Модификации скважинных сейсмических наблюдений

Помимо СК и ВСП широко используется, так называемое, НВСП – непродольное вертикальное профилирование или иногда его называют азимутальное вертикальное профилирование. В этом случае (рис 8.7.) одновременно с продольным ВСП (точка возбуждения О₁) обычно делается несколько точек возбуждения (рис 8.8.). Колебания регистрируются от всех ПВ на разных глубинах СП. В этом случае колебания могут возбуждаться и вибраторами. Рис 8.9. В этом случае мы регистрируем прямую волну и отраженные волны, с учетом преломления лучей на границах. Часто регистрируются продольные, поперечные и обменные волны. Таким образом, дополнительно к скоростям продольных волн мы можем получать сведения о поперечных волнах.

Кроме того, определив времена пробега прямых волн на больших удалениях от скважины, мы можем рассчитать теоретические времена пробега волн для модели скоростей, полученному по продольному ВСП. Сравнение теоретических времен с реальными позволяет уточнить сами скорости, а во вторых наклоны отражающих границ. Сравнение времен теоретических и практических позволяет, во-первых, уточнить скорости, во-вторых, уточнить наклон границ и даже выявить наличие небольших тектонических нарушений.

Для каждого луча (рис 8.8.) мы можем построить временной или глубинный разрез отраженных волн, что также позволяет уточнить около скважинное пространство.

Таким образом, данные НВСП позволяют уточнить скоростную модель, геологическое строение около скважинного пространства и часто позволяет более детально картировать перспективные на нефть объекты.

Также существует методика 3Д (3С) ВСП, когда возбуждение колебаний проводиться по серии профилей возбуждения. Часто эти работы совмещаются с наземными наблюдениями и после обработки всех данных, мы получаем распределение петрофизических свойств в около скважинном пространстве.

Еще есть методика ГСТ – глубинное сейсмическое торпедирование. Когда делается перфорация пластов, то на поверхности фактически расставляют ПП и волны возникающие при перфорации пластов регистрируются на поверхность. Рис 8.10. Гидро разрыв пласта – под большим давлением закачивают воду в пласт, пласт разрывает, идут трещины и колебания от этих трещин могут регистрироваться. Пытаются определить размер и направление трещин. Иногда все эти работы называют промысловой сейсморазведкой.

ПМ НВСП

ПМ – поляризационная методика НВСП. Поляризация – это значит, что мы изучаем траекторию движения частиц, т.е. более детально пытаемся отделить продольные от поперечных волн. В этом случае, чаще всего проводят наблюдения трехкомпонентные, т.е. получаем отдельные три волновые поля z, x и у. В этом случае, мы гораздо более четко выделяем годографы продольных и поперечных волн и соответствующие скорости продольных и поперечных волн. А это позволяет рассчитать коэффициенты отношения V_p/V_s, а также коэффициенты Пуассона, ну и иногда модули объемного сжатия, которые связаны с физико-механическими свойствами пород. Т.е. мы можем судить о степени трещинноватости пород и основных направлениях (азимутах) распространения этих трещин. Это связано с направлением коэффициентов проницаемости пород, по трещинам дебит скважины будет больше, чем против трещин. Кроме того, все НВСП позволяют изучать скоростную анизотропию пород, которая тоже связана с направлением трещин и данные о которой очень важны затем при разработке месторождений.

Акустический каротаж

Используется для определения коэффициентов пористости, качества цементирования. АК в СР используется для построения тонкослоистой скоростной модели. Мощность выделяемых пластов от 0,5 м. Такая детальная скоростная модель необходима прежде всего для производства моделирования волновых полей, ну или построения синтетических трасс сейсмограмм.

Зонд АК состоит из скважинного прибора и наземной аппаратуры и включает в себя источник и два приемника колебаний. Рис 8.11. Или может быть наоборот два источника и один приемник. Регистрируем что-то вроде прямых, головных преломленных или рефрагированных волн. Длина всего зонда до 4 м, а база наблюдения порядка 30-50 см (расстояние между П₁ и П₂). Замеряем разность прихода времен к приемникам:

Получаем рисунок 8.12.

В настоящее время существуют методики АК, которые позволяют одновременно регистрировать как скорости продольных, так и поперечных волн. Так называемый, широкополосный каротаж. При этом скорости, определяемые по АК, несколько отличаются от скоростей, определяемых по СК или ВСП. Это связано прежде всего с частотным диапазоном колебаний. Т.е. в сейсморазведке в среднем частота 50 Гц, а в АК порядка 10 кГц. Кроме того, если внимательно рассмотреть стенки скважины, то мы заметим что в некоторых местах будет глинистая корка, затем выделяется промытая зона (рис 8.13).

Интервальную скорость иногда называют скоростью по данным каротажа. Часто бывает, что зона проникновения бурового раствора не горизонтальная, а наклонная, как на рис 11.1, это связано с минерализацией воды и пластовым давлением. При АК используются частоты 10-15 КГц, а в сейсморазведке регистрируются частоты от 10 до 100 Гц. Возникает ряд причин, когда у нас скорости по данным СК-ВСП несколько отличаются от скоростей, полученных по АК. Также бывают аппаратурные погрешности, т.е. проскоки цикла, когда амплитуда очень маленькая и не регистрируется датчиками. Рис 11.2. Мы можем скорость АК пересчитать в вертикальный годограф, однако, можем получить расхождение с вертикальным годографом СК-ВСП. В случае расхождения желательно, чтобы в глубоких скважинах делались непрерывные наблюдения АК, которые должны сопровождаться наблюдениями СК-ВСП в нескольких точках. Ну и тогда данные АК можно было бы откалибровать данными СК. Т.е. сблизить данные о скоростях по обоим методам. Также различия связаны с тем, что СК дает макромодель, а АК дает изменение скоростей в тонких пластах, т.е. детальную скоростную модель среды. Чтобы совместить эти низкочастотную и высокочастотную компоненту и проводят АК и СК-ВСП скважин.

Практика 5

Кинематические поправки

Задание 8.Вводят для преобразования криволинейного годографа отраженной волны в прямую линию t₀. Рис 9.1. Кинематическая поправка – это разность времен регистрации отраженной волны в точке наблюдения отстоящей от ПВ на расстоянии х и времени отражения от той же границы по нормальному лучу в точке х/2. Рис 9.2. Надо вычислять середину расстояния ПВ-ПП, нужно вычислять время при удалении. В реальности для наземной сейсмики используется такая формула:

Для сейсмокаротажа (как у нас, задание 7):

В итоге должны получить графики зависимости времени от глубины

Для графика 9.4 формула выглядит так:

Для графика 9.5:

Задание 9.Расчет эффективных скоростей – это скорость в покрывающей сейсмическую границу среде, вычисленная по годографу в предположении, что среда однородная. Считаем по заданию 1, в моем случае, по третьей границе.

1 способ. Способ квадратичный координат. Предполагает использование одиночного годографа (берем либо прямой либо встречный). Рис 9.6. для прямого. Находим середину. Берем от середины значения t, считаем τ. Всего должно быть 7 точек (примерно на прямой), аппроксимируем прямой линией все точки и вычисляем эффективную скорость.

2 способ. Постоянной разности. Опять берем один годограф хоть прямой, хоть встречный. Используется скользящее окно от края. Рис 9.8. Где m – длина скользящего окна, у нас 25 м.

3 способ. Встречных годографов. Используются два годографа (пара). рис 9.9. Берем данные с двух годографов. L – база наблюдений, у нас 300 м, φ – угол наклона границы, у нас будет равен 0.

4 способ. Разностного годографа. Берем пару. Если годографы одинаковые, то τ будет одно, у нас не будет, поэтому берем среднее арифметическое.

Практика 6