Введение к работе
Актуальность. Объективное усложнение геологических условий поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений при большом объеме не-выявленных ресурсов требует повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ, важной составной частью которых является углубленная интерпретация данных сейсморазведки. Сейсморазведка МОВ не только является основным геофизическим методом подготовки объектов под поисковое бурение, но и важным средством оптимизации разведки и разработки уже открытых месторождений. Создание и внедрение новых способов детального изучения геологической среды, ее физических свойств и литологических характеристик, использующих всю информацию о сейсмическом волновом поле, является одним из путей существенного повышения геологической эффективности сейсморазведки. Развитие методов ГИС (в особенности акустических) к теории геологического анализа данных разведочной геофизики (структур-но-формационный подход,сейсмостратиграфия и се-диментогенетический анализ) позволяет значительно расширить возможности интерпретации особенностей динамики сейсмической записи. Только на пути комплексной интерпретации всей совокупности геолого-геофизической информации возможны успешное изучение геологических сред, обнаружение разнообразных ловушек неантиклинального типа, ококтуривание залежей и оценка емкостных характеристик пород. При этом резко возрастае.т роль математического моделирования как средства количественного сопоставления данных различных методов разведочной геофизики с учетом их физических основ..
В последнее время проведение интерпретации геофизических полей путем их формального пересчета в эффективные геофизические параметры разреза дополняется решением тонких геологических
1-1 Ці'
задач на основе комплексного анализа всей гео-лого-геофизичзской информации. Данные ряда геофизических методов уже используются не столько для контроля результатов интерпретации, сколько для уточнения и продолжения в пространстве построений, проведенных по данным наиболее геологически информативного метода.
Комплексная геологическая- интерпретация в той или иной мере носит вероятностный, неоднозначный характер. В связи с этим необходимо изучить возможности и особенности уже использующихся на практике способов оптимизации параметров моделей геологической среды, усовершенствовать методику их применения и оценить достоверность получаемых результатов. Особенно важно разработать новые способы и методики решения обратной динамической задачи сейсморазведки для тонкослоистых сред в условиях различной параметрической обеспеченности.
Получение всей возможной информации об исследуемом объекте и формирование геологической концепции его строения - важнейший и обязательный этап, предваряющий использование способов оптимизации параметров модели разреза. В связи с этим встает задача более широкого привлечения средств ВТ при проведении геологического анализэ сейсмических отражений и осуществлении палеопостроений. Поскольку основу информационной базы детальной геологической интерпретации данных сейсморазведки составляют материалы метода акустического каротажа ( АК ) скважин, возникают задачи обработки ,и интерпретации записей цифровой акустики, а так же формирования и коррекции детальных скоростных моделей среды по комплексу данных ГИС, скважинной и наземной сейсморазведки.
Основной целью проведенных исследований являлась разработка и обоснование способа построения детальной емкостной модели разреза и сопутствующих ему методик .
В соответствии с поставленной целью потребовалось решить следующие задачи :
-Исследовать специфику отображения ряда седиментационных систем в параметрах сейсмической записи с целью выявления диагностических признаков и проведения на их основе геологической интерпретации.
-Разработать методику палеорекрнструкций геологических моделей и сейсмических разрезов с учетом уплотнения пород с глубиной.
-Разработать и опробовать методику обработки на ЭВМ волновых картин цифрового акустического каротажа.
-Создать алгоритмы и программы формирования одномерных детальных литолого-акустических моделей по комплексу данных ГИС, скважинной и наземной сейсморазведки.
-Теоретически обосновать и разработать новые способы и программы решения обратной динамической задачи сейсморазведки для тонкослоистых сред в условиях различной параметрической обеспеченности.
-Предложить и обосновать способ детального изучения емкостных свойств пород разреза ' путем комплексной оптимизационной интерпретации данных сейсморазведки, промысловой геофизики и геологического анализа (псевдолитологический каротаж) .
-Опробовать названные разработки при реше- нии конкретных задач нефтяной геологии.
Научная новизна. Разработана и теоретически обоснована методика детальной оценки емкост-
ных свойств и нефтегазоносности пород на базе комплексной интерпретации данных сейсморазведки и ГИС с использованием априорных седиментацион-ных моделей.
При этом:
Предложены и обоснованы новые способы решения обратной динамической задачи сейсморазведки для тонкослоистых сред на основе модификации метода случайного поиска и использования регуляризующих алгоритмов.
Оценены основные факторы, оказывающие влияние на достоверность получаемых результатов: начальное приближение исходных параметров модели, граничные условия подбора, разрешенность сейсмических отражений и детальность уточняемых моделей, степень подавления помех на сейсмических трассах. По результатам численного моделирования изучены особенности используемых алгоритмов.
Исследованы количественные характеристики сейскозаписи, соответствующие шельфовым, склоновым и дельтовым комплексам, выделенным на большом числе сейсмических профилей, полученных в различных районах страны. Выявлены связи ряда характеристик с генетической природой геологических образований.
Предложены и обоснованы алгоритмы пересчета моделей геологических, разрезов на различные глубины залегания с учетом эффекта палеоуплот-нения пород с глубиной.
Установлены особенности отображения различных геологических объектов, в том числе нефте-насыщенных и газонасыщенных коллекторов, в параметрах волновых полей цифровой широкополосной акустики, сейсмической записи и на кривых псев-долитологического каротажа.
Практическая ценность работы заключается в построении замкнутой системы геологической интерпретации комплекса данных сейсморазведки, промысловой геофизики и историко-геологических
моделей с целью оценки емкостных свойств пород и перспектив их нефтегазоносности. Предлагаемая схема комплексного использования геолого-геофизической информации включает в себя построение и коррекцию детальных одномерных литолого-акус-тических моделей среды по данным ГИС, в том числе цифрового АК, с привлечением материалов скважинной и наземной сейсморазведки, седимен-тогенетический анализ сейсмических отражений с. использованием ЭВМ, количественную оценку емкостных свойств пород по сейсмическим данным (псевдолитологический каротаж), проведение па-леореконструкций геологических моделей, сейсмических разрезов и разрезов псевдолитологическо-го каротажа. Разработанные методики могут использоваться самостоятельно при решении различных задач геологической интерпретации данных разведочной геофизики.
Составлен граф обработки данных цифровой широкополосной акустики на базе программно-технических средств систем СЦС-3, СЦС-3 ПГР. Проведено опробование стандартных процедур цифровой обработки сигналов в условиях типичных помех, наблюдаемых на волновых картинах АК в обсаженных, скважинах. Разработан и опробован алгоритм вычитания специфических волн-помех, связанных с обсадной колонной
Эффективность разработок подтверждена при решении практических задач нефтяной геологии на' месторождениях Западной Сибири, Восточного Предкавказья, Волго-Урала, Ставрополья, Украины и Туркмении. Накоплен опыт применения способа ПЛК в различных сеисмогеологических условиях (терригенные и карбонатные отложения, наличие тектонических нарушений и присутствие в разрезе пород с аномальными петрофизическими свойствами) при различной обеспеченности информацией ГИС. 2- ил >>'
Реализация работы. Большинство авторских разработок было передано в отраслевой фонд алгоритмов и программ ( О Ф А П ). В составе программно-методического комплекса ГЕОСЕЙСМ программы коррекции параметров одномерных лито-лого-акустических моделей и решения обратной динамической задачи сейсморазведки для тонкослоистых сред ( SINTRA; FAZKOR, SPMS, KSMS ) переданы более чем в 30 производственных организаций нашей страны, а так же Германию, Болгарию и Чехословакию. Программно-методический комплекс обработки данных цифровой акустики внедрен в б научно-исследовательских и производственных организациях и передан в Чехословакию. Подготовлены методические руководства по обработке волновых картин цифрового акустического каротажа и оценке фильтрационно-емкостных свойств разреза способом псевдолитологического каротажа.
Апробация работа. Результаты выполненных исследований докладывались на Всесоюзных геофизических конференциях, совещаниях и семинарах : "Сейсмические методы поисков и разведки полезных ископаемых" в г.Киеве (1985г.,1988г.), "Гэ-оакустические методы поисков и разведки полезных ископаемых" (Москва, 1985 г.), "Проблемы комплексного освоения нефтяных и газовых месторождений" (Ставрополь,1984г.), "Геологические, геофизические и аэрокосмические методы поисков залежей углеводородов" в г.Москве (1986 г., 1988г.)', "Современные методы геологической интерпретации геофизических данных при решении задач поисков и разведки залежей нефти и газа" (Краснодар,1989г.), "Комплексирование геолого-геофизических методов исследования при локальном, прогнозе и' разведке залежей нефти и газа Западной Сибири" (Тюмень,1993г.). А" также на
IV научном семинаре стран-членов СЭВ по нефтяной геофизике в г.Москве (1991г.), семинарах И конференциях ЦГЭ ( 1982, 1983, 1984, 1987 гг.) и ВНИИГеофизики (1982, 1986гг.), международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе" (Москва-Звенигород, 1992г.) и Международных Геофизических Конференциях SEG ( Москва, 1992,1993 гг.) и EAEG (Ставангер,1993г.и Вена, 1994г.) конференции фирмы Stratamodel- (Лондон, 1993г.) и совместном семинаре ЦТЭ-SHELL (1992г.). В 1987-1988 ГГ. разработки автора были представлены на ВДНХ СССР. На конкурсах работ, организованных Московским правлением НТО НГП им. И.М.Губкина, работы автора "Методика обработки волновых картин цифрового акустического каротажа" и "Методика пересчета геологических моделей разрезов осадочных пород на различные глубины залегания" отмечены первой и второй премиями.
Публикации и личный вклад автора. По теме диссертации опубликовано 35 работ, в том числе монография "Оптимизационные способы интерпретации комплексной геофизической информации", 4 брошюры и 30 статей.
Работа выполнена в Центральной геофизической экспедиции в 1981 - 1993 гг. Основные выводы и научные результаты получены лично автором при проведении комплексной геологической интерпретации в различных районах СНГ и анализа имеющихся материалов, тестовых исследований алгоритмов и программ. Существенное значение при выборе направления работ сыграло обсуждение во-росов тематики с Г».Н.Гогоненховым,А.Г.Авербухом, Л.А.Рябинкиным, С.Н.Птецовым, К.К. Шилиным. Автор также признателен И.К.Кондратьеву, А.К.Уру-пову, К.А. Клигеру и др. за ценные замечания к
- 8 -советы при обсуждении результатов исследований Пользуясь случаем, автор благодарит всех сотрудников- ЦГЭ, ВНИИГеофизики, ГАНГ, ИГИРГИ И ВНИГНИ, которые способствовали выполнению настоящей работы, принимая на различных этапах участие в исследованиях и обсуждениях результатов. Автор выражает благодарность Г.В.Бусыгину за постоянную помощь и консультации по вопросам геологической интерпретации промыслово-геофизй-ческих данных.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 210 страниц машинописного текста *5 рисунков и 14 таблиц, список литературы включает 258 наименований, список приложений - 7 отзывов на результаты практического применения способа псевдолитологического каротажа в различных геолого-геофизических организациях.