Билет 7. 1. Метод отраженных волн.(МОГТ 2D, 3D)

1. Метод отраженных волн.(МОГТ 2D, 3D)

МОВ – основной геофизический метод. Используется для определения глубины и характера залегания границ раздела геолологических напластований, выявление структурных и неструктурных ловушек полезных ископаемых, а при благоприятных условиях – и для получения данных о литологии, составе пород, характере флюидов. Упругие волны возбуждают с помощью взрывов в неглубоких скважинах или невзрывными источниками (ударами, вибрациями) на поверхности. Изучают кинематические (времена прихода, скорости и др.) и динамические (амплитуды, частоты и др.) характеристики отражённых волн. Отражённые волны всегда регистрируют на фоне помех глубинного и поверхностного происхождения. Поэтому для выделения отражений применяют специальные способы возбуждения волн, записи и обработки данных. Полевые наблюдения проводят по специальным системам. Основными являются системы многократных перекрытий, обеспечивающие получение избыточной информации. Используют преимущественно фланговые системы 24-кратные перекрытия с расстояниями между каналами 50 м, между источниками 100 м. На участках со сложным строением выполняют наблюдения по системе 48-кратного перекрытия. На участках со сложным залеганием отражающих границ применяют простанственные системы наблюдений. Обработка данных автоматизирована, выполняется на ЭВМ. Она состоит в большом количестве преобразований записи для обеспечения высокого отношения сигнал/помеха. С целью воссоздания пространственного положения отражающих границ выполняют преобразования волнового поля, позволяющие перейти от координат точек прихода волн к земной поверхности к координатам глубинных источников (миграция). Окончательные результаты обработки представляют в виде сейсмических изображений – временных и глубинных разрезов. Важной особенностью МОВ по сравнению МПВ является запись отражённых волн на небольших удалениях от источника, благодаря чему лучевые пучки отражённых волн оказываются узкими. Это обеспечивает хорошее сохранение формы записи колебаний на участках колебаний. В совокупности с возможностью выделения отдельных импульсов отражений это обеспечивает большую детальность и точность изучения геологического разреза.

Суть трёхмерной (пространственной или объёмной) сейсмики 3D составляют такие системы наблюдений, которые обеспечивают регистрацию сигналов от точек отражений сейсмических волн, равномерно распределённых на глубине по всей площади границ исследуемого объекта. Этот эффект достигается системами наблюдений: широкий профиль, кольцевое профилирование, слалом профилирование, полная 3D и т. д. Вместо традиционного картирования двумерного геологического пространства в координатах х, у достигается возможность изучения трёхмерных геологических тел в координатах х, у, z.

2. Физическая модель залежи углеводородов Донована-Березкина.

Согласно этой модели, в области место­рождения можно выделить семь различных факторов, влияющих на геофизические поля над месторождением — это влияния: 1) за­лежи нефти и газа, 2) запечатывающего слоя, 3) ореола вторже­ния углеводородов (зоны АВПД), 4) разуплотнения пород в сво­дах структур, 5) субвертикальных зон неоднородностей (разнонапряженных состояний) пород, 6) опорных границ и 7) фунда­мента.

Рис. 120. Схема распределения физических свойств пород в пределах нефтега­зоносных структур платформенного типа (по В. М. Березкину):

I — залежь нефти и газа; II — запечатывающий слой; III — ореол вторжения; IV — зона разуплотнения пород в своде структуры;V — субвертикальные зоны неодно­родностей (разнонапряженных состояний); VI — опорные границы между породами с различными физическими свойствами; VII — фундамент; 1 — граница между зо­нами окисления и восстановления; 2 — состояние физических свойств пород (отно­сительно пород законтурной части залежи; σ — плотность; v — скорость; р — удель­ное электрическое сопротивление; α — коэффициент поглощения; χ — магнитная восприимчивость пород.

1. Залежь нефти и газа. Физические свойства пород коллекто­ра меняются под влиянием вторичных процессов уплотнения, це­ментации, минералообразования в поровом пространстве и в трещи­нах. Нефть же, обладая консервирующими свойствами, затормажи­вает, а иногда и полностью прекращает процессы аутогенного минералообразования, которые могли бы происходить при наличии воды в порах. Из-за этого скелет породы в водоносной части станет более жестким, чем в области залежи, что приводит к различию физических свойств. В то же время консервирующие свойства нефти сохраняют коллекторские свойства пород без каких-то особых из­менений.

Магнитные аномалии от залежей невелики, и они вызваны раз­личием магнитной восприимчивости углеводородов и законтурных вод, а также пород коллектора в области залежи и вне ее.

2. Запечатывающий слой. Запечатывающий слой образуется в области контактов углеводородов с водой. В этой области происхо­дят процессы растворения минералов, образование кальцита, кварца, пирита и других минералов. Под действием этих процессов уменьшается пористость и увеличивается плотность пород. Все это приводит к образованию слоя закрывающего или запечатывающего залежь. Мощность такого слоя от нескольких метров до сотен метров. Плотность слоя по сравнению с плотностью пород области залежи увеличивается на 0,20 — 0,40 г /см³, а иногда доходит и до 0,60 г/см³.

Магнитные свойства пород запечатывающего слоя мало отлича­ются от магнитных свойств пород в области залежи.

3. Ореол вторжения углеводородов. Под действием различ­ных процессов при затрудненной миграции флюидов в пластах образуется зона аномально высокого пластового давления (АВПД) — на 10—20% выше нормального гидростатического давления. Под влиянием АВПД в нижней части глинистой толщи-покрышки появ­ляется ореол вторжения углеводородов.

В ореоле вторжения углеводородов увеличивается пористость, уменьшается плотность, повышается нефтегазонасыщенность.

4. Разуплотнение пород в сводах структур. В пределах от­дельных структур наблюдается увеличение песчанистости терригенных пород по направлению от крыльев структуры к ее своду, т.е. эти породы становятся грубее. В случае карбонатных отложе­ний известняки больше всего залегают на сводах структур, а доло­миты — на крыльях.

Такие литолого-фациальные изменения пород могут привести к изменению физических свойств пород в горизонтальном направле­нии, в частности в большинстве случаев плотность пород уменьша­ется от крыльев структуры к ее своду.

Магнитные свойства пород в зонах, расположенных выше за­лежей, зависят в основном от окислительно-восстановительных процессов, происходящих в них. Здесь выделяются две зоны. Верхняя зона является зоной окисления, нижняя — зоной восстановле­ния. Верхняя зона обогащена кислородом, азотом, углекислотой, нижняя — углеводородами, азотом и сероводородом. Процессы в зоне окисления приводят к увеличению магнитной восприимчиво­сти пород, а в зоне восстановления — к ее уменьшению по срав­нению с породами вне области над залежью. Кроме того, при действии углеводородов, мигрирующих из залежи, над ней накап­ливается вторичный магнетит. Все это может привести к появле­нию над залежью магнитных аномалий незначительной интенсив­ности и различных знаков. При этом наличие вторичного магне­тита приводит к образованию над залежью характерных пилооб­разных аномалий.

5. Субвертикальные кольцеобразные зоны неоднородностей пород. Эти зоны располагаются по периметру залежей углеводоро­дов в крыльевых частях структур, испытывающих наибольшее ста­тическое напряжение с деформациями растяжения и сжатия. Они характеризуются аномально высокими и низкими напряжениями горных пород, которые приводят к увеличению и уменьшению пористости и плотности пород. Например, при растяжении породы дробятся, повышается их трещиноватость и пористость, что приво­дит к уменьшению их плотности.

Особенностью этих зон является то, что они протягиваются по всему разрезу и отличаются повышенной проницаемостью из-за наличия трещин. По ним происходит перенос вод с различными элементами, повышенный перенос углеводородов при наличии залежей. Под действием процессов, происходящих в них, могут нару­шаться первоначальные магнитные свойства пород.

Эти зоны проявляются в гравитационных и магнитных полях изрезанностью кривых, небольшими положительными и отрицатель­ными аномалиями.

6. Опорные границы. К ним относятся выдержанные в гори­зонтальном направлении границы осадочной толщи, разделяющие породы с разными физическими свойствами. Их может быть в разрезе много (до 10—15), но основных из них несколько. Перепад плотностей на них может доходить до 0,3 — 0,5 г/см³. Эти границы являются гравиактивными и аномалии от нефтегазовых залежей наблюдаются на их фоне.

7. Фундамент. Основными факторами, определяющими величи­ну и особенности измеряемых на дневной поверхности элементов гравитационных и магнитных полей, являются влияния поверхно­стей фундамента и неоднородностей его внутреннего строения. Ос­ложняют наблюдаемые поля различные зоны нарушений и разло­мов в фундаменте, прослеживаемые в осадочной толще. Поэтому при изучении залежей особое внимание нужно уделить влиянию рельефа фундамента и особенностям его строения.

3 Динамическая интерпретация.

Интерпретация – это переход от времени распространения сейсмических волн, их формы, интенсивности, протяжённости к глубинам и формам геолог. границ, свойствам отдельных пластов, наличию и типу в них флюидов, положению тектонических нарушений и др. Задача интерпретации – создание набора моделей среды, окружающих особенности геол. строения и геол. истории, которые совокупно определяют нефтегазоперспективность.