эа счет использования в условиях азимутального несогласия наклонно залегающих границ, на отражающей границе задают линию точек отражения, ортогонально пересекающую предполагаемый контур аномального

45 зонд должен иметь надежные прижимные устройства. На этапе обработки для выделения отраженных волн применяют приемы, в наименьшей степени искажающие динамические характеристики волн, например. многоканальную когерентную фильтрацию.

После выделения отраженных волн проводят их динамический анализ.

Существенно, чтобы на этапе обработки были учтены различия в условиях приема. обусловленные местоположением точек приема в слоях с различными акустическими жесткостями (для этого используютдинамические характеристики прямой волны, регистрируемой в каждой иэ точек приема), (56) Авторское свидетельство СССР

N 817625, кл. G 01 V 1/00. 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 1162316, кл, G 01 Ч 1/40, 1983. участка и при фиксированном положении каждой из точек приема устанавливают соответствующий пункт возбуждения на траектории луча отраженной волны, проходящей через точку приема и одну иэ точек на линии точек отражения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения однозначности

onðâäåëåHèÿ положения контура аномального участка путем обеспечения одинаковых условий освещенности отраженными волнами исследуемой отражающей границы, положение точек отражения и пунктов возбуждения определяют иэ условий равенства между собой углов падения волн в различные точки отражения.

3. Спосо0 по п,1, отличающийся тем, что пункт возбуждения, расположенный в средней части профиля пунктов возбуждения, устанавливают на траектории луча отраженной волны, проходящего через середину интервала глубин приема и точку пересечения линии точек отражения с предполагаемым контуром аномального участка.

1345849

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Редактор

Закаэ 3243

Составитель А.Алешин

Техред ММоргентал Корректор А. Коэориэ

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб.. 4/5