Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время большинство крупнейших нефтегазовых месторождений вступает в стадию падения добычи, что обуславливает актуальность работ, направленных на восполнение ресурсно-сырьевой базы. Данный факт отражается в увеличении объема геологоразведочных работ на нефть и газ, связанных с планомерной доразведкой слабо изученных периферийных частей нефтегазоносных бассейнов. Особый практический интерес представляет подготовка к глубокому бурению недоизученных склоновых частей разрабатываемых месторождений, в которых наличие или отсутствие углеводородных скоплений может быть установлено только по результатам сейсмического картографирования нефтегазоносных объектов различного морфолого-генетического типа. Данные целевые объекты характеризуются сложным зональным распределением флюидонасыщенных коллекторов, для которых использование стандартных линейных подходов не всегда позволяет достичь ожидаемых результатов.
Ключом к решению современных задач является четкое понимание нелинейности физических и геомеханических процессов, которые реально происходят в конкретных областях земной коры (Хаин В.Е., Гольдин С.В.). В этом проявляется новый подход в развитии геодинамических наук, который сейчас используется в передовых научно-технических организациях.
Актуальность работы определяется ее направленностью на выявление нелинейно-упругой динамики нефтегазовых залежей по данным стандартных сейсморазведочных исследований отраженных волн.
Цель диссертационной работы - выявление по данным сейсморазведки и подготовка к глубокому бурению новых нефтегазоперспективных объектов на основе нелинейных эффектов распространения сейсмических волн.
Объект исследования - нефтегазовые залежи различного морфолого-генетического типа.
Предмет исследования - нелинейно-упругие характеристики нефтегазовых залежей, изучаемые сейсморазведочным методом.
Основные задачи исследования
1.Анализ причин возникновения и особенностей проявления нелинейно-упругих эффектов в сейсмических экспериментах.
2.Изучение искажений импульсных и вибрационных сейсмических сигналов, возникающих при прохождении и отражении продольных волн в нелинейных средах. Разработка математического (полиномиально-сверточного) способа описания установленных закономерностей.
3.Разработка методики сейсмодинамической идентификации нелинейных эффектов отражения (НЭО). Анализ ее возможностей и ограничений на синтетических и экспериментальных материалах.
4.Обоснование выбора и подготовки к глубокому бурению нефтегазоперспективных объектов с использованием комплексного параметра «углеводородной нелинейности», рассчитываемого по временным разрезам отраженных волн.
Методы исследования
1.Анализ сейсмических сигналов и импульсных синтетических сейсмограмм, рассчитанных на основе скважинных данных АК и ГГКп.
2.Вычисление спектральных характеристик временных разрезов с целью динамической идентификации нелинейных эффектов отражения (НЭО).
3.Разработка авторских программ нелинейных спектрально-временных преобразований (СВП, кратных коррелограмм и др.) для комплексного использования с широко известными возможностями программных продуктов в области сейсмической интерпретации.
Научная новизна
1.Установлен предсказуемый нелинейной теорией относительный рост (с увеличением расстояния) высокочастотных («кратно-гармонических») колебаний в спектре сейсмического сигнала, объясняемый проявлением нелинейно-упругих свойств самой среды распространения.
2.Теоретически обоснована применимость полиномиально-сверточной модели сейсмического сигнала, согласно которой нелинейно-упругие эффекты распространения сейсмических сигналов в наибольшей степени проявляются в случае ортогональности нелинейных импульсных характеристик среды М-ого порядка.
3.Предложено проводить исследование нелинейно-упругих характеристик нефтегазовых залежей на основе расчета коррелограмм временных разрезов с сигналами, ортогональными к зондирующему импульсу S(t).
Основные защищаемые научные положения
1.Установленные фундаментальные эффекты относительного роста высокочастотных составляющих сейсмических сигналов являются экспериментальным доказательством наличия нелинейных упругих свойств в реальных геологических средах.
2.Методы динамической идентификации нелинейности на сейсмических разрезах отраженных волн обеспечивают площадную локализацию нефтегазоперспективных объектов с повышенной плотностью запасов УВ.
3.Адекватная переоценка сырьевых активов на существующих месторождениях УВ должна производиться с учетом ресурсного потенциала нефтегазоперспективных объектов различного морфолого-генетического типа, выделяемых по результатам динамической идентификации сейсмической нелинейности.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, полученных в рамках настоящего диссертационного исследования, обеспечивается их подтверждением на основе скважинной информации (данные ГИС и результаты испытаний).
Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработанная методика выявления нелинейно-упругой динамики нефтегазовых залежей по данным стандартных сейсморазведочных исследований обеспечивает повышение кондиционности подготовки к глубокому бурению новых нефтегазоперспективных объектов.
В северной части Тевлинско-Русскинского лицензионного участка к бурению подготовлено три нефтегазоперспективных объекта с суммарными запасами свыше 5 млн.т.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, непосредственном участии в получении, сборе и анализе геолого-геофизической информации. Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях, проведенных лично автором.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях: "ГЕОМОДЕЛЬ-2007" (г.Геленджик); «Геофизика-2005» (г.Санкт-Петербург, 2005); II Сибирской Международной научной конференции молодых ученых и студентов (г.Новосибирск, 2004; Х Международном симпозиуме студентов и молодых ученых имени академика М.А.Усова (г.Томск, 2006); Международной геофизической конференции и выставке в Австрии EAGE/Вена’2006.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в рекомендованных ВАК изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 4 таблицы. Список литературы содержит 100 наименований.
Данная работа подготавливалась в два этапа. Методика изучения нелинейных эффектов отражения разрабатывалась под научным руководством академика Гольдина С.В. в институте Геофизики СО РАН. Обобщение и систематизация материалов, оформление их в виде диссертационной работы производились автором в Институте геологии и разработки горючих ископаемых под научным руководством д.г.-м.н., профессора Груниса Е.Б.
Всем своим руководителям и наставникам автор выражает глубокую благодарность. За ценные советы и полезные дискуссии автор признателен Сибирякову Б.П., Юшину В.И., Карстену В.В., Квасову К.Б., Керусову И.Н., Черновой О.В., Мордвинцеву М.В., Скачеку К.Г., Беляевой Н.В. и др.
