Исследование эффективности контроля разработки залежи высоковязкой нефти по технологии SAGD посредством многоволнового сейсмического мониторинга

Глава 5. Анализ изменения волнового поля в интервале залежи в ходе её разработки методом SAGD.

Глава посвящена моделированию сейсмического мониторинга разработки залежи по технологии SAGD. Исследуется влияние роста паровой камеры на атрибуты полей отражённых продольных и обменных PS волн.

В ходе исследования влияния развития паровой камеры на сейсмические атрибуты, её двумерная модель (рис. 2) рассматривалась как серия простых одномерных моделей. Кинематические атрибуты, представляющие собой временную толщину пласта III по продольным отражённым (Δt_PP) и обменным PS (Δt_PS) волнам, рассчитывались по построенной модели скорости продольных и поперечных волн. Также рассчитывалось отношение скоростей - параметр . Атрибуты сопоставлялись с такими характеристиками как средняя температура пласта, давление, концентрация воды, пара и нефти.

Рис. 2. Модель роста паровой камеры.

Анализ кинематических атрибутов показал, что их изменения обусловленные ростом паровой камеры достаточно велики (до 10 мс) чтобы их можно было обнаружить сейсмическими методами. Подтверждена особая значимости атрибута γ. Именно он позволяет однозначно идентифицировать каждый этап, а на заключительном этапе роста паровой камеры - определить границы всех основных зон разработки: холодная нефть, нагретая нефть и паровая камера.

С целью анализа динамических атрибутов для каждого этапа роста паровой камеры были рассчитаны синтетические сейсмограммы, которые затем преобразовывались во временные разрезы продольных отражённых и обменных PS волн. Расчет проводился на основе упругой лучевой модели с принятыми ранее параметрами приёмной расстановки и формой зондирующего импульса. Для получения разрезов в синтетические сейсмограммы вводились кинематические поправки, проводился мьютинг, а затем выполнялось суммирование.

Таким образом, для каждого из четырёх этапов роста паровой камеры были получены по два временных разреза. По каждому из них были прослежены фазы, отвечающие кровле (отрицательный экстремум) и подошве (положительный экстремум) пласта III. Анализировались амплитуды отражённых A_PP и обменных волн A_PS, а также их отношение Δ = A_PS / A_PP.

Сопоставление динамических атрибутов с температурой и насыщением пласта позволяет сделать вывод о том, что атрибуты дают возможность надёжно обнаруживать нагретые области, где тяжёлая нефть приобрела свойства близкие к свойствам обычной. Увеличение концентрации пара в пласте также отражается на сейсмических амплитудах. Однако связанные с этим изменения в разы слабее эффектов обусловленных падением вязкости нефти.

В работе проведено исследование устойчивости и надёжности определения свойств отложений по атрибутам волнового поля. Во-первых, был проведён анализ влияния шага дискретизации на точность восстановления кинематических атрибутов. Во-вторых, исследовалось влияние на кинематические и динамические атрибуты сферичности фронта реальной волны, а также соотношение характерных размеров паровой камеры с длиной волны (размер первой зоны Френеля).

На первом этапе временные толщины паровой камеры, рассчитанные по модели, сопоставлялись с толщинами определёнными по временным сейсмическим разрезам при шаге дискретизации 1 и 0.25 мс. Сопоставлялись также параметры γ. Анализ невязок показал, что при шаге ≥ 1 мс возникают значительные погрешности определения параметров Δt_PP и Δt_PS и как следствие ещё большие погрешности определения γ, являющегося основным для разделения нагретых и паронасыщенных областей. Это приводит, во-первых, к невозможности определения текущего этапа разработки, и, во-вторых, к недопустимым погрешностям (до 6 м) определения границ прогретых и паронасыщенных областей. При сокращении шага дискретизации с 1 до 0.25 мс эти ошибки практически исчезают.

На втором этапе исследовалось влияние на кинематические и динамические атрибуты сферичности фронта волны и соотношение преобладающей длины волны с характерным размером паровой камеры. С этой целью на основе модели паровой камеры методом конечных разностей (метод <взрывающихся границ>) был произведён расчет разреза вертикальной составляющей поля вектора смещений. При расчёте использовались два импульса Риккера с центральными частотами 80 и 110 Гц. Для получения временных разрезов, пригодных для анализа атрибутов была проведена конечноразностная миграция. По итоговым разрезам были сняты кинематические и динамические атрибуты отражённых волн.

Сопоставление кинематических и динамических атрибутов (Δt_PP и A_PP), полученных по всем трём разрезам (одномерная акустическая модель и упругая конечноразностная модель при частоте сигнала 80 и 110 Гц), выявило три основные закономерности. Во-первых, положение границ зоны разработки определяется с погрешностью, достигающей 13 % по кинематическим и до 64 % по динамическим атрибутам. Во-вторых, на <реальных> атрибутах отсутствует проявление паровой камеры. В-третьих, с ростом частоты сигнала на 30 Гц происходит уменьшение невязок атрибутов: кинематических - на 25 %, а динамических - всего на 9 %.

Результаты пятой главы можно сформулировать следующим образом: анализ кинематических и динамических атрибутов позволяет определить этап развития паровой камеры, а также её основные границы; принципиальное значение имеют атрибуты, полученные по совокупности отраженных PP и обменных PS волн (β и Δ_P-S); для достоверности атрибутного анализа шаг дискретизации не должен превышать 0.25 мс; в реальных условиях на начальном этапе разработки возможно использование только кинематических атрибутов и только для определения границ области нагрева; наиболее эффективное использование атрибутов возможно на поздних этапах разработки.