630.широкополосное, проводимое по многим направлениям...

№ 12 • де абрь 2006 25НЕФТЕГАЗОВЫЕТ Е Х Н О Л О Г И И

ШИРОКОПОЛОСНОЕ,ПРОВОДИМОЕ ПО МНОГИМНАПРАВЛЕНИЯМСЕЙСМОПРОФИЛИРОВАНИЕ:ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯШ. Ронен и Ф. Фонтана, VeritasDGC, Хьюстон

След ет отметить три наиболее важных момента: сбор данных, их обработ а и интерпретация иос ществление операций с наименьшими затратами

Что асается ре истрации сейсмичес их данных,то за последние оды можно отметить три основныхнаправления работ. Одно из них – величение плот-ности данных посредством сейсмоисточни ов илиприемни ов си налов. Второе – не оторые стр т р-ные особенности и свойства пород, особенно присложном строении пере рывающих пород, по-види-мом , зависят от направления профилирования; про-ноз при этом невозможен. Та им образом, желатель-но проводить профилирование более широ ими по-лосами и в разных направлениях. Третье – эти дваметода становятся еще более эффе тивными, о даони применяются в омпле се и не и норир ют со-вершенствованные схемы обработ и данных, та иеа ми рация на основе решения волново о равне-ния и поверхностно-со ласованное ослабление рат-ных отражений. Раз меется, нефтяные омпаниистремятся том , чтобы про ресс в этих областяхпродви ался быстро и с наименьшими затратами.

ПРИМЕР БАНОК ГАРДЕНВ 2001 . Б. вер Вест продемон-

стрировал изображения объе тов,зале ающих ниже сложно постро-енных толщ, при разнонаправлен-ном профилировании [1]. В 2000 .омпания Veritas пол чила данные3D-сейсмичес их исследований об-ширной площади 16 морс их час-т ов в районе бано Гарден (Ме -си анс ий залив). Компания жераспола ала данными по этим ча-ст ам, пол ченными в 1996 . Дан-ные 1996 . не имели ни а их не-достат ов, причем при сейсмораз-вед е 2000 . применялась та жетехноло ия, что и в 1996 . Зачемже омпания тратила день и и про-водила повторные работы на однойи той же площади? Ответ на этотвопрос за лючается в том, что ом-пания хотела проверить ипотез ,что при широ ополосной еомет-рии сейсморельеф подсолевых от-ложений становится более чет им.

Рис. 1. Участо соленосной провинции в л бо оводной час-ти Ме си анс о о залива. Элементы зале ания част ов со-левых пото ов межд др ими отложениями не определены

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

НЕФТЕГАЗОВЫЕТ Е Х Н О Л О Г И И26 № 12 • де абрь 2006

Сейсмопрофилирование 1996 . было проведено вширотном направлении, а в 2000 . – в меридиональ-ном. Сравнив рис н и 1 и 2, 2001 ., вер Вест обнар -жил, что одни подсолевые отражения изображеныболее чет о в одном направлении профилирования, адр ие – в орто ональном направлении. Анализ по а-зал, что ачественные различия изображений явля-ются следствием различий в отражениях от подсоле-вых пластов межд дв мя орто ональными направле-ниями сейсморазвед и. Помните споры о направле-ниях по падению и простиранию пластов? А теперьвозьмите подсолевые отложения, оторые пере ры-ты пластами, падающими во всех направлениях. Еслимы о раничимся з ополосной еометрией, то дажепростые стр т ры, зале ающие ниже стр т рно ос-ложненных пере рывающих пород, мо т не дать от-ражений (рис. 3).

Пример бано Гарден о азался первой иллюст-рацией то о, что в настоящее время называют раз-нонаправленной еометрией. Раз меется, этот ме-тод можно расширить до варианта дв х и более ор-то ональных направлений, а по азано на рис. 4,тем самым пол чая более ачественные отражения.Одна о в данном сл чае все направления охватитьневозможно и, что важнее, пол чить данные, дов-летворяющие передовым методам обработ и, на-пример, ми рации на основе решения волново оравнения и поверхностно-со ласованно о подавле-ния ратных отражений.

СВЯЗЬ МЕЖДУ ОБРАБОТКОЙИ РЕГИСТРАЦИЕЙ ДАННЫХ

Поверхностно-со ласованное подавление ратныхотражений треб ет ре истрации данных от источни-а или сейсмоприемни а во всех точ ах межд лю-быми др ими местоположениями источни ов и при-емни ов. Целью является про ноз всех ратных от-ражений от поверхности на различных част ах врайоне линии п н т взрыва – сейсмоприемни . Со-временная еометрия б сир емой сейсмо осы необеспечивает пол чение данных, обрабатываемыхметодом поверхностно-со ласованно о подавленияратных отражений, причем широ ое применениеинтерполяции приводит значительном х дшениюачества рез льтатов. Идеальной еометрией дляповерхностно-со ласованно о подавления ратныхотражений было бы повсеместное расположение п н-

тов взрыва и сейсмоприемни ов. Геометрия ос,б сир емых з ой полосой, не обеспечивает пол -чения треб емых данных, то же можно с азать и оеометрии по мно им направлениям.Волновая ми рация (wave equation migration –

WEM) представляет собой омпле с методов пост-роения изображения, основанных непосредственнона волновом равнении, не предпола ая, что отра-жение от а ой-либо точ и имеет одиночное первоевст пление. Все это важно для объе тов построенияизображения, пере рытых сложно построенной тол-щей пород, пос оль рассеянных волн зачаст юнес оль о л чей и времен вст пления, даже еслирассматривать данные от единично о сейсмоисточ-ни а и приемни а (та называемая единичная сейс-мотрасса) и быть заинтересованным в построениилишь одной точ и отражения на данный момент.

Др ие методы построения изображений, не на-зываемые волновой ми рацией WEM, читываютволновое равнение лишь освенно через построе-ние л чей и аппро симирование Кирх офа. МетодыКирх офа весьма эффе тивны при построении изоб-ражения сложных объе тов, пере рытых простойтолщей пород. Одна о они бесполезны при постро-ении изображения множества объе тов, простых илисложных (та их а соляные пласты), пере рытыхсложно построенной толщей пород. Методы волно-вой ми рации, основанные на э страполяции вол-ново о поля, треб ют в идеале сортиров данныхдля пол чения сейсмо раммы ОПВ или ОПП. Иде-альным вводом для волновой ми рации была бы сей-смо рамма ОПВ или ОПП, хорошо дис ретизирован-ная по смещению и азим т (рис. 5).

Сортиров а стандартных данных сейсмо ос с по-л чением сейсмо раммы ОПП это не вариант, таа в поперечном направлении дис ретизация п н-

Рис. 3. Стандартная еометрия б сир емых ос. Сейсмоис-точни (-и) в начале р ппы ос дает(-ют) очень хорошо дис-ретизированное даление, но лишь в очень о раниченномдиапазоне азим тов.

Рис. 4. В ходе сейсморазвед и по мно им направлениям при-меняют стандартные з ополосные еометрии б сир емыхсейсмо ос. При этом взрывы производят мно о раз по мно-им направлениям. Та ая методи а обеспечивает л чш юосвещенность подсолевых отложений по сравнению с одно-проходной, но не обеспечивает пол чение хорошо дис ре-тизированной сейсмо раммы ОПВ или ОПП, или сет и со-впадающих п н тов взрыва и приема для поверхностно со-ласованно о подавления ратных волн

Ось YУдаление, м

Ось

ХУдаление,

м



тов взрыва низ о ачественная.Для волновой ми рации данныесейсмо осы сортир ются дляпол чения сейсмо раммы ОПВ.Одна о рез льтаты с ммирова-ния по общей точ е взрыва про-тяженные, з ие и дис ретизиро-ваны неаде ватно. Современнаястандартная еометрия б сир -емых ос обычно состоит из 8–20 ос, аждая длиной 4–12 м,с р ппами идрофонов длиной12 м или единичными идрофо-нами на расстоянии 3 м др отдр а. Расстояние межд осамиобычно составляет 50–100 м.Большей частью ширина расста-нов и равна примерно 1 м. Ко -да та ие данные использ ют для пол чения изобра-жения с помощью волновой ми рации, возни аетмножество раевых эффе тов, пос оль все про-исходит близ о раям.

Решением этих проблем было бы использованиеме а-с дна, способно о б сировать 30, 40 или 50длинных сейсмо ос с шириной расстанов и 3, 4 илидаже 5 м. Одна о с позиции при ладной идроди-нами и и раз мной э ономи и та ой подход неслиш ом пра тичен. Что можно сделать, та этоманип лировать с ществ ющими возможностямиб сир емых ос с тем, чтобы сымитировать значи-тельн ю ширин расстанов и сейсмоприемни ов.

ШИРОКОПОЛОСНАЯБУКСИРУЕМАЯ СЕЙСМОКОСА

На рис. 6 по азана ре истрация единично о взры-ва рядом сейсмоприемни ов с пол чением распре-деления « даление-азим т», близ о о идеально-м для построения изображения с помощью волно-вой ми рации. Мы можем аппро симировать этоттип дис ретизации при б сир емых осах п темразделения сейсмоисточни а на с дне с осами иос ществления множества проходов с дна с сейс-мо осами с тем, чтобы по рыть все треб емые по-зиции сейсмоприемни ов относительно п н товвзрыва. Идея использования ряда с дов и нес оль-

их проходов с б сир емымиосами для широ ополосно опо рытия была выдвин та ещераньше, в 2002 . [2, 3].

Рассмотрим пример, о дажелаемая сет а приемни овимеет ширин 4 м и длин 8 м,а п н т взрыва расположен наполп ти вдоль рая расстанов и.Та ая схема ре истрации данныхможет быть представлена с д-ном, б сир ющим 40 ос по 8м в длин , с расстоянием меж-д соседними осами 100 м (рис.7). На аждом п н те взрыва да-ления ре истрир ются в 180- ра-д сном диапазоне азим тов внаправлении расстанов и сейс-

моприемни ов осы (рис. 8-а). Использ я второес дно с источни ом олебаний на противоположнойстороне расстанов и, вновь занимая местоположе-ния п н тов взрыва в ходе прохода в противополож-ном направлении или использ я взаимодействие ис-точни /приемни , можно пол чить р овой охватазим тов (рис. 8-в).

Раз меется, а же поминалось, сейсмораз-ведочные с да, оторые мо т б сировать выше-помян т ю расстанов осы, в настоящее времяеще не строятся. Тем не менее, можно дости н тьтех же рез льтатов, использовав имеющиеся с да.Рассмотрим, например, разделение 40 сейсмо осна четыре части по 10 ос аждая. Мировой флотраспола ает большим числом сейсморазведочныхс дов, способных б сировать 10 протяженных ос.По этой схеме желаем ю сет сейсмоприемни ов4 х 8 м можно пол чить дв мя способами. Один изподходов за лючается в работе четырех с дов, б -сир ющих 10 сейсмо ос и расположенных бо о бо .В соответствии с этим методом по аждом п н твзрыва одновременно ре истрир ются данные от 40ос.Др ой, вероятно, более оптимальный метод,

пред сматривает четыре отдельных прохода по аж-дом п н т взрыва одним с дном, б сир ющим 10ос. Первый проход – ближайший п н т взрыва.

Рис. 5. Сейсмо рамма ОПВ или ОПП, пол-ностью дис ретизированная по далению иазим т .

Рис. 6. Единичный п н т взрыва, заре истрированно о в рас-станов е сейсмоприемни ов в виде сет и 50 х 50 м. Размерсет и является следствием требований ре истрации дале-ний вдоль и попере профиля

Рис. 7. Соро сейсмо ос, аждая 8 м в длин , расположен-ных на расстоянии 100 м др от др а

Удаление, м

Удаление,м

Ось Х

Сет а сейсмоприемни ов50 х 50 м

Расположениеп н та взрыва

Основное расположение сейсмоприемни ов в сл чае 40 ос

Бсировщ

иос

С дно с источни ом олебаний

Расстояние межд сейсмо осами 100 м


НЕФТЕГАЗОВЫЕТ Е Х Н О Л О Г И И28 № 12 • де абрь 2006

При послед ющих проходах с днос осами смещается относитель-но с дна с сейсмоисточни ом наширин 10 ос. Каждый проходобеспечивает появление «се мен-та» онечно о желаемо о смеще-ния и распределения направлений(рис. 9). Далее данные можно от-сортировать и омпле товать дляотражения с ммирования по об-щем п н т взрыва в полной р п-пе из 40 ос.

ДОННЫЕ СЕЙСМОСТАНЦИИПрименение широ ополосной

сейсми и на побережье проще.Сейсмоисточни и и приемни имо т распола аться с любой плот-ностью по желанию нефтяной ом-пании. В автономных донных стан-циях ре истрация данных с ис-пользованием нес оль их направ-лений проводится анало ично ме-тодам, применяемым на с ше. Яв-ляются ли та ие донные сейсмос-танции (ocean-bottom seismic –OBS) эффе тивными? Или тысячистанций, дополнительное с дно,подводные аппараты дистанцион-но о правления (Remotely-operated vehicles – ROV) и специальные раны де-лают затраты непомерно высо ими?

Проведение любых сейсморазведочных работ надне моря, б дь то с применением абелей (ocean-bottom cabels – OBC) или станций, треб ет большихзатрат по сравнению с применением сейсмо ос, б -сир емых по поверхности воды. Одна о при необхо-димости создания изображения разрезов, пере ры-тых сложно построенными толщами, ре истрация ин-формации от ос, б сир емых по мно им направле-ниям, по меньшей мере в два раза дороже стандарт-ных методов с применением з их полос. Еще болеедоро остоящими являются широ ополосные сейсмо-разведочные работы с б сир емыми сейсмо осами,использованием более, чем одно о с дна и, повторе-

нием множества профилей при различных местопо-ложениях п н тов взрыва или сейсмоприемни ов.Ита , являются ли донные методы сейсморазвед ион рентоспособными относительно методов б си-р емых ос для сравнимой дис ретизации при широ-ополосном профилировании? Наш анализ, рат опроиллюстрированный на рис. 10, по азывает, чтодонные методы сейсморазвед и более э ономичныдля исследования о раниченных площадей в то вре-мя, а методы с применением ос более э ономич-ны в сл чае исследования обширных площадей.

Ка рез льтат, сейсморазвед а донными мето-дами э ономичес и целесообразна для выявленияон ретных объе тов. Кроме э ономичес их сооб-ражений, работы с использованием донных станций

Рис. 8-а. Распределение далений и азим тов для сл чаяединично о п н та взрыва и 40 ос

Рис. 8-в. Возможное полное распределение далений и ази-м тов для сл чая 40 ос

Рис. 9. Распределение далений и азим тов для аждо о последовательно о про-хода с дна с 10 осами

Удаление, м Удаление, м

Удаление,м

Удаление,м

Удаление, мУдаление, м

Удаление, м Удаление, м

Удаление,м

Удаление,м

Удаление,м

Удаление,м

Проход 1 Проход 2

Проход 3 Проход 4



имеют большое преим щество наплощадях с препятствиями, та и-ми а станов и для б рения идобычи. Важно и то, что на стан-циях ре истрир ются мно о омпо-нентные данные, что обеспечива-ет пол чение обменных волн иимеет значительные преим ществапри подавлении ратных волн илисоставлении изображений с помо-щью ратных отражений [4]. До-полнительная возможность аппа-ратов дистанционно о правленияпередислоцировать донные стан-ции в этих же местах позволяетос ществлять эффе тивный 4D-сейсмичес ий мониторин .

Подводя ито , выс ажем мне-ние, что донная сейсми а болеевсе о подходит для сравнительноо раниченно о широ ополосно о профилирования вмасштабе олле тора в то время, а б сир емыеосы наиболее эффе тивны на обширных площадяхпри сейсморазвед е по мно им направлениям.

АЗИМУТАЛЬНАЯ АНИЗОТРОПИЯС точ и зрения широ ополосно о профилирова-

ния азим тальная анизотропия имеет а отрица-тельные, та и положительные особенности. С дяпо всем , в сл чае азим тальной анизотропии со-ставление изображений при широ ополосном про-филировании затр днено по сравнению с з опо-лосным, пос оль с оростная модель имеет боль-шее число параметров. Чем л чше с оростная мо-дель, тем более сфо сировано и точно изображе-ние, пол чаемое на аждой сейсмо рамме ОПВ илиОПП. Даже при з ополосной еометрии азим таль-ная анизотропия ино да достаточно сильна и о а-зывает заметное влияние.

В ачестве примера можно привести западно-афри анс ий шельф, сообщение о отором былорассмотрено на заседании Европейс ой ассоциа-ции инженеров- еоло ов и еофизи ов EAGE. В этомсл чае на часть данных стандартной 3D-сейсмораз-вед и азим тальная анизотропия о азала значитель-ное влияние [5]. Введение поправ и на та ие эф-фе ты, п тем нес орре тированной инематичес ойпоправ и до ми рации, или чета анизотропии наэтапе ми рации может значительно л чшить аче-ство изображения. По мере перехода от з о- ши-ро ополосном профилированию данные становят-ся более ч вствительными азим тальной анизот-ропии, хотя проблема не нова. Возни ает настоя-тельная необходимость л чшения методов обра-бот и данных. На обработ данных при широ опо-лосном профилировании треб ется больше време-ни, но сама операция возможна.

Положительным является то, что широ ополос-ная еометрия позволяет использовать азим таль-н ю анизотропию для хара теристи и трещинова-тости, прое тирования с важин, л чшения ачестваанализа зависимости амплит ды от даления(amplitude versus offset – AVO). Анализы данной за-висимости – пре расная возможность пол чить ли-толо ичес ю хара теристи . Одна о возни аеттр дность – азим тальная анизотропия может о а-зывать значительное влияние на AVO. В сл чае з-

о о диапазона направлений не-возможно раз раничить измене-ние направления, величин ани-зотропии и изменение литоло и-чес о о состава, например, заме-щение пес ов линами. При широ-ополосном профилировании воз-ни ают тр дности с составлениемизображения, но это омпенсир -ется не толь о л чшением изоб-ражения слоев, пере рытых слож-но построенными толщами, но иболее высо им ачеством анали-за AVO при пере рывающих тол-щах любой сложности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕБольшая часть, если не все,

ле о добываемые месторождениянефти и аза, возможно, же от-

рыты, и мно ие из них разработаны. Значительнаячасть то о, что осталось, пере рыта сложно пост-роенными толщами. Примером являются солевыеотложения в л бо оводной части Ме си анс о озалива. Методы обработ и данных начали адапти-роваться десять лет назад, о да нашли широ оеприменение л бинная ми рация до с ммирования,поверхностно-со ласованное подавление ратныхволн и позже – волновая ми рация. Одна о э оно-мичес и целесообразные методы ре истрации дан-ных до настояще о времени не были разработаны.

Толь о сейчас начинает применяться широ опо-лосное профилирование. Целью при этом являетсяот рытие и разработ а месторождений нефти и азав подсолевых отложениях. На шельфе данные ши-ро ополосно о профилирования можно пол читьдв мя методами. Один из них – применение б си-р емых сейсмо ос, др ой – донная сейсми а. Вто-рой метод наиболее эффе тивен при проведениисравнительно о раниченной сейсморазвед и олле -тора с применением широ ополосно о профилиро-вания, то да а б сирование сейсмо ос при ши-ро ополосном профилировании более все о подхо-дит при сейсморазвед е на обширной территории.

Перевел В. А ранат

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Ver West, B., R. Hobbs and J. Young, «Multi-directional 3Dacquisition and processing subsalt imaging» (Сейсмичес оепрофилирование 3D по мно им направлениям и обработ аданных по подсолевым отложениям), presented at the SEGin Amsterdam. Expanded abstract, 2001.2. Paffenhoitz, J-, J. Keller, R. Ergas and B. McLain, «Surfacemarine all azimuth recording technique» (Методи а поверх-ностно о морс о о сейсмопрофилирования по всем направ-лениям), presented at the SEG in Florence. Expanded Abstract,2002.3. D.V. Sukup, The Leading Edge, August 2002.4. Ronen, S., L. Comeaux and X. Miao, presented at the SEG inHouston. Expanded Abstracts, pp. 963–966, 2005.5. W. Richard, «Characteristics of Azimuthal anisotropy innarrow-azimuth marine streamer data» (Хара теристи а ази-м тальной анизотропии по данным сейсмо ос, б сир е-мых з ой полосой), presented at the EAGE in Vienna.Expanded abstract, 2006.

Рис. 10. Сравнение себестоимости ме-тодов широ ополосно о б сированиясейсмо ос и станов и донных стан-ций. Использование донных станцийболее э ономично на о раниченныхплощадях, а широ ополосное б си-рование сейсмо ос – на широ их про-странствах

Стоимостьширо ополосно о метода

Стоим

ость/площадь

Площадь част ов (Ме си анс ий залив)

1

2

1 - Широ ополосное б сирование сейсмо ос2 - Установ а донных станций


630.широкополосное, проводимое по многим направлениям...

Documents

Transcript of 630.широкополосное, проводимое по многим направлениям...