Эффективные сейсмоакустические характеристики трещиноватых коллекторов и их прогноз по данным многоволновой сейсморазведки МОВ-ОГТ

Третья глава.

В Третьей главе выполнен расчет параметров набора эффективных сейсмоакустических моделей трещиновато-кавернозно-порового коллектора ЮТЗ и метод их вычисления на основе априорных геолого-геофизических данных; обоснованы доступные для сейсмического прогноза характеристики коллектора.

Результаты теоретического и экспериментального исследований были использованы для синтеза набора компьютерных эффективных сейсмоакустических моделей коллекторов, соответствующих условиям ЮТЗ.

Имеющиеся данные петрофизических исследований дают основания считать, что основная часть пустотного пространства продуктивных пород представлена кавернами, развитыми в протяженных, частично залеченных кальцитом трещинах разрыва. Тектонические микротрещины также могут иметь достаточно значительную объемную концентрацию, как правило, пути фильтрации флюидов состоят из них. Первичные же поры характеризуются субкапиллярными размерами, их объемная концентрация пренебрежимо мала. Отличие эффективных сейсмических свойств продуктивных доломитов от непродуктивных обусловлено степенью трещиноватости.

Как указывалось выше, подобные породы могут характеризоваться эффективной сейсмической анизотропией, обусловленной как микротрещиноватостью, так и протяженными трещинами разрыва. Действительно, признаки азимутальной зависимости сейсмических свойств наблюдались в некоторых имеющихся данных сейсмоакустических исследований в изучаемом регионе. На основе априорной геолого-геофизической информации (ГИС, ГДИ и наземной сейсморазведки) было принято решение описывать объект как ТИ, с осью симметрии, направленной на Северо-Северо-Восток. Эффективная сейсмическая анизотропия описывалась на основании МПЛП. Наиболее детально исследован случай параллельных вертикальных трещин, так как в этом случае анизотропия сейсмических скоростей максимальна (см. рис. 2). Это незначительное упрощение. Снижение "выраженности" выделенной ориентации трещин соответствует снижениям скоростей в скелете породы и величин ослабленностей.

Форма коллектора аппроксимировалась эллипсоидом вращения в трех разных вариантах: с малой полуосью = 25, 50 и 100м.

Ввиду небольшой мощности и слабой скоростной и плотностной контрастности величина эффектов, обусловленных наличием продуктивного объекта в разрезе мала. Для решения задач сейсмического прогноза трещинно-поровых коллекторов необходима обработка данных, направленная на подавление помех с минимально возможными искажениями полезного сигнала. Наиболее важными этапами являлись подавление разнообразных волн-помех, поляризационная фильтрация, восстановление глубинно-скоростной модели среды в интервальных скоростях распространения продольных и поперечных волн, установление диапазона времён (глубин), в котором возможно проявление сигнала целевого объекта.

Обработка данных трёхкомпонентных наблюдений выполняется последовательно: сначала для продольных волн, а затем для обменных и, если удавалось выделить, поперечных.

Локализация и прогноз свойств порово-трещиноватого коллектора были основана на анализе его отражающих характеристик, их азимутальной зависимости, предложенных Рюгером (Rueger) и Жилеком (Jilek). По структуре эти выражения подобны общеизвестным формулам для стандартного AVO-анализа и имеют следующий общий вид:

(6)

где R_pp, R_ps - коэффициенты отражения и обмена; i и φ - соответственно углы падения волны и азимут профиля наблюдений, определяющий ориентацию плоскости падения волны относительно оси симметрии, A - коэффициент отражения продольной волны при нормальном падении, эта величина определяется контрастом плотностей и "вертикальных" скоростей продольных волн, поэтому зависит только от Δ_N; B_A, C_A¹ и C_A² - определяют зависимость коэффициентов отражения и обмена от азимута профиля наблюдений.

Было получено удовлетворительное согласие между теоретическими оценками, полученными из выражений (6), с данными синтетических сейсмограмм. На рис. 5 представлены теоретические оценки и снятые с синтетических сейсмограмм амплитуды сейсмических сигналов по профилям вдоль оси симметрии (I) и поперек (II).

Видим, что для профилей, ориентированных достаточно близко к оси симметрии, интенсивность PP-волн ниже, чем PS-волн. В случае сейсмических границ, обусловленных литологической разностью пород, наблюдается обратная ситуация. Также величина данного эффекта снижается вместе с понижением "остроты" максимума функции распределения трещин по ориентациям. Для коллектора ЮТЗ данный критерий применим только в случае параллельных трещин.

Для прогноза свойств порово-трещинного объекта необходимо иметь радиально-концентрическую систему наблюдения, по полученным данным оценить AVO-атрибуты в пределах существования объекта по каждому из разрезов.

Выражения ослабленностей через коэффициенты отражения и обмена:

(7)

где .

Рис. 5. Теоретические оценки коэффициентов отражения и обмена Rpp и Rps (сплошные линии) и амплитуд, наблюденных на синтетических сейсмограммах (точки).

Анализ выражений (7) показывает, что устойчивость оценок Δ_T больше, чем Δ_N. Критичным является точность определения параметра ξ, погрешность 10% приводит к изменению Δ_N на 50%. Для повышения надежности значения Δ_N предложено использовать коэффициент отражения продольной волны при нормальном падении (А) на слабоконтрастную границу изотропной и трансверсально-изотропной сред (с плотностями ρ₁ и ρ₂, соответственно):

(8)

Наличие уравнения (8) обеспечивает возможность совместного определения ослабленностей и параметра ξ как решения оптимизационной задачи. При этом данные о плотностях в выражении (8) не оказывают критического влияния на значения Δ_N. Ограничения на допустимые значения величины ξ определяются результатами петрофизических исследований для конкретного региона.

Рис. 6. Глубинные динамические разрезы по профилю 1607101 в продольных (А) и обменных (Б) волнах. (В) - Отношение амплитуд обменных и отраженных волн.

Предложенный критерий локализации на динамических разрезах слабоконтрастных трещиноватых объектов с сильно выраженной ориентацией трещин был опробован на реальных материалах. В результате обработки данных по профилю 1607101 Нижнемодашенского участка (рис. 6 А, Б) были определены два нефтегазоперспективных объекта с отношением амплитуд PS к PP больше единицы (рис. 6 В).