РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ ...ts.sbras.ru/ru/articles/2011-03_060.pdfP(z), и глубинных разрезов по P-, PS- и S-волнам.

60

Технологии сейсморазведки, № 3, 2011, с. 60–70 http://ts.ipgg.nsc.ru

УДК 550.834

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ АНИЗОТРОПИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗАНА ПЕЛЯТКИНСКОЙ ПЛОЩАДИ ПО ДАННЫМ МНОГОВОЛНОВОГО ВСП

И СЕЙСМОРАЗВЕДКИ 3D

С.Б. Горшкалев1, В.В. Карстен1, Е.В. Афонина1, П.С. Бекешко1, И.В. Корсунов21Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН,

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия, e-mail: [email protected]

2ООО “Геостайлус”, 660049, Красноярск, ул. Карла Маркса, 62, Россия, e-mail: [email protected]

Проведена обработка данных ВСП скв. 830 на Пеляткинской площади (север Западной Сибири) и выполнен поляризационный анализ поперечных и обменных волн, как падающих, так и отраженных. В большом диапазоне глубин выявлена азимутальная анизотропия среды и определены ее параметры. Обнаружено постоянство элементов симметрии среды на различных глубинах. Найденная анизотропия позволяет прогнозировать направление максимальной проницаемости коллектора, что является важ-ным фактором при планировании разработки. При помощи азимутального скоростного анализа данных сейсморазведки 3D получено распределение параметров анизотропии по площади, согласую-щееся с результатами обработки данных ВСП.

Обработка сейсмических данных, ВСП, азимутальная анизотропия

RESULTS OF STUDYING THE AZIMUTHAL ANISOTROPY OF THE SUBSURFACE AT PELYATKINSKY AREA FROM MULTIWAVE VSP AND SEISMIC 3D DATA

S.B. Gorshkalev1, V.V. Karsten1, E.V. Afonina1, P.S. Bekeshko1, I.V. Korsunov21Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS,

Aсad. Koptyuga prosp., 3, Novosibirsk, 630090, Russia, e-mail: [email protected],

2Geostylus Ltd., Karl Marx str., 62, Krasnoyarsk, 660049, Russia, e-mail: [email protected]

Processing of VSP data for well 830 at Pelyatkinsky area (North of Western Siberia) has been completed and polarization analysis of shear and converted waves, both reflected and downgoing, has been carried out. Azimuthal anisotropy of the subsurface is detected in a large depth range, and its parameters are defined. Stability of symmetry elements of the medium at different depths is uncovered. The anisotropy revealed allows predicting the direction of maximum permeability in the reservoir which is an important factor in planning the development. Using azimuthal velocity analysis of 3D seismic data, lateral distribution of anisotropy pa-rameters over the area is obtained consistent with the VSP processing results.

Seismic data processing, VSP, anisotropy

Развитие метода поперечных и обменных волн, создание основ многоволновой сейсморазведки (ком-плексного использования волн различных типов) дают возможность получать более полную информа-цию о среде, в том числе об анизотропии [1]. Как известно, по данным регистрации продольных волн не всегда удается легко различить эффекты, связан-ные с неоднородностью и анизотропией упругих свойств, и для достоверного обнаружения анизотро-пии необходима весьма подробная система наблюде-ний. В то же время использование поперечных волн, расщепляющихся в анизотропной среде на две волны, позволяет дать однозначный ответ на этот вопрос.

Из данных многокомпонентных наблюдений можно получать как кинематические (скорости), так

и динамические характеристики всех типов волн, свя-занные с анизотропией среды. Из динамических ха-рактеристик для определения анизотропии наиболее важны параметры поляризации поперечных и обмен-ных волн.

В анизотропной среде вдоль произвольного на-правления могут распространяться две квазипопереч-ные волны с различной поляризацией и различными скоростями. Одну из них называют быстрой (S1), а другую медленной (S2). При падении на границу ани-зотропного слоя S-волны с произвольной поляриза-цией происходит расщепление S-волн, которое и яв-ляется признаком наличия анизотропии, т. е. двой-ным лучепреломлением. Поляризационный анализ поперечных и обменных волн позволяет разделить

© С.Б. Горшкалев, В.В. Карстен, Е.В. Афонина, П.С. Бекешко, И.В. Корсунов, 2011

ВВЕДЕНИЕ

61

волны S1 и S2 в случае их интерференции и опреде-лить параметры их поляризации, связанные с харак-теристиками анизотропной среды.

В настоящей работе приводятся результаты поля-ризационного анализа поперечных и обменных волн, выполненного с целью изучения анизотропии геоло-гической среды по данным ВСП скв. 830 на Пелят-кинской площади (Плт-830), расположенной на севе-ре Западной Сибири. Описание полученных результа-тов по анизотропии предваряет описание методики полевых работ ВСП, волновой картины на трех ком-понентах, процедур обработки данных, построенной скоростной модели среды, т. е. зависимостей VP(z), VS(z) и γ = VS(z)/VP(z), и глубинных разрезов по P-, PS- и S-волнам. Результаты изучения анизотропии по данным ВСП дополнены картой распределения пара-метров анизотропии по площади, построенной по ре-зультатам азимутального скоростного анализа данных 3D на продольных волнах.

ДАННЫЕ ВСП, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕДЛЯ АНАЛИЗА АНИЗОТРОПИИ

Методика работ ВСПГеофизические полевые работы на скв. Плт-830

выполнялись с целью получения исходного материала для изучения скоростных характеристик среды, вскрытой этой скважиной, привязки отражающих го-ризонтов к стратиграфическим уровням, а также ис-следования состава волнового поля и анизотропных свойств среды.

Полевые работы проводились с применением специального комплекта скважинной аппаратуры АМЦ-ВСП-3-48 (разработка ЗАО “ГИТАС” и ЗАО “СейсмоСетСервис”, г. Октябрьский), включающего в себя трехкомпонентный телеметрический трехпри-борный неориентируемый зонд с управляемым при-жимом и сейсмостанцию с программным обеспечени-ем на базе персонального компьютера.

Наблюдения ВСП проводились при возбуждении с девяти ПВ. Шаг регистрации при возбуждении с ПВ 1 составлял 10 м, а с остальных ПВ – 20 м, шаг дискре-тизации записи 1 мс. Все работы ВСП проводились с использованием взрывных источников с зарядами массой от 1 до 3,3 кг в зависимости от удаления ПВ. Глубина погружения заряда составляла 1–1,5 м.

При возбуждении с каждого ПВ наблюдения вы-полнялись в ходе отдельной спускоподъемной опера-ции. Такая методика проведения работ не является оптимальной, поскольку не позволяет выполнить ана-лиз точности определения ориентации скважинного прибора и использовать данные по выносным ПВ для разворота горизонтальных компонент, зарегистриро-ванных с ближнего ПВ.

Описание волновой картиныДля обработки выбирались данные ВСП, полу-

ченные при возбуждении с ПВ 1 и ПВ 4, так как они характеризуются наименьшим уровнем помех. Анализ прямой падающей волны проведен также по данным, полученным при возбуждении с ПВ 2. Схема распо-ложения этих ПВ изображена на рис. 1.

На рис. 2 представлена волновая картина по дан-ным с ПВ 4, отличающаяся наиболее полным соста-вом волнового поля. Приведены сейсмограммы z-, x- и y-компонент, при этом x- и y-компоненты по-лучены путем анализа вектора смещения прямой про-

дольной волны (x-компонента ориентирована в на-правлении источник–приемник, а у – ортогональ-на ей).

На z- и x-компонентах наблюдается поле падаю-щих и отраженных продольных волн, включающее в себя как прямую и однократно отраженные волны, так и многократно отраженные падающие и восходя-щие волны, в том числе волны-спутники.

На горизонтальных компонентах наблюдается интенсивное поле нисходящих и восходящих обмен-ных волн. Наличие нисходящих обменных волн на y-компоненте при субгоризонтальных отражающих границах свидетельствует, на качественном уровне, о наличии азимутальной анизотропии.

Поперечная волна регистрируется на горизон-тальных компонентах. Ее высокая интенсивность на y-компоненте указывает на наличие азимутальной анизотропии верхней части разреза (ВЧР). Явная нестабильность возбуждения видна на x-компоненте поперечной волны в нижней части скважины, в связи с чем поляризационная обработка этой волны в целе-вом интервале становится невозможной.

Значительное удаление ПВ влияет на характер волновой картины. На глубинах выше 1500 м отра-женные P- и PS-волны по интенсивности соизмери-мы на x- и на z-компонентах.

На глубинах выше 800 м наблюдается интерфе-ренция отраженной обменной и монотипной попе-речной волны. Помимо этого, при таких удалениях появляется интенсивная восходящая обменная волна типа SP↑, которая еще больше осложняет волновую картину. На этих же глубинах регистрируются интен-сивные кратные продольные волны.

Возрастание интенсивности обменных волн на y-компоненте по мере их распространения подтвержда-ет наличие азимутальной анизотропии в среде.

Цифровая обработка данных ВСПОбработка данных проводилась с использовани-

ем обрабатывающей системы ВСП “VSPLab”, разра-батываемой в Институте нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Обработка производилась в опи-санном ниже порядке.

⇒ Анализ качества материала, редактирование, отбраковка.

⇒ Корреляция прямой продольной волны и опреде-ление первых вступлений.

⇒ Анализ ориентации и разворот горизонтальных компонент.

Анализ ориентации зонда производился по на-правлению смещений в первых вступлениях продоль-

Рис. 1. Схема расположения ПВ на скв. Плт-830.

62

Рис. 2. Скв. Плт-830. ПВ 4. Удаление ПВ равно 1004 м.

Стрелками показано направление распространения волны.

63

ной волны. После этого выполнялся пересчет гори-зонтальных компонент, ориентирующий x-компо-ненту в направлении на источник. Эта процедура позволила проследить обменные волны, как нисходя-щие, так и восходящие, а также интенсивные попе-речные волны.

⇒ Коррекция геометрического расхождения и трех компонентная нормировка.

⇒ Деконволюция и частотная фильтрация.Использовалась детерминистическая деконволю-

ция данных ВСП, основанная на оценке формы им-пульса падающей волны. Для этого производилось суммирование вдоль годографа падающей волны, и по временному окну, содержащему импульс падаю-щей волны и импульсы волн-спутников, для разных глубин регистрации вычислялись формирующие опе-раторы, приводящие соответствующий сигнал к нуль-фазовому импульсу Рикера. Эта процедура позволила успешно подавить кратные продольные волны на сейс-мограммах.

⇒ Разделение волнового поля.Производилось параметрическое разделение вол-

нового поля во временной области по заданным го-дографам волн. Для выделения полей восходящих волн задавались теоретические годографы.

⇒ Корреляция падающих обменных и поперечных волн.

⇒ Построение пластовой модели.Пластовые скорости продольных и поперечных

волн определялись с учетом преломления в горизон-тально-слоистой среде путем минимизации невязки между наблюденным и теоретическим годографами по методу деформируемого многогранника.

⇒ Построение разрезов околоскважинного про-странства.

Разрезы построены по алгоритму фокусирующего преобразования путем суммирования по Кирхгофу с контролем угла отражения. Такой алгоритм позволяет проводить миграцию как для продольных отраженных волн, так и для обменных.

Для проведения миграции использовалась ско-ростная модель по продольным и поперечным вол-нам. Построение разреза ниже забоя было проведено с постоянными скоростями продольных и попереч-ных волн, соответствующими нижнему интервалу реги страции.

⇒ Получение суммотрассы однократных отра-жений.

Для получения суммотрассы использовался при-легающий к скважине фрагмент разреза околосква-жинного пространства, пересчитанный из глубинного во временной.

Результаты обработки данных ВСПСкоростная характеристика среды

Проведенная обработка позволила получить ско-ростную модель среды по продольным и поперечным волнам. Пластовые скорости этих волн, их соотноше-ние γ = VS/VP приведены на рис. 3 в сопоставлении с данными ГИС и с глубинным разрезом ВСП.

Сравнение скоростей продольных волн, получен-ных по ВСП и АК, показывает, что эти результаты не везде коррелируют друг с другом. Если значения ско-ростей в тонких слоях мощностью, составляющей единицы метров, не могут быть определены по дан-ным ВСП, то различие на больших базах, отмечаемое на глубинах 1500–1550 м, может объясняться влияни-

ем каверн на данные АК. Также завышение скоростей по АК может быть вызвано вытеснением газа из зоны проникновения бурового раствора.

Газонасыщенный интервал 2400–2640 м выделя-ется повышенными значениями параметра γ.

Глубинные разрезыоколоскважинного пространства

Глубинные разрезы околоскважинного простран-ства по продольным, обменным и поперечным вол-нам в направлении на ПВ 1, полученные в результате применения процедуры миграции, приведены на рис. 4.

Сопоставление результатов миграции на про-дольных и обменных волнах показывает, что разрезы, полученные по обменным волнам, обладают более высокой разрешенностью. Как видно из сопоставле-ния скоростных моделей по продольным и попереч-ным волнам (см. рис. 3), довольно часто границы, отмеченные большим перепадом скоростей по про-дольным волнам, характеризуются малым перепадом скоростей по поперечным, и наоборот. На границах 675, 710, 2030 и 2570 м отмечается разный знак изме-нения скоростей продольных и поперечных волн. По-этому на разрезах по P-, S- и PS-волнам часто про-слеживаются различные горизонты, и совместное ис-пользование продольных, поперечных и обменных волн ведет к повышению детальности расчленения гео логического разреза.

Поскольку ниже забоя скважины для построения разрезов использовались постоянные скорости, соот-ветствующие нижнему интервалу регистрации, глуби-ны отражающих горизонтов ниже забоя на рис. 4 мо-гут содержать ошибку, хотя общая конфигурация гра-ниц изображена верно.

Стратиграфическая привязкаотражающих горизонтов

Стратиграфическая привязка отражающих го-ризонтов проводилась по суммотрассе однократных отражений, а также по глубинным разрезам около-скважинного пространства, полученным в процедуре ми грации данных ВСП и приведенным на рис. 4. Привязка выполнялась в шкале глубин от стола рото-ра. Сопоставление суммотрассы ВСП с временным разрезом по сечению куба 3D приведено на рис. 5.

В разрезе, вскрытом скважиной, выделяются три основных отражающих горизонта: Iа, Iб и СД-IV.

Горизонт Iа (Г), кровля долганской свиты, харак-теризуется глубиной 754 м и временем t0 = 594 мс. Горизонт Iб (М), кровля малохетской свиты, пред-ставлен сложным импульсом длительностью около 70 мс. Геологической границе на глубине 1540 м со-ответствует его наиболее интенсивная фаза, минимум, с t0 = 1137 мс. При этом наиболее интенсивная фаза отраженной обменной волны приходится на глубину 1510 м, что демонстрирует интерференционный ха-рактер данного отражения, формирующегося на тон-кослоистой пачке. Горизонт Iг, кровля суходудинской свиты, в разрезе не выделяется. Кровля пласта СД-IV, продуктивного интервала суходудинской свиты, пред-ставлена импульсом, имеющим в разрезах продоль-ных и обменных волн близкую форму. Граница на глубине 2395 м соответствует t0 = 1618 мс. Горизонт IIб (Т), кровля малышевской свиты, предположитель-но, прослеживается ниже забоя скважины с t0 около 1950 мс.

64

Рис. 3. Скв. Плт-830. Сопоставление скоростной модели среды с глубинным разрезом и данными ГИС по скв. Плт-830.

65

Рис. 4. Скв. Плт-830. Глубинные разрезы по направлению от скважины на ПВ 1.

Рис. 5. Сопоставление суммотрассы ВСП (изображена красным цветом) и сечения временного куба 3D, прохо-дящего через скважину. Забой скважины соответствует времени 1765 мс.

Суммотрасса ВСП с хорошей точностью корре-лирует в точке расположения скважины с сечением куба 3D (см. рис. 5) в интервале глубин, соответству-ющем стволу скважины. Наиболее интенсивное в раз-резе отражение Iб, сформированное на тонкослоистой пачке, совпадает по данным ВСП и наземных наблю-дений во всех фазах своего интерференционного сиг-нала. Ниже забоя скважины, соответствующего вре-мени 1765 мс, корреляция несколько нарушается, что вызвано неопределенностью при задании скоростей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯАЗИМУТАЛЬНОЙ АНИЗОТРОПИИ

Результаты анализа данных ВСПАлгоритм поляризационного анализа

Быстрая S1 и медленная S2 квазипоперечные вол-ны характеризуются определенной взаимно ортого-нальной поляризацией. В общем случае трехкомпо-нентные сейсмоприемники оказываются ориенти-рованными не в “естественной” системе координат векторов смещений волн S1 и S2, а произвольным об-разом, и на каждой из компонент регистрируются геометрические проекции смещений обеих волн. Су-ществующие алгоритмы позволяют выделить волны S1 и S2 из их интерференции и определить параметры поляризации, связанные с параметрами анизотропии среды.

Поляризационный анализ поперечных и обмен-ных волн проводился с помощью метода [2], в кото-ром для нахождения “естественной” системы коор-динат используется функция взаимной корреляции (ФВК). Этот метод позволяет разделить волны S1 и S2 и определить направления их поляризации и времен-ной сдвиг между ними. Предполагается подобие фор-мы импульса быстрой и медленной волн. При этом на первом этапе путем нахождения собственных векто-ров и собственных значений матрицы ковариации во временном интервале импульсов S-волн определяется плоскость, содержащая векторы смещения волн S1 и S2. На втором этапе в этой плоскости определяются два ортогональных направления, на которых импуль-

66

сы поперечных воли имеют максимум ФВК, т. е. ре-гистрируются без интерференции. Данный метод по-ляризационной фильтрации позволяет выделить обе поперечные волны в чистом виде. Он не требует двух ортогональных воздействий и может применяться в широком диапазоне углов распространения волн при условии, что близость лучей квазипоперечных волн S1 и S2 обеспечивает близость волновых нормалей и ор-тогональность векторов смещения.

В нашем случае высокая интенсивность продоль-ных волн на вертикальной компоненте не позволила использовать ее для анализа поляризации поперечных и обменных волн. Анализ при этом ограничивался только вторым этапом процедуры разделения, в кото-ром поиск ортогональных направлений производился в горизонтальной плоскости, т. е. вместо векторов смещения волн S1 и S2 использовались их горизон-тальные проекции. Это вносило погрешность в ре-зультаты анализа, но ввиду близости к вертикали лу-чей поперечных и особенно обменных волн такая погрешность была меньше, чем искажения, которые были бы вызваны интерференцией с интенсивными продольными волнами.

Поляризация прямой поперечной волныПри воздействии со всех ПВ регистрируется пря-

мая поперечная волна, обладающая сложной поляри-зацией и имеющая составляющие вектора смещения на тангенциальной y-компоненте, перпендикулярной лучевой плоскости. Поляризационный анализ этой волны, возбуждаемой с ПВ 1, был проведен в интер-вале глубин 800–1400 м. На глубинах до 1100 м на-блюдается устойчивое разделение быстрой S1 и мед-ленной S2 поперечных волн, временной сдвиг между которыми закономерно растет от 6 мс на глубине 800 м до 13 мс на глубине 1100 м. Поляризация вол-

ны S1 имеет азимут 160°. На больших глубинах и по-ляризация, и временные сдвиги определяются неус-тойчиво, что связано с уменьшением соотношения сигнал/помеха, усилением влияния интерференции с обменной волной и проявлением нестабильности воз-буждения поперечной волны взрывным источником.

Поляризация обменных волнОбменные волны, как нисходящие, так и восхо-

дящие, при воздействиях с многих ПВ также имеют интенсивную y-компоненту, что подтверждает нали-чие азимутальной анизотропии в среде в интервале глубин, вскрытом скважиной. Проведен поляризаци-онный анализ наиболее интенсивных падающих и от-раженных обменных волн, образовавшихся на гори-зонте Iб при воздействии с ПВ 4.

Результаты поляризационного анализа нисходя-щей обменной волны представлены на рис. 6. Разни-ца между временами прихода волн PS1 и PS2 растет с увеличением глубины от 0 до 6 мс, и вектор смеще-ния быстрой волны имеет азимут 165°, что совпадает с результатом, полученным при анализе поперечной волны с ПВ 1. Для анализа целевого интервала была проведена компенсация влияния анизотропии выше-лежащей толщи на глубине 2400 м, заключающаяся в выравнивании времен прихода волн PS1 и PS2 на этой глубине. Разница между временами прихода волн PS1 и PS2 растет в интервале глубин от 2400 до 2700 мс и достигает 2 мс, а вектор смещения быстрой волны также имеет азимут 165°.

Результаты анализа отраженной обменной волны представлены на рис. 7. Разница времен прихода волн PS1 и PS2 растет по мере распространения отражен-ной волны с уменьшением глубины и достигает 15 мс. Вектор смещения быстрой волны также имеет азимут 165°.

Рис. 6. Скв. Плт-830. ПВ 4. Результат разделения быстрой (коричневый) и медленной (зеленый) падающих обменных волн и временной сдвиг между ними.

67

Рис. 7. Скв. Плт-830. ПВ 4. Результат разделения быстрой (коричневый) и медленной (зеленый) отраженных обменных волн и временной сдвиг между ними.

Скорость возрастания задержки волны PS2 по от-ношению к волне PS1, отражающая разность скоро-стей этих волн и являющаяся мерой анизотропии сре-ды, оказывается переменной по глубине. Наиболее сильная анизотропия наблюдается в интервалах глу-бин 860–980 м и 1920–2000 м. В целевом интервале поляризация быстрой волны остается неизменной, но степень анизотропии уменьшается.

Модель азимутальной анизотропии средыОбнаруженная азимутальная анизотропия наибо-

лее просто может быть описана моделью трансвер-сально-изотропной среды с горизонтальной осью симметрии (HTI) [3]. В этом случае направление вы-носа ПВ 4 наиболее сильно отклоняется от плоскос-тей симметрии такой среды, и максимальная разница скоростей поперечных волн должна наблюдаться на вертикали. Такая анизотропия может быть вызвана наличием преимущественного направления субверти-кальной трещиноватости или ориентации вытянутых зерен песчаника. Ориентация зерен возможна в усло-виях осадконакопления при наличии течения либо мо жет быть вызвана переупаковкой зерен при гори-зонтальном тектоническом напряжении. Независимо от причины азимутальной анизотропии, направление поляризации быстрой поперечной волны будет совпа-дать с направлением максимальной проницаемости коллектора.

Следует отметить, что большой вынос ПВ при-водит к заметному отклонению лучей нисходящих обменных волн от вертикали, и это вызывает умень-шение реальной разности длины пробега обменных волн в соответствующих точках наблюдения по срав-нению с разностью их глубин. Кроме того, разность скорос тей поперечных волн будет уменьшаться по мере отклонения лучей от вертикали. Таким образом,

получен ные данные позволяют сделать предположе-ние об умень шении степени анизотропии с глубиной, но ее на личие в интервалах анализа не вызывает сом-нений.

Азимутальная зависимость поглощенияПодтверждением наличия анизотропии в интер-

вале 2400–2700 м является результат анализа спектров прямой продольной волны, возбуждаемой с ПВ 1 и ПВ 2 (рис. 8). По данным с ПВ 1 в спектрах прямой продольной волны заметно существенное падение высокочастотной составляющей спектра при пересе-чении газовой залежи. В то же время анализ спектров этой волны по данным ПВ 2, вынесенного в ортого-нальном направлении, показывает заметно меньшее поглощение высоких частот. Направление прогнози-руемой максимальной проницаемости коллектора сов-падает с азимутом ПВ 2 и перпендикулярно азимуту ПВ 1. В случае, если анизотропия вызвана направ-ленной трещиноватостью, то вектор смещения про-дольной волны с ПВ 1 пересекает плоскости трещин, а с ПВ 2 совпадает с этими плоскостями. В таком слу-чае максимальное поглощение, действительно, долж-но наблюдаться в азимуте ПВ 1. Если же анизотропия вызвана ориентацией зерен, то для объяснения обна-руженной азимутальной зависимости поглощения не-обходимы дополнительные исследования.

Анизотропия скоростейпо 3D-данным отраженных волн

Для исследования распределения параметров азимутальной анизотропии по площади можно ис-пользовать азимутальный скоростной анализ продоль-ных волн по площадным данным [4]. Он позволяет определить параметры эллипса, аппроксимирующего зависимость эффективной скорости от азимута, а оп-

68

Рис

. 8.

Соп

оста

влен

ие

данны

х В

СП

и Г

ИС

в и

нте

рвал

е су

ходу

динск

ой с

виты

по

скв.

Плт

-830

.

69

ределив азимутальную зависимость эффективных ско-ростей отраженных волн от двух соседних горизонтов, можно получить параметры эллипса, аппроксимиру-ющего азимутальную зависимость интервальных ско-ростей для слоя, находящегося между ними [5].

Наиболее эффективным методом азимутального скоростного анализа является пространственный, в котором весь набор данных по бину обрабатывается одновременно, без разделения данных на сектор [6]. При этом выполняется аппроксимация пространст-венного годографа отраженной волны эллиптическим гиперболоидом, обеспечивающим наилучшее сумми-рование

t tr

Vt

r

V

r

V2

02

2

2 02

2 20

2

2 20

2= + ( )= +

−( )+ −( )ϕ

ϕ ϕ ϕ ϕcos sin,

min max

где t – время отраженной волны на удалении r в ази-муте ϕ; t0 – время на нулевом удалении; V(ϕ) – завися-щая от азимута скорость суммирования, которая опи-

сывается эллипсом с параметрами: ϕ0 – азимут боль-шой полуоси, Vmax – максимальная и Vmin – мини-мальная скорости.

В ИНГГ СО РАН такой алгоритм был разработан и протестирован [7] и совместно с ОАО “Геостайлус” реализован в виде модуля обрабатывающей системы ProMAX.

Тестовый анализ данных 3D по Пеляткинской площади, проведенный по суммарному импульсу от-раженных волн в интервале суходудинской свиты, по-казал перспективность этого метода. Выявлено преоб-ладание субмеридионального направления большой полуоси эллипса эффективной скорости, причем от-печаток системы наблюдений в результатах не прояв-ляется.

На рис. 9 приведено полученное распределение направлений большой полуоси эллипса эффективной скорости по площади, и структурная карта по гори-зонту СД3, причем длина стрелки пропорциональна

Рис. 9. Латеральное распределение направлений максимальной скорости суммирования по данным 3D.

Контурами показано вертикальное время по горизонту в кровле пласта сд-3 суходудинской свиты. Направление вектора смещения быстрой поперечной волны по данным ВСП показано зеленым цветом.

70

степени анизотропии. Вблизи скважины максималь-ная скорость суммирования определена в направле-нии, совпадающем с азимутом вектора смещения быстрой поперечной волны. Таким образом, результа-ты анализа анизотропии по данным ВСП и азимуталь-ного скоростного анализа отраженных продольных волн по данным 3D хорошо согласуются. Посколь ку по данным ВСП обнаружена хорошая выдержанность симметрии анизотропных интервалов по всему разре-зу, в том числе и в целевом интервале, то можно с уверенностью утверждать, что направления, показан-ные на карте (см. рис. 9), соответствуют максималь-ной проницаемости коллектора.

Распределение направлений, полученное по пло-щадным данным, не проявляет корреляции с анти-клинальной структурой, выделяющейся на площади по различным горизонтам. Такая структура неизбеж-но должна создавать дополнительные механические напряжения в среде, под действием которых может меняться ориентированная трещиноватость. Несогла-сованность распределения параметров анизотропии с этой структурой позволяет сделать вывод, что в дан-ном случае наличие сейсмической анизотропии в гео-логическом разрезе, скорее всего, вызвано условиями осадконакопления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты продемонстрировали вы-сокую эффективность применения комплекса P- и PS-волн, которая заключается в повышении деталь-ности расчленения геологического разреза и позволя-ет однозначно определять анизотропию среды.

Обработка данных ВСП позволила определить скоростные характеристики среды на продольных и поперечных волнах. Сопоставление построенной ско-ростной модели среды с глубинным разрезом ВСП и данными ГИС по скв. Плт-830 показывает, что боль-шинство отражений связаны с тонкослоистыми пач-ками.

Результаты поляризационного анализа попереч-ных и обменных волн, проведенного по двум ПВ, по-казывают, что азимутальная анизотропия обнаружи-вается в большом диапазоне глубин, причем азимут поляризации быстрой волны остается постоянным, в то время как интенсивность анизотропии существен-но варьирует с глубиной. Причиной возникновения анизотропии может служить субвертикальная трещи-новатость, характеризующаяся наличием выделенного направления, или же преимущественная ориентация зерен песчаника в процессе осадконакопления.

Распределение азимутальной анизотропии среды по площади, полученное методом пространственного азимутального скоростного анализа данных 3D, ха-рактеризуется преобладанием субмеридионального направления, что хорошо согласуется с результатами, полученными по данным ВСП, и не коррелирует с антиклинальной структурой, выделяющейся по раз-личным горизонтам. Это позволяет предположить, что сейсмическая анизотропия в данном геологичес-ком разрезе вызвана условиями осадконакопления, а не тектоническими напряжениями.

Обнаруженная по данным ВСП азимутальная за-висимость поглощения продольных волн согласуется с азимутальной анизотропией скоростей, выявленной путем поляризационного анализа.

Экспериментально обнаруженная азимутальная анизотропия, независимо от ее причины, позволяет прогнозировать направление максимальной проница-емости коллектора, совпадающее с направлением по-ляризации быстрой поперечной волны. Это является важным фактором при планировании разработки мес-торождений, и более детальное изучение этой анизо-тропии, требующее усложнения методики наблюде-ний ВСП, представляется оправданным, поскольку анизотропные интервалы содержат в себе продуктив-ные толщи данного месторождения.

Литература

1. Пузырев Н.Н., Тригубов А.В., Бродов Л.Ю. и др. Сейс-мическая разведка методом поперечных и обменных волн. М.: Недра, 1985. С. 184.2. Оболенцева И.Р., Горшкалев С.Б. Алгоритм разделения интерферирующих поперечных волн в анизотропных средах. М.: Физика Земли. 1986. № 11. С. 101–105.3. Bakulin A., Grechka V., Tsvankin I. Estimation of fracture parameters from reflection seismic data. Pt I: HTI model due to a single sracture set // Geophysics. 2000. V. 65. P. 1788–1802.4. Grechka V., Tsvankin I. 3D moveout inversion in azimu-thally anisotropic media with lateral velocity variation: Theory and a case study // Geophysics. 1998. V. 64. P. 1202–1218.5. Grechka V., Tsvankin I., Cohen J. Generalized Dix equation and analytic treatment of normal-moveout velocity for aniso-tropic media // Geophys. Prosp. 1999. V. 47. P. 117–148.6. Lynn W. Uncertainty implications in azimuthal velocity analysis // SEG Expanded Abstracts. 2007. V. 26. P. 84–88. 7. Горшкалев С.Б., Карстен В.В., Лебедев К.А., Тригу-бов А.В. Использование комплекса продольных и обмен-ных волн для анализа анизотропии трещиноватых коллек-торов // Тр. школы-семинара “Физика нефтяного пласта”. Новосибирск, 2002. С. 246–253.