Метод ВСП при детальном изучении объектов в сложнодислоцированных средах Ленский, Владимир Анатольевич (1947-)

Введение к работе

Актуальность работы. В районах с развитой добывающей промышленностью прирост запасов рудного и топливно-энергетического сырья достигается |за счет поиска и разведки месторождений все более сложного строения.

В основных рудных районах осуществляется переход поисков и разведки месторождений на глубины до 1500-2000 м. В этих условиях существенное, а зачастую определяющее значение имеет решение задачи детального изучения структуры околоскважинного пространства. Ранее традиционные метода ГИО (электрические, магнитные, ядерные) при решении структурных задач имеют ограниченные возможности. Применение вертикального сейсмического профилирования (ВСП) совместно с этими методами формирует оптимальный комплекс ГИС для поисков и разведки глубокозалегающих рудных месторождений. Имеются принципиальные предпосылки использования ВСП для выявления и непосредственного прослеживания некоторых рудных залежей, для прогнозировашя свойств разреза под забоем скважин. Полнота реализации этих возможностей зависит от уровня развития технологии наблюдений, обработки и интерпретации данных ВСП и ее адаптации к индивидуальным особенностям сеймогеоло-гического строения изучаемых объектов в слоюгадаслоцкровашшх средах рудных районов.

ВСП является признанным средством повышения результативности геологоразведочных работ при поисках и разведке нефти и газа. Созданы высокоэффективные технологии изучения методом ВСП слокнопостроен-ных слоисто-однородных сред с использованием прямых и обратных кинематических и динамических задач, позволившие успешно решать актуальные вопросы во многих нефтегазоносных районах нашей страны и ва рубежом. Вместе с тем детальное рассмотрение некоторых нефтегазовых

объектов, особенно в карбонатных коллекторах, выходит за пределы традиционной модели слоисто-однородной среды. Использование в таких условиях технологии ВСП для сложнодислоцированшх сред может быть полезным для повышения достоверности результатов.

Автор в течение многих лет занимался разработкой различных аспектов методики применения ВСП для решения детальных задач при поисках и разведке месторождений рудного сырья, нефти и газа. Научное обобщение и системное излокение результатов этих исследований может способствовать повышению геологической эффективности применения ВСП при изучении сложнопосгроешшх объектов.

Целью работы является создание методических основ технологии детального изучения околоскважинного пространства методом ВСП в сложяодислоцированных средах.

Основные задачи исследований:

1. Обоснование технологических приемов выбора оптимальной методики наблюдений методом ВСП в сложнодислоцированных средах.

2. Исследование возможности применения ВСП для детального изучения строения околоскважинного пространства в сложнодислоцированных средах, разработка соответствующих приемов структурной интерпретации и требований к техническим средствам.

3. Разработка, совершенствование способов и математического обеспечения решения прямых и обратных кинематических и динамических задач ВСП с учетом особенностей сложнодислоцированных сред, совершенствование технологии обработки данных на ПЭВМ с целью повышения оперативности обработки и качества материалов.

4. Разработка и опробование методических приемов геологической интерпретации материалов ВСП с целью решения актуальных задач поисков и разведки рудных месторовдений. Определение геологической эф-

фективности метода в рудных районах.

5. Разработка технологических приемов повышения эффективности ВОТ при детальном изучении месторождений нефти и газа сложного строения. Получение новых геологических результатов.

Научная и техническая новизна работы:

5. Теоретическими, модельными и экспериментальными исследованиями обоснована и разработана для 'типовых гетерогенных моделей технология,выбора оптимальной системы наблюдений методом ВСП при детальном изучении объектов в слодаодаслоцированных средах.

6. Лрэдлохен способ определения и исследована горизонтальная разрешавшая способность ВСП, предложены способ учета ее влияния на выбор параметров наблюдений, приемы обработки и интерпретации волновых явлений от локальных объектов.

7. Разработаны нетрадиционные высокопроизводительные алгоритмы поляризационной обработай данных ВСП, способ оценки точности изучения параметров поляризации волн.

4. Предложено решение прямой и обратной кинематических задач
для пространственных скважинных наблюдений в сложнодислоцированных

средах, на основа которого разработан алгоритм построения изображений среды. Усовершенствован алгоритм решения обратной дашамичаской задачи ВСП. на основе статистического способа деконволющм.

5. Теоретически, экспериментально обоснована и разработана технология применения ВСП для детального изучения структуры околоскве-шнного пространства при поисках и разведке глубокозалагающих рудных месторождений, прослеживания медно-колчедашшх (на шком Уралд) и сульфидных медно-никелевых (в Норильском районе) рудных тел.

6. Экспериментально обоснована и разработана технология применения ВСП для детального изучения структуры дислоцированных объэк-

тов в нефтегазоносных районах, прослеживания сложношстроенных неф-тенаеыщбнных коллекторов.

7. Получены новые геологические результаты о строении ряда объектов в рудных и нефтегазоносных районах, подтверждающие эффективность разработанных технологий при решении детальных задач в сложных сейсмогесиюгических условиях.

Основные защищаемые положения:

1. Предложенные технологические приемы выбора оптимальных систем наблюдений, позволяющие на основе прогнозной гетерогенной модели объекта выполнить моделирование волновых полей с учетом рассеяния и интерференции, восстановить структурную модель, учесть опыт экспериментальных исследований, обеспечивают детальное изучение объектов в сложнодислоцированных средах с учетом геотехнических условий, эталности исследований и минимизации затрат.

2. Приемы оценки и учета горизонтальной разрешающей способности ВСП, опирающиеся на теоретические исследования формы и размеров области, формирующей волновой потенциал в точке наблюдения, моделирс вание волновых явлении от малых и безграничных объектов, получение

и сравнение нормированных сигналов, позволяют оценить возможности ВСП при решении детальных задач, повысить точность и достоверность интерпретации результатов при изучении локальных объектов.

3. Обоснованная применительно к колчеданным рудным районам Юж
ного Урала и Норильскому рудному району технология обработки и ин
терпретации данных ВСП, базирующаяся на использовании высокотехноло
гичных алгоритмов обработки,обеспечивающая детальное изучение струк
туры волновых полей и динамических особенностей элементарных волн,
их связи с геоакустической моделью объектов, позволяет детально изу
чать структуру сложнодислоцированных толщ в рудных районах, выявляг

и прослеживать контуры медно-колчеданных и сульфидных медно-никеле-вых рудных! тал.

4. Технология ВСП. позволявдая получать внсокоразрешенныв свйс-мозаписИі Одновременно использовать продольные и поперечные отражен-ные волны,!опирвицаяся на детальное изучение геосейсмических моделей нефтяных месторовданий, моделирование изменений сейсмических явлений при изменении пористости и насыщения, разделение одновременного влияния на форму записи различных близкорасположенных факторов путем решения прямой и обратной динамической задачи, обеспечивает выявление и прослеживание контуров слоююпостроенных нефтенасшценных коллекторов.

Практическая ценность работы и внедрение результатов.

Главное практическое значение работы состоит в создании технологии решения практически важных гоискава-разввдочшх и технологических задач в околоскважинном и подзабойном пространстве методом ВСП в сложных сеймогеологичвских условиях, которая может быть использована при поисках и разведке месторождений рудного сырья, нефти и газа.

Определены требования к техническим характеристикам регистрирующей аппаратуры ВСП для повышения информативности параметров поляризации волн и использования их при структурной интерпретации в слокнодислоцированных средах.

Разработан высокопроизводительный легкоосваиваемый комплекс программ экспресс-обработки данных ВСП для полевых аппарагурно-ме-тодаческих комплексов сквахинной сейсморазведки.

По материалам исследований разработаны и используются а производственных организациях: Временное методическое руководство по изучению строения околоскважинного пространства высокочастотной сква-

кинной сейсморазведкой на примере медао-никелевых месторовдений Норильского района (1981); Временное методическое руководство по применению скважинной сейсморазведки при детальных поисках и разведке глубокозалегаюцих рудных месторождений (1984); Методические рекомендации по трехкомпонентной скважинной сейсморазведке с применением аппаратуры АСПУ-ТС1-36 на примере рудных месторождений (1987).

Разработанные технологические приемы и программные средства внедрены в организациях: Красноярскгеология, Башкиргеология, Степ-геология, Укргеофизика, УзСекгеофизика, Дальморнефтегеофизика, Балтийская морская инженерная геофизическая экспедиция, ПО "Башнефть", РАО "Оренбурггззпром".

Основные положения и результаты работы апробированы: на XXX Международном геофизическом симпозиуме (Москва,1985), на Международной геофизической конференции по разведочной геофизике (Москва, 1992,1993; Санкт-Петербург,1995), на Международной научно-технической конференции геофизиков (Нохушки, Польская республика,1989), на IX Всесоюзной научно-технической геофизической конференции (Красноярск, 1980); на секции геофизики научно-технического совета Министерства геологии СССР (Москва,1978); на всесоюзных конференциях, семинарах, совещаниях:"Применение геофизических методов исследований при изучении околорудных изменений вмещающих пород и закономерностей размещения рудных тел" (Фрунзе,1979), "Разработка и комплекси-рование геофизических методов при детальной и эксплуатационной разведке рудных месторождений" (Ереван,1982), "Применение скважинной сейсморазведки с целью решения структурных, литолого-стратиграфичес-ких задач и изучения сейсмических параметров околоскважинного пространства" (Пермь,1982), "Многоволновая сейсморазведка" (Новосиаирск, 1985), "Применение скважинной сейсморазведки в рудных районах" (Мо-

сква,І985)і "Состояние и перспективы развития математического обеспечения обработки и интерпретации сейсмической информации и эффективности её применения для решения геофизических задач" (Москва, 1985), Те^акустические методы поисков и разведки месторождений полезных искбпаемых" (Москва,1985), "Обработка керна и геолаго-гвофи-зические исследования в скважине и околоскважинного пространства сверхглубоких скважин" (Ярославль,1987); на многочисленных региональных и республиканских конференциях; на научно-технических семинарах в ряде научно-исследовательских и производственных организаций России,Украины, Узбекистана, Венгрии, Польши, Чехословакии.

Разработанная методика экспонировалась в 1980 году на ВДНХ СССР и награвдена серебряной и двумя бронзовыми медалями, на Международных выставках "Геологоразведка-90", "Нефть и газ - 92^м.

Основные результаты исследований опубликованы в 55 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов и заключения. Содержит 226 страниц машинописного текста, 109 рисунков, 6 таблиц, библиографию из 189 наименований. В разделах работы последовательно излагаются следующие вопросы: I) состояние и тенденции развития сквахинной сейсморазведки; 2) обоснование технологии наблюдений методом ВСП при детальном изучении сложнодислоцировашшх сред; 3) теоретические исследования возможности применения ВСП для детального изучения строения околоскважинного пространства в слохнопостроешшх средах; 4) разработка специализированной технологии обработки данных на ЭВМ; 5) разработка методики применения ВСП при поисках и разведке глубокозалегаших рудных месторождений; 6) разработка методических приемов детального изучения слокнопостроенных объектов в нефтегазоносннх районах.