Автор: Глубоковских Станислав Михайлович
Название работы: Эффективные сейсмоакустические характеристики трещиноватых коллекторов и их прогноз по данным многоволновой сейсморазведки МОВ-ОГТ
|
Присвоенная ученая степень: кандидат физико-математических наук
Специальность: 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Классификационный индекс:
Ведущая организация: Российский государственный геологоразведочный\ университет имени Серго Орджоникидзе (РГГРУ)
Руководитель:
доктор физико-математических наук Рок Владимир Ефимович;
Оппонент:
профессор, представительство PGS (Petroleum Geo Services) в России, глава представительства доктор физико-математических наук Ампилов Юрий Петрович;
ведущий научный сотрудник ИФЗ имени О.Ю. Шмидта РАН кандидат физико-математических наук Баюк Ирина Олеговна;
Место защиты: ауд. 308, геологический факультет МГУ
Дата защиты: 2012-03-21 16:00
Издательство: Москва
Количество страниц: 124
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы.
Введение.
Первая глава.
Вторая глава.
Третья глава.
Заключение. Основные защищаемые положения.
Список работ, опубликованных по теме диссертации.
|
Реферат:
Актуальность.
Физические свойства горных пород, слагающих коллектора нефти и газа, в значительной степени определяются структурой пустотного пространства, заполненного флюидом. Для некоторых
типов коллекторов характерно особенно сложное внутреннее строение: кроме системы пор (первичной пористости), они содержат трещины и каверны (вторичную пористость). Как правило,
именно вторичная пористость определяет фильтрационные характеристики горной породы, поэтому информация о ее структуре необходима для оптимизации разработки коллектора.
Сейсмические исследования являются важнейшим дистанционным источником информации о внутренней структуре продуктивного объекта, распределении ее параметров в пространстве.
Одной из наиболее актуальных проблем, стоящих перед сейсморазведкой, является локализация в разрезе и прогноз характеристик трещинно-поровых коллекторов. Преимущественно они
приурочены к относительно плотным карбонатным породам с высокими значениями скоростей распространения сейсмических волн. На территории РФ такие коллектора типичны для месторождений
Восточной Сибири.
Наиболее распространенные подходы к решению этой задачи те же, что и для обычных гранулярных коллекторов. Они основаны либо на использовании корреляционно-регрессионных зависимостей
между сейсмическими скоростями и импедансами и искомыми свойствами среды (пористостью, насыщенностью, глинистостью и т. д.), либо предполагают для этой же цели проводить совместный
анализ исходных атрибутов сейсмической записи (амплитуды, частоты, фазы и т. п.). Несмотря на большое количество работ, посвященных этому вопросу, на практике нередко оказывается,
что достоверность полученных прогнозов невысока.
Проведение теоретического анализа физических механизмов распространения сейсмических волн в неоднородных геологических средах, характерных для изучаемого региона, может существенно
повысить надежность сейсмического прогноза коллекторских свойств. В результате такого анализа может быть определен набор характеристик изучаемого геологического объекта, доступных
по данным сейсморазведки. На этом основании определяются оптимальная система наблюдений и граф обработки полученных материалов.
Распространение когерентной части сейсмического импульса в порово-трещиноватых горных породах можно описывать так же, как в однородных средах с "эффективными" (осредненными
на масштабах длины волны) значениями сейсмических свойств. Такой вывод следует из соотношений между характерными пространственными и временными масштабами сейсмических сигналов
и элементов структуры изучаемых геологических сред. Большой вклад в развитие методов осреднения физических свойств неоднородных материалов внесли исследования композитов,
выполненные такими учеными как: Т.Д. Шермергор, И. А. Кунин, Л.М.Качанов, Дж.Д. Эшелби (Eshelby), Т. Мура (Mura), А. Норрис (Norris), Дж. Уиллис (Willis). Методы расчета эффективных
сейсмоакустических свойств микронеоднородных (по сравнению с длиной волны) геологических сред были развиты в работах В.М. Левина, С.К. Канауна, Л.А. Молоткова, М. Качанова,
И.Я. Френкеля, М. Био (Biot), Дж.Дж. Берримана (Berryman), М. Шенберга (Schoenberg), Л.Дж. Пирак-Нолт (Pyrak-Nolte), Дж.А. Хадсона (Hudson) и многих других.
Ввиду сложности строения реальных горных пород в основу всех методов осреднения закладываются определенные упрощающие гипотезы: идеализация формы трещин и пор, физический
механизм их деформирования и пр. Эти базовые допущения должны соответствовать параметрам рассматриваемой среды и сейсмического поля в ней. Другой критерий применимости выбранного
метода согласие между теоретически вычисленными оценками эффективных сейсмоакустических параметров и данными экспериментов. Важный практический момент удобство использования
конкретного теоретического подхода для решения задач нефтегазовой сейсморазведки.
С помощью метода осреднения, отвечающего указанным выше критериям, и априорной геолого-геофизической информации можем сформировать сейсмоакустическую модель трещиновато-порового
коллектора, адекватную реальной геологической среде. На ее основе разработать процедуры обработки и интерпретации сейсмических наблюдений, оптимальных для исследуемого целевого
объекта. Такой последовательный подход дает возможность получать обоснованный сейсмический прогноз коллекторских свойств трещиновато-поровых резервуаров нефти и газа.
Цель диссертационной работы
Целью настоящей работы являлась разработка методов теоретического описания и определения по данным наземной сейсморазведки эффективных сейсмоакустических характеристик трещиноватых
нефтегазовых коллекторов. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Сравнительный анализ существующих методов вычисления эффективных сейсмоакустических параметров трещиноватых горных пород. Исследование влияния параметров микроструктуры
порово-трещиновато-кавернозной горной породы на ее эффективные сейсмоакустические характеристики.
2. Сравнение результатов лабораторных экспериментов по распространению ультразвуковых импульсов в физических моделях порово-трещиноватых горных пород с теоретическими оценками.
3. Формирование набора эффективных сейсмоакустических моделей порово-трещиновато-кавернозного коллектора в венд-рифейских карбонатных отложениях Юрубчено-Тохомской Зоны (ЮТЗ)
для компьютерного 3D моделирования полного сейсмического поля в среде. Обоснование доступных для прогноза по данным сейсморазведки макроскопических характеристик коллектора.
Научная новизна
1. Предложен способ вычисления параметров, характеризующих анизотропию горной породы, содержащей параллельные вертикальные трещины, в рамках модели поверхности с линейным
проскальзыванием, на основании метода дифференциальной эффективной среды.
2. На основе анализа результатов физического моделирования установлена применимость модели поверхности с линейным проскальзыванием к описанию сред с шероховатыми трещинами,
и показана возможность прогноза в рамках этого подхода эффективной апертуры трещин.
3. Для повышения вычислительной устойчивости определения параметров, характеризующих эффективную сейсмическую анизотропию горной породы, содержащей параллельные вертикальные
трещины, и коэффициента Пуассона матрицы породы, предложено дополнительно использовать данные по коэффициентам отражения продольной волны при нормальном падении.
Практическая значимость
1. Предложенный подход к осреднению сейсмоакустических параметров горных пород со сложным внутренним строением позволяет оценить влияние на эффективные сейсмические параметры
мелкомасштабных неоднородностей всех типов: пор, трещин, каверн.
2. Синтезирован набор эффективных моделей порово-трещиноватого коллектора, соответствующего условиям Юрубчено-Тохомской Зоны на основе априорных представлений о его внутренней
структуре, использованный в 3D полноволновом сейсмическом моделировании.
3. Предложен критерий локализации нефтегазоперспективных объектов в условиях, соответствующих Юрубчено-Тохомской зоне, на основании анализа синтетических сейсмограмм, полученных
в результате компьютерного 3D моделирования распространения сейсмических волн в сформированной цифровой модели.
4. На основании предложенного критерия выделены на реальных материалах два перспективных объекта в пределах Нижнемодашенского участка, рекомендовано их дальнейшее изучение.
Aпробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
1. Научная конференция молодых ученых и специалистов "Молодые в геологии нефти и газа", ФГУП "ВНИГНИ", февраль 2009 г.
2. XV Научная конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов. Дубна, март 2009г.
3. XVI Научная конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов. Дубна, март 2010г.
4. New Discoveries through Integration of Geosciences, the 4-th International Conference & Exhibition EAGE/EAGO/SEG Saint Petersburg, 2010.
5. Международная научно-практическая конференция "Геомодель", Геленджик. 2010.
6. Всероссийское рабочее совещание: "Геологическая интерпретация данных сейсморазведки при региональных и поисковых работах на нефть и газ". ФГУП "ВНИГНИ", март 2011.
7. Всероссийское рабочее совещание "Приоритетные направления геологоразведочных работ на нефть и газ в свете новых задач по воспроизводству сырьевой базы углеводородов", ФГУП
"ВНИГНИ", октябрь 2011.
Публикации и личный вклад автора в решение проблемы
Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях выполненных автором лично, либо при его активном участии во ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем,
г. Москва.
По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Объем работы составляют 124 страницы, 34 рисунка и 120 наименований литературы.
Благодарности
Автор признателен Року В.Е., без чуткого и требовательного руководства которого эта работа не могла бы быть выполнена; коллегам из ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем, ИПМ РАН им. Келдыша
за ценные дискуссии и поддержку, особенно, Каплану С.А., Манучарянц Э.О., Левченко В.Д. и Иванову А.В; сотрудникам кафедры сейсмометрии и геоакустики геологического факультета
МГУ, особенно, Гайнанову В.Г., Владову М.Л. и Калинину В.В. за ценные замечания по структуре и содержанию работы.
|
Библиография:
1. Каплан С.А., Левченко В.Д., Рок В.Е., Глубоковских С.М., Титова Ю.А. "Оценка информативности данных сейсморазведки МВС на основе 3D моделирования полного волнового поля", Геоинформатика, 1, 49-55, 2011. 2. Глубоковских С.М., Рок В.Е., Каплан С.А. "Формирование эффективной сейсмической модели продуктивных порово-трещиноватых пород Восточной Сибири", Геоинформатика, 1, 43-48, 2011. 3. Глубоковских С.М., Каплан С.А., Рок В.Е., Титова Ю.А. Теоретическое и экспериментальное исследования влияния ориентированной вертикальной трещиноватости на эффективные сейсмоакустические свойства горных пород. Технологии сейсморазведки, 2011, 4, с. 60-67. 4. Глубоковских С.М. Использование эффективных упругих моделей трещиноватых геологических сред для решения задач математического моделирования сейсмических волновых полей. Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Молодые в геологии нефти и газа", ФГУП "ВНИГНИ", Москва 2009. 5. Глубоковских С.М. Вычисление эффективных сейсмоакустических свойств трещиноватых горных пород для математического моделирования поля упругих волн, Материалы 16-й научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов, Дубна, 2010. 6. Rok V.E., Karaev N.A., Glubokovskikh S.M., Manutcharyants E.O. Comparison of Physical Modeling of Elastic Wave Propagation in Porous Fractured Medium with Theoretical Models, the 4-th International Conference & Exhibition EAGE/EAGO/SEG Saint Petersburg 2010, B45. 7. С.М. Глубоковских, В.Е. Рок, Н.А. Караев, Сравнение результатов физического моделирования распространения сейсмических волн в Порово-Трещиноватых геологических средах с эффективными сейсмоакустическими моделями, "Геомодель-2010" 12-ая международная научно-практическая конференция. Россия, г. Геленджик, 13-17 сентября 2010 г.
|
|
