Эффективность технологий инверсии данных сейсморазведки 3d как основа построения и уточнения сейсмогеологической модели вендских отложений месторождения восточной сибири

14.11.2016
Источник: Журнал «PROнефть»

Последние достижения в области интерпретации данных сейсморазведки связаны с инверсионными преобразованиями. Эти данные можно изучать и интерпретировать без применения инверсии, что часто не позволяет получить адекватное представление о строении пласта, а при определенных условиях может приводить к получению недостоверного результата. Благодаря эффективности, относительной простоте и быстрой реализуемости сейсмической инверсии в настоящее время большинство нефте- и газодобывающих компаний применяют технологии инверсии с целью увеличения информативности данных сейсморазведки и повышения надежности прогнозов — достоверности оценки фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пород, в том числе с вероятностной оценкой получаемых прогнозов (по квантилям Р10, Р50, Р90). Существует множество различных технологий инверсии, выбор определенной из них непосредственно зависит от количества и качества геолого-геофизической информации, а также от поставленных задач и свойств пород изучаемого разреза.

В статье впервые для месторождения Восточной Сибири описан полный цикл работ по инверсии, начиная с наиболее простой — акустической и заканчивая самой сложной в настоящее время — геостатистической. Выполнено сравнение результатов различных методов инверсионных преобразований сейсмических данных и дана оценка их возможностей для прогнозирования перспективных объектов и количественного прогноза ФЕС терригенных венд-нижнекембрийских отложений.

Сейсмическая инверсия

Десятки лет специалисты в области сейсморазведки и интерпретации изучают динамические характеристики волнового поля и по результатам статистического анализа прогнозируют ФЕС пластов. Технологии выявления статистических связей активно развиваются, из них наиболее широко используются методы компонентного и факторного анализа, статистические методы классификации, многомерный регрессионный анализ, модели искусственных нейронных сетей и др. Все они основаны на установлении связи между сейсмическим атрибутом (атрибутами) и ФЕС пласта, например, коэффициентом пористости Кп, определенным по данным каротажа. Показателем качества найденной связи является коэффициент корреляции R [1]. Если R < Rmin= 0,7 (R2 ≤0,5), то прогнозирование нецелесообразно, если R > Rmin= 0,7 (R2≥ 0,5), то прогнозирование имеет смысл. При этом теснота связи и, как следствие, точность прогнозов зависят от числа скважин N, входящих в статистическую совокупность. При значительном числе скважин (N > 30) вероятность наличия связи в благоприятных условиях возможна при 0,6 < R < 0,7 [1]. При высокой латеральной изменчивости свойств пласта (литологическое замещение, выклинивание), сложном блоковом строении месторождения или минимальном числе пробуренных скважин методы статистического анализа неприменимы из-за недостатка исходных данных. Одним из эффективных инструментов интерпретации в таких условиях являются технологии инверсии данных сейсморазведки 3D в кубы упругих параметров (акустического и сдвигового импедансов, плотности, скорости продольных и поперечных волн и их производных), связь которых с ФЕС может быть установлена при лабораторных исследованиях керна или петрофизической интерпретации результатов геофизических исследований скважин (ГИС).

Под сейсмической инверсией традиционно принято понимать решение обратной динамической задачи сейсморазведки, т.е. восстановление распределения упругих параметров геологической среды по зарегистрированному волновому полю. Среди технологий инверсионных преобразований можно выделить ряд крупных блоков. По типу используемых сейсмических данных разделяются инверсии данных до или после суммирования. Другой крупный блок составляют алгоритмы, сохраняющие разрешение сейсмических данных или позволяющие приблизиться к разрешению каротажных диаграмм. Кроме того, задачу инверсии сейсмических данных можно рассматривать как детерминистическую или геостатистическую (стохастическую). Результатом детерминистической инверсии является единственная модель упругих свойств, которая удовлетворяет сейсмическим данным и априорным ограничениям, результат стохастической — множество равновероятных реализаций распределения упругих и дискретных свойств среды.

В статье последовательно рассмотрены результаты акустической детерминистической инверсии полнократного сейсмического куба, детерминистической и геостатистической синхронной инверсий набора частично-кратных сейсмических данных. Оценены возможности и ограничения каждого метода в геологических условиях Непского свода Не пско-Ботуобинской антеклизы Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции.

Постановка задачи

Сейсмогеологические условия проведения полевых работ крайне сложные. Рассматриваемая территория характеризуется резко расчлененным рельефом, верхняя часть разреза осложнена областями распространения многолетнемерзлых пород, интрузивных образований в виде траппов долеритов, располагающихся на различных стратиграфических уровнях. При относительно неглубоком залегании кристаллического фундамента (абсолютная глубина кровли не превышает — 1800 м) разрез осадочного чехла в целом слагают «высокоскоростные» породы: карбонаты, доломиты, ангидриты, соли. Лишь в основании осадочного чехла залегают относительно «низкоскоростные» терригенные отложения венд-раннекембриского возраста общей толщиной не более 70–80 м. С ними связан основной перспективный для обнаружения залежей углеводородов резервуар (песчаные пласты ВЧ13 и ВЧ10), эффективные толщины которого не превышают 10–15 м. Пласты ВЧ13 и ВЧ10 разделены аргиллито-алевролитовой перемычкой толщиной 4–14 м. Горизонт перекрывается регионально выдержанной пачкой аргиллитов толщиной от 3–4 до 30 м, служащей покрышкой для залежей углеводородов. Горизонт залегает на коре выветривания пород фундамента. Прогнозирование улучшенных коллекторских свойств в таких условиях является нетривиальной задачей.

На месторождении выполнена широкоазимутальная вибрационная съемка МОГТ 3D, основные параметры которой следующие: система наблюдений — центрально-симметричная, номинальная кратность — 100, расстояние между линиями приема и взрыва — 200 м, между пунктами взрыва — 50м, между пунктами приема — 25 м, группирование 12 сейсмоприемников типа GS-20DX на канал на базе 25 м, минимальное удаление источника от приемника — 28 м, максимальное — 2802 м, шаг дискретизации — 2 мс. На площади на момент начала реализации проекта были пробурены восемь разведочных скважин, только в двух из них имелись записи методов ГИС, в том числе необходимые для моделирования упругих свойств, данные широкополосного акустического и плотностного каротажей, позволившие восстановить недостающие кривые упругих параметров в скважинах, пробуренных до 90-х годов ХХ века. Использованные приемы традиционной динамической интерпретации, такие как регрессионный атрибутный, сейсмофациальный, AVO (Amplitude Variation with Offset) анализы и спектральная декомпозиция, не позволили уверенно прогнозировать распространение зон улучшенных коллекторских свойств в межскважинном пространстве. Петрофизическое обоснование возможности прогноза коллекторов по значениям упругих параметров показало достаточно уверенное разделение коллекторов пласта В13 в параметризации плотность — отношение скорости продольных волн vp к скорости поперечных волн vs. В наиболее распространенной и часто реализуемой параметризации упругий импеданс — отношение vp/vs разделение также возможно, но с большей областью перекрытия. Таким образом, для прогноза предполагаемых зон улучшенных коллекторских свойств следует решить задачу реализации синхронной AVO/AVA-инверсии (Amplitude Variation with Offset/Angel — изучение изменений амплитуды отраженной волны в зависимости от удаления/угла падения) частично-кратных сумм.

Акустическая детерминистическая инверсия

Разнообразие алгоритмов инверсии сейсмических данных позволяет выбрать оптимальные для конкретных сейсмогеологических условий. Традиционно наименее требовательная к априорному объему скважинной информации акустическая инверсия является своеобразной «лакмусовой бумажкой». При высоком качестве восстановления сейсмических данных рекомендуется использовать детерминистические алгоритмы синхронной инверсии, при их успешной реализации — переходить на геостатистическую инверсию.

Первая задача акустической инверсии полнократных сейсмических данных заключается в восстановлении вертикального распределения акустического импеданса по трассе нормального падения однократно отраженных продольных волн в каждой точке поверхности. Основное преимущество акустической инверсии состоит в ее вычислительной простоте, так как требуется минимальная специальная подготовка сейсмических данных. Главными проблемами, возникающими при ее выполнении, являются оценка формы сейсмического импульса и добавление в решение низкочастотной составляющей (до 12–14 Гц), традиционно отсутствующей в данных сейсморазведки. Для решения второй задачи, актуальной для всех видов детерминистических инверсий, используется низкочастотная трендовая модель акустического импеданса, построенная по скважинным данным. Число скважин, находящихся в пределах сейсмической съемки 3D, равномерность их расположения, качество записанного и/или восстановленного каротажа играют немаловажную роль при построении низкочастотной модели. При выполнении акустической инверсии сейсмических данных проекта потребовалось провести минимальную дообработку полнократного сейсмического куба (нормировку амплитуд в «широком окне»), оценить сейсмический импульс детерминистическим способом в скважинах.

Получаемый в результате акустической инверсии куб акустической жесткости (акустического импеданса) является вполне информативным как на качественном уровне, существенно облегчая интерпретацию литофациальных и стратиграфических границ, так и на количественном: куб акустического импеданса можно использовать при прогнозе ФЕС пластов [2, 3]. В текущем проекте для терригенного пласта В13 установлена тесная связь между его пористостью и значениями акустического импеданса, на основе которой был выполнен прогноз пористости. Стандартно куб акустического импеданса используется в основном для уточнения корреляции отражающего горизонта от кровли кристаллического фундамента, представленного на динамическом временном разрезе сложным интерференционным низкочастотным отражением.

Рис. 1. Разделение коллектор/неколлектор в поле акустического импеданса терригенных пластов вендских отложений

Кроме того, была предпринята попытка качественной оценки зон коллекторов с наилучшими параметрами: выполнен body-checking по отсечке импеданса 10 500 м/с⋅г/см3. При этом не стоит забывать, что в интервале терригенных вендских пластов В10 и В13 коллекторы отделяются от неколлекторов со значительной зоной перекрытия граничных значений акустического импеданса: значения акустического импеданса для коллекторов составляют
до 11 500 м/с⋅г/см3, неколлекторы — от 9 500 м/с⋅г/см3 (рис. 1). Такой, с одной стороны, формальный подход не правомочен для количественного прогноза ФЕС (в первую очередь эффективных толщин), но, с другой 
— позволяет легко и быстро «увидеть», возможно, наиболее перспективные участки на площади (рис. 2).

Рис. 2. Схема временнóй толщины прогнозных коллекторов в интервале терригенного венда, полученная из куба акустического импеданса (результат акустической инверсии)

В связи с жесткими сроками реализации программы геолого-разведочных работ (ГРР) на данной площади, не дожидаясь результатов синхронной детерминистической AVO/AVA-инверсии, в выделенный по кубу акустического импеданса перспективный объект была рекомендована скв. 5, результаты бурения и испытания которой позволяют дать независимую оценку всех выполненных видов инверсии. Для контроля качества акустической инверсии необходимо определить корректность восстановления акустического импе данса — результата инверсии путем сравнения с кривой акустического импеданса, полученного по данным каротажа, выполненного в скважине. В интервале целевых пластов — от кровли подсолевого комплекса до фундамента — коэффициент корреляции между кривыми составляет 0,872 (кривые приведены в сейсмическом диапазоне частот до 80 Гц), что свидетельствует о высоком качестве куба акустического импеданса.

Синхронная (упругая) AVO/AVA-инверсия

Алгоритм синхронной AVO/AVA-инверсии принципиально отличается от акустической тем, что одновременно используется несколько угловых или ограниченных по выносу (офсетных) суммарных сейсмических наборов для восстановления распределения импедансов продольных и поперечных волн, их отношения, vp/vs, плотности и их производных. Использование набора просуммированных в различных диапазонах сейсмических данных позволяет перейти от акустического варианта, соответствующего нормальному падению отраженных волн, к упругому, учитывающему зависимость коэффициента отражения от угла подхода прямой волны и трех независимых упругих параметров: скорости продольных, поперечных волн и плотности.

Набор входных сейсмических данных требует более тщательной подготовки, для каждой суммы по скважинным данным необходимо оценить сейсмический импульс, низкочастотные модели строятся для каждого упругого параметра. Синхронная инверсия предъявляет более высокие требования, чем акустическая к необходимому набору скважинных данных. Обязательным условием ее выполнения является наличие в скважинах записей широкополосного акустического каротажа дополнительно к акустическому и гамма-гамма плотностному каротажам в значительном интервале глубин, охватывающем не только целевой интервал.

Трехмерная система полевых наблюдений, использованная на участке, обеспечила получение сейсмических данных высокой кратности (номинальная кратность равна 100). Высокая кратность и значительные удаления источника от приемника (максимальное удаление составляет 2802 м) позволили сформировать начальный набор из 10 частично-кратных сумм. Для выполнения синхронной инверсии в параметризации плотность — отношение vp/vs требуется минимум 5–7 информативных частичных сумм.

Сейсмогеологическое строение разреза исследуемой площади крайне сложное. Высокоскоростной разрез, наличие ярких акустических границ и неоднородностей в верхней части разреза, расчлененный рельеф и широко развитая речная сеть негативно влияют на формирование суммарного поля отраженных волн. Скоростная характеристика разреза определяет максимальные углы падения отраженных волн на целевые границы. В разрезе присутствуют контрастные по акустической жесткости слои, преломление лучей на границах которых следует учитывать. Оценка угловых или офсетных диапазонов при выборе необходимого набора частичных сумм выполнена по сейсмограмме общей глубинной точки с финальной стадии обработки вблизи скважины, охарактеризованной записями акустического широкополосного и плотностного каротажей. В качестве скоростной модели использован скоростной закон, определенный при вертикальном сейсмическом профилировании. В этом случае оценка показала наличие углов падения/отражения в целевом интервале до 40–42°. При использовании в качестве скоростного закона скоростей суммирования, применяемых при миграции сейсмическихданных и служащих основой для «нарезки» угловых сумм, оценка дает более низкие значения углов — до 30–35°. В связи с этим возникает необходимость проведения синхронной AVO-инверсии с набором офсетных сумм, которая обусловливает дополнительное построение скоростной модели, обеспечивающей максимально возможную согласованность временных сейсмических данных и данных ГИС в глубинном масштабе. Развитая орогидрографическая сеть в пределах съемки 3D приводит к пропускам в системе наблюдений (из-за невозможности отработки в водоохранных зонах), в результате на ближних удалениях (вплоть до 600 м) частично отсутствуют сейсмические данные.

Сейсмические данные должны быть представлены по площади равномерно, поэтому офсетные диапазоны для первых трех и последних двух сумм были пересмотрены. Необходимыми при подготовке сейсмических данных к синхронной инверсии также являются процедуры нормировки и выравнивания. Последнее заключается в устранении эффекта растяжки сейсмического импульса на больших удалениях, не связанного с геологией. В результате интерпретационного постпроцессинга был сформирован набор из семи офсетных сумм, для которых определен набор соответствующих сейсмических импульсов. Качество выполнения синхронной инверсии контрлируется различными способами: сопоставлением полученных в точках скважин псевдокривых упругих параметров с записанными (отфильтрованными в сейсмическом диапазоне частот); анализом полученных разрезов упругих свойств; сравнением реального сейсмического поля, восстановленного в результате инверсии, и их разницы; анализом автоматически рассчитанных карт качества. Средний для восьми скважин коэффициент корреляции кривой упругого импеданса в целевом интервале составляет 0,889, плотности — 0,763, отношения vp/vs — 0,691. По каротажным диаграммам новой скв. 5 можно независимо оценить корректность восстановления упругих параметров: импедансов продольных и поперечных волн, их отношения vp/vs и плотности. В интервале целевых пластов — от кровли подсолевого комплекса до фундамента — коэффициент корреляции между кривыми составляет соответственно 0,81; 0,733; 0,592 и 0,617 (кривые приведены в сейсмическом диапазоне частот до 80 Гц).

Получаемые в результате синхронной инверсии кубы независимых упругих параметров позволяют выполнить более точный по сравнению с акустической инверсией количественный прогноз ФЕС и качественный прогноз распространения литотипов, определенных по скважинным данным (например, литотипа «коллектор»). При прогнозе эффективных толщин целевого пласта В13 использовались временные толщины литотипа «коллектор», полученные при выделении связанных объемов по отсечкам в поле двух упругих параметров: плотности и отношения vp/vs. По проверочной скв. 5 получено занижение прогнозных толщин относительно фактических: соответственно 3,9 и 8,9 м. Столь значительное расхождение связано с объективным ограничением прогностической способности детерминистической синхронной инверсии: коллектор толщиной как 5, так и 10 м может выделяться в качестве перспективного объекта временной толщиной 7 мс. Толщина выделяемого по сейсмическим данным перспективного объекта зависит от их качества, свойств коллектора и вмещающих пород. Другой объективной сложностью является определение интервальной скорости в коллекторе для перевода временных толщин в глубинные.

Достоверность прогноза ФЕС целевого пласта, в первую очередь эффективных толщин, позволяет повысить технология геостатистической инверсии.

Технологии геостатистической инверсии

Традиционное геостатистическое моделирование основано на скважинных данных и априорных представлениях о седиментационной модели резервуара. Синхронная сейсмическая инверсия позволяет объединить сейсмические и скважинные данные для описания объемного распределения коллекторских свойств продуктивных пластов, но вертикальная разрешенность полученного результата ограничена сейсмической полосой частот, в то время как объемная модель резервуара в идеале должна обладать разрешенностью скважинных данных. Алгоритм синхронной геостатистической инверсии позволяет максимально приблизиться к решению данной задачи. Для этого геолого-статистическая модель строится на стратиграфической сетке методами геостатистического моделирования, а сейсмические данные являются дополнительным источником информации.

Метод геостатистической инверсии, предложенный А. Хаасом и О. Дюрбулом [4], основан на расчете для каждой реализации волнового поля, соответствующего полученной в процессе статистического моделирования геологической модели. Сравнивая модельное волновое поле с наблюденным, осуществляют отбраковку реализаций, не удовлетворяющих значениям невязок. Описав в виде функции плотности вероятности PDF (Probability Density Function) все источники информации о резервуаре с использованием алгоритма моделирования и отбора вариантов решения (цепи Маркова — Монте-Карло), можно получить множество моделей свойств (упругих и дискретных), согласованных с сейсмическими данными [5].

Геостатистическая инверсия имеет следующие принципиальные отличия от детерминистических алгоритмов.

1. Решение осуществляется на стратиграфической сетке, вертикальный шаг которой определяет вертикальное разрешение прогноза. Объективными ограничениями являются вычислительные мощности и априорная информация об ожидаемых вертикальных размерах слоев и прослоев.

2. Представления о пространственной выдержанности свойств изучаемых отложений описываются многомерными вариограммами.

3. Взаимосвязи между петрофизическими и упругими свойствами описываются многомерными функциями плотности вероятности.

4. Полученное решение — распределение моделируемых литотипов и упругих свойств — согласуется с наблюденным волновым полем. Синтетический сейсмический куб моделируется в рамках сверточной модели трассы, разница между рассчитанным и наблюденным полями регулируется PDF, отвечающей допустимому уровню шума. При работе с частично-кратными суммами взаимосвязь между изменением амплитуд с удалением и упругими параметрами среды (vp, vs, плотностью) описывается уравнением Нотта—Цепритца, PDF создается для каждой суммы.

5. Априорная геологическая информация о резервуаре (литологические закономерности, уровни углеводородных контактов и др.) может учитываться в решении в виде трендов.

PDF, описывающие доступную информацию о резервуаре, комбинируются с использованием стратегии Байеса таким образом, чтобы для каждого моделируемого параметра получить апостериорное распределение, согласованное с априорным. Далее с использованием стохастических алгоритмов получают множественные реализации кубов упругих параметров и дискретных свойств (литотипов), которые удовлетворяют всем заданным условиям и дискретизированы так же, как и стратиграфическая сетка, в которой происходит поиск оптимального решения [5]. Результатами геостатистической инверсии являются множественные равновероятностные высокоразрешенные реализации кубов дискретных (литотипы) и упругих (импедансы, плотность, отношение vp/vs и др.) свойств. Для дискретных свойств рассчитываются кубы вероятности для каждого литотипа, которые позволяют не только прогнозировать эффективные толщины коллектора, но и выполнить оценку неопределенности прогноза по квантилям Р10, Р50, Р90.

Были выбраны следующие основные технические параметры геостатистической инверсии данного проекта. Шаг вертикальной дискретизации стратиграфической модели задан равным 0,25 мс как оптимальный, позволяющий передать все основные прослои-коллекторы. Горизонтальный шаг выбран равным двукратному расстоянию между инлайнами и кросслайнами, составляет соответственно 25 и 50 м. По данным ГИС для терригенного интервала было выделено несколько литологических разностей, в пространстве упругих свойств достаточно уверенное разделение имеют только литотипы песчаный коллектор и неколлектор, каждый из которых описан своей PDF. Радиус вертикальных вариограмм оценивался по скважинным данным, масштабируемым к шагу дискретизации стратиграфической каркасной модели, радиус горизонтальных вариограмм был выбран с учетом размеров геологических тел, полученных по результатам детерминистической инверсии. Сейсмические данные при геостатистической инверсии используются как «очень жесткий тренд», ограничивающий множество возможных вариаций модели заданными параметрами: уровнем шума — разницей между наблюденным сейсмическим полем и синтетическим, рассчитанным для каждой реализации. Параметр уровень шума определен по результатам синхронной детерминистической инверсии.

Процедуры контроля качества являются неотъемлемой частью инверсии на каждом этапе работы. Часть выполняемых процедур стандартна и для детерминистической, и для стохастической инверсий. При работе с геостатистической инверсией применяются дополнительные методы оценки качества:

— контроль согласованности статистических моделей используемых литотипов со скважинными данными;

— восстановление процентных соотношений между литотипами в изучаемом пласте;

— сопоставление результатов геостатистической инверсии (прогнозных литотипов и упругих свойств) со скважинными данными;

— контроль стабильности реализаций, т.е. повторяемости деталей разреза от одной реализации к другой.

Для данного проекта был выполнен расчет 30 реализаций геостатистической инверсии. Не существует правила, определяющего минимальное число реализаций. Бесполезным также может оказаться расчет большого числа реализаций (более 100–200). Решение геостатистической инверсии ограничено большим числом условий (PDF упругих и дискретных свойств, пропорциями, сейсмическими критериями), поэтому получаемые реализации могут отличаться одна от другой в деталях. При существенных различиях рекомендуется вернуться на начальный этап работ и перепроверить заданные условия.

Для определения упругих свойств удобно пользоваться кубом средней оценки параметра. На рис. 3 приведено сопоставление разрезов акустического импеданса (среднего по геостатистической инверсии) с результатом синхронной детерминистической инверсии. Очевиден прирост вертикальной разрешенности и информативности вертикальных сечений кубов упругих параметров — результат геостатистической инверсии.

Рис. 3. Сравнение разрезов акустического импеданса в интервале терригенного венда по линии скв. 9—8—5—2—1—6: а, б — результаты синхронной соответственно детерминистической и геостатистической инверсий

На данном проекте интерпретация результатов геостатистической инверсии для каждого пласта состояла в выделении перспективных объектов (геологических тел), оценке эффективной толщины коллекторов и стандартного отклонения эффективной толщины. На рис. 4 приведен разрез куба литотипов по линии скв. 9—8—5—2—1—6. От реализации к реализации тонкие прослои коллекторов незначительно изменяются, средняя оценка позволяет выполнить объективный прогноз для обоих пластов раздельно. На рис. 5 сопоставлены прогнозные карты временных толщин коллекторов: выполнена средняя оценка по 30 реализациям. На карту на рис. 5, б линиями черного цвета наложены перспективные объекты, выделенные по данным синхронной детерминистической инверсии. Видно, что эти объекты приобретают большую детальность и однозначность. Кроме того, выделяются новые геологические тела малой толщины.

Рис. 4. Разрез куба литотипов терригенных пластов В10 и В13 по линии скв. 9—8—5—2—1—6 (единичная реализация № 20)

Переход от временных толщин к эффективным выполнен через интервальные скорости в коллекторах, оцененные по данным акустического каротажа в скважинах изучаемой площади. Абсолютные значения стандартного отклонения составляют около половины прогнозной толщины, что обусловлено незначительной толщиной коллекторов терригенного венда.

Получаемые в результате геостатистической инверсии оценки неопределенности прогноза эффективных толщин и объема коллекторов по квантилям Р10, Р50 и Р90 могут быть учтены при определении прогнозных запасов. Все расчеты выполнены объемным методом, насыщение прогнозных геологических тел принималось по аналогии с тектоническими блоками, охарактеризованными результатами бурения и испытания скважин. Разница оцененных запасов между вариантом Р50 и находящимися на государственном балансе (ГБ) по нефти составляет 48 %, по газу — 41 %, для варианта Р10 с оценкой ГБ по нефти — 70 %, по газу — −38 %, для варианта Р90 по нефти — 28 %, по газу — 44 %.

Рис. 5. Сопоставление карт временных толщин литотипа песчаный коллектор пласта В13: а, б — прогноз синхронной соответственно детерминистической и геостатистической инверсий

Наиболее интересны результаты геостатистической инверсии в сравнении с данными по новым скважинам. Так, в скв. 5 по результатам интерпретации материалов ГИС эффективная толщина пласта В13 равна 8,9 м, прогнозная по результатам геостатистической инверсии — 6,2 м, стандартное отклонение — ±3,3 м. Фактические эффективные толщины соответствуют «положительной» прогнозной оценке — от 6,2 до 9,5м. При испытании пласта получен приток газа дебитом 53,9 тыс. м3/сут и пластовой воды дебитом 33,9 м3/сут.

После завершения проекта была пробурена скв. 10 (см. рис. 5, б). Прогнозная по результатам геостатистической инверсии эффективная толщина пласта В13 в скв. 10 составляет 7,8 м, стандартное отклонение равно ±4,1 м. По факту бурения в целевом пласте был вскрыт коллектор толщиной 2,7 м, залегающий на выветрелых, разуплотненных гранито-гнейсах толщиной 12 м. При испытании получен приток пластовой воды дебитом 3,2 м3/сут. Высокая ошибка сейсмического прогноза явилась следствием неучтенного геологического риска, связанного с распространением увеличенных толщин коры выветривания пород фундамента.

Выводы

1. Впервые для месторождения в Восточной Сибири последовательно выполнены все виды сейсмической инверсии, начиная с наиболее простой — акустической и заканчивая одной из самых сложных — геостатистической;

2. Показано сравнение результатов различных методов инверсионных преобразований сейсмических данных и дана оценка их возможностей прогнозирования перспективных объектов и количественного прогноза ФЕС терригенных венд-нижнекембрийских отложений. Прогнозные результаты подтверждены данными по новым скважинам.

3. Акустическая детерминистическая инверсия является наиболее простой и быстро реализуемой из всего набора инверсионных технологий, позволяет существенно уточнить стратиграфическую модель, в благоприятных случаях — выполнить экспресс-анализ зон улучшенных коллекторских свойств терригенных пластов, обладающий высокой степенью неоднозначности выделения коллекторов в пространстве одного упругого параметра — акустического импеданса. Количественный прогноз ФЕС, как правило, существенно затруднен.

4. Синхронная детерминистическая инверсия дает возможность получать кубы трех независимых упругих параметров и более уверенно прогнозировать наличие коллекторов. Вертикальная разрешенность кубов упругих параметров ограничена частотным диапазоном сейсмических данных. В благоприятных условиях возможен количественный прогноз ФЕС, ошибка прогноза оцененивается только в скважинах.

5. При прогнозировании зон улучшенных коллекторских свойств в сейсмогеологических условиях Восточной Сибири наиболее эффективна синхронная геостатистическая инверсия, позволяющая выйти за пределы зарегистрированного частотного диапазона сейсмических данных и получить детальные высокоразрешенные модели, максимально приближенные к детальности материалов ГИС.

6. Геостатистическая синхронная инверсия наиболее требовательна как к количеству, так и к качеству входных данных, для ее выполнения необходимы значительные вычислительные и временные ресурсы.

7. Множество равновероятных реализаций геостатистической инверсии позволяет оценить неопределенность прогноза. Использование оценки неопределенности прогноза эффективных толщин и объема коллекторов по множеству реализаций геостатистической инверсии дает возможность выполнить вероятностную оценку запасов и ресурсов углеводородов по квантилям В13: Р10, Р50, Р90.

Список литературы

1. Левянт В.Б., Ампилов Ю.П., Глоговский В.М. Методические рекомендации по использованию данных сейсморазведки (2D, 3D) для подсчета запасов нефти и газа. — М.: ОАО «ЦГЭ», 2006. — 40 с.

2. Ампилов Ю.П., Барков А.Ю., Яковлев И.В. Почти все о сейсмической инверсии. Ч. 1//Технологии сейсморазведки. — 2009. — № 4. — С. 3–16.

3. Сейсмическая инверсия: читая между строк/Ф. Барклай, А. Бруун, К.Б. Расмуссен, Х.К. Альфаро//Неф- тегазовое обозрение. — 2008. — Весна. — С. 50–75.

4. Haas A., Dubrule O. Geostatistic inversion — a sequential method of stochastic reservoir modeling constrained by seismic data//First Break. — 1994. — V. 12. — № — 11. — P. 561–569.

5. Яковлев И.В., Ампилов Ю.П., Филиппова К.Е. Почти все о сейсмической инверсии. Ч. 2//Технологии сейсмо- разведки. — 2011. — № 1. — С. 5–15.


Авторы статьи:  И.И. Кубышта, Ю.В. Павловский, П.П. Емельянов (Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»))
Источник:  Журнал «PROнефть»

Возврат к списку