Description:

"Методики увеличения эффективности анализа низкочастотных пассивных сейсмических данных. Pitfalls in the analysis of low frequency passive seismic data Peter Hanssen1* и Sascha Bussat1 из StatoilHydro подчеркивают важность анализа съемки пассивной сейсморазведки, построенной на микросейсмах в углеводородах (УВ) и выделения антропогенных шумов и эффектов ближнего поля потенциальных углеводородных прямых индикаторов на примере съемки в Ливии. В 2007 году StatoilHydro провел тестовую съемку на добывающем нефтяном месторождении в Ливийской пустыне с целью изучения возможного нового прямого углеводородного индикатора (DHI), на основе пассивной сейсморазведки. Используя широкополосные сейсмометры, новый метод DHI может иметь хороший потенциал и указывать на наличие углеводородного коллектора под поверхностью, путем анализа записанного спектра для увеличенного уровня энергии в диапазоне между 2-6 Гц. Этот тип исследований также известен под названием анализа углеводородных микросейсм и за несколько прошедших лет некоторые подрядчики предложили свои услуги по выполнению таких съемок. В данном исследовании мы будем уделять внимание одновременной регистрации одного профиля и дополнительным повторным измерениям на других позициях. Мы расскажем о некоторых серьезных ошибках интерпретации, которые могут потенциально возникать, если данные были обработаны не достаточно тщательно. Эта работа демонстрирует, что шум, вызываемый человеческой деятельностью, может давать похожие сигналы на целевые DHI в частотной области и что он может сильно коррелироваться с шумом источников высоких частот. Кроме того, необходимо рассмотреть вопрос о том, что поверхностные волны, вызванные антропогенными шумами, часто имеют пики частот между 1 и 10 Гц из-за неконсолидированных приповерхностных толщ. Устранение этих наложенных сигналов, которые могут достигать частот 0.5 Гц, существенно и его лучше выполнять в автоматическом режиме. Анализ получаемых областей покрытия данных в предлагаемом частотном диапазоне вблизи 3 Гц дает дополнительную информацию о малоглубинном интервале. Эти сигналы также должны быть подавлены для того, чтобы был шанс зарегистрировать слабый сигнал от коллектора, расположенного в нескольких сотнях метров под поверхностью. Для того, чтобы было шанс разделить предполагаемый DHI и антропогенный шум и эффекты ближнего поля, необходимо производить запись трехкомпонентных данных с сохранением высоких частот, ультра чувствительных сейсмометров, а длительность записи должна быть достаточной для регистрации данных свободных от шума. Истоки Недавно новый метод прямых признаков углеводородов рекламировался несколькими компаниями. Изначально предложенный российскими учеными в начале девяностых, метод привлек внимание западного полушария в работе Dangel et al. в 2003 году. В своей работе они описывают явление, которое подобно вулканическому дрожанию и его можно постоянно регистрировать над углеводородными коллекторами, но не на удалении от них. Анализ этого сейсмического сигнала в частотной области говорит о существенном увеличении энергии над углеводородными коллекторами в диапазоне между 2 и 6 Гц с максимумом вблизи 3 Гц. Оборудование для активных сейсмических наблюдений обычно не предназначено для записи низких частот, и частоты ниже 3 Гц обычно подавляются электроникой. Более того, амплитуды этих сигналов настолько низкие (до 10 µм), что они не могут быть зарегистрированы обычными геофонами и должны использоваться чувствительные сейсмометры, обычно применяемые для изучения землетрясений (Dangel et al., 2003). Еще одним преимуществом использования широкополосных сейсмометров является то, что они также регистрируют интенсивность вторых микросейсм, иногда также называемых пиками океанических волн, которые могут вызывать и управлять интенсивностью сигнала DHI (Holzner et al., 2005), смотрите теоретический обзор, представленный ниже. Некоторые авторы также утверждают, что общая высота залежи линейно пропорциональна измеренному сигналу DHI (Dangel et al., 2003; Akrawi et al., 2006; Rode, 2006). Теория Благодаря тому, что сигнал DHI похож на вибрацию, в настоящее время его называют сигналом УВ-микросейсм. Тогда как Dangel et al. (2003) рассуждают о возможных причинах образования этого сигнала, Schmalholz et al. (2006) и Graf et al. (2007) описывали несколько возможных теорий, которые могли бы объяснить наблюдаемый эффект, например, резонанс стоячих волн, выборочное затухание и резонансное усиление. Никакая из этих теорий не была доказана до настоящего времени, но все они основаны на постоянном фоновом шуме Земли. В этих микросейсмах доминируют непрерывные волны Релея с частотными пиками вблизи 0.2 Гц и их часто называют пиками океанических волн. Наиболее обещающей теорией является теория резонансного усиления Holzner et al. (2006), которая поясняет УВ-микросейсмический сигнал нелинейными взаимодействиями между несмачивающими пузырьками УВ, которые перемещаются в водонасыщенном поровом пространстве породы коллектора. Одним из наблюдаемых эффектов сигнала от коллектора является его предполагаемая вертикальная поляризация (Saenger et al., 2007; Walker, 2008). 1 StatoilHydro, Research Centre Bergen, Postboks 7200, 5020 Bergen, Norway. Corresponding author E-mail: PetHan@StatoilHydro.com. 2008 EAGE www.firstbreak.org До настоящего времени никакая из предполагаемых теорий не была доказана, большей частью потому, что она является относительно новой темой в научном сообществе. В добавок методу требуется больше эмпирических исследований для понимания или даже доказательства упомянутых теорий. Регистрация Отрицательным аспектом применения чувствительных сейсмоприемников является их сложная конструкция и цена. Таким образом, съемка часто выполняется с использованием пары дюжин инструментов вместо тысяч сейсмоприемников при активных сейсмических съемках. Часто разведочная съемка проводится по регулярной сетке с минимальным расстоянием 500 м между пунктами регистрации. Сейсмометры помещаются на первом наборе точек грида, вкапываются и устанавливаются для записи длительностью максимум 24 часа, перед тем как их перемещают на следующий набор точек грида. Инструменты, например, можно расположить в линейную группу или возможно даже в виде "лягушачьих прыжков" для достижения более длинных совокупных удалений. Устанавливается несколько базовых станций, которые постоянно регистрируют фоновый шум Земли во время съемки. Обычно они устанавливаются вблизи сухих скважин и над предполагаемой углеводородсодержащей областью. Хотя первоначально планировалось, чтобы они регистрировали вариации микросейсм в целях нормировки, теперь они действуют только как опорные записи в целях контроля качества для большинства компаний. В данном исследовании было проанализировано 11 сейсмометров Nanometrics, производящих одновременную запись, длительность записи 19.5 часов. Областью съемки был североафриканский бассейн Murzuq, частично покрытый песчаными дюнами. Сейсмометры были помещены на диагональную линию с северо-запада на юго-восток и пересекающую центр продуктивного коллектора D в блоке 186 (рис. 6). Для выполнения надежного моделирования обращения (Steiner et al., 2007), концы профиля были гораздо дальше от продуктивного месторождения, чем это обычно бывает. Это дало профиль длиной 32 км с равномерными удалениями между пунктами записи. Всего за всю съемку было получено 264 записей и повторные измерения были предприняты на двух профилях, пересекающих область, один из примеров данной съемки обсуждается детально в нашем исследовании. Анализ Первоначальные результаты на месторождении выглядели многообещающе. Однако для детального анализа были построены сотни временных последовательностей 24-часовых низкочастотных записей в частотной области, и построено собственное программное обеспечение. Это способствовало выполнению детального анализа, который дал лучшее понимание соотношений между наблюденным сигналом вблизи частоты 3 Гц и углеводородным коллектором. В добавок были обнаружены большие ошибки в первоначальном анализе записи. Эти погрешности обработки необходимо тщательно рассмотреть для лучшего понимания этого явления. В следующих разделах мы предлагаем более критический и тщательный анализ подобных записей сейсмометров. Такой анализ данных дает информацию по частотному диапазону антропогенного шума, длительности сигнала микросейсм вблизи частоты 3 Гц и их связи с более высокими и более низкими частотами. Также можно обнаружить происхождение наблюденной аномалии микросейсм над нефтесодержащим коллектором. И наконец, выполняется автоматический выбор временных интервалов, которые не загрязнены антропогенным шумом. Это приводит к некоторым интересным результатам. Антropогенный шум При съемке микросейсм сейсмометры регистрируют поле фонового шума, который генерируется природными или антропогенными источниками. Природные источники, такие как первые или вторые микросейсмы (с периодом около 15 с и 5 с) или землетрясения доминируют в полосе частот ниже 1 Гц, но из-за таких факторов, как погодные условия, этот верхний предел частот может быть выше, особенно в морских областях. Источники антропогенного шума - различные формы человеческой деятельности, такие как перемещение грузовиков, бульдозеров, бурение и другие агрегаты, которые напрямую или не напрямую излучают шум. Огромная проблема - разделение двух перекрывающихся типов шума, антропогенного шума или шума, связанного с недрами Земли." Ключевые слова: вызывать, измерение, сильный, приход, необходимый, полоса частота, показанный, временной, образ, четкий, станция, показать, сравнение, site, исследование, увеличение эффективность, noise, спектр, метод, данный исследование, топография, возможный, углеводородный коллектор, вблизи, съемка, bard, анализ, область, июнь, break июнь, результат, коллектор, ува коллектор, podladchikov, eschle, эффект, passive seismic, демонстрировать, низкий частота, чёткий, диапазон, поверхностный волна, firstbreak, хороший, следующий раздел, обычный, гц, carbonate reservoir, abu dhabi, влиять, неделя, позиция, скорость распространение, сигнал ува-микросейсм, показать рисунок, частота, эффективность, поверхность, сравнить, предполагаться, регистрировать, специальный тема, съёмка, пик, break, тип, частотный, поле, firstbreak org, дать, частый, длительность, oil, амплитудный, ночной, непрерывный, barkat, доказанный, антропогенный шум, спектрограмма, волна, ува микросейсм, сейсмометр, small, потенциальный, наблюдать, специальный, фоновый, должный, полоса, application, dangel, тип волна, нефтесодержащий коллектор, повторный измерение, данный, ali, ува-микросейсм, высокий амплитуда, час, org, интервал, вызвать, соотношение, методика увеличение, низкий, рисунок, частотный диапазон, seismic, амплитуда, ува, lambert, период, разделение, тема, методика, berteussen, шум, указывать, аномалия, теория, предлагать, предел, eage, запись, увеличение, bonnefoy-claudet, saenger, поверхностный, graf, течение, dhi, амплитудный аномалия, основа, высокий частота, источник, данный район, антропогенный, предполагать, частотный область, passive, добыча, углеводородный, высокий, сигнал, schmalholz, амплитудный вариация, микросейсм, walker, вариация