научная статья по теме ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Энергетика

Текст научной статьи на тему «ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ»

г л

ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ СЕЙСМОРвЗВЕДКИ

ч___)

Сегодня достаточно большое количество нефтяных месторождений в нашей стране находится на стадии снижающейся добычи. В этой ситуации без разведки новых месторождений и доразведки уже разрабатываемых не обойтись, несмотря на то, что поисковые работы требуют больших затрат и окупаются только спустя несколько лет. По мнению самих нефтяников, существенно сократить затраты на поисковое бурение помогает сейсморазведка - один из наиболее информативных геофизических методов исследования земной коры.

Что ищет сейсморазведчик. Метод сейсморазведки предполагает искусственное создание упругих волн, которые распространяются в толще земли, отражаются от границ разных пород, преломляются и частично возвращаются к поверхности. Изучая время распространения волн, амплитуду колебаний, а затем интерпретируя полученные данные, можно сделать заключение о глубине залегания и форме геологических границ, о свойствах пород и пластовых флюидов.

Таким образом сейсморазведка позволяет заглянуть глубоко в земную кору и обнаружить продуктивные пласты, которые могут находиться на глубине в тысячи метров. Условной альтернативой этому методу может быть только поисковое бурение. "Условной", во-первых, потому что бурение даёт информацию о породе только в непосредственной близости от скважины. А во-вторых, потому что стоимость бурения одной скважины сопоставима с суммой, которая позволит с помощью сейсморазведки изучить перспективный участок полностью.

И всё же надо понимать, что данных, точных на сто процентов, сейсмический метод не даёт и последующее разведочное бурение полностью не отменяет. Однако позволяет организовать его максимально продуктивно и свести к минимуму количество непродуктивных скважин.

По опыту нефтяники убеждены, что потраченные на сейсморазведку средства с лихвой окупятся, так как полученная информация позволит качественно и эффективно спланировать глубокое бурение и существенно сэкономить на этом этапе. Именно поэтому ни одна крупная компания не приступит к бурению, пока не получит данные от сейсмики.

Создать волну. Для проведения сейсморазведки необходим источник упругих волн. Это могут быть взрывы динамита или тротила, которые производят в скважинах различной глубины. Другой вариант - невзрывной способ возбуждения колебаний (к примеру, применение специальных машин-вибраторов). У последнего есть несколько преимуществ перед взрывным - он не требует длительной и дорогой подготовки, а также работ по ликвидации, меньше воздействует на окружающую среду, более безопасен для человека. К тому же может неоднократно использоваться в одной и той же точке.

С другой стороны, мощность вибрационного источника, как правило, меньше, чем у взрывного. Огромные машины-вибраторы невозможно применять в труднодоступных местах - лесах, болотах и т.д.

Помимо вибрационных также ис- § пользуются поверхностные импульсные г источники. Если разведка ведётся на | шельфе, то в качестве источника упругих § волн используются батареи пневмопу- ^ шек, излучающие короткие интенсивные | акустические сигналы. Пневмопушки 2 буксирует специальное судно. |

Один из способов повышения эф- | фективности сейсморазведки - увели- % чение количества источников сигнала | на единицу площади (конечно, в данном I случае речь идёт о невзрывных источ- = никах). К примеру, в некоторых случаях используется несколько машин-виб-

© Максим Кириллов

49

раторов, поделённых на две группы. За счёт суммарного воздействия увеличивается мощность распространяемых колебаний, к тому же процесс становится непрерывным - пока одна группа машин вибрирует, другая - переезжает на следующий участок.

Правда, реально увеличить число источников можно только на открытом пространстве - в степи, пустыне или тундре. Однако большое количество точек возбуждения волн сильно влияет на окружающую среду, что вызывает опасения экологов, особенно если речь идёт о морской сейсморазведке.

В разведку - с сейсмоприёмником. Второй обязательный элемент, необходимый для сейсморазведки - это приёмник отражённых или преломлённых волн. Сейсмоприёмник преобразует механические колебания упругих волн в электрический ток переменного напряжения. Сигналы, собранные сейсмоприёмниками (а их может быть несколько сотен), передаются к сейс-мостанциям. Графики колебаний объединяются в сейсмограммы - получается первичный полевой материал.

Сегодня чаще всего применяются индукционные сейсмоприёмники. Под воздействием упругих волн корпус устройства смещается, а в индукционной катушке наводится ЭДС. При разведке на морской акватории используют пьезоэлектрические сейсмоприёмники, преобразующие энергию механических колебаний в электрическую. Одна из последних тенденций - применение в качестве сейсмоприёмников многоком-ю понентных измерителей ускорений (ак-§ селерометров).

г Увеличение количества регистрато-I ров - ещё один способ сделать сейс-| моразведку более информативной. ^ Он хорош тем, что применим в любых, | в том числе труднодоступных услови-® ях. Его значение особенно велико для тех территорий, где нельзя увеличить 1 число источников колебаний. В любом

о

« случае, чтобы нивелировать влия-^ ние шумов и удовлетворить растущие Л требования к качеству информации, = получаемой в ходе сейсморазведки, необходимо повышать плотность сейсмических данных.

Обработка и интерпретация данных. Но на самом деле получение полевого материала - только первый этап разведки. Её окончательный результат во многом будет зависеть от качества обработки и интерпретации данных. Сейсмограмму, отражающую поступление колебаний на временной шкале, необходимо преобразовать в изображение, на котором будут зафиксированы глубины залегания различных пород. На основе обобщённого первичного материала строят модели исследуемого участка, а затем привязывают его к реальным геологическим границам.

"Если мы будем уверены в точности полученной модели, - поясняет Ирина Диденко, - главный специалист Тюменского нефтяного научного центра - мы сможем прогнозировать свойства коллектора. Объёмная модель позволяет представить приблизительное распределение этих свойств в резервуаре".

Именно в этом кроется важный резерв совершенствования метода сейсморазведки. Развитие информационных технологий позволяет создавать современное оборудование и программное обеспечение, позволяющие с высокой производительностью собирать и обрабатывать огромное количество данных. Иногда переинтерпретация полученных ранее данных позволяет добывающим компаниям существенно увеличить свои запасы.

Классические методы. В 20-х гг. XX века в мире впервые успешно применили сейсморазведку для поиска залежей нефти. В конце 20-х - начале 30-х годов были опробованы и внедрены методы преломлённых и затем отражённых волн. Метод преломлённых волн (МПВ) предполагает регистрацию волн, преломляющихся в слоях земной коры при попадании под определённым углом на границу двух пластов. Сегодня этот метод используется достаточно редко, так как существенно уступает другим по точности и детальности.

Метод отражённых волн (МОВ) наиболее распространён. В его основе -регистрация волн, однократно отражённых от границы пластов. Метод позволяет детально (до 0.5% от глуби-

ны залегания) изучить геологические структуры и определить, какие из них могут быть нефтегазоносными (как правило, это пористые породы - коллекторы). Однако точно установить, есть ли в коллекторе углеводороды, с его помощью невозможно.

Как правило, МОВ дополняют методом общей глубинной точки (МОГТ). Этот метод массово применяется в нашей стране с 1960-х гг. Он предполагает многократное получение сейсмических отражений от каждого элемента геологической границы и их суммирование. МОГТ позволяет существенно повысить информативность разведки, однако для решения сложных задач, к примеру, прогнозирования состава среды, он не пригоден. Поиски методов и способов, которые обеспечивали бы высокую точность сейсморазведки и минимальные затраты, продолжается. Причём прогресс движется в самых разных направлениях.

В другом измерении. До начала 1990-х гг. использовалась только двухмерная сейсморазведка. Источники волн и приёмники размещались вдоль линейного профиля, а результатом было изображение одного разреза. Переход от бумажных технологий к компьютерным позволил внедрить 3D-сейсморазведку.

При 3D-разведке источники и датчики размещаются на всей площади исследуемого участка, её результатом становится трёххмерная модель - сейсмический куб. При этом метод сбора данных остается сходным - просто сначала получают модели разрезов, которые впоследствии суммируются. Это значит, что 3D-разведка не располагает радикально новыми возможностями - к примеру, "заглянуть" на большую глубину и т.д. И всё же эксперты полагают, что при правильном подходе к интерпретации надёжность и информативность трёхмерного метода будет выше на 20-30%. Так что несмотря на более высокую стоимость (которая, впрочем, постепенно снижается), 3D-разведка сегодня применяется очень широко.

Но и на трёх измерениях прогресс не останавливается. Уже существует

и 4D-сейсморазведка, имеющая второе, более прозаическое название -"периодическая". Предполагается, что спустя некоторое время после получения первого объёма данных, проводится точный повтор разведочных работ с полным сохранением расположения пунктов возбуждения волн и сейсмо-приёмников. Таким образом получают второй куб данных, полностью идентичный первому, но отражающий состояние пласта на другом временном отрезке. Несовпадения каких-то параметров сейсмоданных при сравнении двух кубов свидетельствуют об изменениях в изучаемом пласте.

По сути дела 4D-сейсмика - это "идеальный" вариант проведения сейсмического мониторинга. Тут надо понимать, что на практике провести совершенно идентичные сейсмосъёмку и обработку данных чаще всего невозможно. Тем не менее, даже "неидеальный" вариант мониторинга позволяет изучить изменения в состоянии месторождения и сделать его разработку более бережной и планомерной.

Не только 3D, но и 3С. В традиционной сейсморазведке для анализа используются только продольные волны,

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком