Description:

"Применение анализа микросейсм для распознавания углеводородных коллекторов Applying microtremor analysis to identify hydrocarbon reservoirs R. Holzner, P. Eschle, H. Zurcher и M. Lambert из Spectraseis1, R. Graf of Proseis2, S. Dangel и P. F. Meier из Цюрихского Университета3 описывают инновационную пассивную технологию для распознавания геологических структур с углеводородами с помощью анализа низкочастотных сейсмических сигналов. Они иллюстрируют методику примером пробного исследования в Бразилии. Овый метод поиска и оконтуривания геологических ловушек углеводородов с помощью анализа низкочастотных сейсмических сигналов был разработан в Spectraseis. Он обеспечивает прямой поиск углеводородов для оптимизации местоположения скважины для разведки, оценки и добычи. Анализ Микросейсм Углеводородов (HyMAS) использует селективную абсорбцию и распространение фонового низкочастотного шума, вызванное углеводородами. В отличие от обычных технологий 2D и 3D сейсмики, HyMAS полностью пассивный метод и не требует искусственного возбуждения источниками. Напротив, любой сейсмический фоновый шум в Земле действует как движущая сила для возбуждения сигналов, указывающих на углеводороды. Спектр фонового сейсмического шума по-другому изменяется при взаимодействии с геологическими ловушками углеводородов, чем при взаимодействии просто с похожими структурами без углеводородов (Рис. 1). Рис. 1 Схема измерений HyMAS: взаимодействие фонового сейсмического шума с углеводородами в геологических структурах отражается в изменении спектра в окрестности 3 Гц. Трассы наверху показывают обычные плотности мощности спектра для вертикальной компоненты скорости (сигнал HyMAS), измеренной рядом (слева) и над вершиной (справа) углеводородного коллектора. Эти трассы более детально показаны на рис. 4. Первый непротиворечивый доклад про низкочастотные сейсмические измерения и анализ для поиска углеводородов в геологических формациях был сделан в 2001 S. Dangel и др. Линейное соотношение между наблюдаемым сигналом и общей мощностью углеводородных слоев было установлено с помощью различных измерений, которые сравнивались с данными ГИС на Ближнем Востоке. Ранее в 1993 г. другие открытия свойств низкочастотных сигналов были сделаны применимо к нефтенасыщенным слоям Голошубиным Г. М. и др. Они анализировали экспериментальные скважинные сейсмические данные с месторождения в Западной Сибири и обнаружили очень низкочастотные (10 Гц), низкоскоростные (300 м/с) и высокоамплитудные сигналы от нефтенасыщенных слоев. Их объяснение и моделирование было основано на теории Био (Biot, M.A., 1956), но содержало двухфазовую среду - твердое тело с флиюдонаполненными трещинами. Эта модель была удачно применена для анализа вулканических микросейсм Шуе в 1986 г. и Ферраззини с Аки в 1987 г. Эти открытия недавно были подтверждены сложными лабораторными экспериментами (Корнеев В. А., Голошубин Г. М., Далей Т. М. и Силин Д. Б.). С помощью них можно объяснить низкочастотный отклик от тонких углеводородных прослоек, измеренный во время сейсмической съемки отраженных волн. Можно понять возможный механизм, вызывающий сигналы HyMAS, в рамках простой линейной модели осциллятора. Механизм поро-механического усиления, вызванный фоновым сейсмическим шумом, резонансно усиливает низкочастотные сейсмические сигналы из-за взаимодействия жидких углеводородов, воды и порового материала горных пород. Образующиеся осцилляции передаются от коллектора к поверхности практически без потерь на поглощение или рассеяние, так как сигналы низкочастотны. Ожидается, что настоящие исследования, которые комбинируют аспекты макроскопического распространения волн Корнеева и также механизм поромеханического усиления, обеспечат продвижение вперед к полному пониманию возникновения сигналов HyMAS. Технология HyMAS объединяет несколько процессов и процедур, которые более детально описаны ниже и проиллюстрированы примерами из недавнего пробного коммерческого исследования в Бразилии. 1Spectraseis, Giessereistrasse 5, CH-8005 Zurich, Switzerland. 2Proseis, Siewerdtstr. 7, CH-8050 Zurich, Switzerland. 3University of Zurich, Winterthurerstr. 190, CH-8057 Zurich, Switzerland. Съемка, обработка и интерпретация данных с площади 120 км² были проведены за пять месяцев. Первоначально результаты представляли собой контурные карты некалиброванной интенсивности сигнала HyMAS. Сигналы были последовательно сравнены с общей мощностью слоев с углеводородами, выделенным по ГИС в 8 скважинах. Это было основой для предварительных карт толщин слоев с углеводородами. Первоначальные результаты этой съемки подают надежды. В ближайшее время будет проведена калибровка с дополнительными скважинными данными, что позволит использовать HyMAS для расположения новых скважин в наиболее вероятных коллекторах. Получение данных Данные были собраны с площади 120 км² с использованием высокочувствительных сейсмометров с широким диапазоном (0.03-50 Гц с разрешением 5·10⁻¹⁰ м/с). Съемку проводила бригада из 20 человек в течение 55 дней. Было произведено примерно 500 измерений на 266 пикетах, включая повторные измерения для контроля качества. Наблюдения были выполнены в двух фазах: в первой фазе вся площадь съемки была покрыта измерениями по сетке с шагом 1000 x 1000 м; во второй фазе использовалась более узкая сетка с шагом 500 x 500 м. Предварительный анализ после первой фазы выделил наиболее интересные зоны, которые были исследованы более детально в фазе 2. На большинстве пикетов инструменты помещались в отверстия 60 см глубиной с тонким фанерным основанием и крышкой (рис. 2). Расположение выбиралось внутри радиуса нескольких десятков метров от запланированной регулярной сетки при условии хорошего покрытия GPS, твердой почвы и отсутствии близлежащих искусственных источников шума. В местах, где поверхность трудна для проникновения, датчики ставились на тарелку с хорошим контактом с грунтом. Обработка и анализ данных Была произведена предобработка полевых данных для немедленного контроля качества и перевода исходных данных в структурированные форматы, необходимые для обработки в запатентованном программном обеспечении Spectraseis. Несмотря на то, что обработка данных сама по себе сильно автоматизирована, качество сигнала в каждом измерении постоянно визуально контролировалось опытными интерпретаторами на протяжении всего процесса анализа, так как контроль качества очень важен. Всего для окончательного анализа было использовано 376 набора данных хорошего качества, выбранных из примерно 700 часов временных последовательностей, записанных с частотой дискретизации 100 Гц. Эти наборы данных были потом уменьшены до одного значения HyMAS для каждого пикета и изображены в виде контурных карт вместе с информацией о качестве сигнала и распределении перцентилей. Множество комбинаций методик усиления сигналов во временной и частотной области было применено в зависимости от качества измерений с целью повышения отношения сигнал шум и максимального выделения возможной информации. Рис. 2 Подготовка датчика перед измерениями Рис. 3 Временные последовательности скорости вертикального смещения, измеренной при частоте дискретизации 100 Гц. От исходной временной последовательности (сверху) отрезаны интервалы с малым количеством возмущений и собраны (снизу) для следующей обработки. Решение об использовании интервалов основывалось на предыдущих стадиях анализа. Рис. 4 После подходящего процесса фильтрации как во временной, так и в частотной области значение HyMAS можно определить как максимальное значение плотности мощности спектра вблизи 3 Гц. Трасса наверху соответствует низкому значению HyMAS, а трасса снизу соответствует высокому значению. На частоте 4.6 Гц определяется искусственный источник узкополосного шума. Рис. 5 Изменение спектра (вертикальная ось) во времени (горизонтальная ось) измерений. Цвет есть функция плотности мощности спектра, изменяющийся от низких значений (голубой) до высоких значений (красный). Сильный широкополосный шум четко виден как вертикальные красные, а сильные узкополосные сигналы выделяются в виде тонких горизонтальных линий. Спектрограммы Разложение время-частота (рис. 5) показывает наличие или отсутствие источников непрерывного узкополосного шума и используется для выделения интервалов с низким уровнем шума. Определение качества сигнала На протяжении всего процесса анализа, повторно определяется качество сигнала для каждого пикета." Ключевые слова: результат, карта шум, технология, последовательность, точка измерение, взаимодействие, площадь, мощность, область, шум, частотный, дать, анализ, сигнал hymas, карта, статистический, геологический, распределение, zurich, среда, уровень, геологический структура, гис, выделить, геологический формация, потенциал, общий, обычный, дать гис, источник, показать, goloshubin, май, глубина, измерение, скважинный нетрадиционный, richards, сигнал, углеводород, зона, средний, нетрадиционный, шаг, dangel, показывать, временной, низкий, хороший, разведка оценка, качество сигнал, изменяться, воспроизводимость, method, фаза, тема, theory, использование, biot, свойство, интерпретация, метод, значение thlt, тарелка, поверхность, сейсмический, hymas, пикет, eage, зависимость, калибровка, общий мощность, искусственный, thlt, протяжение, break май, детальный, окончательный анализ, высокий потенциал, май скважинный, обработка, структура, круг, использовать, интервал, бразилия, скважинный, центр, из-за, сейсморазведка, линия, технология hymas, процедура, съёмка, switzerland, слой, съемка, zurich switzerland, выделение область, показанный, нетрадиционный сейсморазведка, контроль, сравнение, значение hymas, формация, низкочастотный, оценка, спектр, коллектор, измерить, слой углеводород, geophysics, break, провести, качество, значение, применение, скважина, высокий качество, исследование, повторный измерение, углеводородный потенциал, frequency, фоновый, контроль качество, сильный, welch, информация, гц, специальный, высокий, разведка, специальный тема, плотность мощность, плотность, углеводородный