Опыт проведения сейсморазведочных работ в условиях развития складчатости

Р.А. Федорчук, В.А. Шашель (ПАО «Газпром нефть»), А.А. Наумов, Д.А. Литвиченко, Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)  

Источник: Журнал «Нефтяное хозяйство»

Нефтяные компании с каждым годом все больше внимания уделяют поиску новых объектов в сложных геологических условиях и труднодоступных районах. Очевидно, что этому способствует целый ряд факторов, среди которых ключевыми являются уменьшение числа новых крупных открытий в традиционных добывающих провинциях и совершенствование технологий проведения геолого-разведочных работ (ГРР). Однако ГРР на сложнопостроенных объектах сопровождаются высокими геологическими рисками, снижение которых является основной проблемой сейсморазведки. В данной статье описан опыт компании «Газпром нефть» в применении комплексного подхода к планированию сейсморазведочных работ (СРР) в условиях развитой складчато-надвиговой тектоники.
Задачей сейсморазведки является получение информации о глубинном строении недр в условиях обшир ного развития различного рода дифракторов, связанных с надвиговой тектоникой, высокоамплитудными разломами и зонами дробления пород. Кроме того, на эффективность работ негативно влияют большие углы залегания горных пород в приповерхностных отложениях, а на поверхности проведению работ по регулярной сети профилей препятствует горная местность. В этих условиях получение когерентной волновой картины, пригодной для уверенной геологической интерпретации, становится нетривиальной задачей.
Традиционный подход к изучению новых поисковых участков начинается с применения площадных несейсмических методов (преимущественно геохимические съемки, выполняемые с целью выявления углеводородных и других аномалий; методы потенциальных полей (грави-, магниторазведка), настраиваемые на выявление аномалий естественных геофизических полей; геологические (ландшафтные) методы) в комплексе с интерпретацией аэрофотоснимков). В условиях высокоскладчатой зоны пояса Загрос (Иран), где в обнажениях в пределах одного блока может быть описана большая часть изучаемого стратиграфического разреза, применение гравиметрических, магнитных, электро-геохимических съемок имеет большие ограничения. Выходящие на поверхность породы характеризуются различными составом и физико-химическими свойствами, что может препятствовать изучению глубинного строения разреза. Как магнитные, так и наиболее ярко выраженные геохимические аномалии, по опыту авторов, оказались приуроченными к выходам на земную поверхность отдельных формаций. Наибольший объем информации на этапах планирования СРР и комплексной интерпретации был получен в результате геологических съемок, откалиброванных на космоснимки высокого разрешения.
На стадии проектирования сейсмической съемки в складчатой области особое внимание следует уделять углам залегания основных отражающих границ и положению основных дифракторов. Суперпозиция таких негативных факторов, как высокая кривизна складок, наличие локальных скоростных аномалий и дифракторов выше целевого интервала, может привести к полному разрушению изображения среды либо в лучшем случае фрагментарно понизит эффективную кратность целевого интервала, что сделает практически невозможной динамическую интерпретацию. Для минимизации негативных эффектов, связанных со складчатостью, важным является этап выбора оптимальных параметров системы сейсмических наблюдений, математическое обоснование которых наиболее корректно выполнять с использованием технологии моделирования сейсмического волнового поля в лучевой постановке.
Представления о глубинном строении, основанные на комплексировании результатов 2D сейсморазведки, геологической съемки, интерпретации спутниковых снимков высокого разрешения, данных геофизических и других методов, а также опыта работы интерпретатора в изучаемом регионе должны служить базой для дизайна сейсмической съемки. От отработки тестовых профилей и до окончания полевых работ следует проводить интерпретационное сопровождение получаемых материалов для подтверждения и возможной корректировки заложенных параметров системы наблюдения. Для этого предварительная экспресс-обработка (до миграции) может выполняться как супервайзером на полевой станции, так и подрядчиком в камеральных условиях. Во время обработки данных сейсморазведки, полученных в условиях складчатых зон, особую важность приобретает миграция. Отражающие площадки от крутопадающих границ на этом этапе могут смещаться на километры, занимая истинное положение (рис. 1). Лучевое моделирование [1, 2], выполненное по профилю 2D, в простом варианте с двумя отражающими границами позволило оценить неравномерность распределения параметра эффективной кратности, или освещенности, а также размеры «немой» зоны на концах профилей, связанной с наклоном отражающих горизонтов. По верхнему отражающему горизонту немая зона на западном конце профиля составила 3 км, по нижнему – чуть меньше. Ложные отражения, связанные с артефактами процедуры миграции в этой зоне, могут быть выявлены при сопоставлении мигрированных профилей с профилем до миграции.
1.png
Рис. 1. Миграция и лучевое моделирование: a, б – фрагмент разреза соответственно немигрированного и после глубинной миграции Кирхгоффа; в, г – лучевое моделирование соответственно для первой и второй пачек ярких отражений


Сейсмические данные 2D по сравнению с результатами 3D имеют существенный недостаток, наиболее ярко проявляющийся в складчатых зонах: реальная геологическая среда трехмерна, а в 2D сейсморазведке априори предполагается, что полученные отражения находятся в вертикальной плоскости двумерного профиля. Таким образом, интерпретация волновой картины с сильным фоном боковых волн оказывается сложной неоднозначной задачей (рис. 2). Практически неразрешимой задачей при традиционном подходе может быть попытка интерпретации 2D профилей, проложенных вдоль склонов контрастных структур (рис. 3). В данном случае волны, пришедшие к приемникам, характеризуются существенным отклонением от вертикальной плоскости, попытка синфазной корреляции горизонтов на таком профиле может привести к значительным ошибкам в структурной модели. Еще большая неопределенность возникает при увязке таких профилей. В настоящее время указанная выше проблема решается проведением 3D сейсморазведки [3].
2.png
Рис. 2. Результат глубинной миграции до суммирования по профилю 2D с сильным фоном боковых волн

3.png
Рис. 3. Волновая картина по 2D профилю вдоль контрастной структуры и корреляция горизонтов по крестам профилей


Преимущества глубинной миграции 2D сейсмических данных, учитывающей эффект преломления лучей, перед временной, согласно опыту, оказались неочевидными, однако неоспоримыми при выполнении 3D миграции. Проведение глубинной миграции под непрерывным интерпретационным контролем на основе 3D данных в условиях складчатого пояса Загрос позволило более точно оконтурить структуру в зоне со сложной сильно зашумленной волновой картиной. По результатам глубинной миграции установлен существенный снос основного разлома, складка приобрела изометричную форму и в данном виде значительно лучше согласуется с соседними разрезами более высокого качества.
В складчатых областях перед сейсморазведкой в первую очередь ставятся задачи структурной интерпретации: прослеживание целевых отражений и картирование возможных ловушек. Для решения этих задач эффективным может быть комплексирование СРР с методом непродольного вертикального сейсмического профилирования там, где сейсмические данные неинформативны вследствие снижения эффективной кратности или ухудшения сейсмологической освещенности объекта.

Выводы

1. При работе в зонах развития складчатости многократно возрастает риск неподтверждения модели, заложенной на этапе планирования СРР, а следовательно, получение некогерентного изображения среды. В связи с этим, начиная с отработки первого тестового профиля и заканчивая миграцией полученных данных, для решения задач сейсморазведки важно осуществлять интерпретационное сопровождение всех этапов проекта, а система работ должна быть достаточно гибкой, чтобы вносить изменения в процессе их выполнения.
2. Геолого-съемочные работы являются необходимым инструментом при проектировании СРР и эффективны при последующем комплексировании.
3. Лучевое моделирование в складчатых областях необходимо как на стадии проектирования СРР, так и на этапе оперативного сопровождения полевых работ.
4. Эффективность глубинной миграции на участках со сложной тектонической обстановкой обусловлена значительным преломлением сейсмического волнового поля. В то же время использование двумерных систем наблюдения вносит существенную долю неопределенности в получаемые результаты, что ставит под сомнение успешность сейсмического метода исследования независимо от типа миграции волнового поля.

Список литературы

1. Литвиченко Д.А. Результаты лучевого моделирования – основа выбора оптимальных параметров системы сейсмических наблюдений // Технологии сейсморазведки. – 2016. – № 4. – С. 77–83.
2. Литвиченко Д.А., Сорокин А.С., Назыров Д.Д. Применение технологии лучевого моделирования при проектировании системы сейсмических наблюдений 3D в сейсмогеологических условиях Западной Сибири // 18-я научно-практическая конференция по вопросам геологоразведки и разработки месторождений нефти и газа «Геомодель-2016», Геленджик, 12–15 сентября 2016 г. – Геленджик, Earthdoc, 2016. –C. 1–4.
3. Vermeer G.J.O. 3D seismic survey design // Geophysical References Series. – 2002. – № 12. – Р. 205.

References

1. Litvichenko D.A., Ray modeling results - the basis of acquisition system optimal parameters selection (In Russ.), Tekhnologii seysmorazvedki, 2016, no. 4, pp. 77–83.
2. Litvichenko D.A., Sorokin A.S., Nazyrov D.D., Primenenie tekhnologii luchevogo modelirovaniya pri proektirovanii sistemy seysmicheskikh nablyudeniy 3D v seysmogeologicheskikh usloviyakh Zapadnoy Sibiri (Application of the raypath modeling technology in the design of the 3D seismic surveillance system in the seismogeological conditions of Western Siberia), Proceedings of 18th Scientific and Practical Conference on the Exploration and Development of Oil and Gas Fields “EAGE-Geomodel’ 2016”, 12-15 September 2016, Gelendzhik.
3. Vermeer G.J.O., 3-D seismic survey design, Geophysical References Series, 2002, no. 12, p. 205.

Возврат к списку