Скважинная сейсмика

Окт 21, 2014
0 517

Общие вопросы проведения сейсмических работ в скважинах.
Стартовой точкой почти всех полевых геофизических работ является договор, заключенный между нефтяной компанией — заказчиком, и сервисной геофизической компанией, предлагающей свои услуги по решению задач поиска и разведки месторождений нефти или газа. Все службы геофизической компании подчинены главной цели — решению конкретной геологической задачи.

Геолого-геофизические задачи
Любая производственная деятельность имеет свою цель. Для геофизических работ такая цель формализуется в геологической задаче. Сейсмические исследования нацелены на поиск новых месторождений или уточнение геологического строения уже разведанных залежей. Скважинная сейсморазведка имеет преимущества и ограничения. Главная проблема скважинной сейсморазведки – это ограничение области исследования вокруг глубокой скважины. Однако уточнение геологического строения вокруг скважины – задача актуальная на этапе разработки месторождения, когда оперативный прогноз строения пласта коллектора на расстояние 300-400 метров от пробуренной скважины может повлиять на заложение кустовых эксплуатационных скважин. Решение любой геологической задачи должно быть оформлено в виде карт, схем и других графических приложений, подтверждающих ту или иную геологическую гипотезу. Для скважинной сейсморазведки окончательная геологическая информация представляется в виде:

— карт: глубин, мощностей, разломов, литологических замещений, развития коллекторов;
— карты физических свойств коллекторов;
— карты или схемы преимущественного направление трещиноватости пласта коллектора;
— карты изменения во времени контура залежи.

Конечно, представленный список неполный и приведен здесь, чтобы еще раз обратить внимание на то, что результатом работ ВСП, как и любой другой методики наземной или скважинной сейсморазведки должна быть геологическая информация. Скважинный сейсмический материал дает возможность определить различные параметры волнового поля, что само по себе является ценной информацией. Полученная геофизическая информация может быть использована для переинтерпретации данных наземной сейсморазведки. Основные геофизические задачи, которые можно решить с помощью методики ВСП это:

— изучение сейсмического волнового поля;
— изучение формы сейсмического сигнала;
— определение скоростной модели среды;
— согласование каротажных и наземных сейсмических данных.

Качество решения геологических и геофизических задач в первую очередь зависит от технологии проведения полевых работ. Современная цифровая скважинная сейсмическая аппаратура позволяет выполнять исследования с хорошим качеством и низким уровнем помех. Развитие технических средств – это непрерывный процесс. Появление новой аппаратуры приводит к повышению качества результатов сейсморазведки и дает возможность задумываться над решением более сложных геолого-геофизических задач. Новые задачи в свою очередь стимулируют развитие технических средств.
Единицы измерения и уровень сейсмического сигнала.

Распространение сейсмических волн в Земле – это сложный физический процесс. Абсолютно точное математическое описание процесса распространения волн невозможно, да и в этом нет необходимости. Волновые сейсмические поля регистрируются аппаратурой, имеющей ограничения по точности, поэтому точность математического описания и точность алгоритмов обработки должна быть согласована с точностью зарегистрированной информации. Сейсмические станции для регистрации упругих колебаний используют сейсмоприемники. Сигнал, записываемый на магнитный носитель с учетом всех преобразований в сейсмостанции, соответствует выходному электрическому сигналу сейсмоприемника. Конструкция сейсмоприемника может быть различной, но общий главный принцип всех сейсмоприемников – это преобразование скорости смещения упругих колебаний в электрический сигнал. В техническом описании сейсмоприемников обычно приводят коэффициент электромеханического преобразования и зависимость его от частоты механических колебаний. На Рис.1 приведены технические характеристики сейсмоприемника SM-11. Кривая чувствительности сейсмоприемника представляет собой график изменения коэффициента электромеханического преобразования в зависимости от частоты регистрируемого сигнала. Для данного сейсмоприемника, начиная с частоты 30Гц., характеристика сейсмоприемника практически постоянна. Спектральные составляющие сейсмические сигнала частотой менее 30 Гц фильтруются сейсмоприемником.
Зная скорость смещения сейсмического колебания и частоту сейсмического сигнала можно оценить смещения породы или почвы, регистрируемые для конкретного сейсмического процесса. В Таблице 1. приведены уровни сейсмических сигналов на поверхности и в скважине. Измеренные уровни сейсмического сигнала ориентировочные. Конечно, уровень регистрируемого сигнала зависит от мощности источника сейсмических волн и от условий распространения сигнала в среде. Данные в таблице приводятся для заглубленного источника с массой 1 кг. Средний уровень шумов и сигналов приводится по результатам измерения цифровой скважинной аппаратурой, с сейсмоприемниками, имеющими передаточный коэффициент 30 вольт/(м/сек).
Рассмотрим уровень помех сейсмического сигнала в зависимости от глубины погружения сейсмоприемника. Можно видеть, что уровень микросейсм на поверхности в 5000 раз выше, чем в скважине на глубине 1 км. Знание уровня сигнала и помехи помогает оценить точность измерения сейсмического сигнала и предполагаемое соотношение сигнал/помеха при проектировании новых исследований. Динамический диапазон сейсмической станции определяет те возможные соотношения сигнал/помеха, которые позволяют измерять полезный сигнал на фоне помехи.рис 1_opt

Рис.1. Технические характеристики сейсмоприемника SM-11.