Способ оценки глубины залегания нефтегазового месторождения

 

Использование: при разведочно-поисковых геофизических исследованиях, а именно при оценке эксплуатационных характеристик нефтегазового месторождения. Сущность: над выявленным очагом микросейсмической активности нефтегазового месторождения размещают на крестообразной базе не менее четырех сейсмических приемников, способных регистрировать вертикальные инфрачастотные сейсмические колебания. Регистрируют указанные колебания в течение промежутка времени, достаточного для записи статистически достоверного шумового сигнала в инфразвуковом диапазоне частот, генерируемых нефтегазовым месторождением. Рассчитывают спектральную плотность Z зарегистрированных вертикальных случайных инфрачастотных колебаний. С использованием полученных данных оценивают глубину залегания нефтегазового месторождения. Технический результат: повышение точности прогнозирования глубины залегания нефтегазового месторождения. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области геофизических методов исследования и может быть использовано при разведочно-поисковых геофизических исследованиях, а именно при оценке эксплуатационных характеристик нефтегазового месторождения.

Известен метод сейсмического профилирования (К. Уотерс. "Отражательная сейсмология". М. , "Мир", 1981 г., стр. 162-167), позволяющий с использованием понятия общей глубинной точки оценить глубину залегания нефтегазового пласта. При реализации этого метода получают большое число расположенных вертикально трасс (сейсмических записей), каждая из которых несет информацию об изменении интенсивности проходящих колебаний во времени, что и позволяет оценить глубину расположения нефтегазового месторождения.

К недостаткам данного метода следует отнести сложность реализации, так как представленный метод требует достаточно большого числа датчиков, размещенных на местности определенным образом, а также невысокую точность прогноза, которая, как правило, составляет приблизительно 50%.

Известен способ оценки глубины залегания нефтегазового месторождения (RU, патент 2105324), включающий расчет хода сейсмических колебаний во времени с учетом скорости распространения сейсмических колебаний в земной коре с последующим использованием полученных значений для оценки глубины залегания нефтегазового месторождения.

Несмотря на то, что представленный способ более прост при реализации, недостатком его является также низкая точность оценки глубины залегания, которая также составляет приблизительно 50%.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа оценки глубины залегания нефтегазового месторождения.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении точности прогнозирования глубины залегания и, следовательно, в более точном определении расходов при бурении скважины.

Для достижения указанного технического результата над предварительно выявленным очагом микросейсмической активности нефтегазового месторождения размещают по крестообразной базе не менее четырех сейсмических приемников, способных регистрировать вертикальные инфранизкочастотные сейсмические колебания, регистрируют колебания в инфранизкочастотном диапазоне, генерируемые нефтегазовым месторождением, в течение промежутка времени, достаточного для записи статистически достоверного шумового сигнала, рассчитывают спектральную плотность Z зарегистрированных вертикальных инфранизкочастотных колебаний, с использованием которой для каждого сейсмического приемника строят зависимость в виде квадратичного трехчлена: Z = E₀ + E₁x + E₂x², где x - квадрат расстояния от точки наблюдения до эпицентра микросейсмической активности нефтегазового месторождения, E₀ - локальный параметр, характеризующий однородность микросейсмического поля, E₁ и E₂ - локальные параметры, характеризующие неоднородность сейсмического поля, определяют E₀, E₁ и E₂, определяют отношение E₁/E₂ и при его отрицательном значении оценивают глубину залегания нефтегазового месторождения расчетным путем по формуле H=A(-E₁/E₂)^1/2+B, где H - глубина залегания нефтегазового месторождения, а коэффициенты A и B определяют на основании анализа известных глубин скважин с аналогичным строением земной коры.

Дополнительно могут перед регистрацией шумового сейсмического сигнала проводить генерирование сейсмических колебаний на поверхности земли, причем перед генерированием сейсмических колебаний возможна дополнительная регистрация локального микросейсмического шума.

Способ был реализован следующим образом.

Первоначально над выявленным любым известным способом нефтегазовым месторождением установили не менее четырех сейсмических приемников, способных регистрировать инфразвуковые вертикальные сейсмические колебания, располагая их по крестообразной базе. В течение времени, достаточного для получения статистически достоверного сигнала, проводили запись шумового сигнала в инфранизкочастотном диапазоне частот, характеризующего сейсмически невозмущенное состояние нефтегазовой залежи синхронно при помощи не менее четырех датчиков. Затем производили определение спектральной плотности зарегистрированного сигнала для каждого датчика с помощью формулы: Z=E₀+E₁x+E₂x², при этом образуется система из четырех уравнений с четырьмя неизвестными. Определение E₀, E₁, E₂ и X производили методом наименьших квадратов.

Определили отношение E₁/E₂ - локальных параметров градиента спектральной плотности Z, характеризующих неоднородность микросейсмического поля, при этом E₁ характеризует рост и убывание, а E₂ - кривизну микросейсмического поля.

Экспериментально установлено, что отрицательное отношение E₁/E₂ указывает на наличие в районе точки наблюдения нефтегазового месторождения. Глубину залегания определяли по формуле: H=A(-E₁/E₂)^1/2+B,
где H - глубина залегания нефтегазового месторождения, а коэффициенты A и B определяют на основании анализа известных глубин скважин с аналогичным строением земной коры.

В качестве примера реализации можно привести оценку глубины залегания нефтяного месторождения в Оренбургской области.

Над одним из предварительно выявленных очагов нефтяного месторождения Оренбургской области по крестообразной базе размещали четыре сейсмомодуля. Рассчитывали, как указано выше, локальные параметры, характеризующие неоднородность микросейсмического поля. Получили следующие данные
E₁ = -0,000145
E₂=0,35•10^-10
X = 3000
Определили отношение E₁/E₂ и подставили в формулу для определения глубины залегания.

Коэффициенты A и B определяли следующим образом. Предварительно выявили, что исследуемый район Оренбургской области по строению земной коры сходен со Старо-Ключевским районом Оренбургской области, на территории которого расположено несколько скважин известной глубины. Для каждой скважины определяли отношение E₁/E₂ и, используя систему уравнений, определяли коэффициенты A и B
A=0,9
В=700
Используя предварительно определенные коэффициенты и рассчитанные в процессе работы параметры E₁ и E₂, получили глубину залегания 2535 м.

При бурении было установлено, что точная величина глубины залегания составляет 2810 м. Погрешность прогноза составила примерно 15%, что более чем в три раза точнее прогноза, полученного известными методами. Такая точность оценки позволяет более точно рассчитать затраты на бурение скважины, а также сделать вывод о целесообразности ее бурения.

Формула изобретения

1. Способ оценки глубины залегания нефтегазового месторождения, отличающийся тем, что над предварительно выявленным очагом микросейсмической активности нефтегазового месторождения размещают по крестообразной базе не менее четырех сейсмических приемников, способных регистрировать вертикальные инфранизкочастотные сейсмические колебания в течение промежутка времени, достаточного для записи статистически достоверного шумового сигнала в инфранизкочастотном диапазоне, генерируемых нефтегазовым месторождением, рассчитывают спектральную плотность Z зарегистрированных вертикальных инфранизкочастотных колебаний, с использованием которой для каждого сейсмического приемника строят зависимость в виде квадратичного трехчлена:
Z = E₀ + E₁x + E₂x²
где х - квадрат расстояния от точки наблюдения до эпицентра микросейсмической активности нефтегазового месторождения;
E₀ - локальный параметр, характеризующий однородность микросейсмического поля;
E₁ и E₂ - локальные параметры, характеризующие неоднородность сейсмического поля,
определяют E₀, E₁ и E₂, определяют отношение E₁/E₂ и при его отрицательном значении оценивают глубину залегания нефтегазового месторождения расчетным путем по формуле
H = A(-E₁/E₂)^1/2 + B,
где Н - глубина залегания нефтегазового месторождения, а коэффициенты А и В определяют на основании анализа известных глубин скважин с аналогичным строением земной коры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед регистрацией шумового сейсмического сигнала проводят генерирование сейсмических колебаний на поверхности земли.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед генерированием сейсмических колебаний дополнительно проводят регистрацию локального микросейсмического шума.