Опыт реализации проекта по созданию суперкуба (Западная Сибирь). Часть 2

Д.Г. Семин, Э.Г. Кошкаров, Л.А. Гурьевских, Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»), М.А. Кузнецов, Д.А. Котунов, ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз»

Источник: Журнал «Геофизика»

ВВЕДЕНИЕ

На территории, входящей в проект, проводились значительные объемы 3D сейсмических наблюдений, начиная с сезона 1997/1998 г. К настоящему времени сформировался пул из 13 смежных сейсмических съемок, последняя из которых проведена в 2010/2011 г. Общая площадь исследования составила около 2700 км2 . По каждой из съемок последовательно велась интерпретация полученных данных. Помимо проблем с неоднозначностью структурного плана в местах сочленения съемок [2], полноценно проводить совместную динамическую интерпретацию данных не представлялось возможным ввиду крайней разнородности материала – различных АЧХ съемок, ширины спектра, общего уровня амплитуд.

Помимо структурного фактора, множество ловушек в пределах площади приурочено к различным геологическим объектам (палеоруслам, прирусловым барам и т.п.), поэтому создание динамически увязанного массива данных, наряду с получением общего структурного плана, являлось ключевым вызовом при работе над проектом. Основное внимание уделялось получению единых, согласованных по всем съемкам динамических характеристик сейсмических наблюдений. В данной статье рассматривается опыт совместной переобработки данных по съемкам разных лет наблюдений, описываются ключевые проблемы создания обобщенного графа и методы решения вопросов оптимизации процедур обработки.

Оценка параметров съемок и качества исходных данных

Полевые работы по всем 13 сейсмическим съемкам, входящим в единый проект, проводились по стандартной методике ОГТ с использованием системы наблюдений типа «креста». Это, пожалуй, единственная характеристика, общая для всех сейсмических съемок (параметры регистрации представлены в таблице 1).

В остальном данные характеризуются крайней вариативностью по многим параметрам. Ниже обозначим основные проблемы.

Возбуждение и регистрация сигнала. Большинство площадей отработано с использованием взрывного типа источника. На двух съемках применялись импульсные источники «Геотон» и «Енисей», что обусловлено поверхностными условиями площади – невозможностью проведения взрывных работ на акватории реки Оби. Для регистрации сигнала использовались сейсмические станции четырех типов.

Сигнал. Различия в условиях проведения полевых наблюдений, обусловленные как методическими, так и естественными факторами, приводят к значительной неоднородности спектральных характеристик сейсмической записи в пределах объединенной съемки. На части съемок регистрация сигнала проводилась в обратной полярности. Съемки значительно отличаются по уровню амплитуд, диапазон изменения от 1*e-2 до 1*е12 (рис. 1).

Рис. 1 Сейсмограммы ОПВ и распределение средних амплитуд (вверху)

Поверхностные условия. Исследуемая территория характеризуется неоднородным, сильно изрезанным рельефом, наличием крупных и малых рек (Оби и ее притоков), озер и болот. В пределах всех съемок имеются зоны распространения многолетней мерзлоты. Все эти факторы оказывали негативное влияние на динамические характеристики записи в целевом интервале разреза (рис. 2).

Рис. 2 Схема рельефа местности (слева) и карта распределения RMS-амплитуд (справа) по исходному кубу

Методология

Основное внимание при подборе графа уделялось выполнению динамической обработки и подбору параметров, направленных на сохранение истинного соотношения амплитуд и выделения полезного сигнала на основе частотно-раздельного шумоподавления [1]. В результате предложена следующая методология выполнения работ, направленная на решение обозначенных выше проблем:
– приведение сейсмических данных к единому уровню амплитуд на начальном этапе обработки;
– выполнение нескольких циклов поверхностносогласованной коррекции амплитуд (SCAC);
– учет тракта регистрации данных; – расчет среднеквадратичных амплитуд и определение амплитудных коэффициентов по каждой сейсмической съемке, входящей в объединенный проект, финальное согласование данных;
– частотно-раздельная поверхностно-согласованная коррекция амплитуд.

После выполнения каждого существенного этапа обработки осуществлялся контроль за изменением распределения амплитуд на всей территории исследований. Для этого использовались основные реперные горизонты, приуроченные к кровле талицкой свиты, горизонта БВ0 и отложений баженовской свиты. На финальных этапах анализ распределения амплитуд в различных окнах (узких – 50–200 мс и широких – 500–1000 мс) проводился и по основным целевым горизонтам: клиноформному комплексу в неокомской части разреза и пласту Ю1.

Cогласование сейсмических данных. Исходные сейсмические материалы, полученные на территории исследований за последние 20 лет, отличались друг от друга по уровню сигнала на 2–6 порядков, в некоторых случаях отличие достигало величины 12 порядков. Для приведения архивных данных к единому среднему уровню амплитуд на начальном этапе обработки выполнялось согласование исходных сейсмограмм по ансамблям пунктов взрыва. На рис. 3 приведены примеры суммарных разрезов до/после согласования, значения амплитуд при этом изменялись максимум на два порядка.

Рис. 3 Фрагмент вертикального сечения сейсмического куба, пересекающего различные сейсмические съемки разных лет, до (вверху) и после приведения данных к единому динамическому диапазону (внизу)

Поверхностно-согласованная коррекция амплитуд (SCAC). Процедура поверхностно-согласованной коррекции амплитуд традиционно присутствует в любом графе, связанном с динамической обработкой данных. Она позволяет компенсировать изменения амплитуд, связанные с различиями свойств среды в приповерхностных условиях (речные долины, болота) [3]. Расчет коэффициентов выполнялся для 3-факторной модели среды – пунктов приема, пунктов возбуждения и удаления взрыв – прибор – с дальнейшим применением коэффициентов только для пунктов приема и взрыва. Анализ изменения амплитуд в различных окнах после применения коэффициентов показывает значительные улучшения в согласовании данных, но в некоторых сложных местах, связанных с крупными реками (р. Обь), результаты работы являются неудовлетворительными.

Рис. 4 Среднеквадратичное распределение амплитуд в окне ±200 мс от Талицкого горизонта на предварительном временном кубе (слева) и на временном кубе после приведения данных к единому динамическому диапазону и выполнения нескольких циклов поверхностносогласованной коррекции амплитуд (справа)

На рис. 4 приведен пример изменения амплитуд в верхнем интервале разреза после динамического согласования данных и выполнения нескольких этапов подавления помех и поверхностносогласованной коррекции амплитуд. На карте распределения амплитуд можно заметить, что в зонах распространения крупных рек (северо-восток и юго-запад участка работ) остаются проблемные зоны, которые не удается компенсировать при использовании стандартных процедур обработки.

Учет сейсморегистрирующего тракта. Исходные полевые материалы получены с использованием четырех различных типов телеметрических станций. При выполнении совместной обработки таких данных крайне желательно учитывать влияние сейсморегистрирующего тракта на получаемый сейсмический сигнал [2]. Для этого были рассчитаны и применены фильтры коррекции за тракт регистрации для каждого типа приемной аппаратуры. Для оценки качества выполненных процедур в точках скважин извлекались сейсмические импульсы. По результатам оценки был сделан вывод о том, что извлекаемый сейсмический импульс стабилизировался после учета влияния различных типов сейсмостанций и стал более однородным по площади (рис. 5). Представляется необходимым применение такого подхода, особенно при выполнении переобработки архивных материалов.

Рис. 5 Сравнение извлеченных сейсмических импульсов в точках скважин до (слева) и после (справа) учета тракта регистрации

Расчет среднеквадратичных амплитуд и определение амплитудных коэффициентов. После выполнения нескольких циклов SCAC стало понятно, что полностью согласовать амплитудные характеристики не удается из-за отличающихся динамических диапазонов в разных сейсмических съемках. Для решения подобной задачи было принято решение рассчитать и ввести в данные дополнительные амплитудные коэффициенты [4]. Для каждой сейсмической съемки, входящей в объединенный проект, были рассчитаны средние амплитуды и определены их пиковые значения (рис. 6).

Рис. 6 Распределение средних значений амплитуд от кровли баженовской свиты ±200 мс по каждой из съемок

После чего проведен анализ этих значений и определены корректирующие коэффициенты для каждой партии для приведения всех данных к единому пиковому значению (рис. 7).

Рис. 7 Распределение среднеквадратичных значений амплитуд от кровли баженовской свиты ±50 мс до (слева) и после (справа) ввода корректирующих коэффициентов

Частотно-раздельная поверхностно-согласованная коррекция амплитуд. При проведении переобработки данных можно столкнуться с проблемой недостаточной компенсации амплитуд, при которой не устраняются динамические аномалии, связанные с влиянием приповерхностных условий, в результате чего площадь работ характеризуется невыравненными АЧХ в пределах съемки.

Для компенсации амплитудных аномалий была применена методика частотно-раздельной поверхностно-согласованной коррекции амплитуд, позволяющей в значительной мере минимизировать влияние неблагоприятных поверхностных факторов на сейсмический сигнал. Данная методика состояла из нескольких этапов и заключалась в разделении сейсмического сигнала на частотные диапазоны, для каждого из которых рассчитывались и вводились свои поверхностно-согласованные амплитудные коэффициенты. Диапазоны разбиения выбирались на основе анализа распределения амплитуд в узких частотных интервалах по всей площади. Необходимость разбиения объясняется различным распределением амплитуд на низких, средних и высоких частотах, связанным с поверхностными условиями.

Весь массив сейсмических данных делился на различные частотные диапазоны, по каждому из которых получены временные кубы и проведен анализ изменения амплитуд в целевых интервалах разреза, в результате определены шесть частотных диапазонов (рис. 8). Для каждого диапазона рассчитаны и применены свои поверхностно-согласованные коэффициенты (SCAC).

Рис. 8 Распределение среднеквадратичных значений амплитуд от кровли баженовской свиты ±50 мс по частотным суммам

Последующий анализ распределения амплитуд в целевых интервалах показал, что с использованием таких подходов в значительной мере удалось компенсировать влияние различных приповерхностных условий и особенно влияние орогидрографии (реки речных долин) на амплитуды сейсмического сигнала. На рис. 9 представлены изменения амплитуд сигнала в целевых интервалах геологического разреза на различных этапах обработки сейсмических данных. В ходе выполнения работ удалось избавиться от значительного влияния вышеописанных негативных факторов на динамические особенности сигнала.

Рис. 9 Контроль распределения среднеквадратичных амплитуд сигнала в окне ±200 мс от кровли баженовской свиты на различных этапах обработки: куб после деконволюции (слева), куб после 5D-реконструкции волнового поля (в центре), куб после частотно-разделенной SCAC и временной миграции до суммирования (справа)

Одним из элементов контроля качества выполненной обработки могут выступать седиментационные объекты, опознаваемые на горизонтальных слайсах.

Один из примеров демонстрируется на рис. 10. Палеоканал, выделяемый в верхнеюрских отложениях, контрастно проявляется на 10 съемках и имеет протяженность более 100 км. В процессе динамической интерпретации были рассчитаны динамические параметры в целевых интервалах, отождествляемых с продуктивными пластами. Карты амплитуд, частот и других сейсмических атрибутов позволили решить задачу создания геологической модели пласта и спрогнозировать распределение свойств пласта по латерали.

Рис. 10 Пример выделения палеорусел в верхнеюрских отложениях на территории суперкуба. Красным цветом выделен фрагмент палеослайса, на котором контрастно выделяется палеорусло

По результатам комплексной интерпретации суперкуба на площади, объединяющей несколько месторождений компании «Мегионнефтегаз», пробурено порядка 10 эксплуатационных скважин. Все скважины признаны успешными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на крайнюю неоднородность исходного сейсмического материала, разработанные технологические подходы к решению задачи совместной обработки данных и предлагаемый оптимальный граф позволили получить объединенную структурно-тектоническую модель, устранить неоднозначности в гипсометрии смежных съемок и получить динамически сбалансированный суперкуб.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коробкин В.С., Бурлаков А.В. Специальная широкополосная обработка сейсмических данных с целью сохранения низких частот и выравнивания АЧХ в условиях сильно дифференцированного строения ВЧР. «Геосочи-2017», 2017. С. 164–167.
2. Семин Д.Г., Кошкаров Э.Г., Милошевич C., Кузнецов М.А., Старицын М.Ф. Опыт реализации проекта по созданию суперкуба (Западная Сибирь) // Геофизика. 2017. № 4. С. 76–85.
3. Katia Garceran, Georgeta Popa, Sabry Lotfy Mahmoud, David Le Meur, André Lévêque, Thibaud Le Ruyet, Dominique Lafarge and Nathalie Badel. Data-constrained surface-consistent amplitude corrections. 75th EAGE Conference & Exhibition incorporating SPE EUROPEC 2013, London.
4. Peter Cary, Nirupama Nagarajappa. Questioning the basics of surface-consistent scaling. SEG Houston 2013 Annual Meeting, p. 418–422.

REFERENCES

1. Korobkin V, Burlakov A. Specialnaya shirokopolosnaya obrabotka seismicheskih dannyh s celyu sohraneniya nizkih chastot i vyravnivaniya ACH v usloviyah silno differencirovannogo stroeniya VCR. «Geosochi-2017», 2017. P. 164–167 (in Russian).
2. Semin D, Koshkarov E, Milosevic Kuznecov SS, Staricyn MM. Re-processing implementation experience of merged multiple 3D seismic surveys (Western Siberia). Geophysics. 2017; (4): 76–85 (in Russian).
3. Katia Garceran, Georgeta Popa, Sabry Lotfy Mahmoud, David Le Meur, André Lévêque, Thibaud Le Ruyet, Dominique Lafarge and Nathalie Badel. Data-constrained surface-consistent amplitude corrections. 75th EAGE Conference & Exhibition incorporating SPE EUROPEC 2013, London. 4. Peter Cary, Nirupama Nagarajappa. Questioning the basics of surface-consistent scaling. SEG Houston 2013 Annual Meeting, p. 418–422.

Положительная рецензия от 22.08.2018
Решение редколлегии о публикации от 31.08.2018

Возврат к списку