Введение к работе
Представляемая работа посвящена изучению параметров сложно-построенных нефтяных коллекторов на основе амплитудных характеристик упругих колебаний, полученных при проведении сейсморазведочных работ методом отраженных волн по методике общей глубинной точки (МОВ ОГТ).
Актуальность работы связана со смещением сейсморазведочных работ в районы с более сложными геологическими условиями, где объектами поисков становятся относительно небольшие по размерам и сложнопостроенные газовые и нефтяные залежи. Например, в пределах Пермского края нефтегазоносные интервалы представлены переслаиванием преимущественно маломощных (от 2 до 20 м) пластов. Часто латеральное прослеживание продуктивных пачек осложняется наличием фациальных нарушений и разломов. В таких условиях происходит ухудшение качества прогнозов классических методов сейсморазведки, возникают ошибки определения глубин, мощностей и петрофизических параметров перспективных на нефть и газ отложений. В работе пермских геофизиков А.П. Лаптева, И.Ю. Митюниной и др. (1998) отмечается, что в период с 1976-80 до 1995-98 гг. произошло почти 3-кратное сокращение средних площадей структур подготовленных сейсморазведкой - с 9.0 до 3.2 км . Средняя ошибка расхождений данных глубокого бурения и сейсморазведки по Пермскому краю при подготовке таких малоразмерных структур составила 19 м. Все это привело к увеличению количества «пустых» структур. Если до начала 1990-х годов (1976-90 гг.) доля "пустых" структур составляла 50%, то в 1990-е годы их процент увеличился до 68.
Задачу оценки характеристик подобных сложных геологических объектов успешно решают с использованием современных технологий динамической обработки данных сейсморазведки, в частности AVO-анализа (Amplitude Versus Offset) - изучения изменения амплитуд отраженных волн с удалениями (Smith, Gidlow, 1987; Castagna, Backus, 1993; Ruger, 2001; Нефедкина, 1999, 2002; Воскресенский, 2001, 2006; Бусыгин, 2002; Санфиров, Фатькин, 2003; Шалаева, 2004).
Цель работы состоит в совершенствовании технологий AVO-анализа данных сейсморазведки, позволяющих повысить эффективность прогнозирования свойств нефтеперспективных толщ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Выявить типичные особенности основных продуктивных горизонтов нефтяных месторождений Северной части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и проанализировать параметры скоростных и плотностных моделей, в том числе с учетом различного типа насыщения (газ, нефть, вода).
Количественно оценить влияние изменения упругих свойств вмещающей среды и типа коллектора на наблюдаемые в волновых полях AVO эффекты.
Разработать и опробовать на типичных моделях алгоритмы решения прямой и обратной задач AVO в условиях тонкослоистых сред.
4. Разработать и опробовать на реальных данных специальный граф обработки данных трехмерной сейсморазведки МОВ ОГТ, способствующий оценке направления трещиноватости низкопористых карбонатных пород при помощи азимутального AVO-анализа.
Объектами исследований являются тонкослоистые карбонатные и терригенные коллекторы углеводородов Волго-Уральской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинций.
Личный вклад автора. Диссертация является логическим завершением восьмилетних научно-исследовательских работ соискателя в ОАО «Пермнефтегеофизика» и обучения в аспирантуре Пермского государственного университета. Все программы решения прямой и обратной задач AVO, расчета синтетических сейсмограмм и оценки параметров трещиноватости созданы автором. Построение моделей и расчеты петрофизических параметров также выполнены автором. Большая часть научно-исследовательских работ выполнялась в рамках договоров с ООО «ПермНИПИнефть», в которых диссертант принимала непосредственное участие в качестве автора глав отчетов по темам:
«Разработка методики комплексной интерпретации сейсмических, геолого-геофизических и акустических измерений для выявления высокопроницаемых трещинных зон в рифовых массивах и дифференцированной оценки сложнопостроенных коллекторов (на примере им. Архангельского и Шершневского месторождений)»;
«Разработка методики комплексирования геолого-геофизических методов с целью подсчета запасов углеводородов в сложнопостроенных карбонатных резервуарах (на примере Тобойского, Медынского и Мядсейского месторождений)»;
«Разработка комплексной геолого-геофизической методики изучения литолого-фациального строения живетско-тиманской толщи на эталонных участках Башкирского свода и южной части Верхнекамской впадины с целью картирования баровых ловушек».
В работе защищаются следующие положения:
Модель нефтеперспективных неоднородных толщ из двух полупространств и последовательности тонких слоев между ними, оптимизирующая количественное их изучение на основе сейсмического AVO-анализа.
Алгоритм AVO-инверсии, основанный на использовании предложенной модели целевого интервала и анализе полных волновых форм сейсмограмм общего пункта взрыва (ОПВ) целесообразно применять для оценки параметров тонких пластов, содержащих коллекторы в межскважинном пространстве.
Граф обработки данных сейсморазведки ЗД МОГТ, основанный на выравнивании кратности по азимутам и удалениям, позволяет по результатам азимутального AVO-анализа определять преобладающее направление трещиноватости карбонатных пород.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Для сложных тонкослоистых моделей сред, описывающих коллекторы малой мощности, разработан алгоритм решения прямой задачи AVO-анализа;
Разработана, реализована и опробована на синтетических данных новая технология решения обратной задачи AVO для модели среды из тонких слоев, базирующаяся на итеративном изменении параметров модели, минимизирующим различие между реальными зарегистрированными и синтетическими сейсмограммами;
Создан граф обработки трехмерных данных сейсморазведки МОВ ОГТ, позволяющий оптимизировать процесс изучения трещиноватости при помощи азимутального AVO-анализа.
Практическая значимость. Инверсия сейсмограмм, основанная на предложенном соискателем способе решения обратной задачи, позволяет получать параметры (толщины, скорости продольных и поперечных волн и их соотношения) переслаивающихся коллекторов малой мощности, что должно повысить качество прогноза характеристик целевых интервалов.
Оценка направления трещиноватости карбонатных коллекторов сложного строения с использованием усовершенствованной методики азимутального AVO-анализа, позволяет оптимизировать их разработку.
Апробация работы и публикации. Соискателем опубликовано 9 работ, посвященных теме диссертации, включая одну статью в рецензируемом журнале «Геофизика». Основные результаты исследований представлялись на международных («Геофизика 2003» г. Санкт-Петербург; «Перспективы развития геофизических методов в XXI веке» г. Пермь 2004; «Геомодель» 2004, 2006, 2008 г. Геленджик) и региональных конференциях (Уральская молодежная научная школа по геофизике 2004, 2005) и использовались в отчетах ОАО «Пермнефтегеофизика», ООО «ПермНИПИнефть».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из «Введения», четырех глав и «Заключения», изложенных на 144 страницах и включающих 48 рисунков, 10 таблиц и список использованной литературы из 104 наименований.
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Б.А. Спасскому.
За полезные обсуждения, ценные советы и поддержку при работе над диссертацией автор благодарен руководителю группы математического сопровождения и спецобработки данных сейсморазведки ПОИГИ ОАО «Краснодарнефтегеофизика», к.т.н. И.Н. Бусыгину; д.г.-м.н. А.С. Некрасову (ООО «ПермНИПИнефть»); многим сотрудникам и ведущим специалистам ОАО «Пермнефтегеофизика», в том числе главному геофизику Н.С. Белозеровой и к.г.-м.н. А.Р. Князеву.
За творческое общение и дискуссию по многим вопросам проводившихся исследований автор благодарит к.ф.-м.н. Д.А. Маловичко.
